[发明专利]用于最终控制元件变量的基于压力的直接测量的方法和装置

说明书

公开了用于最终控制元件变量的基于压力的直接测量的方法和装置。示例方法包括：从第一传感器接收信号，第一传感器被安装在阀的轴上，将信号转换为压力，将压力路由至控制器的第二传感器，控制器操作地耦合至气动致动器，气动致动器操作地连接至轴，以及由控制器基于压力确定轴上的第一扭矩。

技术领域

本公开总体上涉及过程控制系统，并且更具体地，涉及用于最终控制元件变量的基于压力的直接测量的方法和装置。

背景技术

过程控制系统包括放置在整个工厂中的仪器，以使得能够收集数据以用于监测和故障排除过程的目的。数据收集可能涉及由传感器进行的测量，包括参数，诸如压力、流速、温度、重量、密度、速度等。过程控制系统的操作取决于由测量仪器提供的过程数据和由最终控制元件的操作对过程的控制。最终控制元件可以包括阀、泵、过程加热器、搅拌器、风扇和可以直接改变过程的其他设备。

发明内容

示例方法包括从第一传感器接收信号，第一传感器被安装在阀的轴上，将信号转换为压力，将压力路由至控制器的第二传感器，该控制器操作地耦合至气动致动器，气动致动器操作地耦合至轴，以及由控制器基于压力确定轴上的第一扭矩。

示例装置包括转换器，从第一传感器接收信号，第一传感器被安装在阀的轴上，将信号转换为压力，并且将压力路由至第二传感器，以及控制器，用于从第二传感器接收压力，以及基于压力确定轴上的第一扭矩，其中控制器操作地耦合至气动致动器，气动致动器操作地耦合至轴。

示例非瞬时性计算机可读存储介质，包括指令，当指令被执行时使机器至少：接收第一压力，第一压力从来自第一传感器的信号转换，第一传感器被安装在阀的轴上，基于第一压力确定轴上的第一扭矩，接收第二压力，第二压力被提供给气动致动器，气动致动器操作地耦合至阀，以及基于第二压力确定轴上的第二扭矩。

附图说明

图1是其中可以实现本公开的教导的示例过程控制系统的图。

图2是示出了根据本公开的教导来确定最终控制元件变量的直接测量的示例过程控制系统的框图。

图3是使用图2的过程控制系统来确定最终控制元件变量的直接测量的示例方法。

图4是示例处理器平台的示意图，该示例处理器平台可以被使用和/或编程以执行图3的示例方法和/或更一般地，实现图1和图2的示例过程控制系统。

具体实施方式

过程控制系统包括被通信地耦合至操作员工作站的一个或多个过程控制器和一个或多个过程控制和仪器设备(例如，现场设备)。现场设备可以包括阀、开关和传感器，以在过程中执行功能，包括打开和/或关闭阀、测量过程控制参数等。过程控制器接收有关与现场设备相关联的过程测量或过程变量的信息，使用该信息来实现控制例程和/或生成控制信号来控制过程操作。例如，控制阀(例如气动控制阀、电动控制阀、液压控制阀等)接收使用过程控制传感器和/或换能器(例如，温度、压力、流量等)测量的信号。控制器将过程变量与过程变量的期望值(例如，设定点)相比较，并且发起控制动作，该控制动作引起最终控制元件(例如，通过致动器的阀)发起过程中的变化以返回过程变量到设定值。然而，并非在过程控制系统中执行的所有测量都是直接的。例如，阀轴上的扭矩测量通常是使用压力与行程力计算(例如，使用力矩臂)基于以下间接执行的：提供给致动器的压力和提供致动器的压力与力之间的典型关系的对应规格数据表。因此，该测量是间接和近似的，因为它不是真正的机械扭矩，而是推断值(例如，基于压力测量与理论扭矩值的关系)。可以使用直接测量和/或直接测量与间接测量的组合来获得改进的测量精度，以捕获变化条件下的过程控制系统相关测量(例如，准确响应快速变化的扭矩条件等)。