专利名称：控制阀的诊断的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及控制阀的诊断，特别地涉及用于确定控制阀的阀特征的技术。
背景技术：
控制阀通常用于连续控制不同管道和工艺过程中的液体流或气体流。在加工工业(诸如纸浆造纸、炼油、石油化工工业)中，不同种类的控制阀安装在工艺过程中设备的管系统的控制物料流中。物料流可以包含流体物料，诸如流体、溶液、液体、气体和蒸汽。控制阀通常与致动器相连接，所述致动器使得阀的闭合元件运动到完全打开位置与完全闭合位置之间的期望的打开位置。致动器例如可以是气动的气缸-活塞装置。就其本身而言，致动器通常由阀定位器控制，所述阀定位器有时被定义为阀控制器，其控制控制阀的闭合元件的位置，从而根据来自控制器的控制信号来控制工艺过程中的物料流。当需要长期的控制方案时，高性能智能化的阀定位器是重要的装置。即使高性能智能化的阀定位器的作用有时可能至关重要，控制阀的性能也不是仅仅由灵敏的阀定位器导致的。控制阀自身也必须良好地工作。诸如高摩擦和后冲的问题与控制阀有关联。实现回路性能从对阀进行正确选择和使阀具有正确尺寸开始。为了优化控制性能，分析安装后的流动特性很重要。只要控制回路中的所有部件都正确地行使功能，就能保持回路性能。重要的是定期检修阀，以便保持工艺过程足够高效并且在整个寿命周期内保持回路性能。预报何时应当检修控制阀也是必要的。在实际上需要检修阀之前可进行检修阀，但是这可能是一种费用高且费时的维修方式。等待直到阀出现故障并且导致可能的计划外停工的成本可能也很高。理想地，在停工期间应当仅仅检修那些真正需要维修的阀。为此，必须利用先进的阀诊断和/或监控，所述阀诊断和/或监控包括在线诊断和离线诊断。在工艺过程停工期间进行所谓的离线诊断。在停工期间，可监控并且分析阀，以通过使用例如阀特征测试来检查这些阀是否需要维修。阀特征曲线描绘出致动器压力与定位器行进之间的关系。比较新产生的阀特征曲线与原厂曲线可发现性能方面的退化。然而，这种方法存在以下问题1)这种测试的任一视图仅仅示出了某个瞬间；它不能提供任何预测值；2)因为在停工期间进行测试，即，阀没有处于真正的工艺过程条件下，所以分析结果没有反应真实情况；3)需要使停工的持续时间最短，这意味着用户没有时间对每个阀组件(valve package)进行测试、分析且做出决定；4)不可能事先计划好维护活动和对备用零件的需要；5)与先前结果进行对比是一个冗长乏味的过程。替代离线诊断的是，应当能够刚好在停工之前而工艺过程仍然在运转时分析阀数据。以这种方式，可事先查明那些需要维修的阀。这需要具有在线诊断能力的装置。在线诊断使得在工艺过程运行的同时而不仅仅在停工期间可监控阀性能。预测性维修的目的在于指示出阀性能的下降，以及在故障严重到导致工程过程的变异性过大甚至意外的停工之前警告用户。在线诊断可连续地监控阀性能，但是分析该结果可能非常费时且费力。进行预测性维修和在线诊断的最有效方式是使用阀控制器，所述阀控制器能够将结果存储在其存储器中，并且基于存储在其存储器中的性能极限发出提醒和警告。以这种方式，不需要额外的劳动力来连续分析和研究所述结果，这是因为智能化阀控制器借助于先进的资产管理软件可以自动测量阀性能。在线诊断的智能化阀控制器的一个示例是Metso AutomationInc.生产的励9000 。US7478012公开了一种阀特征图形的计算机化评价。可迫使控制阀在控制阀的正常在线操作期间围绕整个典型的阀特征图解进行全行程或全循环。然而，在大多数工艺过程中不能进行在线全行程测试，并且因此优选在线进行部分行程测试。智能化阀控制器将特征测试数据发送到诊断监控器，所述诊断监控器对特征数据与所设置的边界进行比较。US6751575公开了一种监控和诊断工艺过程的装置，所述装置通过收集所测量的过程变量并且将测试结果输入到历史数据库中以便与存储在数据库中的过程属性信息进行比较。在US5115672中，使用安装在管道上的超声波传感器来监控阀的状态或“特征”，所述超声波传感器感测由阀所导致的流体湍流。
发明内容
本发明的一个目的在于改进控制阀的在线诊断。本发明的所述目的通过根据独立权利要求所述的方法、系统、阀定位器和计算机程序来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。本发明的一个方面是一种用于诊断控制阀的方法，所述方法包括下述步骤在控制阀的在线操作期间，测量代表控制阀位置的位置数据、测量代表阀致动器上压差的压力数据以及可选地测量控制阀的行进方向；处理位置数据和压差数据，以包含在控制阀的正常在线操作期间在所述控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据，和基于在控制阀的在线操作期间沿着控制阀行进范围的多个点处所收集的处理过的位置数据和压差数据，确定控制阀的阀特征图解。根据本发明的另一个方面，一种方法包括提供带有时间标记的处理过的数据；和基于带有时间标记的处理过的位置数据、压差数据和行进方向数据来确定在任一段期望时间内控制阀的更新的阀特征图解。根据本发明的另一个方面，一种方法包括提供带有时间标记的处理过的数据；和形成图解，所述图解描绘了所述处理过的位置数据、处理过的压差数据和处理过的行进方向数据中至少一种数据的数值或源于处理过的数据的任何参数与基于所述时间标记的时间的关系。根据本发明的另一个方面，一种方法包括下述步骤借助于阀的阀定位器进行所述测量步骤；将原始数据传输到中央诊断系统；以及在中央诊断系统中进行所述处理步骤和所述确定步骤。根据本发明的另一个方面，一种方法包括下述步骤借助于阀的阀定位器进行所述测量步骤和所述处理步骤；将所述处理过的数据发送到中央诊断系统；以及在中央诊断系统中进行所述确定步骤。
根据本发明的另一个方面，一种方法包括下述步骤由所述中央诊断系统定期(regularly)查询所述阀定位器，以获得原始数据或处理过的数据。根据本发明的另一个方面，一种方法包括下述步骤借助于阀的阀定位器进行所述测量步骤、所述处理步骤和所述确定步骤。根据本发明的另一个方面，一种用于诊断控制阀的方法包括下述步骤在控制阀的在线操作期间，测量代表控制阀位置的位置数据和测量代表阀致动器上的压差的压力数据；处理位置数据和压差数据，以仅仅包含在所述控制阀的正常在线操作期间当控制阀处于静止位置时所取样的压差数据；和基于在控制阀的在线操作期间沿着控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的压差数据，确定控制阀的阀特征图解。根据本发明的另一个方面，所述测量步骤包括由中央诊断系统定期查询阀定位器以获得未处理的位置数据和压差数据，并且在所述中央诊断系统处进行所述处理步骤和所述确定步骤。本发明的一个方面在于一种用于操作控制阀的阀定位器，所述阀定位器包括测量装置，所述测量装置用于在控制阀的在线操作期间测量代表控制阀位置的位置数据和测量代表阀致动器上的压差的压力数据；处理装置，所述处理装置用于处理位置数据和压差数据，以包含在控制阀的在线操作期间在所述控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据；存储和/或传输装置，所述存储和/或传输装置用于将所述处理过的数据存储在所述阀定位器处和/或通过通信总线将所述处理过的数据传输到诊断系统。根据本发明的另一个方面，一种阀定位器还包括确定装置，所述确定装置用于基于在控制阀的在线操作期间沿着所述控制阀的行进范围的多个点处所收集的所述处理过的位置数据和压差数据来确定控制阀的阀特征图解。本发明的一个方面在于一种用于诊断控制阀的阀诊断系统，所述系统包括接收装置，所述接收装置用于接收控制阀的来自阀定位器的位置数据和致动器压差数据，所述位置数据和压差数据在控制阀的在线操作期间由所述阀定位器测量；处理装置，所述处理装置用于处理位置数据和压差数据，以包含在控制阀的在线操作期间在所述控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据；和确定装置，所述确定装置用于基于在控制阀的在线操作期间沿着所述控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的位置数据和压差数据来确定控制阀的阀特征图解。本发明的一个方面在于一种用于诊断控制阀的阀诊断系统，所述阀诊断系统包括接收装置，所述接收装置用于接收控制阀的来自阀定位器的位置数据和致动器压差数据，所述位置数据和压差数据在控制阀的在线操作期间由所述阀定位器测量；处理装置，所述处理装置用于处理位置数据和压差数据，以仅仅包含在控制阀的正常在线操作期间当所述控制阀处于静止位置时所取样的压差数据；确定装置，所述确定装置用于基于在控制阀的在线操作期间沿着所述控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的压差数据来确定控制阀的阀特征图解。本发明的一个方面在于一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，当在电脑或处理器中运行所述计算机程序时，所述程序代码装置适于执行上述任一方法方面的步骤。本发明的一个方面在于一种系统，所述系统包括执行装置，所述执行装置执行上述任一方法方面的步骤。
在下文中，将参照所附的图(附图)更加详细地描述本发明，附图中图1示出了示例性工艺过程的自动化系统和现场设备管理系统的示意性方块图；图2图示了基于微型控制器的智能化阀控制器的示例的方块图；图3A和图3B分别图示了在使阀运动到新位置时，阀的致动器压差和位置随着时间推移的特性；图4是图示了根据本发明的一个示例性实施例的诊断方法的流程图；图5示出了阀特征图解显示的一个示例；图6示出了用来参考的阀特征图解显示的一个示例；图7示出了图示出与时间有关的阀摩擦力或致动器压力的图解显示以及若干个阀特征图解的一个示例；图8是图示了根据本发明的另一个示例性实施例的诊断方法的流程图；图9示出了“粗略的(coarse)”阀特征图解的一个示例。
具体实施例方式本发明可应用于对任何工业过程和类似过程中的任何控制阀及其阀控制器(定位器)和致动器进行诊断。图1示出了示例性工艺过程自动化系统和现场设备管理系统的示意性方块图，其中，可以应用本发明的原理。控制系统方块5总体代表自动化系统中的任一和所有的控制室计算机/程序和过程控制计算机/程序以及数据库。存在多种用于控制系统的架构。例如，控制系统可以是本领域公知的直接数字控制(DDC)系统或分布式控制系统(DCS)。存在多种用来布置控制系统与设备区域中的现场设备(诸如控制阀)之间相互连接的可替代方式。在图1中，现场总线/过程总线3总体代表任何这样的相互连接。传统上，现场设备已经通过双线式双绞线回路连接到控制系统，每个设备均通过单根双绞线连接到控制系统，所述单根双绞线提供4至20mA的模拟输入信号。近期，已经在控制系统中应用了新的方案，诸如可寻址远程传感器数据通路(HART)协议，所述HART协议允许在双绞线回路中传输数字数据以及常规的4至20mA的模拟信号。例如在出版物HARTField CommunicationProtocol (HART 现场通信协议)An Introduction for UsersandManufacturers, HART Communication Foundation (用户和制造商、HART 通信功能的介绍)(1995)中更加详细描述了 HART协议。HART协议已经发展成为工业标准。其它现场总线的示例包括现场总线和过程现场总线。然而，还应当理解的是，现场/过程总线3的类型或实施例与本发明并不相关。现场/过程总线3可以基于上述替代方案中的任一个或者基于上述替代方案的任何组合或者基于任何其它实施例。在图1的示例中，控制阀I连接到工艺过程，以控制工艺过程管道中物质的流量。物料流可以包括任何流体物料，诸如流体、溶液、气体和蒸汽。借助于阀控制器(定位器)和致动器2来操作控制阀I的位置(打开)。更具体地，操作位于流动流中的控制阀的闭合元件(运动部件)的位置以控制流过阀的流量。根据阀的类型，闭合元件例如可以是塞、瓣或球。致动器是安装在阀上的设备，并且使用诸如气动压力的外部动力源使阀运动到期望位置。阀定位器将控制信号与阀致动器的位置进行比较并且使致动器相应地运动。在图1的示例中，仅仅示出了一个控制阀，然而，自动系统可以包括任意数量的现场设备，诸如通常数百个控制阀。智能化阀控制器/定位器的示例包括由MetsoAutomation Inc.生产的模块 ND800 和ND9000'使用现场设备管理和诊断系统4可以管理现场设备。管理和诊断系统4还可连接到工厂的局域网LAN，这允许所述管理和诊断系统例如与控制室程序进行通信。可替代地，现场设备管理和诊断系统4或类似的功能可以被集成到控制系统5中，例如被集成到控制室计算机或过程控制计算机中。如上所述，管理和诊断系统4可通过现场/过程总线3连接到现场设备(例如，阀控制器2)。例如，每个现场设备均可以使专用现场总线将所述每个现场设备连接到HART多路转接器，所述HART多路转接器继而连接到管理和诊断系统4。管理和诊断系统4可以包括计算机工作站，所述计算机工作站提供适当的管理和诊断程序。管理和诊断系统的示例是设置有由Metso Automation Inc.生产的Neles FieldCare软件的计算机。Neles FieldCare是通用的基于FDT/DTM (现场设备工具/设备型管理器)的软件。Neles FieldCare的其中一个特征是在在线状态下进行监控，这使得能够从现场设备收集在线数据并且为预测性维修计划提供工具。图2中图示了基于微型控制器的智能化阀控制器的一个示例的方块图。设备可包含能够进行本地配置的本地用户界面(LUI)。微型控制器11控制阀位置。为此，微型控制器11可以通过过程/现场总线3 (诸如，4-20mA双绞线和HART)接收输入信号(设定点)，并且可以进行多种测量。设备可以由4-20mA的现场总线供给电力。在连接电信号和气体源S之后，微型控制器11读取输入信号、位置传感器12、供给压力传感器Ps、第一致动器压力传感器P1、第二致动器压力传感器P2和阀芯位置传感器SPS。借助于微型控制器11内部的控制算法来检测由输入信号所限定的设定点和由位置传感器12所测量的位置之间的差异。微型控制器11基于来自输入信号的信息和传感器的信息来计算前置级(PR)线圈电流10的新值。改变到前置级的电流10改变了芯阀14的先导压力15。降低的先导压力15使得阀芯运动，并且致动器压力15和16相应改变。在图2中，阀芯显示为处于中间位置，其中，致动器压力处于它们的中等水平，例如等于(P1_P2=0)。当阀芯运动时(例如，在图2中向下运动)，阀芯打开流向双隔膜式致动器20的驱动侧的流动(例如，通过上方的倾斜箭头所示的通道将致动器压力管路16连接到气体源S)，并且打开从致动器20的另一侧流出的流动(例如，通过上方水平箭头所示的通道将致动器压力管路15连接到芯阀14中的排出口)。增大的压力将使得隔膜活塞18运动。致动器和反馈轴19旋转。位置传感器12测量微型控制器11的旋转。微型控制器11将前置级电流10从稳定状态值调制到直到达到致动器20根据输入信号的新位置为止。通过使得阀芯运动到相反的方向(例如，向上，管路16连接到排出口，而管路17连接到气体源S)获得控制阀沿着相反方向的运动(行进)。应当意识到，所图示的阀控制器仅仅是一个示例，并且本发明不受阀控制器的任何具体实施例的限制。仅仅必要的是，阀控制器能够测量致动器压差(例如，P2-P1)和阀位置。应当意识到，例如还可以间接地通过测量致动器的位置来测量阀位置，以使得致动器位置数据代表阀的位置。摩擦是可导致控制阀性能低的最常见的因素之一。在线性阀中，摩擦主要受到密封装置(packing)的影响。在旋转阀中，通常是密封件(或阀座)导致摩擦。除了摩擦之外，诸如后冲的问题通常也与旋转控制阀有关。此外，在在线操作期间，还存在由流动通过阀的物料流所导致的摩擦力。特别地，在球形阀中，当阀两端的压差高时，闭合元件的摩擦有显
著变化。让我们使用图2的阀控制器作为一个示例来检查阀摩擦对阀操作的影响。在图3A和3B中分别图示了当使阀运动到新位置时阀的致动器压差和位置随着时间推移的特性的示例。在第一位置Xl中，阀是静止的。微处理器11接收到新的设定点，即，阀应当被调整到的新位置X2。如上所述，双隔膜式致动器20的驱动侧的气动压力(例如，Pl)增加，而致动器20的另一侧的气动致动器压力(例如，P2)降低，从而增大压差(例如，P1-P2)并且使得致动器和阀运动到新位置X2。当致动器开始(在时间点t0时)使得阀从目前位置Xl运动到新位置X2时，致动器20驱动侧的气动压力以及因而致动器压差P1-P2不得不连续增大直到所述压差最终(时间点tl时的压差Pf)沿着这个方向克服摩擦为止，并且阀开始运动。当阀运动时，为了使阀运动，需要低于Pf的致动器压差P1-P2。微处理器11借助于位置传感器12来检测阀运动的起点，并且如上所述，根据控制算法借助于前置级(PR)线圈电流来调整致动器压力。在阀摩擦较低的情况下，压差的特性可以是如图3A中的虚线31所图示的那样。根据本发明的一个方面，在控制阀的正常在线操作期间，监控控制阀的位置和监控阀致动器上的压差以及可选地监控控制阀的行进方向(图4中的步骤41)。根据本发明的示例性实施例，阀控制器(例如阀控制器的微处理器11)布置成在控制阀的在线操作期间针对每个单独的阀行进以预定取样频率取样致动器压力PU P2和阀位置，并且将样本值存储在阀控制器的内存储器中，和/或将样本值通过现场/过程总线3 (主动地或根据指令)传输到管理和诊断系统4。可以以与摩擦、致动器压力和位置方面的变化相关的较高取样速度进行取样。取样速度优选地可以在I至500毫秒的范围内。这使得测量和诊断的准确性和可靠性较高。优选地，代替致动器压力Pl和P2的是，可以存储基于样本计算的压差P1-P2。在优选的实施例中，除了控制阀的位置以及阀致动器上的压差之外，还可以监控在控制阀的正常在线操作期间控制阀的行进方向，关于行进方向的信息与每个单独阀行进事件的所取样的压力值和位置值有关。在一些实施例中，对于不同行进方向，以不同的数据结构(诸如矢量)存储取样的致动器压差数据和取样的阀位置数据。此外，在一些实施例中，时间标记可以与每个单独阀行进事件的数据相关联。在一些实施例中，可以将位置数据和致动器压差数据处理成包含在控制阀的正常在线操作期间控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据(图4中的步骤42)。对取样数据的这种处理(例如过滤)降低了在阀控制器处所需要的存储容量，或者降低了传输到管理和诊断系统4的数据量。优选地，仅仅将在阀行进的起始时刻附近(例如，在时间点tl附近、或在时间段tO-tl附近、或者在时间段tl-t2附近、或者在时间段t0-t2附近)取样的致动器压差数据和阀位置数据存储在阀控制器中和/或传输到诊断系统4。“附近”典型地可以是约几毫秒或几十毫秒的时间段。此外，在一些实施例中，时间标记可以与每个单独阀行进事件的处理过的数据相关联(图4中的步骤43)。然后，基于在控制阀的正常在线操作期间沿着控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的位置数据和压差数据可确定控制阀的阀特征图解(图4中的步骤44)。当控制阀在在线操作期间典型地频繁运动时，将在合理的收集时间期间收集针对多个阀行进事件的致动器压差数据和阀位置数据，所述合理的收集时间例如大约几天、几周或几个月。换句话说，在控制阀的正常在线操作期间获得沿着控制阀的行进范围的多个点处所收集的阀位置数据和压差数据。这种在线数据将足以确定并且呈现阀特征图解，无需对阀进行单独的“阀特征”测试。因此，可避免离线测试或中断过程的在线测试。与数据的处理类似地，还可以在每个阀控制器处本地进行进行阀特征的确定(例如，计算)、在管理和诊断系统4处集中进行阀特征的确定，或者这些进程可以在阀控制器和诊断系统之间适当地分配。在本发明的一个实施例中，例如通过微处理器11，在阀控制器2中进行对取样数据的处理，以仅仅包含在控制阀的正常在线操作期间在控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据。该种处理过的数据可包含压差、阀位置、行进方向和时间标识。阀控制器可以在适当时间将处理过的数据发送到诊断系统。例如，阀控制器可以在阀已经开始运动之后立刻发送处理过的数据。作为另一个示例，诊断系统4可以在适当时间查询或请求(request)来自阀控制器的数据。诊断系统4收集并且存储处理过的数据。当已经收集了足够的数据量时，诊断系统4确定当前阀特征图解，并且存储特征测试数据或图解，和/或在用户界面(例如，图形显示器)上向用户显示特征测试数据或图解。在图5中示出了阀特征图解显示的一个示例。诊断系统4还可以基于所存储的数据产生用户通过用户界面要求的任何特定时刻的阀特征图解。诊断系统4还可以同时在显示器上显示出不同时间的阀特征图解，从而使得用户能够分析阀随时间推移的变化。诊断系统4还可以存储至少一个参考特征图解，随后的一张或多张图解(例如，在控制阀的初始起动时所确定的阀特征图解)可以与所述参考特征图解进行比较。在图6中示出了参考阀特征图解显示的一个示例。诊断系统4还可以提供带有其他信息(诸如，警报、极限等)的阀特征图解显示。诊断系统4还可以基于所收集的数据产生其它显示和图解，诸如图示了与时间有关的阀摩擦或致动器压力的图解。在图7中图示了这种图解显示的一个示例。在图7的示例中，显示视图还包含阀摩擦阀(valve friction valve)中的若干个时间点的阀特征图解。通过比较这些图解,用户可以很容易地观察阀的特性如何随着时间推移发生改变并且确定阀是否需要维修。在诊断系统处确定阀特征图解允许在数据可视化方面有更大自由，但是另一方面，诊断系统必须频繁地查询阀控制器并且获取大量数据。在本发明的另一个实施例中，除了进行处理之外，阀控制器(例如，阀控制器中的微处理器11)还确定阀特征图解并且将所述阀特征图解存储在内存储器中。在这种方法中，诊断系统4不必查询现场设备并且收集处理过的数据，而是所述诊断系统4可向用户显示最终的特征测试数据或图解。阀控制器可存储针对不同监控时期的多个阀特征。可替代地，阀控制器可以存储处理过的数据，并且在诊断系统4请求时确定阀特征图解。阀控制器还可以基于所存储的数据在诊断系统处产生用户通过用户界面所要求的任何特定时刻的阀特征图解。阀控制器还可以产生要同时在显示器上示出的不同时间的阀特征图解，从而使得用户能够分析阀随时间推移的变化。阀控制器还可以存储至少一个参考特征图解，随后的一张或多张图解(例如，在控制阀的初始起动时所确定的阀特征图解)可与所述参考特征图解进行比较。阀控制器还可以提供带有其它信息(诸如，警报、极限等)的阀特征图解图示。阀控制器还可以基于所收集的数据产生其它显示和图解，诸如，图示了与时间有关的阀摩擦或致动器压力的图解。确定阀控制器的阀特征图解减小诊断系统对阀控制器的查询并且减小通过过程/现场总线传输的数据量。根据本发明的另一方面，监控步骤(图8中的步骤81)可以包括诊断系统4可以在适当时间查询阀控制器，检索通过过程/现场总线3来自阀控制器的取样位置数据和取样致动器压力数据(图8中的步骤82)。诊断系统4可以接受仅仅处理在阀已经停止(即，阀处于静止位置)时取样的位置样本和致动器压力样本(图8中的步骤84)，以及基于处理过的压差数据来确定阀特征图解或致动器压力图解(图8中的步骤84)。与阀运动开始时发生变化的快速摩擦有关地，通过过程/现场总线3汇集的集中数据仅仅允许低取样速度。因此，这种方法确实提供了关于在单个阀行进事件开始时的摩擦的详细且准确的信息，而且其例如通过监控在静止位置处的致动器压力值的分散数据还提供了阀的摩擦特性随着时间推移的粗略信息。另一方面，这种诊断方法的结果不是十分可靠。最重要的优势在于这种方法不需要对现有阀控制器/定位器进行任何修改，使得这种方法能够用于工艺过程中已经安装的设备。在图9中图示了这种“粗略的”阀特征图解的一个示例。在同一系统中可以具有根据本发明的不同实施例的阀控制器，并且管理和诊断系统可以查询各种类型的阀控制器并且对它们的数据进行不同处理。换句话说，上述“粗略的”诊断可以应用于现有已安装的阀控制器，而上述更为精密的诊断中的一个或多个可以应用于最近安装的阀控制器。可以通过多种装置来实施在此所描述的技术。例如，以计算机硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)或它们的组合来实施这些技术。对于固件或软件，通过执行在此所描述功能的模块(例如，程序、函数等)来实施。软件代码可以存储在任何适当的处理器/计算机的一个或多个可读取数据存储媒介或一个或多个存储单元中，并且由一个或多个处理器/计算机来执行该软件代码。可以在处理器/计算机内或在处理器/计算机外部执行数据存储媒介或存储单元，在所述情况中，数据存储媒介或存储单元可通过本领域已知的多种装置与处理器/计算机通信地联接。另外，在此所描述的系统的部件可以重新布置和/或由另外的部件进行补充，以便促进实现关于在此所描述的各个方面、目标、优势等，而且如本领域技术人员应意识到的，其并不限于在所给出的附图中提出的明确构造。说明书和相关附图仅仅旨在通过举例来阐释本发明的原理。对于本领域中的技术人员来说，以本说明为基础，多个可替代实施例、变型和改变是显而易见的。本发明并不旨在受到在此所描述的示例的限制，而是本发明可以在所附权利要求的范围和精神内进行改变。
权利要求
1.一种用于诊断控制阀的方法，所述方法包括下述步骤 在控制阀的在线操作期间，测量代表控制阀位置的位置数据、测量代表阀致动器上压差的压力数据以及可选地测量控制阀的行进方向； 处理位置数据和压差数据，以包含在控制阀的正常在线操作期间在所述控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据，和 基于在控制阀的在线操作期间沿着控制阀行进范围的多个点处所收集的处理过的位置数据和压差数据，确定控制阀的阀特征图解。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括 提供带有时间标记的处理过的数据；以及 基于带有时间标记的处理过的位置数据、压差数据和行进方向数据，确定任何期望的时间段内所述控制阀的阀特征图解。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括 提供带有时间标记的处理过的数据；以及 形成图解，所述图解描绘了所述处理过的位置数据、处理过的压差数据和处理过的行进方向数据中至少一种数据的数值或源于处理过的数据的任何参数与基于所述时间标记的时间的关系。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，所述方法包括下述步骤借助于阀的阀定位器进行所述测量步骤；将原始数据传输到中央诊断系统；以及在中央诊断系统中进行所述处理步骤和所述确定步骤。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，所述方法包括下述步骤借助于阀的阀定位器进行所述测量步骤和所述处理步骤；将处理过的数据发送到中央诊断系统；以及在所述中央诊断系统中进行所述确定步骤。
6.根据权利要求4或5所述的方法，所述方法包括下述步骤由所述中央诊断系统定期查询所述阀定位器，以获得原始数据或处理过的数据。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，所述方法包括下述步骤借助于阀的阀定位器进行所述测量步骤、所述处理步骤和所述确定步骤。
8.一种用于诊断控制阀的方法，所述方法包括下述步骤 在控制阀的在线操作期间，测量代表控制阀位置的位置数据和测量代表阀致动器上的压差的压力数据; 处理位置数据和压差数据，以仅仅包含在所述控制阀的正常在线操作期间当该控制阀处于静止位置时所取样的压差数据；和 基于在控制阀的在线操作期间沿着控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的压差数据，确定控制阀的阀特征图解。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述测量步骤包括由中央诊断系统定期查询阀定位器以获得未处理的位置数据和压差数据，并且其中在所述中央诊断系统处进行所述处理步骤和所述确定步骤。
10.一种用于操作控制阀的阀定位器，所述阀定位器包括 测量装置，所述测量装置用于在控制阀的在线操作期间测量代表控制阀位置的位置数据和测量代表阀致动器上的压差的压力数据；处理装置，所述处理装置用于处理位置数据和压差数据，以包含在控制阀的在线操作期间在所述控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据； 存储和/或传输装置，所述存储和/或传输装置用于将所述处理过的数据存储在所述阀定位器处和/或通过通信总线将所述处理过的数据传输到诊断系统。
11.根据权利要求10所述的阀定位器，所述阀定位器还包括 确定装置，所述确定装置用于基于在控制阀的在线操作期间沿着所述控制阀的行进范围的多个点处所收集的所述处理过的位置数据和压差数据来确定控制阀的阀特征图解。
12.一种用于诊断控制阀的阀诊断系统，所述系统包括 接收装置，所述接收装置用于接收控制阀的来自阀定位器的位置数据和致动器压差数据，所述位置数据和致动器压差数据在控制阀的在线操作期间由所述阀定位器测量； 处理装置，所述处理装置用于处理位置数据和压差数据，以包含在控制阀的在线操作期间在所述控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据；和 确定装置，所述确定装置用于基于在控制阀的在线操作期间沿着所述控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的位置数据和压差数据来确定控制阀的阀特征图解。
13.一种用于诊断控制阀的阀诊断系统，所述阀诊断系统包括 接收装置，所述接收装置用于接收控制阀的来自阀定位器的位置数据和致动器压差数据，所述位置数据和致动器压差数据在控制阀的在线操作期间由所述阀定位器测量； 处理装置，所述处理装置用于处理位置数据和压差数据，以仅仅包含在控制阀的正常在线操作期间当所述控制阀处于静止位置时所取样的压差数据； 确定装置，所述确定装置用于基于在控制阀的在线操作期间沿着所述控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的压差数据来确定控制阀的阀特征图解。
14.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码装置，当在电脑或处理器中运行所述计算机程序时，所述程序代码装置适于执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。
15.一种系统，所述系统包括执行装置，所述执行装置用于执行根据权利要求1-9中的任一项所述的方法步骤。
全文摘要
在控制阀的诊断方法中，在测量步骤(41)中，在控制阀的在线操作期间，测量代表控制阀位置的位置数据、测量代表阀驱动器上的压差的压力数据和可选地测量控制阀的行进方向。在处理步骤(42)中，处理位置数据和压差数据，以包含在控制阀的正常在线操作期间控制阀的多个单独行进运动的起动点附近的数据。最后，在确定步骤(44)中，基于在控制阀的在线操作期间沿着控制阀的行进范围的多个点处所收集的处理过的位置数据和压差数据，确定控制阀的阀特征图解。
文档编号F16K37/00GK103038559SQ201080067399
公开日2013年4月10日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者S·诺西艾宁 申请人:美卓自动化有限公司