[實用新型]閥控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420119543.0
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN204164465U
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設計）人: T·D·格雷博;S·W·安德森
• 申請（專利權）人: 費希爾控制國際公司
• 主分類號: F16K31/00
• 分類號: F16K31/00;F16K37/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本實用新型涉及過程工廠中的過程控制裝置，更具體地，涉及一種對過程控制裝置進行壽命預測的技術。

背景技術

現(xiàn)有的過程控制系統(tǒng)可對例如閥等過程控制裝置進行周期診斷，以確定這些裝置的操作和性能。確定過程控制裝置的操作可允許更好地安排過程控制裝置的維護，由此減少失效發(fā)生和中斷時間。這可引起增強的效率、安全和收益。該過程控制系統(tǒng)可使用不同傳感器和其它的測量裝置來觀察過程控制裝置的特性。例如，一些現(xiàn)有控制系統(tǒng)可使用數(shù)字閥控制器來測量和收集來自控制閥上的不同傳感器的數(shù)據(jù)。

在使用從控制閥收集的數(shù)據(jù)的過程中，用戶希望該數(shù)據(jù)為他們的處理工廠安排預防性維護，希望避免由意外失效而引起的非計劃的維護和產(chǎn)品的損耗。例如，用戶希望了解在需要維護之前閥的預期壽命以及哪些修理步驟和替換選擇是可用的或推薦的。對于制造商來說，由于實際的過程條件在不同用戶之間、或不同設施之間、甚至在一個過程工廠中也會發(fā)生很大變化，所以提供精確的壽命預測是具有挑戰(zhàn)性的。說明書可被提供給用戶，以提供一些預測數(shù)據(jù)，并有時基于設計條件來反饋用戶。但是，例如溫度和壓力等因素通常與來自用戶的設計條件中提供的因素明顯不同，總之，例如流體狀態(tài)(液體或水汽)和雜質(固體、液體或水汽)等其它變化條件典型地沒有提供在設計條件中，或者與其它因素一樣在實際使用中顯著地變化。

常規(guī)地，來自用戶的服務和修理歷史數(shù)據(jù)將被收集來建立平均失效時間(MTTF)和平均無故障時間(MTBF)。然后，MTTF和MTBF數(shù)據(jù)可用來預測閥的使用壽命。然而，由于維護記錄可能不完整或者不存在，所以使用歷史數(shù)據(jù)是有限制的。而且，用戶考慮到他們的操作條件可能公開給他們的競爭對手，所以不希望分享這些信息。結果是基于歷史數(shù)據(jù)的MTTF和MTBF數(shù)據(jù)通常不完整并且不能充分提供信息。

用來預測MTTF和MTBF的另一種技術是通過使用盡可能接近實際壽命條件的條件中產(chǎn)生的實驗數(shù)據(jù)。壓力和溫度條件通常在完備的實驗室中能夠輕易獲得。但是，流體特性和污染物是很難模擬的，盡管基本的流體特性通常是可以獲得的，即，氧化、非氧化、潮濕、干燥、潤滑或者非潤滑。有時候，例如通過流體流中的顆粒甚至能夠獲得已知的污染物。特別是在表示特定閥使用應用的例如在相同溫度、壓力和流體特性下的實驗周期測試可以是實際現(xiàn)場數(shù)據(jù)的有效替代。對于受到正常機械磨損或疲勞的閥組件更是如此。

雖然對于前述和其它原因使用了實驗測試，但缺乏確定MTTF和MTBF的常規(guī)測試方法。這些方法不能說明特別是與滑桿閥和旋轉閥相關的影響裝置壽命的變化的條件和不同因素，其中可能磨損或疲勞引起閥失效的不同組件是很多的，每個組件對于諸如溫度、壓力、流體等操作條件可能具有不同的反應。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種閥控制器，使得能夠確定閥的組件或閥致動器的組件的預測剩余壽命，以便在預期失效之前安排組件的檢修或更換。

根據(jù)本實用新型一個實施方式的閥控制器，包括：

閥致動器，其耦接到閥并能夠操作來致動所述閥的可移動的控制部件；

致動器控制信號發(fā)生器，其被設置成接收閥控制信號，并生成相應的致動器控制信號并將所述致動器控制信號傳送到所述閥致動器；

閥位置控制器，其從控制器接收設定點值，并執(zhí)行控制算法來輸出用于控制所述閥的所述閥控制信號；

操作條件傳感器，其被設置成檢測操作所述閥或所述閥致動器的操作環(huán)境的參數(shù)；以及

集成的診斷模塊，其接收下列信息：

(a)所檢測的所述操作環(huán)境的參數(shù)的指示；以及

(b)(i)所述可移動的控制部件的位置；

(ii)所述可移動的控制部件的運動；

(iii)所述閥控制信號；

(iv)所述相應的致動器控制信號；或者

(v)所述設定點值，

所述集成的診斷模塊被設置成分析所接收的信息(a)和(b)，并基于所接收的信息(a)和(b)以及基于用于所述閥或所述閥致動器的預定配置文件數(shù)據(jù)來確定所述閥的組件或所述閥致動器的組件的預測剩余壽命。

優(yōu)選地，所述預定配置文件數(shù)據(jù)識別在給定的操作條件下具有可預測的壽命的所述閥的一個或多個組件和／或所述致動器的一個或多個可更換的組件。

優(yōu)選地，所述預定配置文件數(shù)據(jù)還識別所述可預測的壽命和所述給定的操作條件之間的關系。