[發明專利]閥門定位器及診斷方法

在審

• 申請號: 201980057547.6
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN112673321A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: M·弗里曼;K·波基;T·貝里斯特姆
• 申請（專利權）人: 奈勒斯芬蘭有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;F16K37/00;F15B19/00;G05D3/20;G05B13/02;F16K31/12;G05D7/00;G06F30/20;G06Q10/04
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 秦晨

1.一種用于閥門組件的閥門定位器，其中閥門組件包括閥門定位器、控制閥、氣動閥門致動器、適于測量氣動致動器壓力的壓力傳感器、以及適于測量控制閥的閥門位置的位置傳感器，并且其中閥門定位器包括被配置為存儲和運行嵌入式閥門控制和診斷軟件的微處理器系統，包括：

嵌入式閥門控制器，被配置為使用氣動閥門致動器來接收設定點位置和至少測得的閥門位置，并控制控制閥的閥門位置，

閥門組件的至少一個物理部分的嵌入式跟蹤數字孿生器，其中嵌入式跟蹤數字孿生器包括多個模擬模型參數，所述多個模擬模型參數包括至少一個與故障相關的模擬模型參數，所述至少一個與故障相關的模擬模型參數與閥門組件的所述至少一個物理部分中的特定物理故障相關，

其中，嵌入式跟蹤數字孿生器被配置為在閥門組件的操作期間實時地接收表示由嵌入式閥門控制器對物理閥門組件的至少一部分的實際控制的控制信號，并提供表示控制動作的模擬結果的至少一個模擬測量結果，

其中，嵌入式跟蹤數字孿生器被配置為在閥門組件的操作期間實時地跟蹤所述至少一個模擬測量結果與至少一個對應的實際物理測量結果之間的誤差，并從減小誤差的意義上說調整嵌入式跟蹤數字孿生器的所述至少一個與故障相關的模擬模型參數的值；以及

其中，閥門組件的所述至少一個物理部分中的特定物理故障可基于至少一個模擬模型參數的所調整的值被檢測到和識別出。

2.根據權利要求1所述的閥門定位器，其中，閥門組件的所述至少一部分包括控制閥、氣動閥門致動器、閥門定位器中的氣動前級、供應壓力入口、閥門定位器中的氣動輸出級及其任何組合中的一個或多個。

3.根據權利要求1或2所述的閥門定位器，其中，

嵌入式跟蹤數字孿生器被配置為在閥門組件的操作期間實時地從嵌入式閥門控制器接收控制信號并提供模擬測得的閥門位置和/或模擬測得的氣動致動器壓力，

其中，嵌入式跟蹤數字孿生器被配置為在閥門組件的操作期間實時地跟蹤模擬測得的閥門位置與測得的閥門位置之間的誤差和/或模擬測得的閥門致動器壓力與測得的閥門致動器壓力之間的誤差，并從減小誤差的意義上說調整嵌入式跟蹤數字孿生器的所述至少一個與故障相關的模擬模型參數的值。

4.根據權利要求1-3中的任一項所述的閥門定位器，其中，表示物理閥門組件的所述至少一部分的實際控制的控制信號包括對前級和/或至少一個實際物理測量結果中的一個或多個的電控制信號。

5.根據權利要求1-4中的任一項所述的閥門定位器，其中，與物理閥門組件的所述至少一部分中的實際控制的結果相關的至少一個實際物理測量結果可以包括以下各項中的一項或多項：測得的閥門位置、測得的致動器壓力、進一步測得的致動器壓力、測得的供應壓力、測得的來自氣動前級的先導壓力、測得的氣動輸出級的控制位置、溫度和過程壓力)。

6.根據權利要求1-5中的任一項所述的閥門定位器，其中，閥門組件還包括適于測量氣動供應壓力的壓力傳感器，并且其中，嵌入式跟蹤數字孿生器被配置為接收測得的氣動供應壓力并將其用于調整多個模擬模型參數。

7.根據權利要求1-6中的任一項所述的閥門定位器，其中，閥門定位器和/或遠程計算實體的微處理器系統被配置為當所述至少一個與故障相關的模擬模型參數達到預定的閾值或預定的偏差時，檢測和識別閥門組件的所述至少一個物理部分中的特定物理故障。

8.根據權利要求1-7中的任一項所述的閥門定位器，其中，閥門定位器和/或遠程計算實體的微處理器系統被配置為預測所述至少一個與故障相關的模擬模型參數的所調整的值隨時間的未來趨勢，并預測剩余的操作時間，直到所述至少一個與故障相關的模擬模型參數的所調整的值達到給定的極限值或給定的偏差極限。

9.根據權利要求1-8中的任一項所述的閥門定位器，其中，閥門定位器和/或遠程計算實體的微處理器系統被配置為預測閥門組件的所述至少一個物理部分的剩余使用壽命。