[发明专利]控制阀粘滞的检测或诊断方法

说明书

本申请提供了涉及与一段时间内的阀门移动有关的数据采集的系统、方法和设备，用于确定粘滞对阀门的影响。利用在一段时间内进行的数据采集，可以消除对高速数据采集方法的依赖。对阀门移动的评估包括对用于阀门粘滞的诊断或检测的操纵变量(MV)的考察。

技术领域

示例性实施例涉及对过程控制系统的控制元件或现场装置的诊断和评估。

背景技术

现有技术中，在工业工厂环境、尤其是利用工业自动化(IA)的那些环境内，存在用于监测和调整控制元件或现场装置的控制系统。控制元件或现场装置可以用于测量或调整过程的物理属性、物理量或物理特性，比如流速、温度、水平或压力。

IA操作必须使控制元件或现场装置的控制最优，以便在保持安全操作的同时实现利润最大化。控制的稳定性是实现这些目标的关键，并且通常可以通过密切地评估工厂的控制回路来提高稳定性。

在现有技术中，可以利用控制回路来监测或调整过程。一般而言，控制回路分为开环、闭环和混合系统。在现有技术中，如图1所示，系统101可以试图通过闭环系统来调整过程104。过程104可以是需要被控制的参数，比如流量、水平、温度或压力。经过控制或调整的输出参数被称为过程变量(PV)。PV为过程的测量状态。传感器105测量PV，并且将这一测量到的PV作为反馈提供给系统101以便控制器102在闭环系统中进行调整。

在闭环系统中，设定值(SV)为过程的期望状态。控制器102可以确定发送至末级控制元件103或现场装置的控制器输出(OP)以用于控制末级控制元件103实现设定值。末级控制元件103的输出是作为操纵变量(MV)的定位器信号。操纵变量(MV)随后对过程104产生影响。由过程104作为控制系统的结果所输出的过程变量(PV)就作为结果。

由于过程变量(PV)可能与期望的设定值(SV)不匹配，因此闭环系统控制器102可以对数据进行比较以确定测量到的过程变量(PV)与期望的设定值(SV)之间的差或误差。基于所述差或误差，可以计算期望的控制器输出(OP)来进一步调整末级控制元件103以求减小过程变量(PV)与期望的设定值(SV)之间的差。控制器输出(OP)控制末级控制元件103(如阀门)的移动。随后，阀门的输出或阀门定位器信号调整操纵变量(MV)，来转而影响过程变量(PV)。

在现实应用中，存在末级控制元件粘滞的问题。阀门粘滞发生在阻力对阀门开启的控制操作中的移动产生阻碍之时。结果，需要额外的力来移动阀门。施加额外的力导致了阀门的突然移动。

在现有技术中，有关粘滞的诊断涉及到对一个或多个变量的考察。

US 8145328 B2(专利文献1)公开了粘滞的检测和量化。根据该现有技术，仔细考量了过程变量(PV)、控制器输出(OP)和设定值。

US 20150112639 A1(专利文献2)公开了一种用于对传统控制阀执行诊断的方法和设备。根据该现有技术，仔细考量了过程变量(PV)和控制器输出(OP)。

US 7274995 B2(专利文献3)公开了一种用于对阀门的可能缺陷指标进行识别的设备和方法。根据该现有技术，仔细考量了过程变量(PV)和控制器输出(OP)。

US 20150032270 A1(专利文献4)公开了一种用于控制阀的基于谱分析的检测器。根据该现有技术，提出了使用与频谱匹配的模式的方法。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1：US 8145328 B2

专利文献2：US 20150112639 A1

专利文献3：US 7274995 B2

专利文献4：US 20150032270 A1

发明内容