在智能調(diào)節(jié)器組件中用于穩(wěn)定壓力的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種在智能調(diào)節(jié)器組件中穩(wěn)定壓力的方法。該方法包括在一個(gè)先導(dǎo)設(shè)備的板載控制器上接收請求以激活暫?？刂颇Ｊ?。該方法還包括通過板載控制器激活暫停控制模式。該暫?？刂颇Ｊ降募せ畎ㄕ{(diào)整先導(dǎo)設(shè)備的入口閥和排放閥并暫停對入口閥和排放閥的控制。
【專利說明】在智能調(diào)節(jié)器組件中用于穩(wěn)定壓力的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容涉及過程控制系統(tǒng)，更具體地，涉及現(xiàn)場設(shè)備，例如壓力調(diào)節(jié)器和用于 過程控制系統(tǒng)中的壓力調(diào)節(jié)器的先導(dǎo)加載機(jī)制。

【背景技術(shù)】
[0002] 過程控制系統(tǒng)，例如像那些在化學(xué)，石油或其它過程中使用的分布式或可擴(kuò)展的 過程控制系統(tǒng)，通常包括一個(gè)或多個(gè)通過模擬，數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線通信地耦接 于一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備的過程控制器?，F(xiàn)場設(shè)備，其可以包括，例如，控制閥，閥定位器，開 關(guān)及發(fā)射器（例如溫度，壓力和流量傳感器），執(zhí)行諸如打開或關(guān)閉閥及測量過程參數(shù)的過 程中的功能。過程控制器接收指示由現(xiàn)場設(shè)備測得的過程測量和/或與現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的其 他信息的信號(hào)，并且使用該信息來執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)一個(gè)或多個(gè)控制程序，以產(chǎn)生控制信號(hào)，該信 號(hào)通過總線被發(fā)送到現(xiàn)場設(shè)備以控制過程的操作。來自于每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備和控制器的信息一 般提供給由一個(gè)或多個(gè)由一個(gè)或多硬件設(shè)備執(zhí)行的應(yīng)用程序，如主機(jī)或用戶工作站，個(gè)人 計(jì)算機(jī)或計(jì)算設(shè)備，以使操作員能夠執(zhí)行關(guān)于這個(gè)過程的任何期望的功能，如設(shè)定用于該 過程的參數(shù)，可在查看該過程的當(dāng)前狀態(tài)，修改該過程的操作等。
[0003] 在某些情況下，例如當(dāng)泄漏測試或傳感器的校準(zhǔn)將被執(zhí)行，在過程控制系統(tǒng)中壓 力等級(jí)可能需要穩(wěn)定和/或減少到零。因而附加的閥門和輔助輸入和輸出線可安裝在過程 控制系統(tǒng)中。例如，附加的閥門可安裝在所述過程控制系統(tǒng)的管道或容器的端部。相應(yīng)地， 一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備不再有效地受控制。這防止壓力波動(dòng)，這通常會(huì)作為被控制的現(xiàn)場設(shè) 備的結(jié)果而發(fā)生，從而在過程控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的壓力等級(jí)和/或?qū)⑵錅p少到零的期望 目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)方面包括在具有先導(dǎo)設(shè)備和調(diào)節(jié)器的智能調(diào)節(jié)器組件中穩(wěn)定壓力 的方法。所述先導(dǎo)設(shè)備包括耦接于壓力供應(yīng)源的和具有進(jìn)氣閥的入口端，具有排放閥的排 放端，被配置為輸出受控的壓力到調(diào)節(jié)器的出口端，以及通信地耦接于入口閥和排放閥的 板載控制器。所述板載控制器可操作地控制所述入口閥和所述排放閥來控制輸送到所述調(diào) 節(jié)器中的所述壓力。所述板載控制器包括存儲(chǔ)器，處理器，和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的邏輯。所述 方法包括在所述板載控制器接收請求以激活暫?？刂颇Ｊ?。所述方法還包括通過所述板載 控制器激活所述暫?？刂颇Ｊ?，激活包括調(diào)整所述入口閥和所述排放閥，以及暫停對所述 入口閥和所述排放閥的控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是具有根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的一個(gè)或多個(gè)先導(dǎo)設(shè)備的過程控制系統(tǒng)的示 意圖。 ^
[0006]圖2是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的智能調(diào)節(jié)器組件的一種形式的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0007]圖3是圖2所不的智能調(diào)節(jié)器組件的先導(dǎo)設(shè)備的一個(gè)形式的框圖。
[0008]圖4是圖2所不的智能調(diào)節(jié)器組件的個(gè)人計(jì)算設(shè)備中的一個(gè)形式的框圖。
[0009]圖5是按照本公開在一個(gè)智能調(diào)節(jié)器組件中穩(wěn)定壓力的方法的一個(gè)形式的過程 流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明涉及具有一個(gè)先導(dǎo)設(shè)備的智能調(diào)節(jié)器組件，例如，它可以是過程控制系統(tǒng) 的現(xiàn)場設(shè)備。更具體地，先導(dǎo)設(shè)備提供了對于需要總壓力穩(wěn)定的應(yīng)用程序有益的暫停控制 模式。
[0011]現(xiàn)在參照圖1，根據(jù)本公開的一個(gè)形式構(gòu)造的過程控制系統(tǒng)10被描繪成具有一個(gè) 或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備15,16,17,18,19, 20, 21，22,和71，其與過程控制器11通信，進(jìn)而，在與數(shù) 據(jù)歷史庫12和一個(gè)或多個(gè)用戶工作站13通信，每一個(gè)工作站都具有一個(gè)顯示屏14。如此 配置時(shí)，控制器11提供信號(hào)給，并從現(xiàn)場設(shè)備15,16,17,18,19, 20, 21,22,和71以及工作站 13接收信號(hào)，以控制該過程控制系統(tǒng)。
[0012] 在更多的細(xì)節(jié)中，在圖1所示的過程控制系統(tǒng)10的控制器11的形式通過輸入/輸 出（I/O)卡26和28經(jīng)由硬線通信連接與現(xiàn)場設(shè)備I 5,16,17,18,19,20,21和22相連接。 數(shù)據(jù)歷史庫12可以是任何期望類型的數(shù)據(jù)收集單元，該數(shù)據(jù)收集單元具有用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 的任何所期望類型存儲(chǔ)器和任何所期望的或已知的軟件，硬件或固件。此外，雖然數(shù)據(jù)歷史 庫I 2在圖1中被示為單獨(dú)設(shè)備，它可以替代地或另外地是工作站13或其他計(jì)算機(jī)設(shè)備，例 如服務(wù)器，中的一'個(gè)部分?？刂破?1，其可以是，例如，由艾默生過程管理出售的DeltaVTM 控制器，可通信地經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)29連接到工作站I3和數(shù)據(jù)歷史庫12,該通信網(wǎng)絡(luò)29可以 是，例如，以太網(wǎng)連接。
[0013] 如前所述，控制器11被示出為使用硬連線的通信方案通信地連接到現(xiàn)場設(shè)備15， 16,17,18,19, 2〇, 21和22,該硬連線的通信方案可以包括使用任何期望的硬件，軟件和/或 固件來實(shí)現(xiàn)硬連接的通信，包括，例如，標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA通信，和/或任何使用智能通信協(xié)議 的任何通信，如基金會(huì)@現(xiàn)場總線通信協(xié)議，Η贏RT?:通信協(xié)議等?，F(xiàn)場設(shè)備15,16,17， 18,19,20,21和22可以是任何類型的設(shè)備，例如傳感器，控制閥組件，發(fā)射器，定位器等，而 I/O卡26和28可以是符合任何所期望的通信或控制器協(xié)議的任何類型的I/O設(shè)備。在如 圖1所示實(shí)施例中，現(xiàn)場設(shè)備15,16,17,18是標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA設(shè)備，其通過模擬線路與I/O 卡26通信，而數(shù)字現(xiàn)場設(shè)備19,20,21，22可以是智能設(shè)備，例如HART,通信設(shè)備及現(xiàn)場 總線現(xiàn)場設(shè)備，其通過數(shù)字總線和使用現(xiàn)場總線協(xié)議通信的I/O卡28通信。當(dāng)然,現(xiàn)場設(shè) 備15,16,17,18,19,20,21和22可以符合任何其他所期望的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議，包括將來開發(fā)的 任何標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議。
[0014] 此外，如圖1所示的過程控制系統(tǒng)10包括一定數(shù)量的無線現(xiàn)場設(shè)備60,61，62,63， 64和71，其設(shè)置在受控制的工廠內(nèi)?，F(xiàn)場設(shè)備60,61，62,63,64被描述成發(fā)射器（例如，過 程變量傳感器），而現(xiàn)場設(shè)備71被描述為包括，例如，控制閥和致動(dòng)器的控制閥組件?？梢?在控制器11和現(xiàn)場設(shè)備60,61，62,63,64以及71之間使用任何所期望的無線通信設(shè)備，包 括硬件，軟件，固件，或其任何現(xiàn)在己知或以后開發(fā)的組合物建立無線通信。在如圖1所示 的形式中，天線65被耦接于并專用于對發(fā)射器6〇進(jìn)行無線通信，而具有天線67的無線路 由器或其它模塊66被耦接于發(fā)射器61，62,63和64以共同地進(jìn)行無線通信。同樣，天線 72 被耦接于控制閥組件71，以對控制閥組件71進(jìn)行無線通信?，F(xiàn)場設(shè)備或相關(guān)聯(lián)的硬件60， 61，6 2,63,64,66和71可通過適當(dāng)?shù)臒o線通信協(xié)議實(shí)施協(xié)議棧操作來接收，解碼，路由，編 碼，并經(jīng)由天線65,67和72發(fā)送無線信號(hào)以實(shí)現(xiàn)過程控制器11和發(fā)射器60,61,62,63,64 和控制閥組件71之間的無線通信。
[0015] 如果有必要，發(fā)射器60,61，62,63,64能構(gòu)成各種過程傳感器（發(fā)射器）和過程控 制器11之間的唯一鏈接并且，因此，依靠其發(fā)送準(zhǔn)確的信號(hào)到控制器11以確保過程的性能 不會(huì)受到損失。發(fā)射器60,61，62,63,64，通常被稱為過程變量發(fā)射器（?\^^)，因此可能會(huì) 在整個(gè)控制過程的控制中發(fā)揮顯著作用。此外，作為其操作的一部分，控制閥組件71可以 向控制器11提供由在控制閥組件71內(nèi)的傳感器進(jìn)行的測量，或者提供由所述控制閥組件 71生成或計(jì)算的其他數(shù)據(jù)。當(dāng)然，眾所周知，控制閥組件71也可以接收來自控制器u的控 制信號(hào)以在整個(gè)過程中影響物理參數(shù)，例如，流量。
[0016] 控制器11耦接于一個(gè)或多個(gè)I/O設(shè)備73和74,分別連接到相應(yīng)的天線75和76， 并且這些I/O設(shè)備和天線73,74,75,76作為發(fā)射器/接收器運(yùn)行以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)無線 通信網(wǎng)絡(luò)與無線現(xiàn)場設(shè)備61，62,63,64和71進(jìn)行無線通信?，F(xiàn)場設(shè)備（例如，發(fā)射器 60， 61，62,63,64和控制閥組件7?)之間的無線通信可以使用一種或多種已知的無線通信協(xié)議 來進(jìn)行，諸如無線ΗΑΚΓ?·協(xié)議，Ember協(xié)議，WiFi協(xié)議，IEEE無線標(biāo)準(zhǔn)等。更進(jìn)一步，i/〇 設(shè)備73和74可以實(shí)現(xiàn)采用這些通信協(xié)議的協(xié)議棧操作以接收，解碼，路由，編碼，并通過天 線75和76發(fā)送無線信號(hào)來實(shí)現(xiàn)控制器11和發(fā)射器60,61，62,63,64和控制閥組件71之 間的無線通信。
[0017] 如圖1所示，控制器11通常包括處理器77,處理器77實(shí)現(xiàn)或監(jiān)管一個(gè)或多個(gè)存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的過程控制例程（或任何模塊，塊或其子例程）。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器78中的 過程控制例程可以包括或與控制環(huán)相關(guān)聯(lián)，該控制環(huán)在過程工廠中被實(shí)施。一般來說，并且 如通常所知的，過程控制器11執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)控制程序例程，并與現(xiàn)場設(shè)備15,16,17,18， I9, 20, 21，22,60,61，62,⑵，64和71，用戶工作站Π 及數(shù)據(jù)歷史庫12進(jìn)行通信從而以任何 期望的方式來控制過程。此外，在圖1中的現(xiàn)場設(shè)備18,22和71中的任何一個(gè)，其中每一 個(gè)被描繪為一個(gè)控制閥組件，可包括根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的智能控制閥致動(dòng)器，其用于 與過程控制器11通信以便于監(jiān)測該致動(dòng)器的健康度和完整性。
[0018] 現(xiàn)在參照圖2,為了便于說明，圖1的現(xiàn)場設(shè)備71被示為根據(jù)本公開的原理構(gòu)成的 智能調(diào)節(jié)器組件100。在圖2中，智能調(diào)節(jié)器組件100包括調(diào)節(jié)器102,先導(dǎo)設(shè)備104,和反 饋壓力傳感器106。此外，如將要描述的，圖2描繪了可選的個(gè)人計(jì)算設(shè)備108,其通信地耦 接于先導(dǎo)設(shè)備104,以使用戶和先導(dǎo)設(shè)備104交互。
[0019] 調(diào)節(jié)器102包括閥體110和控制組件112,閥體110限定了入口 114,出口 116,和 限定座表面120的通道118?？刂平M件112在閥體110內(nèi)，并且包括可操作地連接到隔膜組 件124的控制元件122。響應(yīng)于通過隔膜組件124的壓力變化，控制元件122在和座表面 120密封接合的關(guān)閉位置和遠(yuǎn)離座表面120的打開位置之間是可移動(dòng)的。如圖所示，隔膜組 件1?包括設(shè)置在調(diào)節(jié)器1〇2的閥體110的隔膜空腔128內(nèi)的隔膜126。隔膜126的底表 面130與閥體110的出口 116流體連通，并且隔膜126的頂表面132和先導(dǎo)設(shè)備104通過 在閥體110上的先導(dǎo)孔150流體連通。
[0020] 先導(dǎo)設(shè)備104包括閥體134,入口閥136,排放閥138,壓力傳感器140,和一個(gè)出口 適配器142。閥體134限定了入口端144,排放端146和出口端148。如將要描述的，入口端 144適于被連接到氣體供應(yīng)源，用于加載的調(diào)節(jié)器102的圓頂152。如圖所示，入口閥136 被布置在靠近入口端144,排放閥138被布置在靠近排放端146,并且出口適配器142從出 口端148延伸并且至閥體110的先導(dǎo)孔150,因此，出口適配器142提供了先導(dǎo)設(shè)備104和 調(diào)節(jié)器102之間的流體連通。壓力傳感器140設(shè)置在先導(dǎo)設(shè)備104的閥體134內(nèi)的在入口 閥136和出口閥138之間的一個(gè)位置。如此說來，壓力傳感器140可操作地感測入口閥136 和出口閥138之間的壓力，以及在出口端148,出口適配器142和與隔膜126的頂表面132 相鄰的隔膜空腔128的壓力。隔膜空腔128的這個(gè)部分可以被稱作調(diào)節(jié)器102的圓頂152。 在先導(dǎo)設(shè)備104的一個(gè)形式中，入口閥136和排放閥138可以是電磁閥，例如脈沖寬度調(diào)制 (PWM)電磁閥并且壓力傳感器104可以是一個(gè)壓力變換器。此外，入口閥136,排放閥138 和壓力傳感器140可以被通信地耦接于板載控制器154,如下所述，該板載控制器154可以 存儲(chǔ)邏輯和/或指示先導(dǎo)設(shè)備104的一些或全部的功能。
[0021] 仍然參照圖2,組件100的反饋壓力傳感器106包括壓力變換器，其被用于檢測調(diào) 節(jié)器102的出口 116的壓力和發(fā)送信號(hào)到先導(dǎo)設(shè)備104,并且更具體地，到先導(dǎo)設(shè)備104的 板載控制器154?；谟砂遢d控制器154從反饋壓力傳感器106接收到的信號(hào)，先導(dǎo)設(shè)備 104打開和/或關(guān)閉入口閥136和排放閥138以控制的調(diào)節(jié)器102的圓頂152的壓力，其反 過來控制控制元件122的位置以及最終在調(diào)節(jié)器102的出口 116的壓力。
[0022] 具體而言，在正常操作期間，通過調(diào)整在調(diào)節(jié)器102的圓頂152中的壓力，在調(diào)節(jié) 器102的出口 116的壓力被如所期望的控制并保持著。這是通過先導(dǎo)設(shè)備104和反饋壓力 傳感器106的操作來實(shí)現(xiàn)的。例如，在一種形式中，所述反饋壓力傳感器106每隔25毫秒 檢測到在出口 116的壓力和發(fā)送信號(hào)到先導(dǎo)設(shè)備104的板載控制器154。板載控制器154 將表示出口 116的壓力的這個(gè)信號(hào)和所期望的設(shè)定點(diǎn)壓力進(jìn)行比較，并判定出口壓力是否 小于，等于或大于設(shè)定點(diǎn)壓力。基于此判定，先導(dǎo)設(shè)備104操縱入口閥136和排放閥138中 的一個(gè)或兩個(gè)來調(diào)整圓頂152內(nèi)的壓力。也就是說，如果所感測的出口壓力低于所期望的 設(shè)定點(diǎn)壓力時(shí)，該板載控制器154激活入口閥136 (例如，指示入口閥136打開和排放閥138 關(guān)閉）。在此配置中，氣體進(jìn)入先導(dǎo)設(shè)備104的入口端144并提高圓頂152內(nèi)的壓力，這導(dǎo) 致隔膜組件124相對于圖2的方向向下推動(dòng)控制元件122,打開調(diào)節(jié)器102和增加流量，并 最終在出口 116增加壓力。相反，如果由反饋壓力傳感器1〇6感測到的在出口 116的壓力 被確定為高于所期望的設(shè)定點(diǎn)壓力時(shí)，板載控制器154激活排放閥138 (例如，指示排放閥 I38打開和入口閥136關(guān)閉）。在此配置中，圓頂152中的氣體通過先導(dǎo)設(shè)備104的排放口 14 6排出以減少隔膜126的上表面132的壓力。這允許出口壓力相對于圖2中的方向向上 推動(dòng)隔膜組件1?和控制元件12 2,以關(guān)閉調(diào)節(jié)器102和降低流量，并最終降低在出口 116 的壓力。
[0023]基于上面的描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，先導(dǎo)設(shè)備104和反饋壓力傳感器106彼此組合操 作，間歇地，但經(jīng)常地，監(jiān)視在調(diào)節(jié)器102的出口 116的壓力，并調(diào)整圓頂152中的壓力，直 到出口 116中的壓力等于設(shè)定點(diǎn)壓力。
[0024] 如圖3所示，板載控制器154可包括處理器200,存儲(chǔ)器204,通信接口 208和計(jì) 算邏輯212。處理器200可以是通用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，ASIC，現(xiàn)場可編程門陣列，圖 形處理單元，模擬電路，數(shù)字電路，或任何其它已知的或?qū)黹_發(fā)的處理器。處理器200根 據(jù)存儲(chǔ)器204中的指令操作。存儲(chǔ)器204可以是易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器 204可以包括一個(gè)或多個(gè)只讀存儲(chǔ)器（ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)，閃速存儲(chǔ)器，電可擦編 程只讀存儲(chǔ)器（EEPR0M)，或其它類型的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器204可以包括光，磁（硬盤驅(qū)動(dòng)器）， 或任何其他形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。
[0025] 通信接口 208被提供以使得或易于先導(dǎo)設(shè)備104和計(jì)算設(shè)備108之間的電子通 信，該通信接口可以是，例如，通用串行總線（USB)端口，以太網(wǎng)端口，或者一些其他的端口 或接口。通過任何已知的方法，包括，例如，USB，RS-232, RS-485, WiFi，藍(lán)牙，或任何其它合 適的通信連接，可能會(huì)發(fā)生該電子通信。
[0026]邏輯212包括一個(gè)或多個(gè)例程和/或一個(gè)或多個(gè)子例程，其體現(xiàn)為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 204的計(jì)算機(jī)可讀指令。先導(dǎo)設(shè)備104,尤其是處理器200,可以執(zhí)行邏輯212以使處理器 200以執(zhí)行涉及配置，管理，維護(hù)，診斷，和/或先導(dǎo)設(shè)備104操作的動(dòng)作。該邏輯212被執(zhí) 行時(shí)可以使處理器200接收和/或獲得來自于個(gè)人計(jì)算設(shè)備1〇8的信號(hào)或請求，確定任何 所接收的和/或所獲得的信號(hào)或請求的內(nèi)容，監(jiān)視由壓力傳感器140檢測到的壓力，打開和 /或關(guān)閉入口閥136和/或排放閥138,暫?？刂票淮蜷_的和/或被關(guān)閉的入口閥 136和/ 或排放閥138,和/或執(zhí)行其他所期望的功能。
[0027]轉(zhuǎn)到圖4,將描述個(gè)人計(jì)算設(shè)備108的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。個(gè)人計(jì)算設(shè)備1〇8可以是臺(tái) 式計(jì)算機(jī)，筆記本電腦，用戶工作站，平板電腦，手持式計(jì)算設(shè)備（例如，智能手機(jī)），或其它 個(gè)人計(jì)算設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，個(gè)人計(jì)算設(shè)備 108是和結(jié)合圖1描述的用戶工作站13相 同的。
[0028]如圖4所示，個(gè)人計(jì)算設(shè)備108包括處理器250,存儲(chǔ)器254,通信接口 258,和應(yīng) 用程序262。處理器25〇可以是通用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，ASIC，現(xiàn)場可編程門陣列，圖 形處理單元，模擬電路，數(shù)字電路，或任何其它已知的或?qū)黹_發(fā)的處理器。處理器250根 據(jù)在存儲(chǔ)器254中的指令操作。存儲(chǔ)器 254可以是易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器。存儲(chǔ) 器254可以包括一個(gè)或多個(gè)只讀存儲(chǔ)器（ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)，閃速存儲(chǔ)器，電可擦 編程只讀存儲(chǔ)器（EEPR0M)，或其它類型的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器254可以包括光，磁（硬盤驅(qū)動(dòng) 器），或任何其他形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。
[0029]通信接口 25S啟用或促進(jìn)個(gè)人計(jì)算設(shè)備1〇8和先導(dǎo)設(shè)備104之間的電子通信，該 通信接口可以是，例如，通用串行總線（USB)端口，以太網(wǎng)端口，或者一些其他的端口或接 口。通過任何已知的方法，包括，例如，USB, RS-232, RS-485, WiFi，藍(lán)牙，或任何其它合適的 通信連接，可能會(huì)發(fā)生該電子通信。
[0030]應(yīng)用程序262包括運(yùn)算邏輯，諸如一個(gè)或多個(gè)例程和/或一個(gè)或多個(gè)子例程，體現(xiàn) 為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器254或另一存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)可讀指令。個(gè)人計(jì)算設(shè)備108，尤其是處理器 25〇,可以執(zhí)行該邏$耳使處理器250執(zhí)行涉及配置，管理，維護(hù)，診斷，和/或組件1〇〇 (例如， 先導(dǎo)設(shè)備104)的部件的操作（例如，控制或調(diào)節(jié)）。應(yīng)用程序262可便于自動(dòng)交互和/或 與先導(dǎo)設(shè)備104手動(dòng)交互。例如，應(yīng)用程序262可利于先導(dǎo)設(shè)備1〇4上的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程的性 能。應(yīng)用程序262可便于個(gè)人計(jì)算設(shè)備1〇8的用戶與先導(dǎo)設(shè)備 104進(jìn)行手動(dòng)交互。為此， 應(yīng)用程序可包括或向用戶提供用戶界面266以便于用戶與先導(dǎo)設(shè)備1〇4進(jìn)行交互（例如， 控制）。
[0031] 如將在下面詳細(xì)說明的，采用或通過用戶界面266,用戶可以選擇或請求激活暫停 控制模式，其中組件100的其它部件的控制（例如，調(diào)節(jié)器102)，被先導(dǎo)設(shè)備104暫停。用 戶也可以利用用戶界面266手動(dòng)調(diào)節(jié)先導(dǎo)設(shè)備104,編排先導(dǎo)設(shè)備104的設(shè)定點(diǎn)，調(diào)整比例， 導(dǎo)數(shù)和/或積分值和/或積分限和/或死區(qū)參數(shù)，設(shè)置控制模式，執(zhí)行校準(zhǔn)，設(shè)定控制界限， 設(shè)置隔膜保護(hù)值，運(yùn)行診斷程序（例如，電磁泄漏測試）等等。
[0032] 如上所述，在組件100的正常操作期間，在出口端148的壓力和在圓頂152的壓力 依次基于設(shè)定點(diǎn)壓力和在調(diào)節(jié)器102的出口 116的所確定的壓力來控制（例如調(diào)整）。例 如，當(dāng)板載控制器154判定設(shè)定點(diǎn)壓力高于出口 116的壓力時(shí)，出口端148的壓力和圓頂 152的壓力需要增加，板載控制器154激活入口閥136。相應(yīng)地，氣體進(jìn)入先導(dǎo)設(shè)備104的 入口端144,在出口端148和在圓頂152的壓力增加，并最終在出口 116的壓力增加。然而， 當(dāng)板載控制器154判定設(shè)定點(diǎn)壓力低于出口 116的壓力時(shí)，出口端148中的壓力和圓頂152 的壓力需要增加，板載控制器154激活排放閥138。相應(yīng)地，圓頂152的氣體通過先導(dǎo)設(shè)備 104的排放端146排出以降低出口端148和圓頂158的壓力，并最終降低出口 116的壓力。 這樣的過程是迭代地和連續(xù)地執(zhí)行的。
[0033] 在某些情況下，然而，在組件100中的壓力穩(wěn)定可能是所期望的。換句話說，在某 些情況下，所上述的正常操作固有的壓力（在出口端148,在圓頂152,在出口 116等）的變 化或波動(dòng)可能不是所期望的。當(dāng)組件100的操作員正在組件100中進(jìn)行或執(zhí)行泄漏測試， 校準(zhǔn)傳感器，或執(zhí)行一些需要壓力穩(wěn)定的其他任務(wù)時(shí)，壓力穩(wěn)定，例如，是所期望的。例如， 通過穩(wěn)定組件中的壓力，和監(jiān)測穩(wěn)定以后的壓力等級(jí)，操作員可以判定組件100的任何部 件是否發(fā)生泄漏或其他故障。例如，如果壓力等級(jí)是穩(wěn)定的，但在出口 116的壓力降低時(shí)， 操作員可以推斷出在組件100中存在一個(gè)或多個(gè)泄漏。
[0034] 本實(shí)施方案的目標(biāo)是當(dāng)激活或啟動(dòng)時(shí)，通過提供一個(gè)中斷（例如，暫停，凍結(jié)，或 停止）上述正常過程的暫?？刂颇Ｊ絹韺?shí)現(xiàn)這個(gè)壓力穩(wěn)定。當(dāng)暫?？刂颇Ｊ奖患せ顣r(shí)，運(yùn) 行或者先導(dǎo)設(shè)備104所采用或運(yùn)行的控制算法（例如，PID算法）104被暫停，凍結(jié)，或停止。 換句話說，當(dāng)暫?？刂颇Ｊ奖患せ顣r(shí)，板載控制器154停止控制（例如，調(diào)整）先導(dǎo)設(shè)備104 的部件，譬如，例如，入口閥和/或排放閥138。由于板載控制器154不能再控制閥136， 138,先導(dǎo)設(shè)備104在本質(zhì)上不再響應(yīng)于（即，先導(dǎo)設(shè)備104基本上忽略）組件1〇〇的其它 部件（例如，反饋傳感器106)，使得反饋回路被有效地停止，并且，反過來，在組件1〇〇中的 壓力值被凍結(jié)，鎖定或保持。
[0035] 圖5示出了穩(wěn)定或維持該組件100中壓力的示例性方法或過程。先導(dǎo)設(shè)備1〇4的 板載控制器1δ4通過，例如，通信接口 258 (步驟300)首先接收到來自于個(gè)人計(jì)算設(shè)備108 的請求。該請求可以是一個(gè)穩(wěn)定或凍結(jié)的組件100中的壓力的請求，或者，換句話說，激活 暫停控制模式的請求。該請求可以由計(jì)算設(shè)備108自動(dòng)生成，或者可以是由個(gè)人計(jì)算設(shè)備 1〇8的用戶通過使用，例如，應(yīng)用程序262的用戶界面266生成，然后從計(jì)算設(shè)備1〇8發(fā)送到 先導(dǎo)設(shè)備104的板載控制器154。
[0036] 在其它實(shí)施例中，板載控制器154可以從另一個(gè)計(jì)算設(shè)備（例如，控制器η)接收 請求或該請求可以被本地接收的（即，直接進(jìn)入或在先導(dǎo)設(shè)備104上）。進(jìn)一步，板載控制 器154還可接收指示泄漏測試，傳感器校準(zhǔn)，或一些要求壓力穩(wěn)定的其他活動(dòng)的數(shù)據(jù)（例 如，信號(hào)），而不是接收請求，由這些數(shù)據(jù)板載控制器154可以推斷請求。
[0037]基于（例如，響應(yīng)）接收到的請求，板載控制器154激活或啟動(dòng)暫?？刂颇Ｊ?(步驟3〇4)。當(dāng)啟動(dòng)時(shí)，暫停控制模式一般涉及板載控制器154調(diào)整入口閥136和排放閥 1 38(步驟3〇8)，然后暫停對所調(diào)整的進(jìn)氣閥136和排放閥138的控制（步驟312)。
[0038]在一些實(shí)施例中，暫?？刂颇Ｊ缴婕鞍遢d控制器1δ4關(guān)閉入口閥136,關(guān)閉排放閥 138,和暫停對所關(guān)閉的入口閥136和所關(guān)閉的排放閥138的控制。由于入口閥136和排放 閥138被關(guān)閉，沒有氣體可進(jìn)入先導(dǎo)設(shè)備104的入口端144以及圓頂1 52中沒有氣體可通過 先導(dǎo)設(shè)備104的排放端146被排出。此外，因?yàn)榘遢d控制器154已暫停對所關(guān)閉的閥136， 138的控制，閥136,138不能被控制（即打開）。反過來，在組件1〇〇中的壓力，特別是在出 口端148,在圓頂152和在調(diào)節(jié)器102的出口 116的壓力，被凍結(jié)，維持或保持恒定。盡管 有從組件100的其他部件接收的任何信息或數(shù)據(jù)，這種情況還是會(huì)發(fā)生。例如，板載控制器 154可繼續(xù)從壓力傳感器1〇 6接收反饋信息。但因?yàn)榘遢d控制器154在暫停控制模式中正 在操作，板載控制器154將不會(huì)像通常一樣響應(yīng)于這些反饋信息。
[0039] 在其他實(shí)施例中，暫?？刂颇Ｊ娇梢园ò遢d控制器154其以某種其他方式調(diào)整 入口閥136和/或排放閥138。例如，板載控制器154可關(guān)閉入口閥136,打開排放閥138, 然后暫停對所關(guān)閉的入口閥136和打開的排放閥138的控制。
[0040] 因此，只要保持或凍結(jié)組件100的壓力是所期望的，特別是在出口端148,在圓頂 152,和在調(diào)節(jié)器102出口 116,先導(dǎo)設(shè)備104,特別是板載控制器154,可以繼續(xù)處于暫?？?制模式運(yùn)行或操作。先導(dǎo)設(shè)備104可在暫?？刂颇Ｊ较乱匀魏螘r(shí)間長度（例如，30分鐘，1 天，等等）的任何長度操作，其取決于正在被執(zhí)行（例如，傳感器校準(zhǔn)，泄漏測試）的任務(wù)。
[0041] 當(dāng)不再需要或期望保持或凍結(jié)在組件1〇〇中的壓力時(shí)，暫?？刂颇Ｊ娇梢员蝗ゼ?活。暫?？刂颇Ｊ娇梢砸院皖愃朴跁和？刂颇Ｊ奖患せ畹姆绞奖蝗ゼせ?。反過來，組件100， 特別是先導(dǎo)設(shè)備104可以返回到正常操作。
[0042] 基于上面的描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，在此所描述的裝置和方法提供了一種對于例如 泄漏檢測或傳感器校準(zhǔn)等應(yīng)用非常有利的暫?？刂乒δ?，其中總的穩(wěn)定性，特別是壓力穩(wěn) 定性是至關(guān)重要的。通過提供這樣的功能，不需要額外的閥的安裝和那些閥的支撐輸入和 輸出線路，所公開的裝置和方法更易于安裝和使用，更可靠，并且比已知的過程控制系統(tǒng)具 有更長的使用壽命。
【權(quán)利要求】
I. 一種用于和流體調(diào)節(jié)器組件一起使用的先導(dǎo)設(shè)備，所述流體調(diào)節(jié)器組件包括流體調(diào) 節(jié)器和反饋壓力傳感器，所述先導(dǎo)設(shè)備包括： 入口端，其被耦接于供應(yīng)壓力源并且其具有入口閥； 排放口，其具有排放閥； 出口端，其被配置為將受控的壓力輸出到所述流體調(diào)節(jié)器；以及 板載控制器，其通信地耦接于所述入口閥和所述排放閥，并且可操作以控制所述入口 閥和所述排放閥來控制輸送到所述流體調(diào)節(jié)器的壓力，所述板載控制器包括存儲(chǔ)器、處理 器和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的邏輯，其中存儲(chǔ)在所述控制器的所述存儲(chǔ)器中的所述邏輯是由 所述處理器執(zhí)行以接收請求來激活暫?？刂颇Ｊ剑⒏鶕?jù)所述請求來激活所述暫?？刂颇?式，所述暫?？刂颇Ｊ桨ㄕ{(diào)整所述入口閥和所述排放閥以及暫停對所述入口閥和所述排 放閥的控制。
2·根據(jù)權(quán)利要求1所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于,所述請求是從與所述先導(dǎo)設(shè)備通信 的個(gè)人計(jì)算設(shè)備接收的。
3·根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，當(dāng)泄漏測試待執(zhí)行或所 述流體調(diào)節(jié)器組件的傳感器待校準(zhǔn)時(shí)接收所述請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述板載控制器被配置 為激活所述暫停控制模式，所述暫停控制模式包括關(guān)閉所述入口閥和所述排放閥以及暫停 對所關(guān)閉的入口閥和所關(guān)閉的排放閥的控制。
5·根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述板載控制器被配置 為激活暫?？刂颇Ｊ?，所述暫停控制模式包括關(guān)閉所述入口閥和打開所述排放閥和暫停對 所關(guān)閉的入口閥和所打開的排放閥的控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述板載控制器暫 停對所述入口閥和所述排放閥的控制時(shí)，由所述出口端輸出的所述受控的壓力的值保持不 變。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，在不安裝任何額外的閥的情況下所 述板載控制器維持由所述出口端所輸出的所述受控的壓力的所述值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述先導(dǎo)設(shè)備還包括通 信接口，所述通信接口被配置成便于與輔助設(shè)備通信。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述輔助設(shè)備包括個(gè)人計(jì)算機(jī)，平板 電腦或手持計(jì)算設(shè)備。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8到9中任一項(xiàng)所述的先導(dǎo)設(shè)備，其特征在于，所述通信接口包括 USB端口，其被配置為接納USB線纜以便于在所述板載控制器和所述輔助設(shè)備之間的通信。 II. 一種流體流動(dòng)設(shè)備，包括： 調(diào)節(jié)器； 先導(dǎo)設(shè)備，其包括： 入口端，其被耦接于供應(yīng)壓力源和具有入口閥； 排放端，其具有排放閥； 出口端，其被配置為將受控的壓力輸出至所述調(diào)節(jié)器；以及 板載控制器，其被通信地耦接于所述入口閥和所述排放閥，并且可操作以控制所述入 口閥和所述排放閥來控制輸送到所述調(diào)節(jié)器的所述壓力，所述板載控制器包括存儲(chǔ)器、處 理器和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上的邏輯；以及 計(jì)算設(shè)備，其與所述先導(dǎo)設(shè)備通信，所述計(jì)算設(shè)備被配置為生成請求以激活暫?？刂?模式并且向所述先導(dǎo)設(shè)備發(fā)送所述請求， 其中，所述板載控制器被配置為接收所述請求，并根據(jù)請求來激活所述暫停控制模式， 所述暫停控制模式包括調(diào)整所述入口閥和所述排放閥以及暫停對所述入口閥和所述排放 閥的控制。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算設(shè)備包括個(gè)人計(jì)算 機(jī)，平板電腦，或手持設(shè)備。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11至12中任一項(xiàng)所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述先導(dǎo)設(shè)備 包括USB端口，其被配置為接納USB線纜，以便于所述先導(dǎo)設(shè)備和所述計(jì)算設(shè)備之間的通 信。
14. 根據(jù)的權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算 設(shè)備被配置為提供用戶界面，并且其中所述用戶界面的用戶通過所述用戶界面生成所述請 求。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述流體流 動(dòng)設(shè)備待執(zhí)行泄漏測試或所述流體流動(dòng)設(shè)備的傳感器待校準(zhǔn)時(shí)接收所述請求。 I6·根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述板載控制 器被配置為激活所述暫?？刂颇Ｊ剑鰰和？刂颇Ｊ桨P(guān)閉所述進(jìn)氣閥和所述排放閥 并且暫停對所關(guān)閉的入口閥和所關(guān)閉的排放閥的控制。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述板載控制 器被配置為激活所述暫?？刂颇Ｊ?，所述暫?？刂颇Ｊ桨P(guān)閉所述入口閥和打開所述排 放閥并且暫停所關(guān)閉的入口閥和打開的排放閥的控制。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項(xiàng)所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述板載控 制器暫停對所述入口閥和所述排放閥的控制時(shí)，由所述出口端所輸出的所述壓力的值保持 鎖定。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，所述板載控制器被配置為在 不安裝任何額外的閥的情況下維持由所述出口端輸出的所述壓力的所鎖定值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體流動(dòng)設(shè)備，其特征在于，還包括反饋壓力傳感器，其被 配置為周期性地感測在所述調(diào)節(jié)器的出口端的壓力并且向所述板載控制器發(fā)送反饋控制 /[目號(hào)，所述反饋控制彳目號(hào)指不所檢測到的壓力的幅度，其中所述板載控制器被配置為當(dāng)所 述暫?？刂颇Ｊ奖患せ顣r(shí)接收但不響應(yīng)所述反饋控制信號(hào)。
21. -種在智能調(diào)節(jié)器組件中穩(wěn)定壓力的方法，所述智能調(diào)節(jié)器組件包括先導(dǎo)設(shè)備和 調(diào)13?，所述先導(dǎo)設(shè)備包括稱接于供應(yīng)壓力源并且具有一個(gè)入口閥的入口端、具有排放閥 的排放口、被配置向所述調(diào)節(jié)器輸出受控的壓力的出口端和通信地耦接于所述入口閥和所 述排放閥的板載控制器，所述板載控制器可操作以控制所述入口閥和所述排放閥來控制輸 送到所述調(diào)節(jié)器的所述壓力，所述板載控制器包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器 中的邏輯，所述方法包括： 在所述板載控制器上接收請求以激活暫?？刂颇Ｊ剑灰约? 通過所述板載控制器激活所述暫?？刂颇Ｊ?，所述激活包括調(diào)整所述入口閥和所述排 放閥并且暫停對所述入口閥和所述排放閥的控制。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，接收所述請求包括接收來自于和所述 先導(dǎo)設(shè)備通信的計(jì)算設(shè)備的所述請求。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，從所述計(jì)算設(shè)備接收所述請求包括接 收來自于個(gè)人計(jì)算機(jī)、平板電腦或手持計(jì)算設(shè)備的所述請求。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)泄漏測試待執(zhí)行或傳 感器待校準(zhǔn)時(shí)接收所述請求。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，調(diào)整所述入口閥和所述 排放閥包括關(guān)閉所述入口閥和所述排放閥。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21至24中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，調(diào)整所述入口閥和所述 排放閥包括關(guān)閉所述入口閥和打開所述排放閥。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21至26中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述激活包括在不安裝 任何額外的閥的情況下的激活。
28. 根據(jù)權(quán)利要求21至27中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述暫?？刂?模式被激活時(shí)執(zhí)行泄漏測試或校準(zhǔn)傳感器。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104216433SQ201410239972
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】C·倫納德 申請人:泰思康公司