自动的阀座完整性测试的制作方法

专利名称：自动的阀座完整性测试的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及包括阀的过程控制系统，更具体地，涉及用于在正常阀操作期间自动测试一个或多个阀的阀座完整性的方法。
背景技术：
诸如在化学、石油或其他过程中使用的过程控制系统通常包括管道，通过打开或关闭阀来调节通过该些管道的流体或气体的流动。由一个或多个过程控制器控制的阀经由称为总线的模拟、数字或组合的模拟和数字信号传输链接耦合至一个或多个现场设备。现场设备可以是例如阀定位器、开关和变送器(例如，来自压强、液面、流速和阀杆位置的传感器的信息的变送器)。现场设备位于过程工厂环境内，并且施行诸如打开或关闭阀、测量过程参数、收集诊断数据等的过程功能。过程控制器可以位于过程工厂环境内或不位于过程工厂环境内。它们接收表示由现场设备作出的过程测量的信号、和/或其他关于现场设备的信息，并且它们执行控制器应用。控制器应用运行，例如不同的控制模块，其(a)做出过程控制决策，(b)基于所接收的信息生产控制信号，以及(c)与由位于现场设备中的处理器施行的控制模块协调。控制器中的控制模块将控制信号通过传输链接发送至现场设备，由此控制过程的操作。来自现场设备以及控制器的信息可以通过通信链接对于通常位于控制室或其他远离恶劣的工厂环境的位置的、诸如操作员工作站、个人电脑、数据历史记录、报告生成器、 集中式数据库等的一个或多个其他的硬件或软件设备可用。这些硬件设备运行应用，该些应用可以例如使得操作员能够施行有关过程的功能，诸如改变过程控制例程的设置、更改控制器或现场设备内的控制模块的操作、查看过程的当前状态、查看由现场设备和控制器产生的警报、为了训练人员的目的而仿真过程的操作、测试过程控制软件、保持和更新配置数据库等、或测试或收集关于过程控制系统的任意设备的数据、诸如用于过程控制系统的任何类型的阀。用于过程控制系统的阀通常包括作为部件的阀座和阀关闭元件，其接合发展以关闭阀。当这些部件正常接合时，存在正常的阀关闭，并且该阀具有符合要求的阀座完整性。 经过过程控制系统的操作中的反复使用，由于正常的磨损、侵蚀、腐蚀等，阀部件可以损坏。 通过观察阀部件如何共同运行，能够做出对该些部件的坚固性和状况的判断。阀部件以及其操作的组合的坚固性和状况可以被称为特定的阀的阀完整性，有时也可以被称为阀特征 (valve signature profile)。当阀座完整性受损时，将其检测出是期望的，因为当阀座完整性受损时，阀可能不正常地关闭，因为产生了涉及整个系统的问题。例如，当阀座完整性受损时，可以发生泄漏。在过程工厂系统使用高压蒸汽来产生能源(例如，IOOOpsi)的情况中，阀座完整性损坏会引发另一更具体的问题。阀可以被用于调节发电系统中的蒸汽的流动。如果阀存在问题，例如，阀的部件稍受侵蚀，随后当较高的蒸汽压强被通过阀时，稍受侵蚀的部件可能快速地被侵蚀至不受控制的高压蒸汽成为系统中的危险的水平。除了发生在阀座部件上的进一步的破坏以及对于过程控制系统的操作的有害效果之外，还会发生经济损失。特别地，由具有较差的阀座完整性的阀浪费的能量的损失可以导致经济损失。因此，尽可能快地找出与阀座完整性相关的问题是非常重要的。传统的用于检查阀座完整性的测试包括声频的阀测试和阀特征测试。声频的阀测试被设计为在阀的周围生成声频信号作为流过阀的气体或流体。通过传统的声频测试，指示阀的声级和声频处于良好的状态的结构传递噪音的频谱数据明显不同于从损坏超出可接受水平的阀获取的数据。这些声频的阀测试计算量很大，并且需要附加的硬件，并且因此实现起来较昂贵。传统的阀特征测试被用于检测阀问题，诸如阀杆完整性、磨损的阀座部件、超过最大或最小摩擦力阈值、转矩阈值、阀座定位问题、阀座侵蚀问题和粘滑运动状态。然而，传统的阀特征测试或需要在测试期间中断过程，或需要隔离(例如，分离)阀，以避免过程中断。 附加地，阀特征测试需要用户施行测试，并且视觉地检查和理解测试结果。由阀特征测试产生的结果提供了阀杆位置与压强的关系的图。用户通常需要具有阀特征图的经验，来确定何时存在问题。除了需要有经验的用户来理解该些结果，每当阀朝或远离阀座位置移动时， 很难运行和理解阀特征测试。总之，传统的用于确定阀座完整性的测试需要人的干预和分析、和/或可能需要停止过程控制操作。特别地，传统的阀特征测试需要人的干预和分析，并且需要或(1)中断过程控制系统来施行作为维护例程的一部分的阀特征测试，或(2)将断流阀和旁通阀实现进过程控制系统，以便断流阀和旁通阀可以被用于重新路由通过工厂的材料(例如，流体或气体)的流动，因为分离的阀正在被测试。断流阀和旁通阀也可以被称为隔离阀。在情况(1)中，过程工厂可能损失较大量的生产量。在情况O)中，工厂主必须首先投资较大量的资源，以实现断流阀和旁通阀，并且在当施行在阀上的阀座完整性测试时所需用于操作断流阀和旁通阀的人力上投资。特别地，物理地邻近旁通阀的用户必须与管理从阀到旁通阀的操作开关的另一用户协调。根据来自管理的用户的指示，物理地邻近旁通阀的用户必须手动地打开旁通阀。在完成操作开关到旁通阀之后，用户必须手动地保证和验证，阀是否被与过程隔离。通过转动位于待被测试的阀的两端的两个断流阀，用户手动地保证和验证，阀是否被与过程隔离。阀的分离需要附加的阀、附加的人力以及大量的工人的协调和时间。此外，由于额外的成本、生产量的损失、以及当使用传统的阀座完整性测试时需要的附加的人力，所以不常常运行测试。典型地，一年或每五年运行阀座完整性测试。根据下述公开，可以更频繁地产生类似的测试结果和/或产生类似的测试结果，而不产生在此所述的与传统的阀座完整性测试相关联的问题。

发明内容
本发明包括用于测试阀座完整性而无需中断过程控制系统的操作或无需分离阀的方法。本发明还包括在阀关闭和/或打开的正常操作期间自动测试阀座完整性。该方法包括提供包括阀的过程控制系统，该阀在设定点操作，该设定点反映阀被打开的程度，并且被表示为完全打开的百分比，在基本上从0% (或在设定点被要求补偿校准偏置时低于 0% )至100%的范围中。
在一个实施例中，该方法包括从包括在过程控制系统中的控制器接收控制信号值，其相应于所期望的设定点，以及包括根据该设定点，施行阀关闭操作。该方法还可以包括在关闭操作期间确定所接收的控制信号值位于或低于与阀的阀座完整性相关联的预定的截止值。如果该设定点位于或低于截止值，则将判断位置数据是否高于截止值。当阀杆根据设定点值响应达到阀座时，位置数据表示阀杆的位置。如果设定点值位于或低于截止值并且位置数据高于截止值时，则方法进行读取与阀的关闭相关联的位置数据和压强数据。可以实时地将在关闭操作期间读取的压强和位置数据与已知的一组良好的数据进行比较。替代地或附加地，可以实时地将在关闭操作期间读取的压强和位置数据和与符合要求的阀座完整性相关联的阈值进行比较。例如，可以通过确定与先前所存储的或已知的一组良好的位置和/或压强数据相关联的数学公差、或位置和/或压强数据的斜率的确定、或其他任何可以用于确定阀是否具有可接受的阀座完整性的技术来计算阈值。在一个实施例中，在关闭操作期间可以读取和存储压强和位置数据，并且可以将压强和位置数据与先前所存储的相应于可接受的阀座完整性的一组压强和位置数据进行比较。该方法还可以包括根据比较操作，确定是否已经超出与符合要求的阀座完整性相关联的公差值，并且响应于预定的阈值已经被超出的判断来生成告警。继续读取压强和位置数据以及比较压强和位置数据，只要所收集的位置数据指示阀的移动或阀还没有达到符合设定点的稳定状态。在阀关闭操作期间使用在先前段落上描述的实施例。在阀打开操作期间可以使用阀座完整性测试方法的其他实施例。打开测试实施例包括从控制器接收控制信号值，其相应于所期望的设定点，以及包括根据该设定点，施行阀打开操作。该方法还包括根据该设定点，施行阀关闭操作。该方法还可以包括在打开操作期间确定相应于用于打开操作的设定点的所接收的控制信号值位于或高于与阀的阀座完整性相关联的预定的截止值。当设定点位于或高于截止值并且位置数据低于截止值时，读取与阀的打开相关联的压强数据和位置数据。将所收集的压强和位置数据与已知的一组良好的数据进行比较。替代地，可以实时地将在打开操作期间收集的压强和位置数据和与可接受的阀座完整性相关联的公差值进行比较。例如，可以存在一个数学公差值，其与压强读数相关联、 位置数据相关联、压强数据和位置数据相关联、或压强和位置数据的斜率确定相关联、或任何其他用于确定阀是否具有可接受的阀座完整性的技术相关联。替代地，可以将所读取的并且所存储的压强和位置数据与相应于可接受的阀座完整性的先前存储的一组压强和位置数据进行比较。该方法还可以包括根据比较操作，确定是否已经超出与可接受的阀座完整性相关联的公差值，并且响应于已经超出预定的阈值(例如，公差)的判断，生成告警。继续读取压强和/或位置数据以及将压强和/或位置数据与阈值或公差进行比较，只要所收集的位置数据指示移动或指示阀还没有达到符合设定点的状态。权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实施例的完整的说明。本概要意在对在此所述的方法的介绍。


图1示出了过程控制系统的框图，该过程控制系统位于可以在正常处理操作期间控制阀的过程工厂内；图2是控制阀和用于图1的过程控制系统的相关联的装置的前视图，在其上根据本发明的一个实施例施行了阀座完整性测试；图3示出了在根据本发明的示例性阀座完整性测试方法的三个一般的阶段期间， 位置数据如何跟随设定点值，并且当阀关闭时，施行该阀座完整性测试方法；图4示出了在根据本发明的示例性阀座完整性测试方法的三个一般的阶段期间， 位置数据如何跟随设定点值，并且当阀打开时，施行该阀座完整性测试方法；图5是示出了根据本发明的阀座完整性测试方法的一个例子的流程图，并且当阀关闭时，施行该阀座完整性测试方法；图6是示出了根据本发明的并且实时比较位置和压强数据的阀座完整性测试方法的另一个例子的流程图，并且当阀关闭时，施行该阀座完整性测试方法；图7是示出了当阀打开时施行阀座完整性测试方法的一个例子的流程图；图8是示出了根据本发明的并且实时比较位置和压强数据的阀座完整性测试方法的另一个例子的流程图，并且当阀打开时，施行该阀座完整性测试方法；以及图9示出了阀测试数据的两个图形表示，其中在阀关闭操作期间读取和/或存储第一部分数据，以及在阀打开操作期间读取和/或存储第二部分数据，并且其中两部分数据是表示良好的阀座完整性的数据的示例；以及图10示出了阀测试数据的两个图形表示，其中在阀关闭操作期间读取和/或存储第一部分数据，以及在阀打开操作期间读取和/或存储第二部分数据，并且其中针对阀关闭操作期间的那部分数据是表示差的阀座完整性的数据的示例。
具体实施例方式下文详细描述了本发明的实施例。其他的实施例是主题所固有的，并且被赋予了权力以及被公开。通过以下描述并结合附图该些实施例对于该领域的专业人士来说是显而易见的。图1示出了示例性过程工厂10，该工厂包括不同的功能区域，可以为每个功能区域提供根据本发明的阀座完整性测试系统的实施例。过程工厂10包括一个分布式的过程控制系统，该系统具有一个或多个控制器12，每个控制器通过输入/输出(I/O)设备或卡 18连接到一个或多个现场设备14或16。控制器12还通过数据总线25被耦接到一个或多个主机或操作员工作站20-23。数据库观被耦接到数据总线25，并且作为数据历史记录而运作，以收集并且存储参数、状态和其他与工厂10中的控制器以及现场设备相关的数据，和/ 或作为数据历史记录数据库而运作，该数据库存储工厂10的当前或先前的测试数据，如从控制器12和/或现场设备14和16下载或存储在控制器12和/或现场设备14和16中的数据。数据库观还可以存储图形对象，以提供过程工厂10的各种图形表示。在此描述的自动的阀座完整性测试方法的实施例可以作为例程被存储在主机或者操作员工作站20-23 中的一个或多个上的任意一个或多个软件应用30-33上。替代地，或者附加地，在此描述的自动的阀座完整性测试方法的实施例可以被存储在控制器12 (例如，软件应用50)和/或图2的定位器109的存储器114处。
现场设备14和16可以处于严酷的过程工厂环境中，而控制器12、1/0卡18、操作员工作站20-23和数据库观可以处于控制室内或者容易被维护或其他各种过程工厂的人员接触到的相对不那么严酷的环境中。在某些情况中，过程工厂人员可以使用移动、无线或手持式设备来获取由在此描述的自动的阀座完整性测试方法的实施例产生的信息。在此描述的阀座完整性测试系统可以一体地形成至不同类型的控制系统。控制系统可以是独立式控制系统或者分布式控制系统。分布式控制系统包括控制元件，这些控制元件不在中央位置，而是分布于整个系统，且每个子系统被一个或多个分布式控制器控制。 如图1所示的分布式控制系统的例子包括如图2所示的阀，该阀作为整个过程控制系统操作的子系统的一部分，其中系统控制器12控制图2中所示出的阀102。例如，模拟现场设备 14或数字现场设备16都可以表示图2所示的阀座完整性系统的定位器。替代地，在此所描述的阀座完整性测试方法可以一体地形成至控制系统，这可以完全由阀自身执行，例如图2所示的阀座完整性系统。其他有关控制系统和它们的控制和诊断操作的实施例的附加的信息可以在授予“Fisher-Rosemount System，he”公司的美国专利号6298454，题为“过程控制系统中的诊断”中找到，在此将其引用作为参考。图2示出了连接到例如图1所示的过程工厂10的过程工厂的管道101的阀座完整性测试系统100的实施例。材料105在管道101中的流动由控制阀102来控制，该控制阀包括耦接到阀杆106的阀关闭元件103和阀座104。材料105可以是液体或气体。阀杆 106上下移动关闭元件103以打开或关闭控制阀102。阀致动器102产生的力，例如气体驱动，使阀打开和/或关闭。致动器107通过轭108被耦接至阀102的壳体。定位器109， 例如智能定位器被安装在轭108上，并且通过阀移动指示器110，例如，反馈杆，来检测阀杆 106的移动。阀移动指示器110被耦接到阀位置传感器113，该阀位置传感器被耦接到阀控制单元111，该控制单元可以是一个处理器，例如中央处理单元(CPU)。控制单元111接收来自于接口 112的设定点值和控制信号，该接口被耦接到控制设备，例如，图1的工作站20、 21、22、23或者控制器12。例如，控制单元111可以接收来自图1所示的任意控制器12的设定点或控制信号。设定点是自动控制系统发送给其控制的设备的目标值。替代地，阀移动指示器110可以是无连接(linkageless)的位置反馈设备，该指示器采用耦接和/或监控阀杆106移动的方法，而与阀杆106没有直接的连接。例如，阀移动指示器110可以通过电磁连接的移动指示器。如前文所述，控制单元111可以接收来自控制器112的设定点值，进而根据接收到的设定点值控制控制阀102。设定点值指示阀应该打开或关闭的程度。控制单元111根据接收到的设定点值引起阀的移动。控制单元111检查来自位置传感器113的反馈信息并且将来自传感器113的位置数据存储在存储设备114中。定位器10还可以包括压强传感器 115，取决于致动器107的类型，该传感器可以是一个或多个压强传感器。根据设定点值，压强传感器115获得的数据还可以被控制单元111用作移动阀102的基础。传感器115的压强数据可以被存储于存储设备114。另外，如前文指出，在此描述的阀完整性测试方法的软件应用的部分或全部可以被存储于存储设备114。根据图1-2，在包括阀102的过程控制系统的正常操作中，该阀在设定点工作，该设定点，如前文所述，是图2中的定位器109的控制单元111的输入。又如前文所述，设定点定义了阀打开的程度，并且被表示为完全打开的阀的百分比。因而，设定点值100%定义了完全打开的阀，此时阀关闭元件103离阀座104之间的距离最远。设定点值0%对应于阀的完全关闭，此时关闭元件103在阀座104上，而处于0%和100%之间的设定点值对应于阀的部分打开。取决于用于验证阀座完整性的测试是在阀关闭操作期间施行的还是在阀打开操作期间施行的，测试在例如，(i)当设定点值小于预定的截止值，当阀关闭时进行，或(ii) 当设定点值高于预定的截止值，当阀打开时进行。测试在包括阀102的过程控制系统的正常操作进行期间自动进行。或许，操作包括阀关闭或阀打开。分别参照图3、5、6和图4、7、 8，下文将详细描述在关闭和打开期间可以进行的测试。图5和6示出了当阀根据信号关闭时所施行的方法的实施例。图7和8示出了当阀根据信号打开时所施行的方法的实施例。下文将更详细地描述，图5、6、7、8示出的方法使用了截止值，该截止值用于确定何时开始自动累积位置和/或压强数据。以这种方式，数据的自动收集有助于在过程工厂的正常操作或过程控制系统的阀关闭或打开期间检测阀座完整性问题。一些或所有的图5、6、7、8的块可以在过程工厂的正常操作时进行，过程工厂包括被测试的阀。图3和4对在此描述的方法做出了进一步的说明。图3示出了在阀关闭操作期间设定点值(SP被示为0)，位置数据(T被示为X)和截止值之间的关系。图9示出了阀打开操作期间设定点值SP，位置数据T与截止值之间的关系。图3示出了在正常阀关闭操作时发生的阀座完整性测试方法的实施例的三个不同阶段。图3为理解图5和6的操作块提供了附加的说明。例如，图3示出了相关于截止值(⑶T0FF)的设定点SP和位置数据T(位置数据也可以被称为“行程”数据)的值。在以 (1)来表示的第一阶段，阀打开并且达到一个稳定的状态，例如，此时位置数据等于设定点值。因而，设定点SP和位置数据T是表示阀正被打开的数据，并且这些值比截止值CUTOFF 大。在以(2)来表示的第二阶段，阀打开并且接收到用于关闭的信号，例如，设定点值为0% 打开的信号。在理想状况下，来自于控制器的信号只需要是0%打开的设定点值。然而，在实际状况下，有时使用-5%打开的设定点值，因为设定点可能需要对阀系统中可能存在的校准偏差进行补偿。在第二阶段0)，设定点处于0%打开的值，并且位置数据T没有机会达到设定点值SP，其中位置数据T指示了阀杆106(图幻相对于阀座104(图幻的位置。在第二阶段O)，位置数据T比截止值大。在第二阶段O)，可以开始读取位置数据和/或压强数据，以用于与阈值比较。当位置数据T仍旧指示阀杆106正在移动以关闭阀时，位置和/ 或压强数据继续被读取并且与阈值比较，或被读取并存储后与阈值比较。对位置数据和压强数据的读取以及与阈值的比较会持续直到第三阶段(3)，其中位置数据指示阀杆106已经达到稳定的状态位置，例如，0 %打开。如上所述，在图5所示的方法中，阀根据信号关闭。智能定位器109(图2)接收来自于控制器(例如，图1的控制器12)的设定点。定位器109读取设定点和位置数据(块 500)。如前文详细描述地，设定点信号指示了阀待打开的百分比，以0%指示0%打开(例如，关闭)，100%指示100%打开，以及若需要，以两者之间或之外的所有可能的数值。如前述，设定点可能被产生用来过度补偿误差，因而，可能落在0%至100%的范围之外，例如-5%。使用反馈杆11(图2)和位置传感器115(图幻来获取位置数据。位置数据指示阀杆106(图2)相对于阀座104(图2)的位置。定位器109确定设定点是否低于预定值，例如截止值(块50 。截止值可以是诸如0. 5 %打开的值。例如，如果当阀完全打开时，从阀座104到关闭元件103测量到的阀的整个跨距是6英尺，那么0. 5%打开值对应于阀座104到关闭元件103测量到的距离，为0. 03 英尺。截止值可以由用户指定或有生产商提供。如果设定点被确定为低于示例性0. 5%打开的截止值(块502)，那么定位器109 确定位置数据是否高于截止值(块504)。如果位置数据高于截止值，那么定位器109分别使用位置和压强传感器(块506)读取和存储位置数据和压强数据。定位器109检查阀杆 106是否仍在移动(块508)。这可以通过检查位置数据是否仍在改变或者是否还未达到与设定点值相关联的稳定状态值来确定。如果如位置数据仍在改变或朝着设定点值移动所指示的，阀杆106仍在移动，那么定位器109保持读取和存储位置和压强数据(块506)。当阀杆106停止移动时，定位器109停止收集位置和压强数据(块510)。如果需要附加的关闭操作的记录，则当定位器109读取和存储位置和压强数据时，定位器109仍可以存储设定点值。在关闭测试中的设定点值能够是0%打开，或者能够是从稍低于0%打开的值，直到略低于截止值(例如，在此示例中低于0. 5%打开)的任何值。当阀处于符合从图1的控制器12接收到的预期的设定点的、最终的预期位置时，阀移动停止。如果确定阀已经停止或者已经达到相对于预期设定点值的稳定状态值时，定位器109可以比较当前收集到的数据和模型数据集或者先前存储的数据集，如已知的“良好的”集(块512)，并且确定比较是否超过阈值或者在预定值的公差内(块514)。术语公差在此用于表示存储的数据集例如已知的“良好的”数据集附近的一些值。 术语阈值在此用于表示可以由已知的“良好的”集得到的计算值或者其他计算值，该计算值可以被用来确定何时收集到的位置和/或压强数据指示阀座完整性的问题。术语阈值更为宽泛并且包括公差值。附加地，阈值可以包括由先前收集到的已知“良好的”位置和压强数据集确定的斜率值。在每次读取位置和压强数据后，可以确定指示压强相对于位置的变化的变化的斜率值。对于每个读取的数据，确定的斜率值可以与期望的或预定的斜率值比较。替代地，位置或压强数据都可以随着时间变化读取，并且位置数据相对于时间的变化或压强数据相对于时间的变化可以用来确定实时的斜率值，该斜率值可以与期望的相应的斜率值比较，来确定是否发生阀座完整性的损坏和何时发生阀座完整性的损坏。替代地，可以在用于比较操作的预定的斜率值附近确定公差。示例性已知“良好的”数据集是在阀是新的时候或被确定为正常工作时候收集的数据，诸如，可以使用从在安装前或者在初始操作时间期间获得的测试值导出的特征阀测试来收集的数据。生产商还可以提供基准特征阀测试图形，该图形提供了可以用来进行比较的“良好的”数据集。其他“良好的”数据集可以从其他型号的阀、内置或外置于过程工厂的阀获得。并且，其他“良好的”数据集可以从用于正被测试的阀的先前存储的行程(位置)数据和压强数据获得。附加地，存储的数据可以被用来产生趋势数据。替代地，产生自存储的数据的趋势数据可以与其他趋势数据比较。趋势数据是可以用来建模数据集的数据。通过使用辅助数据的理解的统计技术，可以从数据集来评估趋势。例如，确定数据集的测量是否显示了上升的趋势或下降的趋势是有帮助的，该些趋势在统计上可以从随机的行为中分辨出。如果收集到的数据与已知的“良好的”集的比较超过阈值，则定位器109可以设定一个告警指示(块516)，该告警指示可以很简单，如局部的灯光打开和关闭或在阀附近的其他任何可视的告警指示。附加地或替代地，定位器109可以发送警报消息(块516)，这可以包括发送通讯到任何本地的和/或远程的设备。警报消息可以是模拟或数字消息，该模拟或数字消息被发送到远程的无线便携式通讯设备，或者被发送到工厂10的诊断/维护工作站23的显示。对于下一次阀关闭时测试阀座完整性或打开阀时测试阀座完整性，如图7 所示，如果比较没有超过阈值，则方法回到开始。示例性公差值是预定或用户设定的值，来确定何时所收集的位置和/或压强数据是可接受的。公差可以是选择的值，例如，以与位置数据和/或压强数据相关联的数据的
的范围表示。例如，图9所示，线900是示例性“良好的”数据集，其在阀关闭期间和手动进行特征阀测试期间取得，图中，沿着纵轴的是压强值，位置值沿着横轴。框910的虚线描述了线900单个位置和压强数据集的绘图的的公差范围。所示的是估计而不是比例。相似地，图9中的线950指示了示例性的“良好的”数据集，该集在阀打开期间和手动进行特征阀测试期间取得，并且框920的虚线描述了线950单个位置和压强数据集的绘图的的公差范围。如果，例如，将收集的位置和压强数据集(相应于块 506)与“良好的”压强数据(相应于块514和线900)比较，并且收集的数据落在虚线910 描述的公差之外，则触发告警(块516)。图10的线1000是位置和压强数据的收集的集的图形的例子，位置和压强数据在阀关闭操作中产生。线1000的图形数据由训练过的维护人员来确定，来指示阀具有不可接受的阀座完整性的阀。一个受过训练的维护人员可以有经验地识别出在阀座接触时的尖角的缺少是指示坏的或不可接受的阀座完整性。如果此处描述的定位器109读取类似于图10 的线1000的图形(假设数据是根据图9的图表缩放尺寸)的数据，进而定位器109将线 1000的数据与公差值比较910 (块514)。如果超过公差值，那么定位器109会设定告警或者发送警报(块516)。因此，除了不需要使过程工厂离线或者投入其他阀之外，当测试阀的阀座完整性时，此处描述的方法可以去除对于维护人员的判断的依赖。因为定位器109能够在正常过程工厂操作中自动地进行阀座完整性测试。替代地，在关闭操作中产生的位置和压强数据集，如类似图10的线1000和已知的良好的集，例如，图9的线900之间的比较，可能更集中或指定至更特殊的数据范围。例如， 比较可以与在关闭元件103和阀座104之间的更窄的位置范围有关的数据范围之内进行。 替代地，比较可以在位置数据或者压强数据中进行，如只比较发生在特定的压强范围中的位置数据，例如，只比较与在良好的集周边具有1 %公差的从6. 75到6. 25psi压强范围相关联的位置数据，或只比较与与阀的特定类型和阀的特定标准相关联的其他特定范围相关联的位置数据。附加地或替代地，比较操作(块51 可以在每次读取压强和/或位置数据之后执行。例如，图6示出了阀座完整性测试方法的替代的实施例，即在进行阀关闭时实施该方法。图6所示的实施例示出了使用其他可选比较操作的方法，该方法需要较少的数据存储。
15特别的是，操作性块600、602、604、606、608和616分别与图5中的块500、502、504、506、506
和516相似。因此，以下对于图6所示方法的说明主要集中于图5和图6的操作的不同。图6示出了相对于图5的另一种可选的实施例，其中数据操作的读取不需要引起附加的数据存储，并且其中比较操作在数据读取之后更迅速地进行。压强和位置数据可以被读取并与基于实时的公差或阈值比较，而不要求较长期限的存储。例如，定位器109可以读取压强和位置数据(块606)，随后将压强和位置数据和阈值比较(块640)，进而确定比较是否超过了阈值(块642)。此处描述了阀座完整性测试方法的替代的实施例，其可以用于在图4所描述的阀打开时进行该方法。图4示出了在阀打开期间设定点值SP、位置数据T和截止值之间的关系。图4示出了阀座完整性测试的三个不同阶段，以当阅读图7和8对操作的描述时提供附加的说明。例如，图4示出了相对于截止值⑶TOFF的设定点值SP和位置数据T。在第一阶段，以(1)表示，阀关闭并且达到稳定状态。此时，位置数据等于设定点值，设定点SP和位置数据T都是0%打开值。在第二阶段，以(2)表示，阀关闭并且接收到0.6%打开的设定点值。在第二阶段O)中，设定点值为0. 6%打开，并且指示阀杆106(图2)相对于阀座 104(图幻的位置数据T还没有机会达到设定点值SP。在第二阶段O)中，位置数据T小于截止值。在第二阶段O)中，可以为了比较公差或阈值开始读取位置数据和/或压强数据。当位置数据T仍指示阀杆106正在移动以打开阀时，位置和/或压强数据可以被连续读取并且与公差或阈值比较，或者可以被读取并存储，进而与公差或阈值比较。对于位置和/ 或压强数据的读取和将其与阈值进行比较会持续直到第三阶段(3)，其中位置数据指示阀杆106已经达到稳定的状态位置，该稳定的状态位置不再小于截止值(即，大于或等于截止值)。图7示出了在阀开操作时的测试阀座完整性的方法的实施例。例如，阀可以处于关闭位置并且接收到来自于系统控制器12(图1)的设定点值，该设定点值指示阀将被打开。例如，接收到的设定点可以从0%的值(例如，关闭)变化到0.6%打开的值。如果阀打开截止值为0.5%，并且接收到的设定点值比0.5%的截止值大(例如，设定点值为 0.6% )，那么读取设定点值(块700)的智能定位器109会确定设定点值高于截止值(块 702)。如果设定点值高于截止值，则定位器109确定位置数据是否低于截止值(块704)。 如果是，则定位器109读取并存储位置和压强数据(块706)，并且当位置数据小于截止值时，继续读取和存储数据(块706、708)。更特别地，定位器109接收来自于图1的系统控制器12的期望的设定点值，并且根据期望的设定点值移动阀关闭元件103。定位器109可以具有自己的处理能力。在该情况中，定位器109接收来自于控制器12的期望的设定点值并且产生自己的，局部的第二设定点值以达到期望的设定点值。第二设定点的值可以由控制单元111产生。在另一种可选的实施例中，定位器109读取来自移动指示器110的位置信息，并将位置信息作为反馈信息发送到系统控制器12。相应的操作在阀关闭操作中也是可能的。如上文所述，期望的设定点值可以是(a)较低系统等级控制器(定位器109)产生的期望设定点值或者(b)较高系统等级控制器(控制器1 产生的期望设定点值，或者在某种情况中两者都有。无论哪种方法，实际位置都跟随期望的设定点值直到实际位置达到相对于期望的系统设定点值的稳定状态值。期望的系统设定点值的一个示例是0.6%打开、50%打开、75%打开或者其他任意期望的打开值。例如，当位置数据还未达到截止值时，阀102考虑继续进行打开操作。直到位置数据达到期望截止值，定位器109读取和存储位置和压强数据(块706、708)。当位置数据达到截止数据或仍旧改变以达到期望的设定点值之后，定位器109停止进一步地收集数据(块710)，并将存储的打开数据与已知“良好的”一组数据比较(块712)并且确定比较是否超过公差或阈值(块714)。公差可以是1%，与前述结合阀关闭测试(图5)描述的公差相似。如果比较在公差之外，则定位器设定告警指示或者发送警报消息(块716)。图8示出了相对于图7的另一种可选择的实施例，其中数据(840)和公差或者阈值检查的比较(842)在读取数据(806)之后立即进行。如同图6的实施例，图8的实施例不要求附加的读取的数据的存储。特别地，操作块800、802、804、806、808和816分别与图7 的操作块700、702、704、706、708和716相类似。因此，以下对图8示出的方法的解释主要关注在图7与图8操作的不同之处。图8示出了相对于图7的另一种可选择的实施例，其中数据操作的读取不需要引起数据的存储，并且其中对数据的比较在数据读取之后更迅速地进行。压强和位置数据可以被读取并且与基于实时的公差或阈值比较而不需要较长期限的存储。例如，定位器 109读取压强和位置信息(块800)，将压强和位置数据与一组已知的良好的数据比较(块 840)，随后确定比较是否在公差之内(块842)。如前文所讨论的，取决于设定点是否大于或小于截止值，定位器109可以实施图 5、6、7或8的任何方法。在图5、6、7或8的可选的实施例中，定位器109可以读取和存储不同时间段或者任何特定时间段的数据。读取操作的不同时间段可以通过使用不同的截止值来实现。替代地，当阀打开操作、关闭操作或者处于打开操作与关闭操作之间时，定位器 109可以在正常操作期间连续读取并存储数据。一旦接收到期望的设定点值，定位器109可以触发比较操作(例如块512、712)。例如，当期望的设定点高于或低于任何特定的截止值时，如在打开操作情况中的0.6%，或者当在关闭情况中设定点值为0%或者小于0%时，则可以触发比较。图5、6、7、8包含的方法的变型，包括将图5、6、7、和8的块的任意组合的变型在软件编程方面或者阀操作方面对本领域的技术人员而言是显而易见的。更多使用计算机来评估阀操作的信息，参见授予Fisher Controls International LLC的、美国专利号7478012， 标题为“对阀特征图形的计算机化的评估”的专利，在此将其引用作为参考。此处描述的阀座完整性测试的另一个示例性实施例包括自动测试过程控制系统中的阀的阀座完整性，其中该阀包括阀座、阀关闭元件。阀关闭元件在阀关闭和打开操作中分别向着和远离阀座移动。该方法包括从过程控制系统的控制器接收设定点，相应于用于阀的设定点向着一个位置移动阀关闭元件，通过在阀关闭元件朝相应于设定点的位置的移动期间收集阀座完整性测试数据来自动地进行阀座完整性测试。该方法还包括通过评估阀座完整性测试数据而不打断过程控制系统的操作并且不将阀从过程控制系统分离来进行阀座完整性测试。过程控制系统的操作包括一个闭环过程控制操作，该操作包括相应于设定点或者闭环过程控制操作的任何其他定义，阀关闭元件朝着一个位置移动。附加地，定位器109可以接收设定点，并且收集阀座完整性测试数据并且评估阀座完整性测试数据。替代地，定位器109接收设定点，并且收集阀座完整性测试数据并且发送阀座完整性测试数据到控制器12进行评估。附加地，定位器109可以接收设定点，收集阀座完整性测试数据并且发送测试数据至控制器、I/O卡，工作站或者其他永久性或者暂时连接到控制系统的平台上的软件应用，可以是连续地发送或者在确定阀关闭或打开操作已经达到用于评估的状态之后发送。 当收集到的阀座完整性测试数据和/或设定点值达到任意有前述方法定义的值，这些值包括根据图3-10的或者阀关闭或打开操作的任何其他定义的值，阀关闭或打开操作可以达到一个待评估的状态。替代地，定位器109可以收集测试数据，并且在将数据发送至控制器 12之前，定位器109进行对测试数据的处理、分组或转换中的一个或多个，以便可以更有效地使用在定位器和控制器之间的通信链接。定位器109(或控制器12)可以配置为在所有或多个正常过程控制操作(例如，阀关闭或打开操作)中，通过相应于收集到的阀座完整性测试数据，比较预设的一组阀座完整性测试数据，或者通过基于收集到的阀座完整性测试数据和将数学计算的斜率值与阈值斜率值比较来确定数学计算的斜率值，来连续地评估阀座完整性测试数据。阀座完整性测试数据包括位置数据和/或压强数据、时间数据，或者位置数据和压强数据或者其他任意数据组合，只要该数据组合能够在阀关闭或打开操作中被观测到。在此描述的阀座完整性测试的实施例中的任何一个可以产生告警或发送警报消息到本地或远程位置。例如，图2的定位器109可以产生一个告警或者发送警报消息到远程的图1的诊断/维护应用33或控制器12。替代地或附加地，定位器109可以通过点亮位于阀102的壳体的发光二极管或者改变液晶屏(LCD)来产生告警。此处描述的阀座完整性测试的实施例可以在过程控制系统保持工作时，对过程控制系统中的一个或多个阀进行测试。如前面讨论的，本发明的实施例可以检测阀的问题，问题包括阀座元器件的磨损，阀座的定位问题和阀座的腐蚀问题。关于这些信息以及使用在此所述的本发明的实施例可以避免的其他任何的阀问题，参见(1)授予Fisher-Rosemount SyStemS，Inc公司的美国专利，专利号6298454，标题“过程控制系统中的诊断”和(2)授予 Fisher-Rosemount Systems, Inc公司的美国专利，专利号7478012，标题“对阀特征图形的计算机化的评估”，在此将其引用作为参考。如前面讨论的，该自动的阀座完整性测试相对于传统的阀特征测试的优点包括测试不需要停止阀的工作，或者停止使用阀的过程，或者分离阀以避免对过程的干扰，或者要求人为操作的分析。用户不需要手动地施行本文描述的阀座完整性测试的实施例，并且用户不需要手动理解本文描述的阀座完整性测试的实施例的结果。因此，本文描述的实施例可以更好的确定阀座完整性是否损坏和何时损坏。本文描述的阀座完整性测试的实施例还可以更好地维持以阀作为一部分的操作的生产力和安全水平。例如，阀可以是单控制循环操作的一部分，该操作由本地的阀定位器109(图2)控制或者阀可以是涉及更复杂的过程控制系统的操作的一部分，该系统由控制器12 (图1)控制。对两种方法，本文描述的自动的阀特征测试的方法允许测试在正常工程控制操作中进行，此操作涉及被测阀。正常过程工厂操作包括一种操作，在该操作中，响应于配置为待由控制器执行的控制例程的闭环过程控制操作，控制器发送控制信号到阀座。正常过程工厂操作还包括一种操作，在该操作中，控制器配置为将位置数据处理为反馈信息，并给配置为由控制器执行的闭环控制例程使用。以下的讨论主要关于图1所示的内容。每个控制器12可以是任何类型的过程控制器或者一种较为特殊型号的过程控制器，比如Emerson Process Management出售的DeItaV 控制器，每个控制器12存储和执行控制应用，该应用使用任意数量的不同的、独立执行的控制模块或块50来实现控制策略。 每个控制模块50可以由通常称为功能块的东西组成，每个功能块是总的控制例程的一部分或子例程，并且与其他功能块结合运行(通过称为链接的通信)来实现过程工厂10的过程控制系统的操作。功能块可以是面向对象编程的协议中的对象。功能块可以进行输出功能，比如与发射器，传感器或其他过程参数测量设备有关的输入功能，以及进行控制功能，比如与进行PID的控制流程、模糊逻辑等控制有关的控制功能。功能块可以进行输出功能，该功能控制一些设备的操作，比如阀，以施行在过程工厂10中的一些物理功能。混合和任何其他类型的复杂功能块有模型预测控制器(MPCs)，优化器等。虽然现场总线协议和 DeltaV系统协议使用设计和应用到面向对象的编程协议中的控制模块和功能块，但是控制模块可以使用任何期望的控制编程方案来设计，包括，例如，序列功能模块，梯形逻辑等，并且不局限于使用功能块或任何其他特殊程序技术来设计和应用。每个控制器12还可以支持AMS 应用组合，并且可以使用预测智能来提高包括机械设备、电子系统，过程设备，装置，现场和智能现场设备14、16和阀的生产资产的能力和性能。图1示出的工厂10，现场设备14和16连接到控制器12，现场设备14和16可以是标准4-20毫安的设备，或智能的现场设备，比如HART，过程现场总线或FOUNDATION 现场总线现场设备，其包括处理器和存储器或其他任何期望的设备类型。一些设备，例如现场总线设备(每个在图1中以16表示)可以存储和执行模型，或子模型，例如与控制器12内实现的控制策略相关联的功能块。众所周知，图1示出的放置在两个不同的现场总线设备 16中的功能块40，可以与控制器12内的控制模块50结合来执行以实现过程控制。当然， 现场设备14和16可以是任何类型的设备，例如传感器、阀、发送器、定位器等。I/O设备18 可以是任意类型的符合期望的通信或控制器协议例如HART、现场总线、过程现场总线等的 I/O设备。在图1的过程工厂10中，工作站20-23可以包括不同的应用，这些应用被相同的或不同的工厂10中的人员用来进行各种不同的功能。每个工作站20-23包括存储器来存储不同的应用、程序、数据结构等。并且处理器可以被用来执行存储在存储器中的任何应用， 例如包括本文描述的阀座完整性测试系统和/或方法的全部和/或任何部分的例程。工作站20-23包括提供对工厂的从高过程控制系统水平到单个现场设备的低操作水平的操作、配置、仿真、诊断和/或维护操作硬件和/或软件。虽然图1示出各种相关的应用30-33位于用于这些应用中的一个的不同的工作站处，但是应当理解根据工厂10的需要和设定，与那些功能或其他工厂功能有关的不同应用30-33可以位于工厂10中的同一个或不同的工作站或计算机中并且由其执行。因而，例如，虽然不同的单个维护/诊断应用 33或不同的单个控制应用30可以在不同的工作站20-23和/或控制器12上执行，但是一个或多个控制应用30和维护/诊断应用33可以在相同的工作站20-23中执行。
在图1示出的示例中，工作站23被示为一个诊断/维护工作站，并且包括多个诊断和/或维护应用33，应用可以被不同的工作人员用来测试或观察整个工厂10的需要，和 /或测试或查看各种设备12、14、16等的操作和工作状况。应用33可以包括支持应用33A， 例如维护/诊断应用，校准应用、振动分析应用、报告生成应用或其他支持应用，例如可以用来协助人员在工厂10中进行维护/诊断功能的测试分析应用。例如，维护/诊断应用33A 可以包括阀座完整性测试应用33B。替代地或附加地，阀座完整性测试应用3 可以全部或部分地在控制器12处实现或任意现场设备14、16处实现或三者的组合处实现。阀座完整性测试应用3 可以包括功能块40、控制模块50、控制应用30和维护/诊断应用30-33的任意组合。阀座完整性测试应用3 也可以是完全嵌入于任何阀现场设备14、16的现场处理器中的软件算法。如前文所讨论地，任何系统的广泛应用可以进行本文所描述的方法，例如应用30、 31、32、33、33A、3!3B和/或可以存储在控制单元111或定位器109的存储装置114(或分离地运行的本地测试控制单元111)中的任何本地应用。本文所描述的方法可以通过图2的阀座完整性测试系统或者通过其他可选的实施例来实现，例如阀定位器分离于阀座完整性测试系统的控制单元的实施例。上述的描述仅仅是示例性的，由下述权利要求限定本发明的范围。
权利要求
1.一种用于测试阀的阀座完整性的方法，所述方法包括 提供包括阀的过程控制系统；从所述控制过程系统的控制器接收控制信号值； 根据反映所述阀将被打开的程度的所述控制信号值，操作所述阀； 根据所述所接收的控制信号值，进行阀关闭操作； 读取所述控制信号值以及所述阀的位置数据；确定所述控制信号值是否低于预定的、与所述阀座完整性相关联的截止值； 当所述控制信号值被确定为低于所述预定的截止值时，确定所述位置数据是否高于所述截止值；当所述位置数据被确定为高于所述截止值时，读取并且存储与所述阀关闭操作相关联的压强数据和所述位置数据；确定所述位置数据是否指示所述阀关闭操作的连续性；当所述位置数据指示所述阀关闭操作的连续性时，继续读取并且存储与所述阀关闭操作相关联的所述压强数据和所述位置数据；将在所述阀关闭操作期间累积的、所述所存储的位置数据和压强数据与相应于可接受的阀座整体性的先前所存储的一组位置数据和压强数据进行比较；根据所述比较，判断是否已经超出与所述先前所存储的一组位置数据和压强数据相关联的、预定的阈值；以及响应于超出所述阈值的所述判断，生成告警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行所述阀关闭操作被配置为在正常过程工厂操作期间发生，其中所述控制器响应于被配置为将被所述控制器执行的控制例程的闭环过程控制操作，将所述控制信号发送至所述阀。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行所述阀关闭操作被配置为在正常过程工厂操作期间发生，其中所述控制器被配置为将所述位置数据处理为反馈信息，所述反馈信息由配置为将被所述控制器执行的闭环控制例程使用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 用于所述阀关闭操作的所述截止值是0. 5%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述控制信号值是设定点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置数据指示阀关闭元件的相对于阀座的相对位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值是为与所述所存储的位置和压强数据相应的预定的一组位置和压强数据中的每个确定的公差值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值是数学地计算的斜率值，为与所述所存储的位置和压强数据相应的预定的一组位置和压强数据中的每个确定斜率值。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，继续所述继续读取并且存储与所述阀关闭操作相关联的所述压强数据和所述位置数据，直至所述所读取的位置数据指示所述阀不移动。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述告警包括可视告警指示或警报消息。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括 读取并且存储所述压强和位置数据的多个实例；为所述数据的每个实例进行所述比较；以及当所述所读取并且所存储的数据的所有实例已经被包括在所述比较中时，完成所述比较。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述先前所存储的一组数据包括以下至少一项(i)由所述阀的制造商提供的一组数据或(ii)当所述阀座完整性未损坏时，先前从所述阀收集的一组数据。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述先前所存储的一组数据包括基于从除了在经历测试的所述阀以外的阀收集的压强和位置数据的模型数据集。
14.一种用于测试阀的阀座完整性的方法，所述方法包括 提供包括阀的过程控制系统；从所述控制过程系统的控制器接收控制信号值； 根据反映所述阀将被打开的程度的所述控制信号值，操作所述阀； 根据所述所接收的控制信号值，进行阀关闭操作； 读取所述控制信号值以及所述阀的位置数据；确定所述控制信号值是否低于预定的、与所述阀座完整性相关联的截止值； 当所述控制信号值被确定为低于所述预定的截止值时，确定所述位置数据是否高于所述截止值；当所述位置数据被确定为高于所述截止值时，读取与所述阀关闭操作相关联的压强数据和所述位置数据；将基于在所述阀关闭操作期间读取的所述位置数据和压强数据的值与相应于可接受的阀座完整性的阈值进行比较；根据所述比较，判断是否已经达到预定阈值；以及响应于达到所述阈值的所述判断，生成告警。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，基于在所述阀关闭操作期间读取的所述位置数据和压强数据的所述值是数学地计算的斜率值，并且所述阈值是根据相应于可接受的阀座完整性的先前所存储的一组位置数据和压强数据确定的阈斜率值。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括 确定所述位置数据是否指示所述阀关闭操作的连续性；以及当所述位置数据指示所述阀关闭操作的连续性时，继续读取与所述阀关闭操作相关联的所述位置数据和所述压强数据。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述阈值是为与所述所读取的位置和压强数据相应的预定的一组位置和压强数据中的每个所确定的公差值。
18.一种用于测试阀的阀座完整性的方法，所述方法包括 提供包括阀的过程控制系统；从所述控制过程系统的控制器接收控制信号值； 根据反映所述阀将被打开的程度的所述控制信号值，操作所述阀； 根据所述所接收的控制信号值，进行阀打开操作； 读取所述控制信号值以及所述阀的位置数据；确定所述控制信号值是否高于预定的、与所述阀座完整性相关联的截止值； 当所述控制信号值被确定为高于所述预定的截止值时，确定所述位置数据是否低于所述截止值；当所述位置数据被确定为低于所述截止值时，读取并且存储与所述阀打开操作相关联的压强数据和所述位置数据；确定所述位置数据是否指示所述阀打开操作的连续性；当所述位置数据指示所述阀打开操作的连续性时，继续读取和存储与所述阀打开操作相关联的所述压强数据和所述位置数据；将在所述阀打开操作期间累积的、所述所存储的位置数据和压强数据与相应于可接受的阀座整体性的先前所存储的一组位置数据和压强数据的进行比较；根据所述比较，判断是否已经达到与所述先前所存储的一组位置数据和压强数据相关联的、预定的阈值；以及响应于达到所述阈值的所述判断，生成告警。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述进行所述阀打开操作被配置为在正常过程工程操作期间发生，其中所述控制器响应于被配置为将被所述控制器执行的控制例程的闭环过程控制操作，将所述控制信号发送至所述阀。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述进行所述阀打开操作的被配置为在正常过程工厂操作期间发生，其中所述控制器被配置为将所述位置数据处理为反馈信息，所述反馈信息由配置为将被所述控制器执行的闭环控制例程使用。
21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于， 用于所述阀打开操作的所述截止值是0. 5%。
22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于， 所述控制信号值是设定点。
23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述位置数据指示阀关闭元件的相对于阀座的相对位置。
24.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述阈值是为与所述所存储的位置和压强数据相应的预定的一组位置和压强数据中的每个确定的公差值。
25.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述阈值是数学地计算的斜率值，为与所述所存储的位置和压强数据相应的预定的一组位置和压强数据中的每个确定斜率值。
26.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，继续所述继续读取并且存储与所述阀打开操作相关联的所述压强数据和所述位置数据，直至所述所读取的位置数据指示所述阀不移动。
27.根据权利要求18所述的方法，其特征在于， 所述告警包括可视告警指示或警报消息。
28.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括 读取并且存储所述压强和位置数据的多个实例；为所述数据的每个实例进行所述比较；以及当所述所读取并且所存储的数据的所有实例已经被包括在所述比较中时，完成所述比较。
29.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述先前所存储的一组数据包括以下至少一项(i)由所述阀的制造商提供的一组数据或(ii)当所述阀座完整性未损坏时，先前从所述阀收集的一组数据。
30.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述先前所存储的一组数据包括基于从除了在经历测试的所述阀以外的阀收集的压强和位置数据的模型数据集。
31.一种用于测试阀的阀座完整性的方法，所述方法包括 提供包括阀的过程控制系统；从所述控制过程系统的控制器接收控制信号值； 根据反映所述阀将被打开的程度的所述控制信号值，操作所述阀； 根据所述所接收的控制信号值，进行阀打开操作； 读取所述控制信号值以及所述阀的位置数据；确定所述控制信号值是否高于预定的、与所述阀座完整性相关联的截止值； 当所述控制信号值被确定为高于所述预定的截止值时，确定所述位置数据是否低于所述截止值；当所述位置数据被确定为低于所述截止值时，读取与所述阀打开操作相关联的压强数据和所述位置数据；将基于在所述阀打开操作期间读取的所述位置数据和压强数据的值与相应于可接受的阀座完整性的阈值进行比较；根据所述比较做出判断，是否已经达到预定阈值；以及响应于达到所述阈值的所述判断，生成告警。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，基于在所述阀打开操作期间读取的所述位置数据和压强数据的所述值是数学地计算的斜率值，并且所述阈值是根据相应于可接受的阀座完整性的先前所存储的一组位置数据和压强数据确定的阈斜率值。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，还包括确定所述位置数据是否指示所述阀打开操作的连续性；以及当所述位置数据指示所述阀打开操作的连续性时，继续读取与所述阀打开操作相关联的所述位置数据和所述压强数据。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述阈值是为与所述所读取的位置和压强数据相应的预定的一组位置和压强数据中的每个所确定的公差值。
35.一种用于自动测试在过程控制系统中的阀的阀座完整性的方法，其中所述阀包括阀座和阀关闭元件，在所述阀的关闭操作和打开操作期间，所述阀关闭元件分别朝向和远离所述阀座移动，所述方法包括接收来自所述过程控制系统的控制器的设定点； 朝相应于用于所述阀的所述设定点的位置移动所述阀关闭元件； 通过收集在所述阀关闭元件朝相应于所述设定点的所述位置移动期间的阀座完整性测试数据，进行阀座完整性测试；通过评估阀座完整性测试数据而不中断所述过程控制系统的所述操作和不将所述阀与所述过程控制系统分离，进行所述阀座完整性测试；其中，所述过程控制系统的所述操作包括闭环过程控制操作，其包括所述阀关闭元件朝相应于所述设定点的所述位置的移动。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述设定点；以及所述定位器被配置为评估所述阀座完整性测试数据。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述设定点；以及所述定位器被配置为存储所述阀座完整性测试数据，并且将所述阀座完整性测试数据发送至软件应用，其中所述软件应用评估所述阀座完整性测试数据。
38.根据权利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述设定点；以及所述定位器继续地将所述阀座完整性测试数据发送至软件应用，或在已确定所述阀关闭操作或所述阀打开操作已达到用于评估的状态之后，将所述阀座完整性测试数据发送至软件应用。
39.根据权利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述设定点；以及所述定位器被配置为或通过比较与所述所收集的阀座完整性测试数据相应的预定的一组阀座完整性测试数据，或通过基于所述所收集的阀座完整性测试数据确定数学地计算的斜率值并且将所述数学地计算的斜率值与阈斜率值比较，来继续评估所述阀座完整性测试数据。
40.根据权利要求35所述的方法，其特征在于， 由定位器接收所述设定点；以及所述定位器被配置为或通过比较与所述所收集的阀座完整性测试数据相应的预定的一组阀座完整性测试数据，或通过基于所述所收集的阀座完整性测试数据确定数学地计算的斜率值并且将所述数学地计算的斜率值与阈斜率值比较，来继续评估所述阀座完整性测试数据；以及所述阀座完整性数据包括位置数据和/或压强数据、和时间数据；或位置数据和压强数据。
全文摘要
本发明涉及一种自动的阀座完整性测试。本发明包括用于测试阀的阀座完整性的方法。确定阀座完整性的阀部件通常是阀座和阀关闭元件，该阀关闭元件接合该阀座，以关闭该阀。在此所述的测试方法的例子分别在所述阀的打开期间和所述阀的关闭期间测试阀座完整性，并且在所有情况中，无需中断包括该阀的过程控制系统的操作、无需分离该阀、并且无需依赖用户的分析而测试阀座完整性。
文档编号G05B23/02GK102486647SQ201110305340
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年12月1日
发明者B·F·格鲁姆斯特鲁普 申请人:费希尔控制国际公司