專利名稱：自動(dòng)的閥座完整性測(cè)試的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及包括閥的過(guò)程控制系統(tǒng)，更具體地，涉及用于在正常閥操作期間自動(dòng)測(cè)試一個(gè)或多個(gè)閥的閥座完整性的方法。
背景技術(shù)：
諸如在化學(xué)、石油或其他過(guò)程中使用的過(guò)程控制系統(tǒng)通常包括管道，通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉閥來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)該些管道的流體或氣體的流動(dòng)。由一個(gè)或多個(gè)過(guò)程控制器控制的閥經(jīng)由稱為總線的模擬、數(shù)字或組合的模擬和數(shù)字信號(hào)傳輸鏈接耦合至一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以是例如閥定位器、開(kāi)關(guān)和變送器(例如，來(lái)自壓強(qiáng)、液面、流速和閥桿位置的傳感器的信息的變送器)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備位于過(guò)程工廠環(huán)境內(nèi)，并且施行諸如打開(kāi)或關(guān)閉閥、測(cè)量過(guò)程參數(shù)、收集診斷數(shù)據(jù)等的過(guò)程功能。過(guò)程控制器可以位于過(guò)程工廠環(huán)境內(nèi)或不位于過(guò)程工廠環(huán)境內(nèi)。它們接收表示由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備作出的過(guò)程測(cè)量的信號(hào)、和/或其他關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息，并且它們執(zhí)行控制器應(yīng)用?？刂破鲬?yīng)用運(yùn)行，例如不同的控制模塊，其(a)做出過(guò)程控制決策，(b)基于所接收的信息生產(chǎn)控制信號(hào)，以及(c)與由位于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的處理器施行的控制模塊協(xié)調(diào)?？刂破髦械目刂颇K將控制信號(hào)通過(guò)傳輸鏈接發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，由此控制過(guò)程的操作。來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及控制器的信息可以通過(guò)通信鏈接對(duì)于通常位于控制室或其他遠(yuǎn)離惡劣的工廠環(huán)境的位置的、諸如操作員工作站、個(gè)人電腦、數(shù)據(jù)歷史記錄、報(bào)告生成器、 集中式數(shù)據(jù)庫(kù)等的一個(gè)或多個(gè)其他的硬件或軟件設(shè)備可用。這些硬件設(shè)備運(yùn)行應(yīng)用，該些應(yīng)用可以例如使得操作員能夠施行有關(guān)過(guò)程的功能，諸如改變過(guò)程控制例程的設(shè)置、更改控制器或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)的控制模塊的操作、查看過(guò)程的當(dāng)前狀態(tài)、查看由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制器產(chǎn)生的警報(bào)、為了訓(xùn)練人員的目的而仿真過(guò)程的操作、測(cè)試過(guò)程控制軟件、保持和更新配置數(shù)據(jù)庫(kù)等、或測(cè)試或收集關(guān)于過(guò)程控制系統(tǒng)的任意設(shè)備的數(shù)據(jù)、諸如用于過(guò)程控制系統(tǒng)的任何類(lèi)型的閥。用于過(guò)程控制系統(tǒng)的閥通常包括作為部件的閥座和閥關(guān)閉元件，其接合發(fā)展以關(guān)閉閥。當(dāng)這些部件正常接合時(shí)，存在正常的閥關(guān)閉，并且該閥具有符合要求的閥座完整性。 經(jīng)過(guò)過(guò)程控制系統(tǒng)的操作中的反復(fù)使用，由于正常的磨損、侵蝕、腐蝕等，閥部件可以損壞。 通過(guò)觀察閥部件如何共同運(yùn)行，能夠做出對(duì)該些部件的堅(jiān)固性和狀況的判斷。閥部件以及其操作的組合的堅(jiān)固性和狀況可以被稱為特定的閥的閥完整性，有時(shí)也可以被稱為閥特征 (valve signature profile)。當(dāng)閥座完整性受損時(shí)，將其檢測(cè)出是期望的，因?yàn)楫?dāng)閥座完整性受損時(shí)，閥可能不正常地關(guān)閉，因?yàn)楫a(chǎn)生了涉及整個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題。例如，當(dāng)閥座完整性受損時(shí)，可以發(fā)生泄漏。在過(guò)程工廠系統(tǒng)使用高壓蒸汽來(lái)產(chǎn)生能源(例如，IOOOpsi)的情況中，閥座完整性損壞會(huì)引發(fā)另一更具體的問(wèn)題。閥可以被用于調(diào)節(jié)發(fā)電系統(tǒng)中的蒸汽的流動(dòng)。如果閥存在問(wèn)題，例如，閥的部件稍受侵蝕，隨后當(dāng)較高的蒸汽壓強(qiáng)被通過(guò)閥時(shí)，稍受侵蝕的部件可能快速地被侵蝕至不受控制的高壓蒸汽成為系統(tǒng)中的危險(xiǎn)的水平。除了發(fā)生在閥座部件上的進(jìn)一步的破壞以及對(duì)于過(guò)程控制系統(tǒng)的操作的有害效果之外，還會(huì)發(fā)生經(jīng)濟(jì)損失。特別地，由具有較差的閥座完整性的閥浪費(fèi)的能量的損失可以導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。因此，盡可能快地找出與閥座完整性相關(guān)的問(wèn)題是非常重要的。傳統(tǒng)的用于檢查閥座完整性的測(cè)試包括聲頻的閥測(cè)試和閥特征測(cè)試。聲頻的閥測(cè)試被設(shè)計(jì)為在閥的周?chē)陕曨l信號(hào)作為流過(guò)閥的氣體或流體。通過(guò)傳統(tǒng)的聲頻測(cè)試，指示閥的聲級(jí)和聲頻處于良好的狀態(tài)的結(jié)構(gòu)傳遞噪音的頻譜數(shù)據(jù)明顯不同于從損壞超出可接受水平的閥獲取的數(shù)據(jù)。這些聲頻的閥測(cè)試計(jì)算量很大，并且需要附加的硬件，并且因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)較昂貴。傳統(tǒng)的閥特征測(cè)試被用于檢測(cè)閥問(wèn)題，諸如閥桿完整性、磨損的閥座部件、超過(guò)最大或最小摩擦力閾值、轉(zhuǎn)矩閾值、閥座定位問(wèn)題、閥座侵蝕問(wèn)題和粘滑運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。然而，傳統(tǒng)的閥特征測(cè)試或需要在測(cè)試期間中斷過(guò)程，或需要隔離(例如，分離)閥，以避免過(guò)程中斷。 附加地，閥特征測(cè)試需要用戶施行測(cè)試，并且視覺(jué)地檢查和理解測(cè)試結(jié)果。由閥特征測(cè)試產(chǎn)生的結(jié)果提供了閥桿位置與壓強(qiáng)的關(guān)系的圖。用戶通常需要具有閥特征圖的經(jīng)驗(yàn)，來(lái)確定何時(shí)存在問(wèn)題。除了需要有經(jīng)驗(yàn)的用戶來(lái)理解該些結(jié)果，每當(dāng)閥朝或遠(yuǎn)離閥座位置移動(dòng)時(shí)， 很難運(yùn)行和理解閥特征測(cè)試?？傊?，傳統(tǒng)的用于確定閥座完整性的測(cè)試需要人的干預(yù)和分析、和/或可能需要停止過(guò)程控制操作。特別地，傳統(tǒng)的閥特征測(cè)試需要人的干預(yù)和分析，并且需要或(1)中斷過(guò)程控制系統(tǒng)來(lái)施行作為維護(hù)例程的一部分的閥特征測(cè)試，或(2)將斷流閥和旁通閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)，以便斷流閥和旁通閥可以被用于重新路由通過(guò)工廠的材料(例如，流體或氣體)的流動(dòng)，因?yàn)榉蛛x的閥正在被測(cè)試。斷流閥和旁通閥也可以被稱為隔離閥。在情況(1)中，過(guò)程工廠可能損失較大量的生產(chǎn)量。在情況O)中，工廠主必須首先投資較大量的資源，以實(shí)現(xiàn)斷流閥和旁通閥，并且在當(dāng)施行在閥上的閥座完整性測(cè)試時(shí)所需用于操作斷流閥和旁通閥的人力上投資。特別地，物理地鄰近旁通閥的用戶必須與管理從閥到旁通閥的操作開(kāi)關(guān)的另一用戶協(xié)調(diào)。根據(jù)來(lái)自管理的用戶的指示，物理地鄰近旁通閥的用戶必須手動(dòng)地打開(kāi)旁通閥。在完成操作開(kāi)關(guān)到旁通閥之后，用戶必須手動(dòng)地保證和驗(yàn)證，閥是否被與過(guò)程隔離。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)位于待被測(cè)試的閥的兩端的兩個(gè)斷流閥，用戶手動(dòng)地保證和驗(yàn)證，閥是否被與過(guò)程隔離。閥的分離需要附加的閥、附加的人力以及大量的工人的協(xié)調(diào)和時(shí)間。此外，由于額外的成本、生產(chǎn)量的損失、以及當(dāng)使用傳統(tǒng)的閥座完整性測(cè)試時(shí)需要的附加的人力，所以不常常運(yùn)行測(cè)試。典型地，一年或每五年運(yùn)行閥座完整性測(cè)試。根據(jù)下述公開(kāi)，可以更頻繁地產(chǎn)生類(lèi)似的測(cè)試結(jié)果和/或產(chǎn)生類(lèi)似的測(cè)試結(jié)果，而不產(chǎn)生在此所述的與傳統(tǒng)的閥座完整性測(cè)試相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括用于測(cè)試閥座完整性而無(wú)需中斷過(guò)程控制系統(tǒng)的操作或無(wú)需分離閥的方法。本發(fā)明還包括在閥關(guān)閉和/或打開(kāi)的正常操作期間自動(dòng)測(cè)試閥座完整性。該方法包括提供包括閥的過(guò)程控制系統(tǒng)，該閥在設(shè)定點(diǎn)操作，該設(shè)定點(diǎn)反映閥被打開(kāi)的程度，并且被表示為完全打開(kāi)的百分比，在基本上從0% (或在設(shè)定點(diǎn)被要求補(bǔ)償校準(zhǔn)偏置時(shí)低于 0% )至100%的范圍中。
在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括從包括在過(guò)程控制系統(tǒng)中的控制器接收控制信號(hào)值，其相應(yīng)于所期望的設(shè)定點(diǎn)，以及包括根據(jù)該設(shè)定點(diǎn)，施行閥關(guān)閉操作。該方法還可以包括在關(guān)閉操作期間確定所接收的控制信號(hào)值位于或低于與閥的閥座完整性相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的截止值。如果該設(shè)定點(diǎn)位于或低于截止值，則將判斷位置數(shù)據(jù)是否高于截止值。當(dāng)閥桿根據(jù)設(shè)定點(diǎn)值響應(yīng)達(dá)到閥座時(shí)，位置數(shù)據(jù)表示閥桿的位置。如果設(shè)定點(diǎn)值位于或低于截止值并且位置數(shù)據(jù)高于截止值時(shí)，則方法進(jìn)行讀取與閥的關(guān)閉相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)?？梢詫?shí)時(shí)地將在關(guān)閉操作期間讀取的壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)與已知的一組良好的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。替代地或附加地，可以實(shí)時(shí)地將在關(guān)閉操作期間讀取的壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)和與符合要求的閥座完整性相關(guān)聯(lián)的閾值進(jìn)行比較。例如，可以通過(guò)確定與先前所存儲(chǔ)的或已知的一組良好的位置和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)公差、或位置和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的斜率的確定、或其他任何可以用于確定閥是否具有可接受的閥座完整性的技術(shù)來(lái)計(jì)算閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，在關(guān)閉操作期間可以讀取和存儲(chǔ)壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)，并且可以將壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)與先前所存儲(chǔ)的相應(yīng)于可接受的閥座完整性的一組壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。該方法還可以包括根據(jù)比較操作，確定是否已經(jīng)超出與符合要求的閥座完整性相關(guān)聯(lián)的公差值，并且響應(yīng)于預(yù)定的閾值已經(jīng)被超出的判斷來(lái)生成告警。繼續(xù)讀取壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)以及比較壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)，只要所收集的位置數(shù)據(jù)指示閥的移動(dòng)或閥還沒(méi)有達(dá)到符合設(shè)定點(diǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)。在閥關(guān)閉操作期間使用在先前段落上描述的實(shí)施例。在閥打開(kāi)操作期間可以使用閥座完整性測(cè)試方法的其他實(shí)施例。打開(kāi)測(cè)試實(shí)施例包括從控制器接收控制信號(hào)值，其相應(yīng)于所期望的設(shè)定點(diǎn)，以及包括根據(jù)該設(shè)定點(diǎn)，施行閥打開(kāi)操作。該方法還包括根據(jù)該設(shè)定點(diǎn)，施行閥關(guān)閉操作。該方法還可以包括在打開(kāi)操作期間確定相應(yīng)于用于打開(kāi)操作的設(shè)定點(diǎn)的所接收的控制信號(hào)值位于或高于與閥的閥座完整性相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的截止值。當(dāng)設(shè)定點(diǎn)位于或高于截止值并且位置數(shù)據(jù)低于截止值時(shí)，讀取與閥的打開(kāi)相關(guān)聯(lián)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)。將所收集的壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)與已知的一組良好的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。替代地，可以實(shí)時(shí)地將在打開(kāi)操作期間收集的壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)和與可接受的閥座完整性相關(guān)聯(lián)的公差值進(jìn)行比較。例如，可以存在一個(gè)數(shù)學(xué)公差值，其與壓強(qiáng)讀數(shù)相關(guān)聯(lián)、 位置數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)、壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)、或壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)的斜率確定相關(guān)聯(lián)、或任何其他用于確定閥是否具有可接受的閥座完整性的技術(shù)相關(guān)聯(lián)。替代地，可以將所讀取的并且所存儲(chǔ)的壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)與相應(yīng)于可接受的閥座完整性的先前存儲(chǔ)的一組壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。該方法還可以包括根據(jù)比較操作，確定是否已經(jīng)超出與可接受的閥座完整性相關(guān)聯(lián)的公差值，并且響應(yīng)于已經(jīng)超出預(yù)定的閾值(例如，公差)的判斷，生成告警。繼續(xù)讀取壓強(qiáng)和/或位置數(shù)據(jù)以及將壓強(qiáng)和/或位置數(shù)據(jù)與閾值或公差進(jìn)行比較，只要所收集的位置數(shù)據(jù)指示移動(dòng)或指示閥還沒(méi)有達(dá)到符合設(shè)定點(diǎn)的狀態(tài)。權(quán)利要求提供了附加的概要信息。本概要并不是在此所述的所有的實(shí)施例的完整的說(shuō)明。本概要意在對(duì)在此所述的方法的介紹。


圖1示出了過(guò)程控制系統(tǒng)的框圖，該過(guò)程控制系統(tǒng)位于可以在正常處理操作期間控制閥的過(guò)程工廠內(nèi)；圖2是控制閥和用于圖1的過(guò)程控制系統(tǒng)的相關(guān)聯(lián)的裝置的前視圖，在其上根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例施行了閥座完整性測(cè)試；圖3示出了在根據(jù)本發(fā)明的示例性閥座完整性測(cè)試方法的三個(gè)一般的階段期間， 位置數(shù)據(jù)如何跟隨設(shè)定點(diǎn)值，并且當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，施行該閥座完整性測(cè)試方法；圖4示出了在根據(jù)本發(fā)明的示例性閥座完整性測(cè)試方法的三個(gè)一般的階段期間， 位置數(shù)據(jù)如何跟隨設(shè)定點(diǎn)值，并且當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)，施行該閥座完整性測(cè)試方法；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的閥座完整性測(cè)試方法的一個(gè)例子的流程圖，并且當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，施行該閥座完整性測(cè)試方法；圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的并且實(shí)時(shí)比較位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的閥座完整性測(cè)試方法的另一個(gè)例子的流程圖，并且當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，施行該閥座完整性測(cè)試方法；圖7是示出了當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)施行閥座完整性測(cè)試方法的一個(gè)例子的流程圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的并且實(shí)時(shí)比較位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的閥座完整性測(cè)試方法的另一個(gè)例子的流程圖，并且當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)，施行該閥座完整性測(cè)試方法；以及圖9示出了閥測(cè)試數(shù)據(jù)的兩個(gè)圖形表示，其中在閥關(guān)閉操作期間讀取和/或存儲(chǔ)第一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以及在閥打開(kāi)操作期間讀取和/或存儲(chǔ)第二部分?jǐn)?shù)據(jù)，并且其中兩部分?jǐn)?shù)據(jù)是表示良好的閥座完整性的數(shù)據(jù)的示例；以及圖10示出了閥測(cè)試數(shù)據(jù)的兩個(gè)圖形表示，其中在閥關(guān)閉操作期間讀取和/或存儲(chǔ)第一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以及在閥打開(kāi)操作期間讀取和/或存儲(chǔ)第二部分?jǐn)?shù)據(jù)，并且其中針對(duì)閥關(guān)閉操作期間的那部分?jǐn)?shù)據(jù)是表示差的閥座完整性的數(shù)據(jù)的示例。
具體實(shí)施例方式下文詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。其他的實(shí)施例是主題所固有的，并且被賦予了權(quán)力以及被公開(kāi)。通過(guò)以下描述并結(jié)合附圖該些實(shí)施例對(duì)于該領(lǐng)域的專業(yè)人士來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。圖1示出了示例性過(guò)程工廠10，該工廠包括不同的功能區(qū)域，可以為每個(gè)功能區(qū)域提供根據(jù)本發(fā)明的閥座完整性測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)施例。過(guò)程工廠10包括一個(gè)分布式的過(guò)程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)控制器12，每個(gè)控制器通過(guò)輸入/輸出(I/O)設(shè)備或卡 18連接到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14或16?？刂破?2還通過(guò)數(shù)據(jù)總線25被耦接到一個(gè)或多個(gè)主機(jī)或操作員工作站20-23。數(shù)據(jù)庫(kù)觀被耦接到數(shù)據(jù)總線25，并且作為數(shù)據(jù)歷史記錄而運(yùn)作，以收集并且存儲(chǔ)參數(shù)、狀態(tài)和其他與工廠10中的控制器以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)，和/ 或作為數(shù)據(jù)歷史記錄數(shù)據(jù)庫(kù)而運(yùn)作，該數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)工廠10的當(dāng)前或先前的測(cè)試數(shù)據(jù)，如從控制器12和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14和16下載或存儲(chǔ)在控制器12和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14和16中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)觀還可以存儲(chǔ)圖形對(duì)象，以提供過(guò)程工廠10的各種圖形表示。在此描述的自動(dòng)的閥座完整性測(cè)試方法的實(shí)施例可以作為例程被存儲(chǔ)在主機(jī)或者操作員工作站20-23 中的一個(gè)或多個(gè)上的任意一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用30-33上。替代地，或者附加地，在此描述的自動(dòng)的閥座完整性測(cè)試方法的實(shí)施例可以被存儲(chǔ)在控制器12 (例如，軟件應(yīng)用50)和/或圖2的定位器109的存儲(chǔ)器114處。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14和16可以處于嚴(yán)酷的過(guò)程工廠環(huán)境中，而控制器12、1/0卡18、操作員工作站20-23和數(shù)據(jù)庫(kù)觀可以處于控制室內(nèi)或者容易被維護(hù)或其他各種過(guò)程工廠的人員接觸到的相對(duì)不那么嚴(yán)酷的環(huán)境中。在某些情況中，過(guò)程工廠人員可以使用移動(dòng)、無(wú)線或手持式設(shè)備來(lái)獲取由在此描述的自動(dòng)的閥座完整性測(cè)試方法的實(shí)施例產(chǎn)生的信息。在此描述的閥座完整性測(cè)試系統(tǒng)可以一體地形成至不同類(lèi)型的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以是獨(dú)立式控制系統(tǒng)或者分布式控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)包括控制元件，這些控制元件不在中央位置，而是分布于整個(gè)系統(tǒng)，且每個(gè)子系統(tǒng)被一個(gè)或多個(gè)分布式控制器控制。 如圖1所示的分布式控制系統(tǒng)的例子包括如圖2所示的閥，該閥作為整個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)操作的子系統(tǒng)的一部分，其中系統(tǒng)控制器12控制圖2中所示出的閥102。例如，模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 14或數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備16都可以表示圖2所示的閥座完整性系統(tǒng)的定位器。替代地，在此所描述的閥座完整性測(cè)試方法可以一體地形成至控制系統(tǒng)，這可以完全由閥自身執(zhí)行，例如圖2所示的閥座完整性系統(tǒng)。其他有關(guān)控制系統(tǒng)和它們的控制和診斷操作的實(shí)施例的附加的信息可以在授予“Fisher-Rosemount System，he”公司的美國(guó)專利號(hào)6298454，題為“過(guò)程控制系統(tǒng)中的診斷”中找到，在此將其引用作為參考。圖2示出了連接到例如圖1所示的過(guò)程工廠10的過(guò)程工廠的管道101的閥座完整性測(cè)試系統(tǒng)100的實(shí)施例。材料105在管道101中的流動(dòng)由控制閥102來(lái)控制，該控制閥包括耦接到閥桿106的閥關(guān)閉元件103和閥座104。材料105可以是液體或氣體。閥桿 106上下移動(dòng)關(guān)閉元件103以打開(kāi)或關(guān)閉控制閥102。閥致動(dòng)器102產(chǎn)生的力，例如氣體驅(qū)動(dòng)，使閥打開(kāi)和/或關(guān)閉。致動(dòng)器107通過(guò)軛108被耦接至閥102的殼體。定位器109， 例如智能定位器被安裝在軛108上，并且通過(guò)閥移動(dòng)指示器110，例如，反饋桿，來(lái)檢測(cè)閥桿 106的移動(dòng)。閥移動(dòng)指示器110被耦接到閥位置傳感器113，該閥位置傳感器被耦接到閥控制單元111，該控制單元可以是一個(gè)處理器，例如中央處理單元(CPU)?？刂茊卧?11接收來(lái)自于接口 112的設(shè)定點(diǎn)值和控制信號(hào)，該接口被耦接到控制設(shè)備，例如，圖1的工作站20、 21、22、23或者控制器12。例如，控制單元111可以接收來(lái)自圖1所示的任意控制器12的設(shè)定點(diǎn)或控制信號(hào)。設(shè)定點(diǎn)是自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)送給其控制的設(shè)備的目標(biāo)值。替代地，閥移動(dòng)指示器110可以是無(wú)連接(linkageless)的位置反饋設(shè)備，該指示器采用耦接和/或監(jiān)控閥桿106移動(dòng)的方法，而與閥桿106沒(méi)有直接的連接。例如，閥移動(dòng)指示器110可以通過(guò)電磁連接的移動(dòng)指示器。如前文所述，控制單元111可以接收來(lái)自控制器112的設(shè)定點(diǎn)值，進(jìn)而根據(jù)接收到的設(shè)定點(diǎn)值控制控制閥102。設(shè)定點(diǎn)值指示閥應(yīng)該打開(kāi)或關(guān)閉的程度?？刂茊卧?11根據(jù)接收到的設(shè)定點(diǎn)值引起閥的移動(dòng)?？刂茊卧?11檢查來(lái)自位置傳感器113的反饋信息并且將來(lái)自傳感器113的位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備114中。定位器10還可以包括壓強(qiáng)傳感器 115，取決于致動(dòng)器107的類(lèi)型，該傳感器可以是一個(gè)或多個(gè)壓強(qiáng)傳感器。根據(jù)設(shè)定點(diǎn)值，壓強(qiáng)傳感器115獲得的數(shù)據(jù)還可以被控制單元111用作移動(dòng)閥102的基礎(chǔ)。傳感器115的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)設(shè)備114。另外，如前文指出，在此描述的閥完整性測(cè)試方法的軟件應(yīng)用的部分或全部可以被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)設(shè)備114。根據(jù)圖1-2，在包括閥102的過(guò)程控制系統(tǒng)的正常操作中，該閥在設(shè)定點(diǎn)工作，該設(shè)定點(diǎn)，如前文所述，是圖2中的定位器109的控制單元111的輸入。又如前文所述，設(shè)定點(diǎn)定義了閥打開(kāi)的程度，并且被表示為完全打開(kāi)的閥的百分比。因而，設(shè)定點(diǎn)值100%定義了完全打開(kāi)的閥，此時(shí)閥關(guān)閉元件103離閥座104之間的距離最遠(yuǎn)。設(shè)定點(diǎn)值0%對(duì)應(yīng)于閥的完全關(guān)閉，此時(shí)關(guān)閉元件103在閥座104上，而處于0%和100%之間的設(shè)定點(diǎn)值對(duì)應(yīng)于閥的部分打開(kāi)。取決于用于驗(yàn)證閥座完整性的測(cè)試是在閥關(guān)閉操作期間施行的還是在閥打開(kāi)操作期間施行的，測(cè)試在例如，(i)當(dāng)設(shè)定點(diǎn)值小于預(yù)定的截止值，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)進(jìn)行，或(ii) 當(dāng)設(shè)定點(diǎn)值高于預(yù)定的截止值，當(dāng)閥打開(kāi)時(shí)進(jìn)行。測(cè)試在包括閥102的過(guò)程控制系統(tǒng)的正常操作進(jìn)行期間自動(dòng)進(jìn)行?；蛟S，操作包括閥關(guān)閉或閥打開(kāi)。分別參照?qǐng)D3、5、6和圖4、7、 8，下文將詳細(xì)描述在關(guān)閉和打開(kāi)期間可以進(jìn)行的測(cè)試。圖5和6示出了當(dāng)閥根據(jù)信號(hào)關(guān)閉時(shí)所施行的方法的實(shí)施例。圖7和8示出了當(dāng)閥根據(jù)信號(hào)打開(kāi)時(shí)所施行的方法的實(shí)施例。下文將更詳細(xì)地描述，圖5、6、7、8示出的方法使用了截止值，該截止值用于確定何時(shí)開(kāi)始自動(dòng)累積位置和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。以這種方式，數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集有助于在過(guò)程工廠的正常操作或過(guò)程控制系統(tǒng)的閥關(guān)閉或打開(kāi)期間檢測(cè)閥座完整性問(wèn)題。一些或所有的圖5、6、7、8的塊可以在過(guò)程工廠的正常操作時(shí)進(jìn)行，過(guò)程工廠包括被測(cè)試的閥。圖3和4對(duì)在此描述的方法做出了進(jìn)一步的說(shuō)明。圖3示出了在閥關(guān)閉操作期間設(shè)定點(diǎn)值(SP被示為0)，位置數(shù)據(jù)(T被示為X)和截止值之間的關(guān)系。圖9示出了閥打開(kāi)操作期間設(shè)定點(diǎn)值SP，位置數(shù)據(jù)T與截止值之間的關(guān)系。圖3示出了在正常閥關(guān)閉操作時(shí)發(fā)生的閥座完整性測(cè)試方法的實(shí)施例的三個(gè)不同階段。圖3為理解圖5和6的操作塊提供了附加的說(shuō)明。例如，圖3示出了相關(guān)于截止值(⑶T0FF)的設(shè)定點(diǎn)SP和位置數(shù)據(jù)T(位置數(shù)據(jù)也可以被稱為“行程”數(shù)據(jù))的值。在以 (1)來(lái)表示的第一階段，閥打開(kāi)并且達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，例如，此時(shí)位置數(shù)據(jù)等于設(shè)定點(diǎn)值。因而，設(shè)定點(diǎn)SP和位置數(shù)據(jù)T是表示閥正被打開(kāi)的數(shù)據(jù)，并且這些值比截止值CUTOFF 大。在以(2)來(lái)表示的第二階段，閥打開(kāi)并且接收到用于關(guān)閉的信號(hào)，例如，設(shè)定點(diǎn)值為0% 打開(kāi)的信號(hào)。在理想狀況下，來(lái)自于控制器的信號(hào)只需要是0%打開(kāi)的設(shè)定點(diǎn)值。然而，在實(shí)際狀況下，有時(shí)使用-5%打開(kāi)的設(shè)定點(diǎn)值，因?yàn)樵O(shè)定點(diǎn)可能需要對(duì)閥系統(tǒng)中可能存在的校準(zhǔn)偏差進(jìn)行補(bǔ)償。在第二階段0)，設(shè)定點(diǎn)處于0%打開(kāi)的值，并且位置數(shù)據(jù)T沒(méi)有機(jī)會(huì)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)值SP，其中位置數(shù)據(jù)T指示了閥桿106(圖幻相對(duì)于閥座104(圖幻的位置。在第二階段O)，位置數(shù)據(jù)T比截止值大。在第二階段O)，可以開(kāi)始讀取位置數(shù)據(jù)和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，以用于與閾值比較。當(dāng)位置數(shù)據(jù)T仍舊指示閥桿106正在移動(dòng)以關(guān)閉閥時(shí)，位置和/ 或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)繼續(xù)被讀取并且與閾值比較，或被讀取并存儲(chǔ)后與閾值比較。對(duì)位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的讀取以及與閾值的比較會(huì)持續(xù)直到第三階段(3)，其中位置數(shù)據(jù)指示閥桿106已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)位置，例如，0 %打開(kāi)。如上所述，在圖5所示的方法中，閥根據(jù)信號(hào)關(guān)閉。智能定位器109(圖2)接收來(lái)自于控制器(例如，圖1的控制器12)的設(shè)定點(diǎn)。定位器109讀取設(shè)定點(diǎn)和位置數(shù)據(jù)(塊 500)。如前文詳細(xì)描述地，設(shè)定點(diǎn)信號(hào)指示了閥待打開(kāi)的百分比，以0%指示0%打開(kāi)(例如，關(guān)閉)，100%指示100%打開(kāi)，以及若需要，以兩者之間或之外的所有可能的數(shù)值。如前述，設(shè)定點(diǎn)可能被產(chǎn)生用來(lái)過(guò)度補(bǔ)償誤差，因而，可能落在0%至100%的范圍之外，例如-5%。使用反饋桿11(圖2)和位置傳感器115(圖幻來(lái)獲取位置數(shù)據(jù)。位置數(shù)據(jù)指示閥桿106(圖2)相對(duì)于閥座104(圖2)的位置。定位器109確定設(shè)定點(diǎn)是否低于預(yù)定值，例如截止值(塊50 。截止值可以是諸如0. 5 %打開(kāi)的值。例如，如果當(dāng)閥完全打開(kāi)時(shí)，從閥座104到關(guān)閉元件103測(cè)量到的閥的整個(gè)跨距是6英尺，那么0. 5%打開(kāi)值對(duì)應(yīng)于閥座104到關(guān)閉元件103測(cè)量到的距離，為0. 03 英尺。截止值可以由用戶指定或有生產(chǎn)商提供。如果設(shè)定點(diǎn)被確定為低于示例性0. 5%打開(kāi)的截止值(塊502)，那么定位器109 確定位置數(shù)據(jù)是否高于截止值(塊504)。如果位置數(shù)據(jù)高于截止值，那么定位器109分別使用位置和壓強(qiáng)傳感器(塊506)讀取和存儲(chǔ)位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。定位器109檢查閥桿 106是否仍在移動(dòng)(塊508)。這可以通過(guò)檢查位置數(shù)據(jù)是否仍在改變或者是否還未達(dá)到與設(shè)定點(diǎn)值相關(guān)聯(lián)的穩(wěn)定狀態(tài)值來(lái)確定。如果如位置數(shù)據(jù)仍在改變或朝著設(shè)定點(diǎn)值移動(dòng)所指示的，閥桿106仍在移動(dòng)，那么定位器109保持讀取和存儲(chǔ)位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)(塊506)。當(dāng)閥桿106停止移動(dòng)時(shí)，定位器109停止收集位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)(塊510)。如果需要附加的關(guān)閉操作的記錄，則當(dāng)定位器109讀取和存儲(chǔ)位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)時(shí)，定位器109仍可以存儲(chǔ)設(shè)定點(diǎn)值。在關(guān)閉測(cè)試中的設(shè)定點(diǎn)值能夠是0%打開(kāi)，或者能夠是從稍低于0%打開(kāi)的值，直到略低于截止值(例如，在此示例中低于0. 5%打開(kāi))的任何值。當(dāng)閥處于符合從圖1的控制器12接收到的預(yù)期的設(shè)定點(diǎn)的、最終的預(yù)期位置時(shí)，閥移動(dòng)停止。如果確定閥已經(jīng)停止或者已經(jīng)達(dá)到相對(duì)于預(yù)期設(shè)定點(diǎn)值的穩(wěn)定狀態(tài)值時(shí)，定位器109可以比較當(dāng)前收集到的數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)集或者先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集，如已知的“良好的”集(塊512)，并且確定比較是否超過(guò)閾值或者在預(yù)定值的公差內(nèi)(塊514)。術(shù)語(yǔ)公差在此用于表示存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集例如已知的“良好的”數(shù)據(jù)集附近的一些值。 術(shù)語(yǔ)閾值在此用于表示可以由已知的“良好的”集得到的計(jì)算值或者其他計(jì)算值，該計(jì)算值可以被用來(lái)確定何時(shí)收集到的位置和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)指示閥座完整性的問(wèn)題。術(shù)語(yǔ)閾值更為寬泛并且包括公差值。附加地，閾值可以包括由先前收集到的已知“良好的”位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)集確定的斜率值。在每次讀取位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)后，可以確定指示壓強(qiáng)相對(duì)于位置的變化的變化的斜率值。對(duì)于每個(gè)讀取的數(shù)據(jù)，確定的斜率值可以與期望的或預(yù)定的斜率值比較。替代地，位置或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)都可以隨著時(shí)間變化讀取，并且位置數(shù)據(jù)相對(duì)于時(shí)間的變化或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相對(duì)于時(shí)間的變化可以用來(lái)確定實(shí)時(shí)的斜率值，該斜率值可以與期望的相應(yīng)的斜率值比較，來(lái)確定是否發(fā)生閥座完整性的損壞和何時(shí)發(fā)生閥座完整性的損壞。替代地，可以在用于比較操作的預(yù)定的斜率值附近確定公差。示例性已知“良好的”數(shù)據(jù)集是在閥是新的時(shí)候或被確定為正常工作時(shí)候收集的數(shù)據(jù)，諸如，可以使用從在安裝前或者在初始操作時(shí)間期間獲得的測(cè)試值導(dǎo)出的特征閥測(cè)試來(lái)收集的數(shù)據(jù)。生產(chǎn)商還可以提供基準(zhǔn)特征閥測(cè)試圖形，該圖形提供了可以用來(lái)進(jìn)行比較的“良好的”數(shù)據(jù)集。其他“良好的”數(shù)據(jù)集可以從其他型號(hào)的閥、內(nèi)置或外置于過(guò)程工廠的閥獲得。并且，其他“良好的”數(shù)據(jù)集可以從用于正被測(cè)試的閥的先前存儲(chǔ)的行程(位置)數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)獲得。附加地，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以被用來(lái)產(chǎn)生趨勢(shì)數(shù)據(jù)。替代地，產(chǎn)生自存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的趨勢(shì)數(shù)據(jù)可以與其他趨勢(shì)數(shù)據(jù)比較。趨勢(shì)數(shù)據(jù)是可以用來(lái)建模數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)。通過(guò)使用輔助數(shù)據(jù)的理解的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，可以從數(shù)據(jù)集來(lái)評(píng)估趨勢(shì)。例如，確定數(shù)據(jù)集的測(cè)量是否顯示了上升的趨勢(shì)或下降的趨勢(shì)是有幫助的，該些趨勢(shì)在統(tǒng)計(jì)上可以從隨機(jī)的行為中分辨出。如果收集到的數(shù)據(jù)與已知的“良好的”集的比較超過(guò)閾值，則定位器109可以設(shè)定一個(gè)告警指示(塊516)，該告警指示可以很簡(jiǎn)單，如局部的燈光打開(kāi)和關(guān)閉或在閥附近的其他任何可視的告警指示。附加地或替代地，定位器109可以發(fā)送警報(bào)消息(塊516)，這可以包括發(fā)送通訊到任何本地的和/或遠(yuǎn)程的設(shè)備。警報(bào)消息可以是模擬或數(shù)字消息，該模擬或數(shù)字消息被發(fā)送到遠(yuǎn)程的無(wú)線便攜式通訊設(shè)備，或者被發(fā)送到工廠10的診斷/維護(hù)工作站23的顯示。對(duì)于下一次閥關(guān)閉時(shí)測(cè)試閥座完整性或打開(kāi)閥時(shí)測(cè)試閥座完整性，如圖7 所示，如果比較沒(méi)有超過(guò)閾值，則方法回到開(kāi)始。示例性公差值是預(yù)定或用戶設(shè)定的值，來(lái)確定何時(shí)所收集的位置和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)是可接受的。公差可以是選擇的值，例如，以與位置數(shù)據(jù)和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的
的范圍表示。例如，圖9所示，線900是示例性“良好的”數(shù)據(jù)集，其在閥關(guān)閉期間和手動(dòng)進(jìn)行特征閥測(cè)試期間取得，圖中，沿著縱軸的是壓強(qiáng)值，位置值沿著橫軸?？?10的虛線描述了線900單個(gè)位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)集的繪圖的的公差范圍。所示的是估計(jì)而不是比例。相似地，圖9中的線950指示了示例性的“良好的”數(shù)據(jù)集，該集在閥打開(kāi)期間和手動(dòng)進(jìn)行特征閥測(cè)試期間取得，并且框920的虛線描述了線950單個(gè)位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)集的繪圖的的公差范圍。如果，例如，將收集的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)集(相應(yīng)于塊 506)與“良好的”壓強(qiáng)數(shù)據(jù)(相應(yīng)于塊514和線900)比較，并且收集的數(shù)據(jù)落在虛線910 描述的公差之外，則觸發(fā)告警(塊516)。圖10的線1000是位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的收集的集的圖形的例子，位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)在閥關(guān)閉操作中產(chǎn)生。線1000的圖形數(shù)據(jù)由訓(xùn)練過(guò)的維護(hù)人員來(lái)確定，來(lái)指示閥具有不可接受的閥座完整性的閥。一個(gè)受過(guò)訓(xùn)練的維護(hù)人員可以有經(jīng)驗(yàn)地識(shí)別出在閥座接觸時(shí)的尖角的缺少是指示壞的或不可接受的閥座完整性。如果此處描述的定位器109讀取類(lèi)似于圖10 的線1000的圖形(假設(shè)數(shù)據(jù)是根據(jù)圖9的圖表縮放尺寸)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而定位器109將線 1000的數(shù)據(jù)與公差值比較910 (塊514)。如果超過(guò)公差值，那么定位器109會(huì)設(shè)定告警或者發(fā)送警報(bào)(塊516)。因此，除了不需要使過(guò)程工廠離線或者投入其他閥之外，當(dāng)測(cè)試閥的閥座完整性時(shí)，此處描述的方法可以去除對(duì)于維護(hù)人員的判斷的依賴。因?yàn)槎ㄎ黄?09能夠在正常過(guò)程工廠操作中自動(dòng)地進(jìn)行閥座完整性測(cè)試。替代地，在關(guān)閉操作中產(chǎn)生的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)集，如類(lèi)似圖10的線1000和已知的良好的集，例如，圖9的線900之間的比較，可能更集中或指定至更特殊的數(shù)據(jù)范圍。例如， 比較可以與在關(guān)閉元件103和閥座104之間的更窄的位置范圍有關(guān)的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)進(jìn)行。 替代地，比較可以在位置數(shù)據(jù)或者壓強(qiáng)數(shù)據(jù)中進(jìn)行，如只比較發(fā)生在特定的壓強(qiáng)范圍中的位置數(shù)據(jù)，例如，只比較與在良好的集周邊具有1 %公差的從6. 75到6. 25psi壓強(qiáng)范圍相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)，或只比較與與閥的特定類(lèi)型和閥的特定標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)的其他特定范圍相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)。附加地或替代地，比較操作(塊51 可以在每次讀取壓強(qiáng)和/或位置數(shù)據(jù)之后執(zhí)行。例如，圖6示出了閥座完整性測(cè)試方法的替代的實(shí)施例，即在進(jìn)行閥關(guān)閉時(shí)實(shí)施該方法。圖6所示的實(shí)施例示出了使用其他可選比較操作的方法，該方法需要較少的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
15特別的是，操作性塊600、602、604、606、608和616分別與圖5中的塊500、502、504、506、506
和516相似。因此，以下對(duì)于圖6所示方法的說(shuō)明主要集中于圖5和圖6的操作的不同。圖6示出了相對(duì)于圖5的另一種可選的實(shí)施例，其中數(shù)據(jù)操作的讀取不需要引起附加的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并且其中比較操作在數(shù)據(jù)讀取之后更迅速地進(jìn)行。壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)可以被讀取并與基于實(shí)時(shí)的公差或閾值比較，而不要求較長(zhǎng)期限的存儲(chǔ)。例如，定位器109可以讀取壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)(塊606)，隨后將壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)和閾值比較(塊640)，進(jìn)而確定比較是否超過(guò)了閾值(塊642)。此處描述了閥座完整性測(cè)試方法的替代的實(shí)施例，其可以用于在圖4所描述的閥打開(kāi)時(shí)進(jìn)行該方法。圖4示出了在閥打開(kāi)期間設(shè)定點(diǎn)值SP、位置數(shù)據(jù)T和截止值之間的關(guān)系。圖4示出了閥座完整性測(cè)試的三個(gè)不同階段，以當(dāng)閱讀圖7和8對(duì)操作的描述時(shí)提供附加的說(shuō)明。例如，圖4示出了相對(duì)于截止值⑶TOFF的設(shè)定點(diǎn)值SP和位置數(shù)據(jù)T。在第一階段，以(1)表示，閥關(guān)閉并且達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，位置數(shù)據(jù)等于設(shè)定點(diǎn)值，設(shè)定點(diǎn)SP和位置數(shù)據(jù)T都是0%打開(kāi)值。在第二階段，以(2)表示，閥關(guān)閉并且接收到0.6%打開(kāi)的設(shè)定點(diǎn)值。在第二階段O)中，設(shè)定點(diǎn)值為0. 6%打開(kāi)，并且指示閥桿106(圖2)相對(duì)于閥座 104(圖幻的位置數(shù)據(jù)T還沒(méi)有機(jī)會(huì)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)值SP。在第二階段O)中，位置數(shù)據(jù)T小于截止值。在第二階段O)中，可以為了比較公差或閾值開(kāi)始讀取位置數(shù)據(jù)和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。當(dāng)位置數(shù)據(jù)T仍指示閥桿106正在移動(dòng)以打開(kāi)閥時(shí)，位置和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)可以被連續(xù)讀取并且與公差或閾值比較，或者可以被讀取并存儲(chǔ)，進(jìn)而與公差或閾值比較。對(duì)于位置和/ 或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的讀取和將其與閾值進(jìn)行比較會(huì)持續(xù)直到第三階段(3)，其中位置數(shù)據(jù)指示閥桿106已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)位置，該穩(wěn)定的狀態(tài)位置不再小于截止值(即，大于或等于截止值)。圖7示出了在閥開(kāi)操作時(shí)的測(cè)試閥座完整性的方法的實(shí)施例。例如，閥可以處于關(guān)閉位置并且接收到來(lái)自于系統(tǒng)控制器12(圖1)的設(shè)定點(diǎn)值，該設(shè)定點(diǎn)值指示閥將被打開(kāi)。例如，接收到的設(shè)定點(diǎn)可以從0%的值(例如，關(guān)閉)變化到0.6%打開(kāi)的值。如果閥打開(kāi)截止值為0.5%，并且接收到的設(shè)定點(diǎn)值比0.5%的截止值大(例如，設(shè)定點(diǎn)值為 0.6% )，那么讀取設(shè)定點(diǎn)值(塊700)的智能定位器109會(huì)確定設(shè)定點(diǎn)值高于截止值(塊 702)。如果設(shè)定點(diǎn)值高于截止值，則定位器109確定位置數(shù)據(jù)是否低于截止值(塊704)。 如果是，則定位器109讀取并存儲(chǔ)位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)(塊706)，并且當(dāng)位置數(shù)據(jù)小于截止值時(shí)，繼續(xù)讀取和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(塊706、708)。更特別地，定位器109接收來(lái)自于圖1的系統(tǒng)控制器12的期望的設(shè)定點(diǎn)值，并且根據(jù)期望的設(shè)定點(diǎn)值移動(dòng)閥關(guān)閉元件103。定位器109可以具有自己的處理能力。在該情況中，定位器109接收來(lái)自于控制器12的期望的設(shè)定點(diǎn)值并且產(chǎn)生自己的，局部的第二設(shè)定點(diǎn)值以達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)值。第二設(shè)定點(diǎn)的值可以由控制單元111產(chǎn)生。在另一種可選的實(shí)施例中，定位器109讀取來(lái)自移動(dòng)指示器110的位置信息，并將位置信息作為反饋信息發(fā)送到系統(tǒng)控制器12。相應(yīng)的操作在閥關(guān)閉操作中也是可能的。如上文所述，期望的設(shè)定點(diǎn)值可以是(a)較低系統(tǒng)等級(jí)控制器(定位器109)產(chǎn)生的期望設(shè)定點(diǎn)值或者(b)較高系統(tǒng)等級(jí)控制器(控制器1 產(chǎn)生的期望設(shè)定點(diǎn)值，或者在某種情況中兩者都有。無(wú)論哪種方法，實(shí)際位置都跟隨期望的設(shè)定點(diǎn)值直到實(shí)際位置達(dá)到相對(duì)于期望的系統(tǒng)設(shè)定點(diǎn)值的穩(wěn)定狀態(tài)值。期望的系統(tǒng)設(shè)定點(diǎn)值的一個(gè)示例是0.6%打開(kāi)、50%打開(kāi)、75%打開(kāi)或者其他任意期望的打開(kāi)值。例如，當(dāng)位置數(shù)據(jù)還未達(dá)到截止值時(shí)，閥102考慮繼續(xù)進(jìn)行打開(kāi)操作。直到位置數(shù)據(jù)達(dá)到期望截止值，定位器109讀取和存儲(chǔ)位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)(塊706、708)。當(dāng)位置數(shù)據(jù)達(dá)到截止數(shù)據(jù)或仍舊改變以達(dá)到期望的設(shè)定點(diǎn)值之后，定位器109停止進(jìn)一步地收集數(shù)據(jù)(塊710)，并將存儲(chǔ)的打開(kāi)數(shù)據(jù)與已知“良好的”一組數(shù)據(jù)比較(塊712)并且確定比較是否超過(guò)公差或閾值(塊714)。公差可以是1%，與前述結(jié)合閥關(guān)閉測(cè)試(圖5)描述的公差相似。如果比較在公差之外，則定位器設(shè)定告警指示或者發(fā)送警報(bào)消息(塊716)。圖8示出了相對(duì)于圖7的另一種可選擇的實(shí)施例，其中數(shù)據(jù)(840)和公差或者閾值檢查的比較(842)在讀取數(shù)據(jù)(806)之后立即進(jìn)行。如同圖6的實(shí)施例，圖8的實(shí)施例不要求附加的讀取的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。特別地，操作塊800、802、804、806、808和816分別與圖7 的操作塊700、702、704、706、708和716相類(lèi)似。因此，以下對(duì)圖8示出的方法的解釋主要關(guān)注在圖7與圖8操作的不同之處。圖8示出了相對(duì)于圖7的另一種可選擇的實(shí)施例，其中數(shù)據(jù)操作的讀取不需要引起數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并且其中對(duì)數(shù)據(jù)的比較在數(shù)據(jù)讀取之后更迅速地進(jìn)行。壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)可以被讀取并且與基于實(shí)時(shí)的公差或閾值比較而不需要較長(zhǎng)期限的存儲(chǔ)。例如，定位器 109讀取壓強(qiáng)和位置信息(塊800)，將壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)與一組已知的良好的數(shù)據(jù)比較(塊 840)，隨后確定比較是否在公差之內(nèi)(塊842)。如前文所討論的，取決于設(shè)定點(diǎn)是否大于或小于截止值，定位器109可以實(shí)施圖 5、6、7或8的任何方法。在圖5、6、7或8的可選的實(shí)施例中，定位器109可以讀取和存儲(chǔ)不同時(shí)間段或者任何特定時(shí)間段的數(shù)據(jù)。讀取操作的不同時(shí)間段可以通過(guò)使用不同的截止值來(lái)實(shí)現(xiàn)。替代地，當(dāng)閥打開(kāi)操作、關(guān)閉操作或者處于打開(kāi)操作與關(guān)閉操作之間時(shí)，定位器 109可以在正常操作期間連續(xù)讀取并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一旦接收到期望的設(shè)定點(diǎn)值，定位器109可以觸發(fā)比較操作(例如塊512、712)。例如，當(dāng)期望的設(shè)定點(diǎn)高于或低于任何特定的截止值時(shí)，如在打開(kāi)操作情況中的0.6%，或者當(dāng)在關(guān)閉情況中設(shè)定點(diǎn)值為0%或者小于0%時(shí)，則可以觸發(fā)比較。圖5、6、7、8包含的方法的變型，包括將圖5、6、7、和8的塊的任意組合的變型在軟件編程方面或者閥操作方面對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。更多使用計(jì)算機(jī)來(lái)評(píng)估閥操作的信息，參見(jiàn)授予Fisher Controls International LLC的、美國(guó)專利號(hào)7478012， 標(biāo)題為“對(duì)閥特征圖形的計(jì)算機(jī)化的評(píng)估”的專利，在此將其引用作為參考。此處描述的閥座完整性測(cè)試的另一個(gè)示例性實(shí)施例包括自動(dòng)測(cè)試過(guò)程控制系統(tǒng)中的閥的閥座完整性，其中該閥包括閥座、閥關(guān)閉元件。閥關(guān)閉元件在閥關(guān)閉和打開(kāi)操作中分別向著和遠(yuǎn)離閥座移動(dòng)。該方法包括從過(guò)程控制系統(tǒng)的控制器接收設(shè)定點(diǎn)，相應(yīng)于用于閥的設(shè)定點(diǎn)向著一個(gè)位置移動(dòng)閥關(guān)閉元件，通過(guò)在閥關(guān)閉元件朝相應(yīng)于設(shè)定點(diǎn)的位置的移動(dòng)期間收集閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)地進(jìn)行閥座完整性測(cè)試。該方法還包括通過(guò)評(píng)估閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)而不打斷過(guò)程控制系統(tǒng)的操作并且不將閥從過(guò)程控制系統(tǒng)分離來(lái)進(jìn)行閥座完整性測(cè)試。過(guò)程控制系統(tǒng)的操作包括一個(gè)閉環(huán)過(guò)程控制操作，該操作包括相應(yīng)于設(shè)定點(diǎn)或者閉環(huán)過(guò)程控制操作的任何其他定義，閥關(guān)閉元件朝著一個(gè)位置移動(dòng)。附加地，定位器109可以接收設(shè)定點(diǎn)，并且收集閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)并且評(píng)估閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)。替代地，定位器109接收設(shè)定點(diǎn)，并且收集閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)并且發(fā)送閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)到控制器12進(jìn)行評(píng)估。附加地，定位器109可以接收設(shè)定點(diǎn)，收集閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)并且發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)至控制器、I/O卡，工作站或者其他永久性或者暫時(shí)連接到控制系統(tǒng)的平臺(tái)上的軟件應(yīng)用，可以是連續(xù)地發(fā)送或者在確定閥關(guān)閉或打開(kāi)操作已經(jīng)達(dá)到用于評(píng)估的狀態(tài)之后發(fā)送。 當(dāng)收集到的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)和/或設(shè)定點(diǎn)值達(dá)到任意有前述方法定義的值，這些值包括根據(jù)圖3-10的或者閥關(guān)閉或打開(kāi)操作的任何其他定義的值，閥關(guān)閉或打開(kāi)操作可以達(dá)到一個(gè)待評(píng)估的狀態(tài)。替代地，定位器109可以收集測(cè)試數(shù)據(jù)，并且在將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器 12之前，定位器109進(jìn)行對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的處理、分組或轉(zhuǎn)換中的一個(gè)或多個(gè)，以便可以更有效地使用在定位器和控制器之間的通信鏈接。定位器109(或控制器12)可以配置為在所有或多個(gè)正常過(guò)程控制操作(例如，閥關(guān)閉或打開(kāi)操作)中，通過(guò)相應(yīng)于收集到的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)，比較預(yù)設(shè)的一組閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)，或者通過(guò)基于收集到的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)和將數(shù)學(xué)計(jì)算的斜率值與閾值斜率值比較來(lái)確定數(shù)學(xué)計(jì)算的斜率值，來(lái)連續(xù)地評(píng)估閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)。閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)包括位置數(shù)據(jù)和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)，或者位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)或者其他任意數(shù)據(jù)組合，只要該數(shù)據(jù)組合能夠在閥關(guān)閉或打開(kāi)操作中被觀測(cè)到。在此描述的閥座完整性測(cè)試的實(shí)施例中的任何一個(gè)可以產(chǎn)生告警或發(fā)送警報(bào)消息到本地或遠(yuǎn)程位置。例如，圖2的定位器109可以產(chǎn)生一個(gè)告警或者發(fā)送警報(bào)消息到遠(yuǎn)程的圖1的診斷/維護(hù)應(yīng)用33或控制器12。替代地或附加地，定位器109可以通過(guò)點(diǎn)亮位于閥102的殼體的發(fā)光二極管或者改變液晶屏(LCD)來(lái)產(chǎn)生告警。此處描述的閥座完整性測(cè)試的實(shí)施例可以在過(guò)程控制系統(tǒng)保持工作時(shí)，對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)閥進(jìn)行測(cè)試。如前面討論的，本發(fā)明的實(shí)施例可以檢測(cè)閥的問(wèn)題，問(wèn)題包括閥座元器件的磨損，閥座的定位問(wèn)題和閥座的腐蝕問(wèn)題。關(guān)于這些信息以及使用在此所述的本發(fā)明的實(shí)施例可以避免的其他任何的閥問(wèn)題，參見(jiàn)(1)授予Fisher-Rosemount SyStemS，Inc公司的美國(guó)專利，專利號(hào)6298454，標(biāo)題“過(guò)程控制系統(tǒng)中的診斷”和(2)授予 Fisher-Rosemount Systems, Inc公司的美國(guó)專利，專利號(hào)7478012，標(biāo)題“對(duì)閥特征圖形的計(jì)算機(jī)化的評(píng)估”，在此將其引用作為參考。如前面討論的，該自動(dòng)的閥座完整性測(cè)試相對(duì)于傳統(tǒng)的閥特征測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)包括測(cè)試不需要停止閥的工作，或者停止使用閥的過(guò)程，或者分離閥以避免對(duì)過(guò)程的干擾，或者要求人為操作的分析。用戶不需要手動(dòng)地施行本文描述的閥座完整性測(cè)試的實(shí)施例，并且用戶不需要手動(dòng)理解本文描述的閥座完整性測(cè)試的實(shí)施例的結(jié)果。因此，本文描述的實(shí)施例可以更好的確定閥座完整性是否損壞和何時(shí)損壞。本文描述的閥座完整性測(cè)試的實(shí)施例還可以更好地維持以閥作為一部分的操作的生產(chǎn)力和安全水平。例如，閥可以是單控制循環(huán)操作的一部分，該操作由本地的閥定位器109(圖2)控制或者閥可以是涉及更復(fù)雜的過(guò)程控制系統(tǒng)的操作的一部分，該系統(tǒng)由控制器12 (圖1)控制。對(duì)兩種方法，本文描述的自動(dòng)的閥特征測(cè)試的方法允許測(cè)試在正常工程控制操作中進(jìn)行，此操作涉及被測(cè)閥。正常過(guò)程工廠操作包括一種操作，在該操作中，響應(yīng)于配置為待由控制器執(zhí)行的控制例程的閉環(huán)過(guò)程控制操作，控制器發(fā)送控制信號(hào)到閥座。正常過(guò)程工廠操作還包括一種操作，在該操作中，控制器配置為將位置數(shù)據(jù)處理為反饋信息，并給配置為由控制器執(zhí)行的閉環(huán)控制例程使用。以下的討論主要關(guān)于圖1所示的內(nèi)容。每個(gè)控制器12可以是任何類(lèi)型的過(guò)程控制器或者一種較為特殊型號(hào)的過(guò)程控制器，比如Emerson Process Management出售的DeItaV 控制器，每個(gè)控制器12存儲(chǔ)和執(zhí)行控制應(yīng)用，該應(yīng)用使用任意數(shù)量的不同的、獨(dú)立執(zhí)行的控制模塊或塊50來(lái)實(shí)現(xiàn)控制策略。 每個(gè)控制模塊50可以由通常稱為功能塊的東西組成，每個(gè)功能塊是總的控制例程的一部分或子例程，并且與其他功能塊結(jié)合運(yùn)行(通過(guò)稱為鏈接的通信)來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程工廠10的過(guò)程控制系統(tǒng)的操作。功能塊可以是面向?qū)ο缶幊痰膮f(xié)議中的對(duì)象。功能塊可以進(jìn)行輸出功能，比如與發(fā)射器，傳感器或其他過(guò)程參數(shù)測(cè)量設(shè)備有關(guān)的輸入功能，以及進(jìn)行控制功能，比如與進(jìn)行PID的控制流程、模糊邏輯等控制有關(guān)的控制功能。功能塊可以進(jìn)行輸出功能，該功能控制一些設(shè)備的操作，比如閥，以施行在過(guò)程工廠10中的一些物理功能?；旌虾腿魏纹渌?lèi)型的復(fù)雜功能塊有模型預(yù)測(cè)控制器(MPCs)，優(yōu)化器等。雖然現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議和 DeltaV系統(tǒng)協(xié)議使用設(shè)計(jì)和應(yīng)用到面向?qū)ο蟮木幊虆f(xié)議中的控制模塊和功能塊，但是控制模塊可以使用任何期望的控制編程方案來(lái)設(shè)計(jì)，包括，例如，序列功能模塊，梯形邏輯等，并且不局限于使用功能塊或任何其他特殊程序技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)和應(yīng)用。每個(gè)控制器12還可以支持AMS 應(yīng)用組合，并且可以使用預(yù)測(cè)智能來(lái)提高包括機(jī)械設(shè)備、電子系統(tǒng)，過(guò)程設(shè)備，裝置，現(xiàn)場(chǎng)和智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14、16和閥的生產(chǎn)資產(chǎn)的能力和性能。圖1示出的工廠10，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14和16連接到控制器12，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14和16可以是標(biāo)準(zhǔn)4-20毫安的設(shè)備，或智能的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，比如HART，過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線或FOUNDATION 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其包括處理器和存儲(chǔ)器或其他任何期望的設(shè)備類(lèi)型。一些設(shè)備，例如現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備(每個(gè)在圖1中以16表示)可以存儲(chǔ)和執(zhí)行模型，或子模型，例如與控制器12內(nèi)實(shí)現(xiàn)的控制策略相關(guān)聯(lián)的功能塊。眾所周知，圖1示出的放置在兩個(gè)不同的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備 16中的功能塊40，可以與控制器12內(nèi)的控制模塊50結(jié)合來(lái)執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制。當(dāng)然， 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14和16可以是任何類(lèi)型的設(shè)備，例如傳感器、閥、發(fā)送器、定位器等。I/O設(shè)備18 可以是任意類(lèi)型的符合期望的通信或控制器協(xié)議例如HART、現(xiàn)場(chǎng)總線、過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線等的 I/O設(shè)備。在圖1的過(guò)程工廠10中，工作站20-23可以包括不同的應(yīng)用，這些應(yīng)用被相同的或不同的工廠10中的人員用來(lái)進(jìn)行各種不同的功能。每個(gè)工作站20-23包括存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)不同的應(yīng)用、程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。并且處理器可以被用來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的任何應(yīng)用， 例如包括本文描述的閥座完整性測(cè)試系統(tǒng)和/或方法的全部和/或任何部分的例程。工作站20-23包括提供對(duì)工廠的從高過(guò)程控制系統(tǒng)水平到單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的低操作水平的操作、配置、仿真、診斷和/或維護(hù)操作硬件和/或軟件。雖然圖1示出各種相關(guān)的應(yīng)用30-33位于用于這些應(yīng)用中的一個(gè)的不同的工作站處，但是應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)工廠10的需要和設(shè)定，與那些功能或其他工廠功能有關(guān)的不同應(yīng)用30-33可以位于工廠10中的同一個(gè)或不同的工作站或計(jì)算機(jī)中并且由其執(zhí)行。因而，例如，雖然不同的單個(gè)維護(hù)/診斷應(yīng)用 33或不同的單個(gè)控制應(yīng)用30可以在不同的工作站20-23和/或控制器12上執(zhí)行，但是一個(gè)或多個(gè)控制應(yīng)用30和維護(hù)/診斷應(yīng)用33可以在相同的工作站20-23中執(zhí)行。
在圖1示出的示例中，工作站23被示為一個(gè)診斷/維護(hù)工作站，并且包括多個(gè)診斷和/或維護(hù)應(yīng)用33，應(yīng)用可以被不同的工作人員用來(lái)測(cè)試或觀察整個(gè)工廠10的需要，和 /或測(cè)試或查看各種設(shè)備12、14、16等的操作和工作狀況。應(yīng)用33可以包括支持應(yīng)用33A， 例如維護(hù)/診斷應(yīng)用，校準(zhǔn)應(yīng)用、振動(dòng)分析應(yīng)用、報(bào)告生成應(yīng)用或其他支持應(yīng)用，例如可以用來(lái)協(xié)助人員在工廠10中進(jìn)行維護(hù)/診斷功能的測(cè)試分析應(yīng)用。例如，維護(hù)/診斷應(yīng)用33A 可以包括閥座完整性測(cè)試應(yīng)用33B。替代地或附加地，閥座完整性測(cè)試應(yīng)用3 可以全部或部分地在控制器12處實(shí)現(xiàn)或任意現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14、16處實(shí)現(xiàn)或三者的組合處實(shí)現(xiàn)。閥座完整性測(cè)試應(yīng)用3 可以包括功能塊40、控制模塊50、控制應(yīng)用30和維護(hù)/診斷應(yīng)用30-33的任意組合。閥座完整性測(cè)試應(yīng)用3 也可以是完全嵌入于任何閥現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14、16的現(xiàn)場(chǎng)處理器中的軟件算法。如前文所討論地，任何系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用可以進(jìn)行本文所描述的方法，例如應(yīng)用30、 31、32、33、33A、3!3B和/或可以存儲(chǔ)在控制單元111或定位器109的存儲(chǔ)裝置114(或分離地運(yùn)行的本地測(cè)試控制單元111)中的任何本地應(yīng)用。本文所描述的方法可以通過(guò)圖2的閥座完整性測(cè)試系統(tǒng)或者通過(guò)其他可選的實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如閥定位器分離于閥座完整性測(cè)試系統(tǒng)的控制單元的實(shí)施例。上述的描述僅僅是示例性的，由下述權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試閥的閥座完整性的方法，所述方法包括 提供包括閥的過(guò)程控制系統(tǒng)；從所述控制過(guò)程系統(tǒng)的控制器接收控制信號(hào)值； 根據(jù)反映所述閥將被打開(kāi)的程度的所述控制信號(hào)值，操作所述閥； 根據(jù)所述所接收的控制信號(hào)值，進(jìn)行閥關(guān)閉操作； 讀取所述控制信號(hào)值以及所述閥的位置數(shù)據(jù)；確定所述控制信號(hào)值是否低于預(yù)定的、與所述閥座完整性相關(guān)聯(lián)的截止值； 當(dāng)所述控制信號(hào)值被確定為低于所述預(yù)定的截止值時(shí)，確定所述位置數(shù)據(jù)是否高于所述截止值；當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)被確定為高于所述截止值時(shí)，讀取并且存儲(chǔ)與所述閥關(guān)閉操作相關(guān)聯(lián)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)；確定所述位置數(shù)據(jù)是否指示所述閥關(guān)閉操作的連續(xù)性；當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)指示所述閥關(guān)閉操作的連續(xù)性時(shí)，繼續(xù)讀取并且存儲(chǔ)與所述閥關(guān)閉操作相關(guān)聯(lián)的所述壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)；將在所述閥關(guān)閉操作期間累積的、所述所存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)與相應(yīng)于可接受的閥座整體性的先前所存儲(chǔ)的一組位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；根據(jù)所述比較，判斷是否已經(jīng)超出與所述先前所存儲(chǔ)的一組位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的、預(yù)定的閾值；以及響應(yīng)于超出所述閾值的所述判斷，生成告警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行所述閥關(guān)閉操作被配置為在正常過(guò)程工廠操作期間發(fā)生，其中所述控制器響應(yīng)于被配置為將被所述控制器執(zhí)行的控制例程的閉環(huán)過(guò)程控制操作，將所述控制信號(hào)發(fā)送至所述閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行所述閥關(guān)閉操作被配置為在正常過(guò)程工廠操作期間發(fā)生，其中所述控制器被配置為將所述位置數(shù)據(jù)處理為反饋信息，所述反饋信息由配置為將被所述控制器執(zhí)行的閉環(huán)控制例程使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 用于所述閥關(guān)閉操作的所述截止值是0. 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述控制信號(hào)值是設(shè)定點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)指示閥關(guān)閉元件的相對(duì)于閥座的相對(duì)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述閾值是為與所述所存儲(chǔ)的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)確定的公差值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述閾值是數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值，為與所述所存儲(chǔ)的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)確定斜率值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，繼續(xù)所述繼續(xù)讀取并且存儲(chǔ)與所述閥關(guān)閉操作相關(guān)聯(lián)的所述壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)，直至所述所讀取的位置數(shù)據(jù)指示所述閥不移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述告警包括可視告警指示或警報(bào)消息。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 讀取并且存儲(chǔ)所述壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)的多個(gè)實(shí)例；為所述數(shù)據(jù)的每個(gè)實(shí)例進(jìn)行所述比較；以及當(dāng)所述所讀取并且所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的所有實(shí)例已經(jīng)被包括在所述比較中時(shí)，完成所述比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述先前所存儲(chǔ)的一組數(shù)據(jù)包括以下至少一項(xiàng)(i)由所述閥的制造商提供的一組數(shù)據(jù)或(ii)當(dāng)所述閥座完整性未損壞時(shí)，先前從所述閥收集的一組數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述先前所存儲(chǔ)的一組數(shù)據(jù)包括基于從除了在經(jīng)歷測(cè)試的所述閥以外的閥收集的壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)的模型數(shù)據(jù)集。
14.一種用于測(cè)試閥的閥座完整性的方法，所述方法包括 提供包括閥的過(guò)程控制系統(tǒng)；從所述控制過(guò)程系統(tǒng)的控制器接收控制信號(hào)值； 根據(jù)反映所述閥將被打開(kāi)的程度的所述控制信號(hào)值，操作所述閥； 根據(jù)所述所接收的控制信號(hào)值，進(jìn)行閥關(guān)閉操作； 讀取所述控制信號(hào)值以及所述閥的位置數(shù)據(jù)；確定所述控制信號(hào)值是否低于預(yù)定的、與所述閥座完整性相關(guān)聯(lián)的截止值； 當(dāng)所述控制信號(hào)值被確定為低于所述預(yù)定的截止值時(shí)，確定所述位置數(shù)據(jù)是否高于所述截止值；當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)被確定為高于所述截止值時(shí)，讀取與所述閥關(guān)閉操作相關(guān)聯(lián)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)；將基于在所述閥關(guān)閉操作期間讀取的所述位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的值與相應(yīng)于可接受的閥座完整性的閾值進(jìn)行比較；根據(jù)所述比較，判斷是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定閾值；以及響應(yīng)于達(dá)到所述閾值的所述判斷，生成告警。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，基于在所述閥關(guān)閉操作期間讀取的所述位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的所述值是數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值，并且所述閾值是根據(jù)相應(yīng)于可接受的閥座完整性的先前所存儲(chǔ)的一組位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)確定的閾斜率值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括 確定所述位置數(shù)據(jù)是否指示所述閥關(guān)閉操作的連續(xù)性；以及當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)指示所述閥關(guān)閉操作的連續(xù)性時(shí)，繼續(xù)讀取與所述閥關(guān)閉操作相關(guān)聯(lián)的所述位置數(shù)據(jù)和所述壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述閾值是為與所述所讀取的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)所確定的公差值。
18.一種用于測(cè)試閥的閥座完整性的方法，所述方法包括 提供包括閥的過(guò)程控制系統(tǒng)；從所述控制過(guò)程系統(tǒng)的控制器接收控制信號(hào)值； 根據(jù)反映所述閥將被打開(kāi)的程度的所述控制信號(hào)值，操作所述閥； 根據(jù)所述所接收的控制信號(hào)值，進(jìn)行閥打開(kāi)操作； 讀取所述控制信號(hào)值以及所述閥的位置數(shù)據(jù)；確定所述控制信號(hào)值是否高于預(yù)定的、與所述閥座完整性相關(guān)聯(lián)的截止值； 當(dāng)所述控制信號(hào)值被確定為高于所述預(yù)定的截止值時(shí)，確定所述位置數(shù)據(jù)是否低于所述截止值；當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)被確定為低于所述截止值時(shí)，讀取并且存儲(chǔ)與所述閥打開(kāi)操作相關(guān)聯(lián)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)；確定所述位置數(shù)據(jù)是否指示所述閥打開(kāi)操作的連續(xù)性；當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)指示所述閥打開(kāi)操作的連續(xù)性時(shí)，繼續(xù)讀取和存儲(chǔ)與所述閥打開(kāi)操作相關(guān)聯(lián)的所述壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)；將在所述閥打開(kāi)操作期間累積的、所述所存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)與相應(yīng)于可接受的閥座整體性的先前所存儲(chǔ)的一組位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的進(jìn)行比較；根據(jù)所述比較，判斷是否已經(jīng)達(dá)到與所述先前所存儲(chǔ)的一組位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的、預(yù)定的閾值；以及響應(yīng)于達(dá)到所述閾值的所述判斷，生成告警。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行所述閥打開(kāi)操作被配置為在正常過(guò)程工程操作期間發(fā)生，其中所述控制器響應(yīng)于被配置為將被所述控制器執(zhí)行的控制例程的閉環(huán)過(guò)程控制操作，將所述控制信號(hào)發(fā)送至所述閥。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行所述閥打開(kāi)操作的被配置為在正常過(guò)程工廠操作期間發(fā)生，其中所述控制器被配置為將所述位置數(shù)據(jù)處理為反饋信息，所述反饋信息由配置為將被所述控制器執(zhí)行的閉環(huán)控制例程使用。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于， 用于所述閥打開(kāi)操作的所述截止值是0. 5%。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于， 所述控制信號(hào)值是設(shè)定點(diǎn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述位置數(shù)據(jù)指示閥關(guān)閉元件的相對(duì)于閥座的相對(duì)位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述閾值是為與所述所存儲(chǔ)的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)確定的公差值。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述閾值是數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值，為與所述所存儲(chǔ)的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)確定斜率值。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，繼續(xù)所述繼續(xù)讀取并且存儲(chǔ)與所述閥打開(kāi)操作相關(guān)聯(lián)的所述壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)，直至所述所讀取的位置數(shù)據(jù)指示所述閥不移動(dòng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于， 所述告警包括可視告警指示或警報(bào)消息。
28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括 讀取并且存儲(chǔ)所述壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)的多個(gè)實(shí)例；為所述數(shù)據(jù)的每個(gè)實(shí)例進(jìn)行所述比較；以及當(dāng)所述所讀取并且所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的所有實(shí)例已經(jīng)被包括在所述比較中時(shí)，完成所述比較。
29.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述先前所存儲(chǔ)的一組數(shù)據(jù)包括以下至少一項(xiàng)(i)由所述閥的制造商提供的一組數(shù)據(jù)或(ii)當(dāng)所述閥座完整性未損壞時(shí)，先前從所述閥收集的一組數(shù)據(jù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述先前所存儲(chǔ)的一組數(shù)據(jù)包括基于從除了在經(jīng)歷測(cè)試的所述閥以外的閥收集的壓強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)的模型數(shù)據(jù)集。
31.一種用于測(cè)試閥的閥座完整性的方法，所述方法包括 提供包括閥的過(guò)程控制系統(tǒng)；從所述控制過(guò)程系統(tǒng)的控制器接收控制信號(hào)值； 根據(jù)反映所述閥將被打開(kāi)的程度的所述控制信號(hào)值，操作所述閥； 根據(jù)所述所接收的控制信號(hào)值，進(jìn)行閥打開(kāi)操作； 讀取所述控制信號(hào)值以及所述閥的位置數(shù)據(jù)；確定所述控制信號(hào)值是否高于預(yù)定的、與所述閥座完整性相關(guān)聯(lián)的截止值； 當(dāng)所述控制信號(hào)值被確定為高于所述預(yù)定的截止值時(shí)，確定所述位置數(shù)據(jù)是否低于所述截止值；當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)被確定為低于所述截止值時(shí)，讀取與所述閥打開(kāi)操作相關(guān)聯(lián)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和所述位置數(shù)據(jù)；將基于在所述閥打開(kāi)操作期間讀取的所述位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的值與相應(yīng)于可接受的閥座完整性的閾值進(jìn)行比較；根據(jù)所述比較做出判斷，是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定閾值；以及響應(yīng)于達(dá)到所述閾值的所述判斷，生成告警。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，基于在所述閥打開(kāi)操作期間讀取的所述位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的所述值是數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值，并且所述閾值是根據(jù)相應(yīng)于可接受的閥座完整性的先前所存儲(chǔ)的一組位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)確定的閾斜率值。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，還包括確定所述位置數(shù)據(jù)是否指示所述閥打開(kāi)操作的連續(xù)性；以及當(dāng)所述位置數(shù)據(jù)指示所述閥打開(kāi)操作的連續(xù)性時(shí)，繼續(xù)讀取與所述閥打開(kāi)操作相關(guān)聯(lián)的所述位置數(shù)據(jù)和所述壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述閾值是為與所述所讀取的位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組位置和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)所確定的公差值。
35.一種用于自動(dòng)測(cè)試在過(guò)程控制系統(tǒng)中的閥的閥座完整性的方法，其中所述閥包括閥座和閥關(guān)閉元件，在所述閥的關(guān)閉操作和打開(kāi)操作期間，所述閥關(guān)閉元件分別朝向和遠(yuǎn)離所述閥座移動(dòng)，所述方法包括接收來(lái)自所述過(guò)程控制系統(tǒng)的控制器的設(shè)定點(diǎn)； 朝相應(yīng)于用于所述閥的所述設(shè)定點(diǎn)的位置移動(dòng)所述閥關(guān)閉元件； 通過(guò)收集在所述閥關(guān)閉元件朝相應(yīng)于所述設(shè)定點(diǎn)的所述位置移動(dòng)期間的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行閥座完整性測(cè)試；通過(guò)評(píng)估閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)而不中斷所述過(guò)程控制系統(tǒng)的所述操作和不將所述閥與所述過(guò)程控制系統(tǒng)分離，進(jìn)行所述閥座完整性測(cè)試；其中，所述過(guò)程控制系統(tǒng)的所述操作包括閉環(huán)過(guò)程控制操作，其包括所述閥關(guān)閉元件朝相應(yīng)于所述設(shè)定點(diǎn)的所述位置的移動(dòng)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述設(shè)定點(diǎn)；以及所述定位器被配置為評(píng)估所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述設(shè)定點(diǎn)；以及所述定位器被配置為存儲(chǔ)所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)，并且將所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送至軟件應(yīng)用，其中所述軟件應(yīng)用評(píng)估所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述設(shè)定點(diǎn)；以及所述定位器繼續(xù)地將所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送至軟件應(yīng)用，或在已確定所述閥關(guān)閉操作或所述閥打開(kāi)操作已達(dá)到用于評(píng)估的狀態(tài)之后，將所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送至軟件應(yīng)用。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述設(shè)定點(diǎn)；以及所述定位器被配置為或通過(guò)比較與所述所收集的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)，或通過(guò)基于所述所收集的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)確定數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值并且將所述數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值與閾斜率值比較，來(lái)繼續(xù)評(píng)估所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述設(shè)定點(diǎn)；以及所述定位器被配置為或通過(guò)比較與所述所收集的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)相應(yīng)的預(yù)定的一組閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)，或通過(guò)基于所述所收集的閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)確定數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值并且將所述數(shù)學(xué)地計(jì)算的斜率值與閾斜率值比較，來(lái)繼續(xù)評(píng)估所述閥座完整性測(cè)試數(shù)據(jù)；以及所述閥座完整性數(shù)據(jù)包括位置數(shù)據(jù)和/或壓強(qiáng)數(shù)據(jù)、和時(shí)間數(shù)據(jù)；或位置數(shù)據(jù)和壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)的閥座完整性測(cè)試。本發(fā)明包括用于測(cè)試閥的閥座完整性的方法。確定閥座完整性的閥部件通常是閥座和閥關(guān)閉元件，該閥關(guān)閉元件接合該閥座，以關(guān)閉該閥。在此所述的測(cè)試方法的例子分別在所述閥的打開(kāi)期間和所述閥的關(guān)閉期間測(cè)試閥座完整性，并且在所有情況中，無(wú)需中斷包括該閥的過(guò)程控制系統(tǒng)的操作、無(wú)需分離該閥、并且無(wú)需依賴用戶的分析而測(cè)試閥座完整性。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102486647SQ201110305340
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者B·F·格魯姆斯特魯普 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制國(guó)際公司