過程控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種過程控制設(shè)備。該過程控制設(shè)備包括：桿；可操作地耦接到該桿的致動器，其被配置為向該桿施加力以執(zhí)行動作；以及可通信地耦接到該致動器的控制器，其被配置為分析摩擦力對該過程控制設(shè)備的影響。
【專利說明】過程控制設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開概括而言涉及過程控制設(shè)備，并且更具體而言涉及用于分析摩擦力對過程控制設(shè)備的影響的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]過程控制系統(tǒng)通常使用各種過程控制設(shè)備(例如旋轉(zhuǎn)閥、線性閥等等)來控制過程。通常由致動器通過桿或軸來操作過程控制設(shè)備。在操作期間，過程控制設(shè)備和致動器的摩擦力抵抗桿或軸的運動。隨著時間推移，過程控制設(shè)備和致動器的摩擦力可能增大或減小。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對以上問題，本實用新型提供了一種用于分析過程控制設(shè)備和致動器的摩擦力對過程控制設(shè)備的影響的裝置，使得能夠應(yīng)對摩擦力隨時間推移的增大或減小。
[0004]本實用新型提供了一種過程控制設(shè)備，包括:桿；可操作地耦接到該桿的致動器，其被配置為向該桿施加力以執(zhí)行動作；以及可通信地耦接到該致動器的控制器，其被配置為分析摩擦力對該過程控制設(shè)備的影響。
[0005]在一種實現(xiàn)中，該致動器是線性致動器。
[0006]在一種實現(xiàn)中，該過程控制設(shè)備還包括耦接到該桿的流量控制元件，其中該致動器被配置為向該桿施加該力以移動該流量控制元件。
[0007]在一種實現(xiàn)中，該控制器被配置為確定與該致動器和由該致動器操作的該過程控制設(shè)備的摩擦力相對應(yīng)的值；并且基于與該摩擦力相對應(yīng)的該值和預(yù)先確定的值，確定指示該摩擦力對于通過該致動器對該過程控制設(shè)備的操作的影響的值。
[0008]在一種實現(xiàn)中，該控制器被配置為確定由該致動器在第一位置施加到該桿的第一力和由該致動器在第二位置施加到該桿的第二力。
[0009]在一種實現(xiàn)中，該控制器被配置為確定指示該摩擦力對該過程控制設(shè)備的操作的影響的值，該摩擦力的影響包括該過程控制設(shè)備的該桿響應(yīng)于由該致動器向該桿施加的力的移動特征惡化。
[0010]利用本實用新型的方案，能夠應(yīng)對過程控制設(shè)備和致動器的摩擦力隨時間推移的增大或減小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1示出了一個示例性過程控制系統(tǒng)，其中可以在該過程控制系統(tǒng)中實現(xiàn)本文公開的教導(dǎo)。
[0012]圖2描述了用于實現(xiàn)本文公開的示例性方法的一個示例性過程控制設(shè)備。
[0013]圖3是表示本文公開的一個示例性方法的流程圖。
[0014]圖4是表示本文公開的另一個示例性方法的流程圖。【具體實施方式】
[0015]雖然結(jié)合線性閥和線性致動器來描述下文的示例性裝置和方法，但是該示例性裝置和方法還可以與由線性或旋轉(zhuǎn)致動器操作的任意其他過程控制設(shè)備(如節(jié)流閥、隔離閥、旋轉(zhuǎn)閥和/或任意其他過程控制設(shè)備)一起使用。
[0016]通常由各種過程控制設(shè)備(例如線性閥、旋轉(zhuǎn)閥、節(jié)流閥、隔離閥等等)控制工業(yè)過程(例如石油和天然氣分配系統(tǒng)、化工處理工廠等等)。過程控制設(shè)備通常由致動器通過桿或軸來操作。致動器向桿或軸提供力或扭矩，以移動過程控制設(shè)備的流量控制元件(例如塞子、盤子、珠子等等)。在操作期間，流體流動經(jīng)過過程控制設(shè)備并且對流量控制元件并且從而對桿或軸施加各種力。并且，在操作期間，過程控制設(shè)備和致動器的摩擦力對抗桿或軸的移動。如果該摩擦力增加，則在各個操作循環(huán)之間，該桿或軸響應(yīng)于該致動器的給定的力或扭矩量的移動量可能改變，該移動可能遲緩，或者該桿或軸可能不響應(yīng)于由致動器提供的力或扭矩而移動。如果該摩擦力減小，則該桿或軸響應(yīng)于該致動器的給定數(shù)量的力或扭矩的移動量可能增加。
[0017]本文公開的實例可用于分析或估計摩擦力對于由致動器操作的過程控制設(shè)備的操作的影響。在一些實例中，將摩擦力對于過程控制設(shè)備的操作的影響展示為致動器的桿或軸的移動特征的惡化，其可以指示過程控制設(shè)備或致動器的損壞或故障(例如密封件磨損、向致動器供應(yīng)的氣壓不足、過程控制設(shè)備的流動路徑的阻塞等等)。
[0018]本文公開的一個示例性方法包括確定與致動器和由該致動器操作的過程控制設(shè)備的摩擦力相對應(yīng)的值。在一些實例中，與摩擦力相對應(yīng)的值是該桿或軸從第一位置到第二位置的移動期間，在該第一位置處由該致動器向該桿或軸施加的力或扭矩與在該第二位置處由該致動器向該桿或軸施加的力或扭矩之間的差(即與和該桿從第一位置到第二位置的移動相反的動態(tài)摩擦力相對應(yīng)的差力)。該示例性方法還包括基于與該摩擦力相對應(yīng)的該值和預(yù)先確定的值，確定指示該摩擦力對于通過該致動器對該過程控制設(shè)備的操作的影響的值。
[0019]摩擦力對于過程控制設(shè)備的操作的影響可以對應(yīng)于過程控制設(shè)備的桿或軸的移動特征，如桿或軸響應(yīng)于致動器向該桿或軸施加的力或扭矩的移動的敏感度、精確度和/或響應(yīng)度。在一些實例中，預(yù)先確定的值是該致動器的最大力或扭矩與該致動器執(zhí)行一個動作的力或扭矩之間的差。為了確定指示摩擦力的影響的值，可以例如使用比率將與摩擦力相對應(yīng)的值與該預(yù)先確定的值進行比較。當(dāng)該比率指示摩擦力的影響已經(jīng)達到預(yù)先確定的級別時可以發(fā)送警告消息。
[0020]圖1示出了可用于實現(xiàn)本文所述的示例性裝置和方法的一個示例性過程控制系統(tǒng)100。示例性過程控制系統(tǒng)100包括任意數(shù)量的過程控制設(shè)備102，如輸入設(shè)備和/或輸出設(shè)備。在一些實例中，輸入設(shè)備包括閥、泵、風(fēng)扇、加熱器、冷卻器、混合器和/或其他設(shè)備，并且輸出設(shè)備包括溫度計、壓力計、濃度計、液位計、流量計、蒸汽傳感器、閥控制器和/或其他設(shè)備。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備經(jīng)由數(shù)據(jù)總線(例如Foundation Fieldbus?和HART?)或局域網(wǎng)(LAN) 106可通信地耦接到控制器104 (例如DeltaV?控制器)。輸入設(shè)備和輸出設(shè)備可以被無線可通信地耦接到控制器104?？刂破?04向輸入設(shè)備發(fā)射指令以控制該過程，并且接收和/或收集由輸出設(shè)備發(fā)射的信息(例如測量到的過程信息、環(huán)境信息和/或輸入設(shè)備信息等等)?？刂破?04生成通知、警告消息和/或其他信息?？刂破?04還被可通信地耦接到工作站108，工作站108包括接口 110，接口 110顯示過程控制信息(例如測量到的過程控制信息、警告消息等等)。雖然在圖1中顯示了單個控制器104，但是在示例性系統(tǒng)100中可以包括一個或多個附加控制器，而不會脫離本文公開的教導(dǎo)。
[0021]圖2描述了可用于實現(xiàn)本文公開的實例的示例性過程控制設(shè)備200。圖2中所示的示例性過程控制設(shè)備200是線性閥(例如Fisher?ED閥)。然而，其他過程控制設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)閥(例如Fisher? Vee-Bal 1?V150 閥、Fisher? Vee-Bal 1?V300 閥等等)、節(jié)流閥、隔離閥和/或其他過程控制設(shè)備可用于實現(xiàn)本文公開的實例。示例性過程控制設(shè)備200包括耦接到桿202的流量控制元件(未顯示)(例如塞子、盤子、珠子等等)。線性致動器204 (例如Fisher? 667致動器)被可操作地耦接到桿202以在操作期間移動桿202?？捎糜趯崿F(xiàn)本文公開的實例的一些示例性過程控制設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)閥或可操作地耦接到旋轉(zhuǎn)致動器的其他設(shè)備。在所示的實例中，致動器204是氣動致動器。然而,其他致動器,如電動或水力致動器，也可用于實現(xiàn)本文公開的實例?？梢曰谥聞悠?04和過程控制系統(tǒng)100的特征，例如可用的空氣供應(yīng)壓力、致動器204的有效面積、杠桿臂長度和/或其他特征，來確定致動器204的最大估計力或扭矩。示例性過程控制設(shè)備200還包括密封件(未顯示)。
[0022]在所示實例中，過程控制設(shè)備200包括數(shù)字閥控制器206(“dvc”)(例如Fisher?FIELDVUE?DVC6200數(shù)字閥控制器)，以收集信息，如桿202的位置、桿行進的方向、操作循環(huán)的計數(shù)、致動器壓力、由致動器204提供的力或扭矩和/或其他信息。DVC206可通信地耦接到致動器204。在操作期間，DVC206向控制器104發(fā)送信息并且從控制器104接收信息?；谠撔畔?，DVC206 (例如經(jīng)由氣動信號)向致動器204發(fā)射命令。
[0023]響應(yīng)于來自DVC206的命令，致動器204向桿202施加力，以執(zhí)行動作(例如移動流量控制元件、密封地接合或斷開流量控制元件和座等等)。過程控制設(shè)備200和致動器204的摩擦力對抗桿202的移動。影響摩擦力的數(shù)量的因素包括例如閥設(shè)計、致動器有效面積、閥端口尺寸、加工不平衡區(qū)域、桿尺寸、閥的斷開分類、閥座類型和/或其他因素。過程條件(例如閥入口壓力、閥出口壓力、流體流動的方向等等)也可能對抗或促進桿202的移動。
[0024]因此，當(dāng)過程控制設(shè)備200在線(即正在被用于控制過程)時，向桿202施加以執(zhí)行該動作的力是克服過程控制設(shè)備200和致動器204的摩擦力、由過程條件在桿202上產(chǎn)生的力以及執(zhí)行該動作的任意附加力(例如壓縮致動器彈簧的力、實現(xiàn)希望的斷開分類的力等等)所需要的合力或凈力。可以基于估計的過程條件(例如估計的閥入口壓力、估計的閥出口壓力等等)和該動作的特征，如希望的斷開分類、桿行進距離等等，來確定致動器204執(zhí)行該動作所需要的估計力。
[0025]摩擦力影響通過致動器204對過程控制設(shè)備200的操作。更具體地，隨著時間推移，過程控制設(shè)備200和/或致動器204的摩擦力可能例如由于磨損、流動路徑阻塞、過程介質(zhì)積聚等等而增加或減小。結(jié)果，桿202響應(yīng)于與致動器204向桿202施加的力的移動特征可能改變或惡化，從而影響致動器204并且從而影響過程控制設(shè)備200對于通過桿202操作過程控制設(shè)備200的命令的響應(yīng)。此外，合適的控制器調(diào)諧速度的范圍可能減小。
[0026]在一些實例中，受過程控制設(shè)備200和致動器204的摩擦力影響的一個移動特征是桿202的移動的敏感度。在該實例中，如果摩擦力增加，則在后續(xù)操作循環(huán)期間，將桿202移動第一距離的力可能增加。例如，在第一摩擦力數(shù)量上，僅當(dāng)致動器204提供至少第一力數(shù)量時桿202才可以移動第一距離。在多個操作循環(huán)(例如10000個)之后，過程控制設(shè)備200和致動器204的摩擦力可能增加到第二摩擦力數(shù)量，并且僅當(dāng)致動器204向桿202提供至少第二力數(shù)量(其大于該第一力數(shù)量)時桿202才可以移動該第一距離。在一些實例中，隨著摩擦力增加，對于后續(xù)操作循環(huán)，桿202響應(yīng)于由致動器204提供的給定力的最小行程增量增加。例如在第一摩擦力數(shù)量上，桿202的移動增量的大小可能例如僅是總可能行程或跨度的0.25%所對應(yīng)的距離。然而，在第二摩擦力數(shù)量上，桿202的移動增量的大小可能僅是總可能行程的2%所對應(yīng)的距離。
[0027]在一些實例中，受過程控制設(shè)備200和致動器204的摩擦力影響的一個移動特征是桿202的移動的精確度。在這種實例中，桿202響應(yīng)于由致動器204提供的力所行進的移動量可能隨著摩擦力增加而改變或者變得更加可變。例如，在第一摩擦力數(shù)量上，桿202可以響應(yīng)于由致動器204向桿202施加的第一力數(shù)量而移動大約0.50英寸的距離。然而，如果摩擦力增加到大于第一摩擦力數(shù)量的第二摩擦力數(shù)量，則對于后續(xù)操作循環(huán)，桿202響應(yīng)于第一力數(shù)量的移動量可能例如在大約0.35英寸到0.50英寸之間改變。
[0028]在一些實例中，受過程控制設(shè)備200和致動器204的摩擦力影響的一個移動特征是桿202的移動的響應(yīng)度。在這種實例中，隨著摩擦力增加，在后續(xù)操作循環(huán)期間響應(yīng)于由致動器204向桿202提供的力而開始移動桿202的時間增加。例如，在第一摩擦力數(shù)量上，桿202可以在向桿202施加第一力數(shù)量之后的第一時間量之后開始移動。在第二摩擦力數(shù)量上,桿202可能在向桿202施加第一力數(shù)量之后的大于第一時間量的第二時間量之后開始移動。在一些實例中，當(dāng)摩擦力從第一摩擦力數(shù)量增加到第二摩擦力數(shù)量時，當(dāng)例如向桿202施加第一力數(shù)量時，將桿202移動一個距離(例如I英寸)的時間增加(即桿202移動更緩慢)。
[0029]圖3-4是表示本文公開的示例性方法的流程圖。可以由處理器、控制器104和/或任何其他合適的處理設(shè)備執(zhí)行圖3-4的示例性方法中的一些或全部。在一些實例中，將圖3—4的示例性方法中的一些或全部實現(xiàn)為編碼指令，存儲在與處理器關(guān)聯(lián)的有形的機器可訪問或可讀介質(zhì)(如閃存、ROM和/或隨機訪問存儲器RAM)中?？商鎿Q地，可以使用專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPLD)、分立邏輯、硬件、固件等等的任意組合來實現(xiàn)圖3-4的示例性方法中的一些或全部。圖3-4中所示的一個或多個操作還可以手動地實現(xiàn)或者被實現(xiàn)為任意前述技術(shù)的組合，例如固件、軟件、分立邏輯和/或硬件的任意組合。此外，雖然參考圖3-4中所示的流程圖描述了示例性方法，但是可以采用實現(xiàn)示例性方法的許多其他方法。例如，可以改變方框的執(zhí)行次序并且/或者可以改變、去除、再分割或組合所述方框中的一些。另外，可以由例如獨立的處理線程、處理器、設(shè)備、分立邏輯、電路等等順序地執(zhí)行和/或并行地執(zhí)行圖3-4的示例性方法中的任意一個或全部。
[0030]雖然結(jié)合線性閥和線性致動器204描述了圖3-4的以下示例性方法，但是可以使用由線性致動器或旋轉(zhuǎn)致動器(如節(jié)流閥、隔離閥、旋轉(zhuǎn)閥和/或任意其他過程控制設(shè)備)操作的任意其他過程控制設(shè)備實現(xiàn)其他示例性方法。
[0031]參考圖1和圖2，圖3的示例性方法或過程300通過確定與致動器204和由致動器204操作的過程控制設(shè)備200的摩擦力相對應(yīng)的值來開始(方框302)。在一些實例中，確定與摩擦力相對應(yīng)的值包括確定在桿202從第一位置移動到第二位置期間，在該第一位置處由致動器204向桿202施加的力與在該第二位置處由致動器204向桿202施加的力之間的差。當(dāng)過程控制設(shè)備200在線或離線時，可以由DVC206確定由致動器204提供的第一力和第二力。
[0032]在方框304，基于與該摩擦力相對應(yīng)的值和預(yù)先確定的值，確定指示該摩擦力對于通過致動器204對過程控制設(shè)備200的操作的影響的值。在一些實例中，摩擦力對于過程控制設(shè)備200的操作的影響是桿202響應(yīng)于由致動器204向桿202施加的力的移動特征的改變或惡化。例如，為了操作過程控制設(shè)備200，DVC206 (例如經(jīng)由氣動信號)向致動器204發(fā)送命令，致動器204基于該命令向桿202提供力。移動特征可以是桿202響應(yīng)于由致動器204提供的力的移動的敏感度、精確度或響應(yīng)度。如果在操作期間摩擦力增加或者減小，則摩擦力對該操作的影響可以是桿202響應(yīng)于由致動器204提供的力的移動的敏感度、精確度和/或響應(yīng)度增加或減小。
[0033]在所示實例中，該預(yù)先確定的值是估計力。在使用旋轉(zhuǎn)致動器實現(xiàn)的一些實例中，該預(yù)先確定的值是估計扭矩。該估計力或扭矩可以是致動器204的最大估計力或扭矩與致動器204執(zhí)行一個動作(例如移動流量控制元件、密封地接合或斷開流量控制元件和密封件等等)的估計力或扭矩之間的差?；谥聞悠?04、桿202和/或過程控制系統(tǒng)100的特征，例如可用的供應(yīng)壓力、致動器有效面積、杠桿臂長度、桿202的最大切變強度和/或其他特征，來確定致動器204的最大估計力或扭矩?？梢曰诠烙嫷倪^程條件(例如估計的閥入口壓力、估計的閥出口壓力)和/或該動作的特征，例如希望的斷開分類、桿行進距離等等，來確定致動器204執(zhí)行該動作的估計力或扭矩。
[0034]可以通過例如使用比率將與摩擦力相對應(yīng)的值與該估計力進行比較，來確定指示摩擦力對于過程控制設(shè)備200的操作的影響的值。該估計力對于與摩擦力相對應(yīng)的值的比率可以例如等于15，這可以指示桿202響應(yīng)于通過致動器204向桿202施加的第一力數(shù)量而移動了與總可能桿行程的0.25%相對應(yīng)的距離。然而，如果該比率接下來等于5，則該比率可以指示移動特征已經(jīng)惡化。例如，該比率等于5可以指示桿202響應(yīng)于比該第一力數(shù)量更大的第二力數(shù)量移動了與總可能桿行程的0.25%相對應(yīng)的距離。
[0035]在方框306，確定指示摩擦力的影響的值是否指示摩擦力的影響已達到預(yù)先確定的級別。例如，可以由該比率小于或等于15來指示該預(yù)先確定的級別。如果該值指示摩擦力的影響已經(jīng)達到該預(yù)先確定的級別，則發(fā)送警告消息(方框308)。例如，如果該比率等于或小于15，則DVC206和/或控制器104生成并且向工作站108發(fā)送該警告消息。
[0036]如果該值指示摩擦力的影響沒有達到預(yù)先確定的級別，則確定指示該摩擦的影響的值的改變速率(方框310)。在一些實例中，基于在方框304處確定的指示摩擦力的影響的值以及一個或多個指示該摩擦力的影響的值，來確定指示該摩擦的影響的值的改變速率。例如，在操作期間，過程控制設(shè)備200可以經(jīng)歷多個操作循環(huán)，在這些操作循環(huán)中致動器204通過桿202操作過程控制設(shè)備200 (例如輸出力以移動桿202)。DVC206和/或控制器104可以確定和/或在表格或數(shù)據(jù)庫中記錄對于每個操作循環(huán)，力輸出的頻率和指示與該力輸出相對應(yīng)的摩擦力的影響的值。如果在方框306處，該值指示在方框304處確定的摩擦力的影響未達到預(yù)先確定的級別，則在方框310，可以使用該頻率、在方框304處確定的值和來自該表格或數(shù)據(jù)庫的值，來確定指示該摩擦力的影響的值的改變速率。例如，對應(yīng)于大約5個小時的時間段上的力輸出，來自該表格或數(shù)據(jù)庫的值可能是18.5、18.4、18.3并且在方框304處確定的值可能是18.0。結(jié)果，DVC206或控制器104確定該力輸出的頻率是每小時I個并且從而該值的改變速率是每小時大約0.1。
[0037]基于該改變速率和指示摩擦力的影響的值，確定直到該值指示摩擦力的影響已經(jīng)達到預(yù)先確定的級別為止的時間余量(方框312)。例如如果該值是18，該值的改變速率是每小時0.1并且由該值等于15指示該預(yù)先確定的級別，則直到該值指示摩擦力的影響已經(jīng)達到預(yù)先確定的級別為止的時間余量是30小時。
[0038]在方框314，確定該時間是小于還是等于預(yù)先確定的時間。如果該時間大于預(yù)先確定的時間，則示例性方法300返回方框302。如果該時間等于或小于該預(yù)先確定的時間，則發(fā)送警告消息(方框308)。例如如果該時間等于或小于一天和/或任意其他合適的時間，則DVC206和/或控制器104產(chǎn)生并向工作站108發(fā)送警告消息。
[0039]圖4是表示本文所公開的另一個示例性方法的流程圖。參考圖1和圖2，圖4的示例性方法或過程400通過確定與過程控制設(shè)備200和致動器204的摩擦力相對應(yīng)的值來開始，其中致動器204通過桿202可操作地耦接到過程控制設(shè)備200 (方框402)。在一些實例中，確定與摩擦力相對應(yīng)的值包括確定桿202從第一位置移動到第二位置期間，在該第一位置處由致動器204向桿202施加的力與在該第二位置處由致動器204向桿202施加的力之間的差。當(dāng)過程控制設(shè)備200在線或離線時，可以由DVC206確定由致動器204提供的第一力和第二力。
[0040]在方框404，基于與該摩擦力相對應(yīng)的力，確定指示致動器204對于用于通過桿202操作過程控制設(shè)備200的命令的響應(yīng)的值。在一些實例中，指示該致動器的響應(yīng)的值對應(yīng)于桿202響應(yīng)于由致動器204向桿202施加的力的移動特征。移動特征可以是桿202的移動的敏感度、精確度或響應(yīng)度。例如，DVC206(例如經(jīng)由氣動信號)向致動器204發(fā)送命令以操作過程控制設(shè)備200。致動器204基于該命令向桿提供力。如果在操作期間摩擦力增加或者減小，則桿202的移動的敏感度、精確度和/或響應(yīng)度可能響應(yīng)于由致動器204向桿202提供的力而增加或減小。結(jié)果，致動器204對于用于操作過程控制設(shè)備200的命令的響應(yīng)可以改變或惡化。例如,如果摩擦力增加,則通過致動器204將桿202移動到所命令的位置的力可能增加。
[0041]在一些實例中，確定指示致動器204的響應(yīng)的值包括將與摩擦力相對應(yīng)的力與估計力或扭矩進行比較。該估計力或扭矩可以是致動器204的最大估計力或扭矩與致動器204執(zhí)行一個動作(例如移動流量控制元件、密封地接合或斷開流量控制元件和密封件等等)的估計力或扭矩的差?；谥聞悠?04、桿202和/或過程控制系統(tǒng)100的特征，例如可用供應(yīng)壓力、致動器有效面積、杠桿臂長度、桿202的最大切變強度和/或其他特征，來確定致動器204的最大估計力或扭矩。可以基于估計的過程條件(例如估計的閥入口壓力、估計的閥出口壓力)和動作的特征，如希望的斷開分類、桿行進距離等等，來確定致動器204執(zhí)行該動作的估計力或扭矩。
[0042]在一些實例中，可以使用比率將與摩擦力相對應(yīng)的力與估計力進行比較。例如，估計力對于與摩擦力相對應(yīng)的值的比率可以等于15，這可以指示致動器204響應(yīng)于命令而通過施加第一力數(shù)量將桿202移動對應(yīng)于總可能桿行程的0.25%的距離。然而，如果該比率接下來等于5，則該比率可以指示致動器204的響應(yīng)已經(jīng)惡化。例如，該比率等于5可以指示致動器204和/或過程控制設(shè)備200的摩擦力增加，并且致動器204響應(yīng)于該命令通過向桿202施加比該第一力數(shù)量更大的第二力數(shù)量而將桿202移動對應(yīng)于總可能桿行程的
0.25%的距離。
[0043]在方框406，確定指示致動器204的響應(yīng)的值是否指示致動器204的響應(yīng)已經(jīng)惡化到或低于預(yù)先確定的級別。例如，可以由該比率等于15來指示該預(yù)先確定的級別。如果該值指示致動器204的響應(yīng)已經(jīng)惡化到或低于該預(yù)先確定的級別，則發(fā)送警告消息(方框408)。例如，如果該比率等于或小于15，則DVC206和/或控制器104生成并且向工作站108
發(fā)送該警告消息。
[0044]如果該值指示致動器204的響應(yīng)沒有惡化到或低于預(yù)先確定的級別，則確定指示致動器204的響應(yīng)的值的改變速率(方框410)。在一些實例中，基于在方框404處確定的指示致動器204的響應(yīng)的值以及一個或多個指示致動器204的響應(yīng)的值,來確定指示致動器204的響應(yīng)的值的改變速率。例如，在操作期間，過程控制設(shè)備200可以經(jīng)歷多個操作循環(huán)，在這些操作循環(huán)中致動器204向桿202輸出力。DVC206和/或控制器104可以對于每個操作循環(huán)確定和/或在表格或數(shù)據(jù)庫中記錄力輸出的頻率和指示與力輸出相對應(yīng)的致動器204的響應(yīng)的值。如果在方框406處，該值指示在方框404處確定的值未惡化到或低于預(yù)先確定的級別，則在方框410，可以使用該頻率、在方框404處確定的值和來自該表格或數(shù)據(jù)庫的值，來確定指示致動器204的響應(yīng)的值的改變速率。例如，對應(yīng)于大約5小時的時間段上的力輸出，來自該表格或數(shù)據(jù)庫的值可能是16.5、16.4、16.3和16.15,并且在方框404處確定的值可能是16.0。結(jié)果，DVC206或控制器104確定力輸出的頻率是每小時I個并且從而該值的改變速率是每小時大約0.1。
[0045]基于該改變速率和在方框404確定的指示致動器204的響應(yīng)的值，確定直到該值指示致動器204的響應(yīng)已經(jīng)惡化到或低于預(yù)先確定的級別為止的時間余量(方框412)。例如，如果該值是16，該值的改變速率是每小時0.1并且由該值等于15指示該預(yù)先確定的級另IJ，則直到該值指示致動器204的響應(yīng)已經(jīng)惡化到預(yù)先確定的級別為止的時間余量是10小時。
[0046]在方框414，確定該時間是否小于或等于預(yù)先確定的時間。如果該時間大于預(yù)先確定的時間，則示例性方法400返回方框402。如果該時間等于或小于該預(yù)先確定的時間，則發(fā)送警告消息(方框408)。例如，如果該時間等于或小于一天和/或任意其他合適的時間，則DVC206和/或控制器104產(chǎn)生并向工作站108發(fā)送警告消息。[0047]雖然本文已經(jīng)描述了特定示例性的方法和裝置，但是本實用新型的覆蓋范圍不限于此。相反，本專利覆蓋在字面上或者在等同形式的教義之下清楚地落入所附權(quán)利要求的范圍中的全部方法、裝置和制品。
[0048]為了遵守37C.F.R§ 1.72(b)而提供本文的公開的摘要，以允許讀者迅速確定技術(shù)公開的本質(zhì)。可以理解，該摘要的提交并不用于解釋或者限制權(quán)利要求的范圍或含義。
【權(quán)利要求】
1.一種過程控制設(shè)備，其特征在于包括: 桿； 可操作地耦接到所述桿的致動器，其被配置為向所述桿施加力以執(zhí)行動作；以及 可通信地耦接到所述致動器的控制器，其被配置為分析摩擦力對所述過程控制設(shè)備的影響。
2.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其特征在于所述致動器是線性致動器。
3.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其特征在于還包括:耦接到所述桿的流量控制元件，其中所述致動器被配置為向所述桿施加所述力以移動所述流量控制元件。
4.如權(quán)利要求1所述的過程控制設(shè)備，其特征在于所述控制器被配置為確定與所述致動器和由所述致動器操作的所述過程控制設(shè)備的摩擦力相對應(yīng)的值；并且基于與所述摩擦力相對應(yīng)的所述值和預(yù)先確定的值，確定指示所述摩擦力對于通過所述致動器對所述過程控制設(shè)備的操作的影響的值。
5.如權(quán)利要求4所述的過程控制設(shè)備，其特征在于所述控制器被配置為確定由所述致動器在第一位置施加到所述桿的第一力和由所述致動器在第二位置施加到所述桿的第二力。
6.如權(quán)利要求4所述的過程控制設(shè)備，其特征在于所述控制器被配置為確定指示所述摩擦力對所述過程控制設(shè)備的操作的影響的值，所述摩擦力的影響包括所述過程控制設(shè)備的所述桿響應(yīng)于由所述致動器向所述桿施加的力的移動特征惡化。
【文檔編號】G05B19/05GK203720598SQ201320197796
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】S·W·安德森 申請人:費希爾控制國際公司