BR112015022135B1 - Sistema de controle e método de controlar um dispositivo de campo em um sistema de controle - Google Patents

Abstract

MÉTODO E APARELHO DE MONITORAMENTO DA CORRENTE DE MOTOR PARA UM POSICIONADOR DE VÁLVULA ELÉTRICA. Um sistema e método para monitorar e controlar a quantidade de corrente elétrica fornecida a um motor usado para acionar um dispositivo de campo dentro de um sistema de controle.

Description

CAMPO DA DIVULGAÇÃO

[0001] Esta divulgação refere-se, de modo geral, a sistemas de controle e, mais particularmente, a um método e aparelho para monitorizar e controlar um motor utilizado para acionar uma porção de um dispositivo de campo em um sistema de controle.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Sistemas de controle que incluem sistemas de controle de processo e sistemas instrumentados de segurança (SIS), tipicamente implementam um ou mais controladores para controlar o processo ou o sistema de segurança. Os controladores nestes sistemas frequentemente usam dispositivos de campo para executar uma variedade de funções dentro do ambiente de controle. Por exemplo, em um sistema de controle de nível, os dispositivos de campo podem ser utilizados para controlar e/ou monitorar a quantidade de um líquido em um tanque de retenção. Quando o nível do líquido tiver atingido uma posição predeterminada (alta ou baixa), o sistema de controle pode responder utilizando um dos dispositivos de campo, como uma válvula, para ajustar o fluxo de líquido que entra ou que sai do tanque de retenção.

[0003] Em vários sistemas de controle, pode haver um componente de um dispositivo de campo que é necessário para o movimento durante a operação normal. O ambiente de operação e/ou implementação do dispositivo de campo pode submeter o componente móvel do dispositivo de campo a elevadas cargas, como elevada pressão ou cargas de fricção, o que pode contribuir à inércia do componente móvel em repouso. Por exemplo, o componente móvel pode ser uma válvula ou alavanca que fica inativa durante um período de tempo substancial durante o uso normal. Um motor é utilizado pelo sistema de controle para ativar esse componente móvel. Para mover o componente móvel, o motor tem de superar a inércia do componente móvel em repouso. Ao superar a inércia do componente móvel em repouso, o motor pode extrair corrente elétrica de sua fonte de energia em níveis além da amplitude operacional prescrita do motor. Embora seja possível utilizar motores maiores que são capazes de operar com segurança em maiores quantidades de corrente elétrica, os motores maiores são mais caros e podem não ser prontamente adaptáveis à configuração em um sistema de controle existente.

SUMÁRIO

[0004] Exemplos de sistemas e métodos para monitorar e controlar um dispositivo de campo em um sistema de controle são descritos neste documento. De acordo com um primeiro aspecto exemplificativo do sistema de controle que tem uma válvula capaz de ser posicionada em resposta à ocorrência de um evento de disparo, o sistema de controle inclui um controlador com um processador acoplado a uma memória. O controlador tem uma entrada de posição, uma saída de posição para fornecer um sinal de posição e uma saída de controle para fornecer um sinal de controle. Uma porta tendo um primeiro estado e um segundo estado está acoplada à saída de controle do controlador. A porta inclui uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada da porta de controle é acoplada à saída de controle do controlador. Uma interface acionadora do motor inclui uma entrada de posição, uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a posição de entrada da interface acionador do motor é acoplado à saída do controlador de posição e em que a entrada de controle da interface acionador do motor é acoplada à saída de controle da porta. Um acionador do motor inclui uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de controle do acionador do motor é acoplada à saída de controle da interface do condutor do motor. Um motor é acoplado à saída de controle do acionador do motor e à válvula. Um sensor de corrente para a corrente elétrica de detecção fornecida para o motor é acoplado operativamente entre o motor e a sua fonte de energia. Um sensor de posição está acoplado ao motor e ao controlador e fornece informações sobre a posição do motor ao controlador. Um comparador é acoplado ao sensor de corrente e à porta. O comparador inclui um nível de corrente limítrofe e é capaz de fornecer um sinal de estado para a porta em resposta a uma comparação da corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente e ao nível de corrente limítrofe. O sinal de estado fornecido à porta coloca a porta no primeiro estado, o que permite que o sinal de controle, a partir do controlador, passe para a interface do acionador do motor quando a corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente for menos do que o nível de corrente limítrofe. Além disso, o sinal de estado fornecido à porta coloca a porta no segundo estado, o que impede que o sinal de controle do controlador passe para a interface do acionador do motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for igual ou superior ao nível de corrente limítrofe.

[0005] De acordo com um segundo aspecto exemplificativo, é fornecido um método para o controle de um dispositivo de campo em um sistema de controle. O método inclui o fornecimento de um dispositivo de memória, incluindo um valor de corrente limítrofe, a detecção da ocorrência de um evento de disparo e o envio de um sinal de controle a um motor para ativar um dispositivo de campo em resposta à detecção da ocorrência do evento de disparo. O método monitora uma corrente elétrica fornecida ao motor, compara a corrente elétrica fornecida monitorada com motor para o nível de corrente limítrofe e executa um primeiro comando se a corrente elétrica monitorada fornecida ao motor for inferior ao nível de corrente limítrofe e executa um segundo comando se a corrente elétrica monitorada fornecida ao motor for igual ou maior do que o nível de corrente limítrofe.

[0006] De acordo com um terceiro aspecto exemplificativo, um sistema de controle para controlar um processo inclui um dispositivo de campo acoplado ao processo e disposto de modo a controlar uma condição do processo, um motor acoplado ao dispositivo de campo e configurado para mover uma porção do dispositivo de campo e um controlador que inclui um processador e uma memória, em que o processador está operacionalmente acoplado ao motor para controlar o motor para mover a porção do dispositivo de campo. Um sensor de corrente está acoplado ao motor e é disposto de modo a monitorar a corrente elétrica consumida pelo motor e um módulo de controle é acoplado ao controlador para regular a passagem dos sinais de controle transmitidos ao motor para movimentar a porção do dispositivo de campo.

[0007] De acordo com qualquer um, ou mais de um, dentre o primeiro, o segundo e terceiro aspectos exemplificativos supracitados, um sistema de controle e/ou método pode incluir ainda uma ou mais das seguintes formas preferidas:

[0008] Em uma forma preferida, o sistema de controle inclui uma porta tendo um primeiro estado e um segundo estado, em que a porta inclui uma entrada de controle e uma saída de controle e a entrada da porta de controle é acoplada a uma saída de controle do controlador e a saída de controle da porta é acoplada operacionalmente ao motor.

[0009] Em outra forma preferida, o sistema de controle inclui um comparador acoplado ao sensor de corrente e à porta. O comparador inclui um nível de corrente limítrofe e é capaz de fornecer um sinal de estado para a porta em resposta a uma comparação da corrente detectada pelo sensor de corrente e ao nível de corrente limítrofe. O sinal de estado fornecido à porta coloca a porta no primeiro estado ou no segundo estado, em que o primeiro estado permite que o sinal de controle, a partir do controlador, passe ao motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for menor do que o nível de corrente limítrofe e o segundo estado impede que o sinal de controle, a partir do controlador, passe para o motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for igual ou maior do que o nível de corrente limítrofe.

[0010] Em outra forma preferida, o sensor de posição é um sensor de efeito de Hall operacionalmente acoplado ao motor.

[0011] Em outra forma preferida, o sensor de corrente é um resistor operacionalmente acoplado entre a fonte de energia do motor e o motor.

[0012] Em outra forma preferida, o sensor de corrente é um sensor de efeito de Hall operacionalmente acoplado ao motor e à fonte de energia do motor.

[0013] Em outra forma preferida, o módulo de controle inclui uma porta e um comparador acoplado operacionalmente ao sensor de corrente, em que o comparador inclui um nível de corrente limítrofe e é capaz de fornecer um sinal de estado à porta em resposta a uma comparação entre a corrente detectada pelo sensor de corrente e o nível de corrente limítrofe. O sinal de estado fornecido à porta coloca a porta no primeiro estado ou no segundo estado, em que o primeiro estado permite que o sinal de controle, a partir do controlador, passe ao acionador do motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for menor do que o nível de corrente limítrofe e o segundo estado impede que o sinal de controle, a partir do controlador, passe para o acionador do motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for igual ou maior do que o nível de corrente limítrofe.

[0014] Em outra forma preferida, o módulo de controle é capaz de ser executado no processador para comparar a corrente detectada pelo sensor de corrente a um nível de corrente limítrofe. Quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for menor do que o nível de corrente limítrofe, os sinais de controle enviados a partir do controlador são autorizados a atravessar para o motor. Quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for igual a ou maior do que o nível de corrente limítrofe, os sinais de controle enviados a partir do controlador não são autorizados a atravessar para o motor.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0015] A FIG. 1 é um diagrama de bloco de uma fábrica de processo exemplar, tendo um sistema de controle de processo e um sistema de segurança.

[0016] A FIG. 2 é um diagrama de blocos de uma modalidade da invenção.

[0017] A FIG. 3 é um diagrama de bloco de outra modalidade da invenção.

[0018] A FIG. 4 é um diagrama de bloco de outra modalidade da invenção.

[0019] A FIG. 5 ilustra um exemplo de módulo ou de diagrama de fluxo do processo para monitorar a corrente do motor de um posicionador de válvula elétrico utilizado em qualquer uma das implementações da presente invenção exibidas nas Figs. 2-4.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0020] Na FIG. 1, uma planta do processo 10 é mostrada para incluir um nódulo de controle de segurança/controle do processo 12, que pode incluir um sistema de controle do processo 14 integrado a um sistema de segurança 16 (representado nas linhas pontilhadas). O sistema de segurança 16 geralmente opera como um sistema instrumentado de segurança (SIS) e pode monitorar a operação do sistema de controle de processo 14 para assegurar a operação segura da planta de processo 10. Se necessário, o sistema de segurança 16 pode cancelar controle do sistema de controle de processo 14.

[0021] A planta de processo 10 também inclui uma ou mais estações de trabalho 17 ou dispositivos de computação que podem ser qualquer tipo de computador, por exemplo. Cada estação de trabalho 17 pode incluir um processador 18, um dispositivo de memória 19 e/ou uma interface de usuário 20, tal como um monitor de exibição e/ou teclado, que são acessíveis aos funcionários de controle. No exemplo da planta do processo 10 ilustrado na FIG. 1, a estação de trabalho 17 é mostrada conectada ao nó de controle de processo/controle de segurança 12 e a um dispositivo de memória externo 21 via uma linha de comunicação comum ou barramento 22. O barramento de comunicação 22 pode ser implementado utilizando qualquer hardware à base de barramento ou não à base de barramento desejado, estrutura de comunicação de fio rígido ou sem fios ou protocolo de comunicação apropriado, tal como um protocolo Ethernet.

[0022] O exemplo da planta do processo 10 ilustrado na FIG. 1 inclui os dispositivos de sistema de controle de processo e dispositivos de sistema de segurança são operativamente conectados juntos através da estrutura de barramento, a qual pode ser fornecida em um plano posterior 24 no qual diferentes controladores de processo e dispositivos de entrada/saída são fixados. A planta do processo 10 também inclui pelo menos um controlador de processo 26 tendo um processador 28 e um ou mais dispositivos de entrada/saída (I/O) do sistema de controle de processo 30, 32, 34. Cada dispositivo I/O do sistema de controle de processo 30, 32, 34 é conectado de forma comunicativa a um conjunto de dispositivos de campo relativos a controle de processo, ilustrado na FIG. 1 como dispositivos de campo do controlador 40, 42. O controlador 26, os dispositivos I/O 30, 32, 34 e os dispositivos de campo 40, 42 geralmente compõem o sistema de controle de processo 14 do nó de controle de processo/controle de segurança 12.

[0023] O controlador de processo 26, o qual pode ser, somente como um exemplo, um controlador Delta VTM vendido pela Emerson Process Management, ou qualquer outro tipo desejado de controlador de processo, é programado para fornecer funcionalidade de controle de processo utilizando os dispositivos I/O 30, 32, 34 e os dispositivos de campo 40, 42. Em particular, o processador 28 do controlador 26 implementa ou supervisiona um ou mais processos de controle ou estratégias de controle em cooperação com os dispositivos de campo 40, 42 e a estação de trabalho 17, para controlar a planta de processo 10 ou uma porção da planta de processo de qualquer maneira desejada. Os dispositivos de campo 40, 42 podem ser de qualquer tipo desejado, tal como sensores, válvulas, transmissores, posicionadores, etc., e pode estar conforme qualquer protocolo de comunicação ou programação aberto, proprietário ou outro desejado incluindo, por exemplo, o HART ou o protocolo 4-20 ma (como ilustrado para os dispositivos de campo 40), qualquer protocolo de barramento, tal como o protocolo Foundation® Fieldbus (como ilustrado para os dispositivos de campo 42) ou protocolos CAN, Profibus e AS-Interface, para citar apenas alguns. Da mesma forma, cada um dos dispositivos I/O 30, 32, 34 pode ser de qualquer tipo conhecido de dispositivo I/O de controle de processo utilizando qualquer protocolo de comunicação apropriado.

[0024] O controlador 26 pode ser configurado para implementar o processo de controle ou a estratégia de controle de qualquer maneira desejada. Por exemplo, o controlador 26 pode implementar uma estratégia de controle usando o que é comumente denominado como blocos funcionais, em que cada bloco funcional é uma parte ou objeto de uma rotina de controle global e opera em conjunto com outros blocos funcionais (via comunicações chamadas de enlaces) para implementar circuitos de controle de processo dentro do sistema de controle de processo 14. Os blocos de função normalmente executam: uma função de entrada, tal como aquela associada com um transmissor, um sensor ou outro dispositivo de medição de parâmetro de processo; uma função de controle, tal como aquela associada com uma rotina de controle que desempenha PID, lógica fuzzy, etc., controle; ou uma função de saída que controla a operação de algum dispositivo, tal como uma válvula para executar alguma função física dentro do sistema de controle de processo 14. Híbridos desses blocos de função, bem como outros tipos de blocos de função, também podem existir. Embora a descrição do sistema de controle seja fornecida aqui usando uma estratégia de controle de bloco funcional que incorpora um paradigma de programação orientada a objeto, a estratégia de controle ou as rotinas de controle ou os circuitos de controle ou módulos de controle também podem ser implementados ou projetados usando outras convenções, tal como gráficos de função de lógica de escada ou sequenciais, por exemplo, ou usando qualquer outra linguagem ou outro paradigma de programação desejado.

[0025] Para os fins desta divulgação, os termos estratégia de controle, rotina de controle, módulo de controle, bloco funcional de controle, módulo de segurança, módulo de lógica de segurança e circuitos de controle essencialmente denotam um programa de controle executado para controlar o sistema de processo ou de segurança e estes termos podem ser usados intercambiavelmente neste documento. No entanto, para efeitos da seguinte discussão, o termo módulo de controle será usado. Deve ainda ser notado que o módulo de controle aqui descrito pode ter partes do mesmo implementadas ou executadas por diferentes controladores ou outros dispositivos, se assim desejado. Além disso, os módulos de controle aqui descritos para serem implementados dentro do sistema de controle de processo 14 e/ou do sistema de segurança 16 podem assumir qualquer forma, incluindo software, firmware, hardware ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, os módulos de controle os quais podem ser rotinas de controle ou qualquer parte de um procedimento de controle, tal como uma sub-rotina ou partes de uma sub-rotina (tal como, linhas de código), podem ser implementados em qualquer formato de software desejado, tal como utilizando lógica de escada, gráficos de funções sequenciais, diagramas de rotina de controle, programação orientada a objeto ou qualquer outra linguagem de programação de software ou paradigma de projeto. Da mesma forma, os módulos de controle aqui descritos podem ser codificados em hardware, por exemplo, em um ou mais de EPROMs, EEPROMs, circuitos integrados específicos de aplicativo (ASICs), controladores lógicos programáveis (PLCs) ou quaisquer outros elementos de hardware ou de firmware. Os módulos de controle podem ser projetados usando quaisquer ferramentas de projeto, incluindo ferramentas de projeto gráfico ou qualquer outro tipo de programação de software/hardware/firmware ou ferramentas de projeto.

[0026] Um ou mais módulos de controle 36, os quais podem ser armazenados numa memória 38 do controlador 26, podem ser executados no processador 28 do controlador, o que é tipicamente o caso quando estes blocos funcionais são usados ou associados com dispositivos padrão de 4-20 ma e alguns tipos de dispositivos de campo inteligentes, tal como dispositivos HART. Os módulos de controle 36 também podem ser armazenados em outras localizações de memória 19, 21 dentro do sistema 10 ou implementados pelos dispositivos de campo 40, 42 em si, o que pode ser o caso com dispositivos Fieldbus.

[0027] O sistema de segurança 16 do nó de controle de processo/de controle de segurança 12 inclui um ou mais resolvedores de lógica do sistema de segurança 50, 52. Cada um dos resolvedores de lógica 50, 52 é um controlador de segurança (também invariavelmente denominado como um dispositivo I/O) tendo um processador 54 capaz de executar os módulos de lógica de segurança 58. Os módulos de lógica de segurança 58, que podem ser semelhantes aos módulos de controle 36, podem ser armazenados em um dispositivo de memória 56 de um ou de ambos os resolvedores de lógica 50, 52. Os resolvedores de lógica 50, 52 são comunicativamente conectados para proporcionar sinais de controle para e/ou receber sinais de dispositivos de campo de sistema de segurança 60, 62. Os controladores de segurança 50, 52 e os dispositivos de campo de sistema de segurança 60, 62 geralmente compõem o sistema de segurança 16 da FIG. 1.

[0028] Dispositivos de campo de segurança 60, 62 podem ser de qualquer tipo desejado de dispositivo de campo em conformidade com ou utilizando qualquer protocolo de comunicação conhecido ou desejado, tal como aqueles mencionados acima. Em particular, os dispositivos de campo 60, 62 podem ser dispositivos de campo relacionados com segurança do tipo que é convencionalmente controlado por um sistema de controle relativo a segurança separado dedicado, tal como um detector de nível de líquido ou uma válvula de fechamento de emergência (ESD). No exemplo da planta do processo 10 ilustrado na FIG. 1, os dispositivos de campo de segurança 60 são representados como utilizando um protocolo de comunicação dedicada ou ponto-a-ponto, tal como o protocolo HART ou ma de 4-20, embora os dispositivos de campo de segurança 62 sejam ilustrados como usando um protocolo de comunicação de barramento, tal como um protocolo Filedbus. Geralmente, os dispositivos de segurança (tanto os controladores 50, 52 como os dispositivos de campo de sistema de segurança 60, 62) utilizados como parte do sistema de segurança 16 serão classificados como dispositivos de segurança, o que tipicamente significa que estes dispositivos devem passar por um procedimento de classificação para serem classificados por um organismo adequado como um dispositivo de segurança.

[0029] O plano posterior 24 (indicado por uma linha tracejada através do controlador de processo 26, os dispositivos I/O 30, 32, 34 e os controladores de segurança 50, 52) é usado para conectar o controlador de processo 26 aos cartões I/O de controle de processo 30, 32, 34, bem como aos controladores de segurança 50, 52. O controlador do processo 26 também é comunicativamente acoplado ao barramento 22 e funciona como um mediador do barramento para permitir que cada um dos dispositivos de I/O 30, 32, 34 e os controladores de segurança 50, 52 se comuniquem com a estação de trabalho 17 e/ou o dispositivo de memória 21 através do barramento 22. O plano posterior 24 também permite que os controladores de segurança 50, 52 se comuniquem uns com os outros e coordenem as funções de segurança implementadas por cada um desses dispositivos, comuniquem dados uns para os outros e executem outras funções integradas.

[0030] Um módulo de exibição (não representado) pode ser armazenado na memória 19 da estação de trabalho 17. No entanto, se desejado, o módulo de exibição pode ser armazenado e executado numa estação de trabalho diferente ou em outro dispositivo de computação associado com a planta de processo 10. O módulo de exibição pode ser qualquer tipo de interface que, por exemplo, permite que um usuário manipule valores de dados (por exemplo, realize leituras ou gravações) para, desse modo, alterar a operação do controle 36 ou dos módulos de segurança 58 dentro de cada um ou ambos do sistema de controle 14 e do sistema de segurança 16. Assim, se uma gravação for especificada para ser feita no módulo de controle 36 associado com o sistema de controle 12 ou em um dos dispositivos de campo 40, 42, por exemplo, o módulo de exibição permite que a gravação ocorra. Adicionalmente, se a gravação for especificada para ser feita no módulo de lógica de segurança 58 associado com o sistema de segurança 16 ou em um dos dispositivos de campo 60, 62, por exemplo, o módulo de exibição permite que a gravação ocorra.

[0031] De um modo geral, o sistema de controle da presente invenção é configurado para responder a um alvo ou uma ocorrência de um disparador de evento associado com uma condição de processo. Um controlador inclui um ou mais módulos de controle que podem ser executados por um ou mais processadores para controlar e/ou monitorar o processo através de um ou mais dispositivos de campo acoplados ao processo. As informações do processo ou de segurança são obtidas por um ou mais dispositivos de campo e fornecidas aos funcionários de controle e/ou ao controlador onde o processo pode ser ajustado, caso necessário. Por exemplo, em um processo de detecção de nível empregando um tanque de retenção de líquido, o controlador pode colaborar com um ou mais dispositivos de campo para monitorar a quantidade de líquido retido dentro do tanque e para controlar a quantidade de líquido retido pela abertura e/ou fechamento da válvula de entrada e/ou de saída.

[0032] Para posicionar ou ativas as válvulas, um motor pode ser empregado pelo controlador. Durante o movimento da válvula, o motor pode extrair uma quantidade de corrente elétrica de sua fonte de energia que se aproxime ou talvez exceda o limite operacional avaliado do motor. Se o motor consumir muita corrente elétrica, existe um risco de que o motor queime. Para se proteger contra os danos ao motor como um resultado de um excesso de corrente elétrica fornecido ao motor, o controlador deve usar um sensor para detectar a quantidade de corrente elétrica que está sendo extraída pelo motor. Se a corrente elétrica fornecida ao motor exceder o limite, tal como um valor ou nível de corrente limítrofe, a condição será detectada por um sensor. Em particular, a detecção pelo sensor vai ser indicada pelo sensor a ser disparado. Depois de o sensor ter sido disparado, podem ser iniciadas etapas para reduzir ou suspender a operação do motor por algum tempo, como quando a corrente elétrica sendo consumida pelo motor voltar a estar abaixo do valor superior ao limítrofe.

[0033] Um exemplo de implementação da presente invenção para monitorar e/ou controlar a corrente elétrica para um posicionador de válvula é mostrado na Fig. 2. Nesta aplicação 200, um controlador 226 inclui um processador 228 e uma memória 238 acoplada ao processador. O controlador 226 é operacionalmente acoplado através de uma porta 272 a um motor 274 para posicionar uma válvula 270. Um ou mais módulos de controle 236 capazes de ser executados no processador 228 para controlar a válvula 270 podem ser armazenados na memória 238 do controlador 226 e/ou em outro dispositivo de memória (não mostrado) acoplado ao controlador. Os sinais de controle são enviados pelo controlador 226, por exemplo, o processador 228, ao motor 274 para controlar a operação do motor. O sinal de controle pode ser de qualquer tipo, como um sinal de modulação por largura de pulso (PWM) ou um sinal de modulação por duração de pulso (PDM), por exemplo. Para garantir a operação e o controle apropriados do motor 274, a transmissão dos sinais de controle é coordenada com a posição da bobinagem do motor 274. Um sensor de posição 276, que pode ser um ou mais sensores de efeito de Hall acoplados às bobinagens do motor, determina as posições das bobinagens do motor 274 e fornece as informações ao controlador 226, que é então fornecida a uma interface do acionador do motor 282.

[0034] A porta 272 regula os sinais de controle enviados ao motor 274 e inclui um primeiro estado, ou de habilitação, e um segundo estado, ou de desabilitação. Os sinais de controle transmitidos pelo controlador 226 só são autorizados a passar através da porta 272 para o motor 274 se o motor estiver operando dentro de parâmetros operacionais desejados pelo usuário. Em particular, a transmissão de sinais de controle que são fornecidos ao motor 274 para o posicionamento da válvula 270 são regulados pela porta 272 para garantir que os sinais de controle são passados pelo motor apenas quando o motor estiver operando dentro de uma amplitude desejada de corrente elétrica.

[0035] A quantidade de corrente elétrica fornecida ao motor 274 por sua fonte de energia é monitorada por um sensor de corrente 278 operacionalmente acoplado entre o motor e a fonte de energia do motor. O sensor de corrente 278 pode ser um resistor ou um sensor de efeito de Hall operacionalmente acoplado entre o motor 274 e o nódulo de energia ou nódulo de base de uma fonte de energia para o motor. O sensor de corrente 278 detecta e/ou mede a corrente elétrica fornecida ao motor 274 e converte a corrente elétrica medida para um valor que seja representativo da corrente elétrica medida. O valor representativo é fornecido a um comparador 280 que inclui um nível de corrente limítrofe. O nível de corrente limítrofe denota o limite operacional desejado para a corrente elétrica fornecida ao motor 274. Se o valor da corrente elétrica detectado fornecida ao motor 274 é menor do que o nível de corrente limítrofe, um sinal de estado pode ser enviado pelo comparador 280 para a porta 272 para permitir que a porta e permitir que os sinais de controle transmitidos a partir do controlador 226 passem através da porta e alcancem o motor 274. Caso contrário, se o valor que é representativo da corrente elétrica detectada fornecida ao motor 274 for igual ou maior do que o nível de corrente limítrofe, um sinal de estado pode ser enviado pelo comparador 280 para a porta 272 para desativar a porta e evitar que o sinal de controle transmitido a partir do controlador 226 passem através da porta para chegar ao motor.

[0036] Para facilitar a transmissão dos sinais de controle a partir do controlador 226 para o motor 274, a interface do controlador de motor 282 e um controlador de motor 284 podem ser acoplados entre a porta 272 e o motor 274. A interface do acionador do motor 282 permite o acoplamento do controlador 226 ao acionador do motor 284. Mais especificamente, uma saída de posição do controlador 226 pode ser acoplada a uma entrada de posição da interface do acionador do motor 282, em que as informações relacionadas à posição das bobinagens do motor 274 podem ser fornecidas à interface do acionador do motor. A interface do acionador do motor 282 pode utilizar transistores de efeito de campo (FET) para coordenar ou sincronizar o sinal de controle recebido a partir da porta 272 com a posição das bobinagens ou fases do motor 274 e fornecer uma saída de controle ao acionador do motor 284 para garantir o controle e o funcionamento apropriado do motor 274. Um conjunto de engrenagens 286 pode ser acoplado entre o motor 274 e a válvula 270 para facilitar a ativação da válvula pelo motor.

[0037] Um outro exemplo de implementação da presente invenção para monitorar e/ou controlar a corrente elétrica fornecida ao posicionador de válvula elétrica é mostrado na Fig. 3. Nesta aplicação 300, um controlador 326 inclui um processador 328 e uma memória 338 acoplada ao processador. Um ou mais módulos de controle 336 capazes de ser executados no processador 328 podem ser armazenados na memória 338 e utilizados pelo controlador 326 para transmitir um sinal de controle para controlar um motor 374 para o posicionamento de uma válvula 370. O sinal de controle pode ser de qualquer tipo, como um sinal de modulação por largura de pulso (PWM) ou um sinal de modulação por duração de pulso (PDM), por exemplo. Um conjunto de engrenagens 386 incluindo uma ou mais engrenagens pode ser acoplado entre o motor 374 e a válvula 370 para facilitar a ativação da válvula pelo motor.

[0038] Uma interface do controlador do motor 382 pode ser acoplada entre o controlador 326 e o motor 374 para a sincronização ou coordenação dos sinais de controle transmitidos ao motor 374 com a posição ou a fase das bobinagens do motor para garantir o controle e o funcionamento apropriado do motor. A posição das bobinagens do motor 374 pode ser determinada por um sensor de posição 376 acoplado entre o motor e a interface do acionador do motor 382. O sensor de posição 376 pode ser um sensor de efeito de Hall acoplado operativamente próximo às bobinagens do motor 374 e é capaz de detectar a posição enrolamento (s) do motor 374 e é capaz de detectar a posição das bobinagens do motor. O sensor de posição 376 determina a posição das bobinagens do motor 374 e fornece as informações à interface do acionador do motor 382.

[0039] A quantidade de corrente elétrica consumida pelo motor 374 e fornecida por sua fonte de energia é monitorada por um sensor de corrente 378, que é operacionalmente acoplado entre o motor e a fonte de energia do motor. O sensor de corrente 378 pode ser acoplado entre o motor 374 e o nódulo de base da fonte de energia, conforme mostrado na Fig. 3, ou entre o motor e o nódulo de energia da fonte de energia. O sensor de corrente 378 pode ser um resistor ou um sensor de efeito de Hall operacionalmente acoplado ao motor 374 e é capaz de medir ou detectar a quantidade de corrente elétrica que está sendo fornecida ao motor 374. Na implementação em que o sensor de corrente 378 é um resistor, um valor que representa a quantidade de corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente 378 pode ser definida em unidades de tensão.

[0040] O valor representativo da corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente 378 é fornecido ao controlador 326. O controlador 326 utiliza um módulo de controle 336 para regular a transmissão do sinal de controle a partir do controlador para a interface do acionador do motor 382. Em particular, quando executado no processador 328 do controlador 326, um módulo de sobrecarga de corrente 340 compara o valor representativo da corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente 378 para um nível ou valor de corrente limítrofe. O nível de corrente limítrofe denota o limite operacional desejado pelo usuário da corrente elétrica fornecida ao motor 374. Se o valor representativo correspondente à corrente elétrica detectada fornecida ao motor 374 for menor do que o valor de tensão correspondente ao nível de corrente limítrofe, o módulo de sobrecarga de corrente 340 permitirá a transmissão dos sinais de controle para o motor 374 através da interface do acionador do motor 382. Caso contrário, se o valor representativo que corresponde à corrente elétrica detectada fornecida ao motor 374 for igual ou maior do que o valor correspondente do nível de corrente limítrofe, o módulo de sobrecarga de corrente 340 irá impedir a transmissão dos sinais de controle para o motor. Quando a corrente elétrica fornecida ao motor 374 retorna abaixo do nível de corrente limítrofe, o controlador 326 pode prosseguir a transmissão do sinal de controle para o motor.

[0041] Um outro exemplo de implementação da presente invenção para monitorar e/ou controlar a corrente elétrica fornecida a um motor para posicionar uma válvula é mostrado na Fig. 4. Nesta aplicação 400, um controlador 426 inclui um processador 428 e uma memória 438 acoplada ao processador. O controlador 426 é acoplado através de uma interface do acionador do motor 482 a um motor 474 para ativar uma válvula 470. Um ou mais módulos de controle 436 capazes de cooperar com o processador 428 podem ser utilizados pelo controlador 426 para controlar o motor 474 para posicionar a válvula 470. Um ou mais sinais de controle podem ser enviados pelo processador 428 do controlador 426 para controlar o motor 474. O sinal de controle pode ser de qualquer tipo, como um sinal de modulação por largura de pulso (PWM) ou um sinal de modulação por duração de pulso (PDM), por exemplo. Um conjunto de engrenagens 486 incluindo uma ou mais engrenagens pode ser acoplado entre o motor 474 e a válvula 470 para facilitar a ativação da válvula pelo motor.

[0042] Uma interface do controlador do motor 482 pode ser acoplada entre o controlador 426 e o motor 474 para a sincronização ou coordenação dos sinais de controle transmitidos ao motor 474 com a posição ou a fase das bobinagens do motor para garantir o controle e o funcionamento apropriado do motor. Um sensor de posição 476, que pode ser acoplado entre o motor 474 e a interface do acionador do motor 482, pode determinar a posição das bobinagens do motor. O sensor de posição 476 pode ser um sensor de efeito de Hall acoplado operativamente próximo às bobinagens do motor 474 e é capaz de detectar a posição das bobinagens do motor. O sensor de posição 476 determina a posição das bobinagens do motor 474 e fornece as informações à interface do acionador do motor 482.

[0043] Um sensor de corrente 478 controla a quantidade de corrente elétrica consumida pelo motor 474 e fornecida pela fonte de energia. O sensor de corrente 478 pode ser acoplado entre o motor 474 e a sua fonte de energia. Isso é, o sensor de corrente 478 pode ser acoplado entre o motor 474 e o nódulo de base da fonte de energia, conforme mostrado na Fig. 4, ou entre o motor e o nódulo de energia da fonte de energia. O sensor de corrente 478 pode ser um resistor ou um sensor de efeito de Hall operativamente acoplado ao motor 474 e é capaz de determinar um valor que é representativo da corrente elétrica detectada sendo fornecida ao motor. Na implementação em que o sensor de corrente 478 é um resistor, um valor que representa a corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente 478 pode ser definida em unidades de tensão. O valor representativo da corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente 478 é fornecido ao controlador 426.

[0044] O controlador 426 utiliza um módulo de controle 436 para regular a transmissão dos sinais de controle para o motor 474 em resposta a uma comparação entre a corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente 478 e um nível ou valor de corrente limítrofe. O nível de corrente limítrofe denota o limite operacional desejado pelo usuário da corrente elétrica fornecida ao motor 374. Mais especificamente, um módulo de sobrecarga de corrente 440 pode utilizar um comparador 480 em combinação com uma porta 472 para regular a transmissão dos sinais de controle a partir do controlador 426 para a interface do controlador do motor 482. O comparador 480 inclui o nível de corrente limítrofe e é capaz de fornecer um sinal de estado para a porta 472 em resposta a uma comparação entre o nível de corrente limítrofe e a corrente detectada pelo sensor de corrente 478. Se a corrente detectada pelo sensor de corrente 478 for menor do que o nível de corrente limítrofe, o sinal de estado fornecido pelo comparador 480 para a porta 472 posiciona a porta em um estado capacitante para permitir que os sinais de controle transmitidos do controlador 426 passem através da porta até a interface do acionador do motor 482. Se a corrente detectada pelo sensor de corrente 478 for igual a ou maior do que o nível de corrente limítrofe, o sinal de estado fornecido pelo comparador 480 para a porta 472 posiciona a porta em um estado incapacitante, impedindo que os sinais de controle transmitidos a partir do controlador 426 passem através da interface do acionador do motor 482.

[0045] A Fig. 5 representa um fluxograma 500 de um exemplo de método da invenção que pode ser usado com qualquer uma das configurações mostradas nas Figs. 2-4, em que a quantidade de corrente elétrica fornecida ao motor pode ser monitorada e controlada. A corrente elétrica fornecida ao motor é controlada através do sensor de corrente (bloco 502). A corrente elétrica é detectada em comparação com o nível de corrente limítrofe (bloco 504). É feita uma determinação da corrente monitorada no que diz respeito ao nível de corrente limítrofe (bloco 506). Se a corrente elétrica detectada for menor do que o nível de corrente limítrofe, o processador do controlador pode executar um primeiro comando (bloco 508). O primeiro comando pode incluir a permissão para que os sinais de controle passem através do motor. Alternativamente, se a corrente elétrica detectada for igual ou maior do que o nível de corrente limítrofe, o processador do controlador pode executar um segundo comando (bloco 510). O segundo comando pode incluir evitar ou impedir que os sinais de controle do controlador atravessem para o motor.

[0046] É aparente a partir da descrição acima que as salvaguardas confiáveis para um motor usado para posicionar um componente de um dispositivo de campo, como uma válvula, por exemplo, podem ser implementadas através da utilização de um sensor de corrente para controlar a corrente elétrica fornecida ao motor. Danos ao motor podem ser evitados ajustando-se a operação do motor em resposta à corrente elétrica monitorada que exceder um limite operacional desejado pelo usuário da corrente elétrica fornecida ao motor.

[0047] Apesar de certos métodos exemplares, aparelhos e artigos de fabricação terem sido descritos neste documento, o escopo da cobertura desta patente não está limitado aos mesmos. Pelo contrário, esta patente cobre todos os métodos, aparelho e artigos de fabricação razoavelmente caindo dentro do escopo das reivindicações anexas seja literalmente ou pela doutrina de equivalentes.

[0048] Ao longo deste relatório descritivo, exemplos plurais podem implementar componentes, operações ou estruturas descritas como um exemplo singular. Embora operações individuais de um ou mais métodos sejam ilustradas e descritas como operações separadas, uma ou mais das operações individuais podem ser realizadas simultaneamente, e nada requer que as operações sejam executadas na ordem ilustrada. As estruturas e a funcionalidade apresentadas como componentes separados em configurações de exemplo podem ser implementadas como uma estrutura ou componente combinado. Da mesma forma, as estruturas e a funcionalidade apresentadas como um componente simples podem ser implementadas como componentes separados. Estas e outras variações, modificações, adições e melhorias vão de encontro ao escopo do objeto deste documento.

[0049] Por exemplo, o sistema de controle 10 pode incluir, mas não está limitado a, qualquer combinação de uma LAN, uma MAN, uma WAN, uma rede móvel, uma com fios ou sem fios, uma rede privada ou uma rede privada virtual. Além disso, embora somente duas estações de trabalho sejam ilustradas na Fig. 1 para simplificar e clarear descrição, entende-se que qualquer número de estações de trabalho ou interfaces de usuário são suportadas e podem ser implementadas.

[0050] Além disso, certas modalidades são aqui descritas como incluindo lógica ou uma série de componentes, módulos ou mecanismos. Os módulos podem constituir cada um dos módulos de software (por exemplo, código incorporado num meio legível por máquina ou em um sinal de transmissão) ou dos módulos de hardware. Um módulo de hardware é uma unidade tangível capaz de realizar certas operações e pode ser configurado ou disposto de uma determinada maneira. Em modalidades de exemplo, um ou mais sistemas de computador (por exemplo, um sistema de computador independente, de cliente ou de servidor) ou um ou mais módulos de hardware de um sistema de computador (por exemplo, um processador ou um grupo de processadores) podem ser configurados por software (por exemplo, um aplicativo ou uma porção de aplicativo) como um módulo de hardware que opera para realizar certas operações como aqui descritas.

[0051] Em várias modalidades, um módulo de hardware pode ser implementado mecanicamente ou eletronicamente. Por exemplo, um módulo de hardware pode compreender circuitos dedicados ou lógica que é configurada de forma permanente (por exemplo, como um processador para fins especiais, tal como um arranjo de portas programável em campo (FPGA) ou um circuito integrado de aplicação especifica (ASIC)) para executar determinadas operações. Um módulo de hardware pode compreender também lógica ou circuitos programáveis (por exemplo, como abrangidos dentro de um processador de uso geral ou outro processador programável) que são configurados temporariamente por software para executar certas operações. Será apreciado que a decisão de implementar um módulo de hardware mecanicamente, em circuitos dedicados e configurados de forma permanente ou em circuitos configurados temporariamente (por exemplo, configurados por software) pode ser conduzida por considerações de custo e tempo.

[0052] Por conseguinte, o termo "módulo de hardware" deve ser entendido para abranger uma entidade tangível, seja essa uma entidade que é fisicamente construída, configurada de forma permanente (por exemplo, com fio rígido) ou temporariamente configurada (por exemplo, programada) para operar de uma determinada forma ou para executar determinadas operações aqui descritas. Considerando modalidades nas quais módulos de hardware são configurados temporariamente (por exemplo, programados), cada um dos módulos de hardware não precisa ser configurado ou instanciado em qualquer instância no tempo. Por exemplo, quando módulos de hardware compreendem um processador de uso geral configurado usando software, o processador de uso geral pode ser configurado como respectivos módulos de hardware diferentes em tempos diferentes. O software pode, consequentemente, configurar um processador, por exemplo, para constituir um módulo de hardware particular em uma instância de tempo e constituir um módulo de hardware diferente em uma diferente instância de tempo.

[0053] Módulos de hardware e software podem fornecer informações para, e receber informações de, outros módulos de hardware e/ou software. Por conseguinte, os módulos de hardware descritos podem ser considerados como sendo comunicativamente acoplados. Quando múltiplos de tais módulos de hardware ou software existirem contemporaneamente, as comunicações podem ser alcançadas por meio de transmissão de sinal (por exemplo, através de circuitos e barramentos apropriados) que conectam os módulos de hardware ou software. Em modalidades nas quais múltiplos módulos de hardware ou software são configurados instanciados em momentos diferentes, as comunicações entre esses módulos de hardware ou de software podem ser conseguidas, por exemplo, através do armazenamento e da recuperação de informação em estruturas de memória para as quais os múltiplos módulos de hardware ou de software têm acesso. Por exemplo, um módulo de hardware ou software pode executar uma operação e armazenar a saída dessa operação em um dispositivo ao qual ele está acoplado comunicativamente. Um módulo de hardware ou software adicional pode, então, mais tarde acessar o dispositivo de memória para recuperar e processar a saída armazenada. Módulos de hardware e de software também podem iniciar comunicações com dispositivos de entrada ou de saída, e podem operar em um recurso (por exemplo, uma coleção de informações).

[0054] As várias operações dos métodos de exemplo aqui descritos podem ser realizadas, pelo menos parcialmente, por um ou mais processadores que são configurados temporariamente (por exemplo, por software) ou permanentemente configurados para executar as operações relevantes. Se configurados temporariamente ou permanentemente, esses processadores podem constituir módulos implementados em processadores que operam para executar uma ou mais operações ou funções. Os módulos aqui citados podem, em algumas modalidades de exemplo, compreender módulos implementados em processador.

[0055] Do mesmo modo, os métodos ou as rotinas aqui descritas podem ser pelo menos parcialmente implementados em processador. Por exemplo, pelo menos algumas das operações de um método podem ser realizadas por um ou processadores ou módulos de hardware implementados em processador. O desempenho de algumas das operações pode ser distribuído entre os um ou mais processadores, não só residindo dentro de uma única máquina, mas implantados em uma série de máquinas. Em algumas modalidades de exemplo, o processador ou os processadores podem estar localizados em um único local (por exemplo, dentro de um ambiente de planta, um ambiente de escritório, ou uma fazenda de servidores), embora em outras modalidades os processadores possam ser distribuídos através de uma série de locais.

[0056] Um ou mais dos processadores também podem operar para apoiar o desempenho das operações relevantes em um ambiente de "computação em nuvem" ou como um "software como serviço" (SaaS). Por exemplo, pelo menos algumas das operações podem ser realizadas por um grupo de computadores (como exemplos de máquinas incluindo processadores), estas operações sendo acessíveis via uma rede (por exemplo, a Internet) e via uma ou mais interfaces adequadas (por exemplo, interfaces de programa de aplicativo (APIs).)

[0057] O desempenho de algumas das operações pode ser distribuído entre os um ou mais processadores, não só residindo dentro de uma única máquina, mas implantados em uma série de máquinas. Em algumas modalidades de exemplo, os um ou mais processadores ou módulos implementados em processador podem estar localizados numa única localização geográfica (por exemplo, dentro de um ambiente de planta ou escritório). Em outras modalidades de exemplo, os um ou mais processadores ou módulos implementados em processador podem ser distribuídos através de uma série de localizações geográficas.

[0058] Algumas porções deste relatório descritivo são apresentadas em termos de algoritmos ou representações simbólicas de operações sobre dados armazenados como bits ou sinais digitais binários dentro de uma memória de máquina (por exemplo, uma memória de computador). Estes algoritmos ou representações simbólicas são exemplos de técnicas utilizadas por aqueles com conhecimentos correntes nas artes de processamento de dados para transmitir a substância do seu trabalho para outros especializados na técnica. Como aqui utilizado, um "algoritmo" ou uma "rotina" é uma sequência autoconsistente de operações ou processamento semelhante levando a um resultado desejado. Neste contexto, os algoritmos, as rotinas e as operações envolvem manipulação física de quantidades físicas. Tipicamente, mas não necessariamente, essas quantidades podem tomar a forma de sinais elétricos, magnéticos ou ópticos capazes de serem armazenados, acessados, transferidos, combinados, comparados ou manipulados de outro modo por uma máquina. É conveniente, por vezes, principalmente por razões de uso comum, referir-se a esses sinais usando palavras como "dados", "conteúdo", "bits", "valores", "elementos", "símbolos", "caracteres" "termos", "números", "numerais" ou afins. Estas palavras, no entanto, são meramente rótulos convenientes e serão associadas com quantidades físicas apropriadas.

[0059] A menos que especificamente indicado de outra forma, as discussões aqui que utilizam palavras como "transformação", "de computação", "cálculo", "determinação", "apresentação", "exibição" ou semelhantes podem se referir a ações ou processos de uma máquina (por exemplo, um computador) que manipulam ou transformam os dados representados como quantidades físicas (por exemplo, eletrônicas, magnética ou óticas) em uma ou mais memórias (por exemplo, memória volátil, memória não-volátil ou uma combinação delas), registos ou outros componentes da máquina que recebem, armazenam, transmitem ou exibem informações.

[0060] Tal como usadas aqui, quaisquer referências a "uma modalidade" ou "modalidades" significa que um recurso, estrutura ou característica específica descrita em conexão com a modalidade é incluída em pelo menos uma modalidade. As aparições da expressão "em uma modalidade" em vários lugares da especificação não são necessariamente todas referentes à mesma modalidade.

[0061] Algumas modalidades podem ser descritas utilizando a expressão "acoplado" e "ligado", juntamente com seus derivados. Por exemplo, algumas modalidades podem ser descritas utilizando o termo "acoplado" para indicar que dois ou mais elementos estão em contato físico ou elétrico direto. O termo "acoplado", no entanto, também pode significar que dois ou mais elementos não estão em contato direto uns com os outros, mas ainda assim cooperam ou interagem uns com os outros. As modalidades não são limitadas neste contexto.

[0062] Como usado aqui, os termos "compreende," "compreendendo", "inclui," "incluindo", "tem", "ter" ou qualquer outra variação dos mesmos, se destinam a cobrir uma inclusão não-exclusiva. Por exemplo, um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não é necessariamente limitado a apenas esses elementos, mas pode incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho. Além disso, a menos que seja expressamente indicado em contrário, "ou" refere-se a um ou inclusivo e não um "ou" exclusivo. Por exemplo, uma condição A ou B é atendida por qualquer um dos seguintes: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (ou não presente), A é falso (ou não presente) e B é verdadeiro (ou presente) e ambos A e B são verdadeiros (ou presentes).

[0063] Além disso, o uso de "um" ou "uma" são usados para descrever elementos e componentes das modalidades deste documento. Isto é feito apenas por conveniência e para dar um sentido geral da descrição. Essa descrição deve ser lida como incluindo um ou pelo menos um e o singular também inclui o plural, a menos que seja óbvio que se quis significar contrário.

[0064] Ainda mais, para efeitos de ilustração apenas, as figuras representam modalidades preferidas de um sistema de verificação para um dispositivo de campo dentro de um sistema de controle. Um perito na arte reconhecerá prontamente a partir da discussão acima que modalidades alternativas das estruturas e dos métodos aqui ilustrados podem ser empregadas sem se afastar dos princípios aqui descritos.

[0065] Obviamente, as aplicações e os benefícios dos sistemas, métodos e técnicas aqui descritos não estão limitados aos exemplos acima. Muitas outras aplicações e benefícios são possíveis usando os sistemas, métodos e técnicas aqui descritos.

[0066] Ademais, embora o seguinte texto estabeleça uma descrição detalhada de inúmeras modalidades diferentes, deve ser entendido que o escopo da patente é definido pelas palavras das reivindicações estabelecidas no final desta patente. A descrição detalhada deve ser interpretada apenas como exemplar e não descreve cada modalidade possível da invenção, pois descrever cada modalidade possível seria impraticável, se não impossível. Inúmeras modalidades alternativas poderiam ser implementadas, usando a tecnologia atual ou a tecnologia desenvolvida após a data de depósito desta patente, que ainda estaria no escopo das reivindicações. À título de exemplo, e não de limitação, a divulgação neste documento contempla pelo menos os seguintes aspectos:

[0067] Aspecto 1 - Um sistema de controle inclui uma válvula, em que a válvula é posicionada em resposta à ocorrência de um disparador de evento, compreendendo o sistema de controle: um controlador incluindo um processador para controlar a válvula, o controlador incluindo ainda uma entrada de posição, uma saída de posição fornecendo um sinal de posição e uma saída de controle fornecendo um sinal de controle; uma memória acoplada ao processador; uma porta com um primeiro estado e um segundo estado, a porta incluindo uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de controle da porta é acoplada à saída de controle do controlador; uma interface do acionador do motor incluindo uma entrada de posição, uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de posição da interface do acionador do motor é acoplada à saída de posição do controlador e em que a entrada de controle da interface do acionador do motor é acoplada à saída de controle da porta; um acionador do motor incluindo uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de controle do acionador do motor é acoplada à saída de controle da interface do acionador do motor; um motor acoplado à saída de controle do acionador do motor; um sensor de corrente operacionalmente acoplado entre o motor e sua fonte de energia, o sensor de corrente para detectar a corrente fornecida ao motor; um sensor de posição acoplado ao motor e ao controlador, em que o sensor de posição fornece uma posição do motor ao controlador; e um comparador acoplado ao sensor de corrente e à porta, o comparador incluindo um nível de corrente limítrofe e sendo capaz de fornecer um sinal de estado à porta em resposta a uma comparação da corrente detectada pelo sensor de corrente e ao nível de corrente limítrofe, em que o sinal de estado fornecido à porta posiciona a porta no primeiro estado, permitindo que um sinal de controle do controlador passe para a interface do acionador do motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for inferior ao nível de corrente limítrofe e em que o sinal de estado fornecido à porta posiciona a porta no segundo estado, evitando que o sinal de controle do controlador passe à interface do acionador do motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for igual ou maior do que o nível de corrente limítrofe.

[0068] Aspecto 2 - O sistema do aspecto 1, em que o sensor de corrente é um resistor.

[0069] Aspecto 3 - O sistema de controle dos aspectos 1-2, em que o sensor de corrente é um sensor de efeito de Hall.

[0070] Aspecto 4 - O sistema de controle de aspectos 1-3, em que o sensor de posição é um sensor de efeito de Hall.

[0071] Aspecto 5 - O sistema de controle de aspectos 1-4, compreendendo ainda um conjunto de engrenagem acoplado entre o motor e a válvula para facilitar o posicionamento da válvula pelo motor.

[0072] Aspecto 6 - Um método para controlar um dispositivo de campo em um sistema de controle, o método compreendendo: proporcionar um dispositivo de memória, incluindo um nível de corrente limite; detectar uma ocorrência de um disparador de evento; enviar um sinal de controle para um motor para acionar um dispositivo de campo em resposta à detecção da ocorrência do disparador de evento; monitorar uma corrente elétrica fornecida ao motor; comparar a corrente elétrica monitorada fornecida ao motor com o nível da corrente limite; executar um primeiro comando caso a corrente elétrica monitorada fornecida ao motor seja menor do que o nível da corrente limite; e executar um segundo comando caso a corrente elétrica monitorada fornecida ao motor seja igual a ou maior do que o nível da corrente limite.

[0073] Aspecto 7 - O método do aspecto 6, em que a execução do primeiro comando inclui habilitar uma porta para permitir que o sinal de controle passe para o motor.

[0074] Aspecto 8 - O método dos aspectos 6-7, em que a execução do segundo comando inclui desativar uma porta para evitar que o sinal de controle passe para o motor.

[0075] Aspecto 9 - O método dos aspectos 6-8, compreendendo ainda: detectar uma posição do motor; e coordenar o envio do sinal de controle com a posição detectada do motor.

[0076] Aspecto 10 - Um sistema de controle para controlar um processo, o sistema de controle compreendendo: um dispositivo de campo acoplado ao processo e disposto de modo a controlar uma condição de processo; um motor acoplado ao dispositivo de campo e configurado para mover uma parte do dispositivo de campo; um controlador que inclui um processador e uma memória, o processador sendo operativamente acoplado ao motor para controlar o motor de forma a mover a porção do dispositivo de campo; um sensor de corrente acoplado ao motor e disposto de modo a monitorar a corrente elétrica consumida pelo motor; e um módulo de controle acoplado ao controlador e capaz de regular a passagem dos sinais de controle transmitidos ao motor para deslocar a porção do dispositivo de campo.

[0077] Aspecto 11 - O sistema de controle do aspecto 10, em que o módulo de controle inclui: uma porta que tem um primeiro estado e um segundo estado, a porta inclui uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de controle da porta é acoplada a uma saída de controle do controlador; e um comparador acoplado ao sensor de corrente e à porta, o comparador incluindo um nível da corrente limite e sendo capaz de fornecer um sinal de estado para a porta em resposta a uma comparação entre a corrente detectada pelo sensor de corrente e o nível da corrente limite, em que o sinal de estado previsto para o porta coloca a porta no primeiro estado que proporciona um sinal de controle enviado pelo controlador para passar para o motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for menor do que o nível de corrente limite, e em que o sinal de estado fornecido para a porta coloca a porta no segundo estado impedindo o sinal de controle enviado pelo controlador para passar para o motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for igual a ou maior do que o nível da corrente limite.

[0078] Aspecto 12 - O sistema de controle dos aspectos 10-11, em que o módulo de controle é capaz de ser armazenado na memória e quando executado no processador, compara um valor de corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente a um nível da corrente limite e permite que um sinal de controle enviado pelo controlador passe para o motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for menor do que o nível da corrente limite, e impede que o sinal de controle enviado pelo controlador passe para o motor quando a corrente detectada pelo sensor de corrente for igual a ou maior do que o nível da corrente limite.

[0079] Aspecto 13 - O sistema de controle dos aspectos 10-12, em que o sensor de corrente é um resistor.

[0080] Aspecto 14 - O sistema de controle dos aspectos 10-12, em que o sensor de corrente é um sensor de efeito de Hall.

[0081] Aspecto 15 - O sistema de controle dos aspectos 10-14, compreendendo ainda: um sensor de posição acoplado ao motor e o controlador, em que o sensor de posição fornece uma posição do motor para o controlador.

[0082] Aspecto 16 - O sistema de controle do aspecto 15, em que o sensor de posição é um sensor de efeito de Hall.

Claims (16)

1. Sistema de controle (300, 400) que inclui uma válvula (370, 470), em que a válvula (370, 470) é posicionada em resposta à ocorrência de um disparador de evento, o sistema de controle caracterizado pelo fato de que compreende: um controlador que inclui um processador para controlar a válvula (370, 470), o controlador, que inclui ainda uma entrada de posição, uma saída de posição que fornece um sinal de posição, e uma saída de controle fornecendo um sinal de controle que é separado do sinal de posição, em que o sinal de posição indica uma posição de uma bobinagem de um motor (374, 474), e em que o sinal de controle controla operações do motor (374, 474); uma memória (338, 438) acoplada ao processador; uma porta (372) que tem um primeiro estado e um segundo estado, a porta (372) incluindo uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de controle da porta (372) é acoplada à saída de controle do controlador (326); uma interface de acionamento de motor (382, 482) que inclui uma entrada de posição, uma entrada de controle, e uma saída de controle, em que a entrada de posição da interface de acionamento de motor (382, 482) é acoplada à saída de posição do controlador (326), e em que a entrada de controle da interface de acionamento de motor (382, 482) é acoplada à saída de controle da porta (372); um acionador do motor que inclui uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de controle do acionador do motor é acoplada à saída de controle da interface do acionador do motor (382, 482); o motor (374, 474) acoplado à saída de controle do acionador do motor; um sensor de corrente (378, 478) acoplado operativamente entre o motor (374, 474) e a sua fonte de energia, o sensor de corrente (378, 478) para detecção de corrente fornecido ao motor (374, 474); um sensor de posição (376, 476) acoplado ao motor (374, 474) e o controlador (326), em que o sensor de posição (376, 476) fornece uma posição do motor (374, 474) para o controlador (326); e um comparador (380) acoplado ao sensor de corrente (378, 478) e a porta (372), incluindo um limiar de um nível de corrente e sendo capaz de proporcionar um sinal de estado para a porta (372) em resposta a uma comparação entre a corrente detectada pelo sensor de corrente e o nível de corrente limiar, em que o sinal de estado previsto para a porta (372) coloca a porta (372) no primeiro estado que proporciona um sinal de controle a partir do controlador (326) para transmitir para a interface do acionador do motor (382, 482), quando a corrente detectada pelo sensor de corrente (378, 478) é menor do que o nível de corrente limiar, e em que o sinal de estado fornecido para a porta (372) coloca a porta (372) no segundo estado evitando que o sinal de controle a partir do controlador (326) seja passado para a interface do acionador do motor (382, 482), quando a corrente detectada pelo sensor de corrente (378, 478) é igual a ou maior do que o nível de corrente limiar enquanto proporciona o sinal de posição do controlador (326) seja passado para a interface do acionador do motor (382, 482).

2. Sistema de controle (300, 400) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de corrente (378, 478) é um resistor.

3. Sistema de controle (300, 400) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sensor de corrente (378, 478) é um sensor de efeito de Hall.

4. Sistema de controle (300, 400) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição (376, 476) é um sensor de efeito de Hall.

5. Sistema de controle (300, 400) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de engrenagem acoplado entre o motor (374, 474) e a válvula para facilitar o posicionamento da válvula pelo motor (374, 474).

6. Método de controlar um dispositivo de campo em um sistema de controle definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, o método caracterizado pelo fato de que compreende: proporcionar um dispositivo de memória (338, 438), incluindo um nível de corrente limiar; detectar uma ocorrência de um disparador de evento; enviar um sinal de controle, que é separado de um sinal de posição, para um motor (374, 474) para acionar um dispositivo de campo em resposta à detecção da ocorrência do disparo de evento; monitorar uma corrente elétrica fornecida ao motor (374, 474); comparar a corrente elétrica monitorada fornecida ao motor (374, 474) para o nível de corrente limiar; executar um primeiro comando se a corrente elétrica monitorada fornecida para o motor (374, 474) é menor do que o nível de corrente limiar; executar um segundo comando, se a corrente elétrica monitorada fornecida para o motor (374, 474) é igual a ou maior do que o nível de corrente limiar; e proporcionar, através do comparador (380), um sinal de estado para a porta (372) em resposta a uma comparação da corrente detectada pelo sensor de corrente e o nível de corrente limiar.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que executar o primeiro comando inclui permitir que uma porta (372) permita que o sinal de controle passe para o motor (374, 474).

8. Método de acordo com a reivindicação 6 e 7, caracterizado pelo fato de que executar o segundo comando inclui desativar uma porta (372) para evitar que o sinal de controle passe para o motor (374, 474).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: detectar uma posição do motor (374, 474); e coordenar o envio do sinal de controle com a posição detectada do motor (374, 474).

10. Sistema de controle (10) para controlar um processo, o sistema de controle (200) caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de campo acoplado ao processo e arranjado para controlar uma condição de processo; um motor (274) acoplado ao dispositivo de campo e configurado para mover uma parte do dispositivo de campo; um controlador (278) que inclui um processador (228) e uma memória (238), o processador (228) sendo operativamente acoplado ao motor (274) para controlar o motor (274) para mover a porção do dispositivo de campo; um sensor de corrente (278) acoplado ao motor (274) e disposto de modo a monitorar a corrente elétrica consumida pelo motor (274); um módulo de controle acoplado ao controlador e capaz de regular a passagem de um sinal de controle transmitido para o motor (274) separado de um sinal de posição transmitido para o motor (274) para deslocar a porção do dispositivo de campo; e um comparador (280) capaz de proporcionar um sinal de estado para a porta (272) em resposta a uma comparação da corrente detectada pelo sensor de corrente e o nível de corrente limiar.

11. Sistema de controle (200) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o módulo de controle inclui: uma porta (272) que tem um primeiro estado e um segundo estado, a porta (272), incluindo uma entrada de controle e uma saída de controle, em que a entrada de controle da porta (272) é acoplada à saída de controle do controlador (226); e um comparador (280) acoplado ao sensor de corrente (278) e a porta (272), o comparador (280) incluindo um nível de corrente limiar, em que o sinal de estado previsto para a porta (272) coloca a porta (272) no primeiro estado que proporciona um sinal de controle enviado pelo controlador (226) seja passado para o motor (274), quando a corrente detectada pelo sensor de corrente (278) é menor do que o nível de corrente limiar, e em que o sinal de estado fornecido para a porta (272) coloca a porta (272) no segundo estado evitando que o sinal de controle enviado pelo controlador (226) seja passado para o motor (274), quando a corrente detectada pelo sensor de corrente (278) é igual a ou maior do que o nível de corrente limiar.

12. Sistema de controle (200) de acordo com a reivindicação 10 e 11, caracterizado pelo fato de que o módulo de controle é capaz de ser armazenado na memória (238) e, quando executado no processador (228), compara um valor de corrente elétrica detectada pelo sensor de corrente (278) a um nível de corrente limiar e permite um sinal de controle enviado pelo controlador (226) seja passado para o motor (274) quando a corrente detectada pelo sensor de corrente (278) é menor do que o nível limiar de corrente, e impede que o sinal de controle enviado pelo controlador (226) seja passado para o motor (274) quando a corrente detectada pelo sensor de corrente (278) é igual a ou maior do que o nível limiar de corrente.

13. Sistema de controle (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o sensor de corrente (278) é um resistor.

14. Sistema de controle (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que o sensor de corrente (278) é um sensor de efeito de Hall.

15. Sistema de controle (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um sensor de posição (276) acoplado ao motor (274) e o controlador (226), em que o sensor de posição (276) fornece uma posição do motor (274) para o controlador (226).

16. Sistema de controle (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que o sensor de posição (276) é um sensor de efeito de Hall.

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