[发明专利]对脉冲螺线管I/P功能的诊断

说明书

本文提供了用于诊断数字螺线管I/P转换器中的故障的技术。I/P转换器的控制器可以向I/P转换器施加固定电压，从而使电枢在正常起作用的I/P转换器中从关闭位置移动到开启位置。控制器可以接收对数字逻辑线是否已经发生跳变的指示，其表示I/P线圈的电流已经达到期望的最大电流水平，以及接收对从施加固定电压起经过的时间的指示。控制器可以将从施加固定电压起所经过的时间量与从向I/P线圈施加固定电压起的预期的经过的时间量进行比较，在该预期的经过的时间量之后，对于正常起作用的I/P线圈，将发生数字逻辑线跳变，并基于该比较，诊断I/P转换器中的故障。

技术领域

本公开内容总体上涉及转换器，更具体地，涉及电动-气动转换器和相关方法。

背景技术

控制阀(例如，滑杆阀、旋转阀、轴向流动阀、球形阀等)通常用于工业过程(诸如油气管道分配系统和化学加工工厂)中，以控制过程流体的流动。这些控制阀使用由远程操作的现场仪器控制的压力操作的致动器来实现自动化。现场仪器与过程控制计算机进行通信，以命令阀内的流体流动变化，从而通过压力操作的致动器实现期望的控制策略。电动-气动(I/P)转换器(例如电流-压力换能器)通常用在现场仪器中，以提供电信号到体积流量或压力输出(即气动压力信号)的转换来控制致动器，从而对控制阀进行控制。

示例性电动-气动转换器(例如，如在美国专利No.10,422,438B2中所讨论的，其全部内容通过引用合并于此)可以在供应加压流体的供应压力源与使用加压流体来控制过程控制设备(例如致动器)的下游设备(例如气动继电器)之间流体地耦合。示例性电动-气动转换器可以控制加压流体在供应压力源与下游设备之间的流动。特别地，示例性电动-气动转换器可以在闭合状态(有时称为关闭或解锁)和打开状态(有时称为开启或闭锁)之间操作。在闭合状态下，没有加压流体被提供给下游设备。在打开状态下，以电流形式的电信号被施加到电动-气动转换器，这允许加压流体到下游设备的流动，并因此将电输入信号转换为气动压力信号。

电动-气动转换器可利用具有线圈和可移动电枢的螺线管来控制加压流体在供应端口与(一个或多个)输出端口之间的流动。在一些示例中，电动-气动转换器包括在供应端口与排出端口之间的轴向通道。一个或多个输出端口流体地耦接到轴向通道，并且可以耦接到下游设备(例如气动继电器)。供应端口将从压力供应源接收加压流体。电枢设置在轴向通道中并且可在第一位置与第二位置之间移动，第一位置阻止加压流体流过供应端口和输出端口之间的轴向通道，并且第二位置允许加压流体流过供应端口与(一个或多个)输出端口之间的轴向通道。当螺线管被激活时，电枢从第一位置移动到第二位置，以允许加压流体流到(一个或多个)输出端口。在第一位置，当供应端口阻塞时，排出端口接通(unclock)，并且(一个或多个)输出端口流体地耦接到排出端口(例如，排放到大气)。在第二位置，当供应端口接通时，电枢阻塞排出端口，从而使加压流体能够从供应端口流动到(一个或多个)输出端口。螺线管可以被激活和去激活，以使电枢在通道中在第一位置与第二位置之间来回移动，从而控制加压流体向(一个或多个)输出端口的流动。这种几何结构使电枢能够在第一(关闭)位置与第二(打开)位置之间移动相对较小的距离。

特别地，数字螺线管I/P转换器通常包括电枢，该电枢在没有施加电压的情况下最初被弹簧偏置到关闭位置。为了致动电枢，施加固定电压，直到达到期望的最大电流水平。一旦达到最大电流水平，就施加降低的电压以将电枢保持在拉入位置(即，开启位置)。当移除电压时(或者在某些示例中，当施加小的负电压时)，弹簧力使电枢返回到关闭位置。

期望检测其中数字螺线管I/P转换器线圈和驱动电路正常起作用的情况以及其中数字螺线管I/P转换器线圈或驱动电路发生故障的情况。当数字螺线管I/P转换器线圈或驱动电路发生故障时，希望诊断出发生故障的原因，以便可以纠正数字螺线管I/P转换器线圈或驱动电路的任何问题。

发明内容