BRPI0621042A2 - sistema de controle de processo de fluido, e, métodos para monitorar um circuito de controle de válvula, e para monitorar um sistema de controle de processo de fluido - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE DE PROCESSO DE FLUIDO, E, MéTODOS PARA MONITORAR UM CIRCUITO DE CONTROLE DE VáLVULA, E PARA MONITORAR UM SISTEMA DE CONTROLE DE PROCESSO DE FLUIDO. Um controlador de válvula de desligamento de emergência multifuncional ou versátil pode ser usado em várias configurações de desligamento de emergência diferentes para capacitar o teste dos diferentes tipos de configurações dos dispositivos de desligamento de emergência e o equipamento de suporte associado aos mesmos. Em um exemplo, um controlador de válvula digital para o uso com uma válvula de desligamento de emergência inclui dois sensores de pressão é adaptado para ser conectado a um atuador de válvula pneumática e a um dispositivo de válvula solenóide para assistir no teste em linha do atuador de válvula, bem como no teste da válvula solenóide. Para realizar o teste da válvula solenóide, o controlador de válvula pode medir a pressão em diferentes portas da válvula solenóide quando a válvula solenóide é atuada por um período muito curto de tempo. O controlador de válvula pode determinar se o dispositivo de solenóide está completamente funcional ou operacional com base na derivada da diferença entre os sinais de pressão medidos, ou seja, com base na taxa de mudança da diferença entre os sinais de pressão medidos no tempo.

Description

"SISTEMA DE CONTROLE DE PROCESSO DE FLUIDO, E, MÉTODOS PARA MONITORAR UM CIRCUITO DE CONTROLE DE VÁLVULA, E PARA MONITORAR UM SISTEMA DE CONTROLE DE PROCESSO DE FLUIDO"

Este pedido que é baseado e reivindica prioridade para o pedido de patente provisória US 60/760.665, depositado em 20 de janeiro de 2006 (documento de procurador 06005/56173 IP), cuja revelação é expressamente incorporada aqui pela referência; e este pedido é uma parte em continuação do pedido de patente US 10/117.007 intitulado "System to Manually Initiate an Emergency Shutdown Test and Collect Diagnostic Data in a Process Control Environment", depositado em 5 de abril de 2002 (documento de procurador 06005/3 7207B), que é baseado no, e reivindica prioridade para o pedido de patente provisória 60/281.852, intitulado "System for Checking Status of Emergency Shutdown Valve", depositado em 5 de abril de 2001 (documento de procurador 06005/37207), as revelações de cada um dos quais são expressamente incorporadas aqui pela referência.

CAMPO TÉCNICO

Esta patente refere-se, de modo geral, a sistemas de desligamento de emergência usados em ambientes de controle de processo e, mais particularmente, a um controlador versátil para o uso no teste e diagnóstico de dispositivos de desligamento de emergência e equipamento de suporte usados em um ambiente de controle de processo.

FUNDAMENTOS

Sistemas de instrumento de segurança tipicamente incorporam válvulas de desligamento de emergência que estão normalmente em um estado completamente aberto ou completamente fechado e são controladas por um solucionador lógico, um Controlador de Lógica Programável (PLC), ou um controlador de desligamento de emergência de algum tipo para mudar os estados no evento de uma situação de emergência. Para assegurar que essas válvulas possam funcionar de modo apropriado, os operadores de sistema de controle de processo tipicamente testam periodicamente as válvulas de desligamento de emergência passando essas válvulas por um teste de impacto, que abre ou fecha a válvula parcialmente ou completamente. Porque esses testes são tipicamente realizados enquanto o processo está operando em linha ou está operacional, é importante realizar qualquer teste de modo confiável e, então, retornar a válvula para seu estado normal o mais rápido possível. Neste contexto, o termo "estado normal" se refere à posição ou estado da válvula de desligamento de emergência quando não há emergência e a válvula de desligamento de emergência não está sendo testada, ou seja, quando o processo está operando normalmente.

Em muitos casos, os testes de desligamento de emergência são realizados a intervalos predeterminados por meio de controladores localizados remotamente. Por exemplo, testes de desligamento de emergência podem ser realizados somente algumas vezes a cada ano devido aos procedimentos de teste incômodos e aos problemas relacionados efetivo. Além disso, durante os testes de desligamento de emergência, a válvula de desligamento de emergência, ou outro dispositivo de desligamento de emergência que é testado, não fica disponível para o uso se um evento de emergência real estiver para acontecer. Entretanto, o teste periódico, limitado não é um modo eficaz de verificar a operabilidade de um sistema de teste de desligamento de emergência. Como resultado, os controladores de válvula digital foram, em alguns casos, programados para assistir na operação do teste de válvula para tornar o teste mais automático, amigável ao usuário e confiável.

Adicionalmente, é tipicamente importante que qualquer sistema de desligamento de emergência seja capaz de ativar um dispositivo de desligamento de emergência (uma válvula de desligamento de emergência, por exemplo) para sua condição segura mesmo quando comandado pelo controlador de desligamento de emergência a fazer isso na situação improvável, mas possível, em que um evento de emergência ocorre durante um deste de dispositivo de desligamento de emergência. Neste contexto, o termo "condição segura" se refere à posição do dispositivo de desligamento de emergência que torna a instalação ou porção de processo da instalação de processo "segura". Tipicamente, essa posição segura é associada a uma posição do dispositivo de desligamento que desliga ou interrompe uma porção da instalação de processo.

Embora haja muitos sistemas que testam eles mesmos o dispositivo de desligamento de emergência final, como uma válvula de desligamento de emergência, em muitos casos há o equipamento de suporte associado ao dispositivo de desligamento de emergência que também deveria ser testado para assegurar a completa operabilidade das capacidades de desligamento de emergência em qualquer localização de instalação particular. Por exemplo, em algumas configurações de válvula pneumática, uma válvula solenóide é conectada entre um atuador de válvula pneumática de uma válvula de desligamento de emergência e um controlador de desligamento de emergência para controlar de modo redundante a operação do atuador de válvula em resposta aos sinais a partir do controlador de desligamento de emergência. Embora a válvula de desligamento de emergência possa ser funcional, é possível para o dispositivo solenóide se tornar defeituoso e, portanto, não operar de modo apropriado como um método redundante de atuar a válvula de desligamento de emergência. Em alguns casos, um dispositivo solenóide inapropriadamente operacional pode mesmo impedir a válvula de desligamento de emergência de atuar de modo apropriado quando o controlador de desligamento de emergência enviar um sinal de desligamento para o controlador de válvula para a válvula de desligamento de emergência.

Embora seja possível desenvolver e prover equipamento especializado em cada localização de desligamento de emergência dentro de uma instalação para realizar o teste de cada dispositivo de desligamento de emergência diferente e de seu equipamento de suporte, é mais desejável prover um conjunto universal ou genérico de equipamento que possa ser usado em muitas situações diferentes para testar diferentes tipos de dispositivos de desligamento de emergência e de equipamento de suporte associado aos mesmos ou para realizar outras funções na instalação. Por exemplo, é desejável que esse equipamento versátil seja capaz de controlar e testar diferentes tipos de válvulas de desligamento de emergência e configurações de válvula solenóide enquanto, simultaneamente ou alternativamente, operando como parte de um sistema de controle de processo distribuído de circuito fechado.

SUMÁRIO

Um controlador de dispositivo de desligamento de emergência multifuncional ou versátil, como um controlador de válvula de desligamento de emergência, pode ser usado em várias configurações de desligamento de emergência diferentes para capacitar o controle e teste dos diferentes tipos de configurações dos dispositivos de desligamento de emergência e o equipamento de suporte associado aos mesmos enquanto também sendo capaz de ser usado em outras configurações de instalação, como em configurações de controle de processo de circuito fechado. Em um exemplo, um controlador de válvula digital para o uso com uma válvula de desligamento de emergência inclui dois sensores de pressão é adaptado para ser conectado a um atuador de válvula pneumática e a um dispositivo de válvula solenóide para assistir no teste em linha do atuador de válvula, bem como no teste da válvula solenóide.

Para realizar o teste do dispositivo solenóide, o controlador de válvula pode medir a pressão em diferentes portas da válvula solenóide quando a válvula solenóide é atuada por um período muito curto de tempo. O controlador de válvula pode determinar se o dispositivo solenóide está completamente funcional ou operacional com base na derivada da diferença entre os sinais de pressão medidos, ou seja, com base na taxa de mudança da diferença entre os sinais de pressão medidos no tempo. Neste caso, o controlador de válvula digital, ou um sistema de teste de desligamento de emergência conectado ao controlador de válvula digital, pode determinar que o solenóide está na condição operacional aceitável se o valor absoluto da derivada determinada for maior do que um limiar predeterminado e pode determinar que existe um problema com a válvula solenóide se o valor absoluto da derivada determinada for menor do que o mesmo ou um diferente limiar predeterminado.

Em um caso, o controlador de válvula digital pode ser usado como um transdutor de pressão para controlar uma válvula com base nas medições da pressão suprida ao atuador de válvula que pode ser, por exemplo, um tipo de atuador de válvula de mola e diafragma. Neste caso, o controlador de válvula digital pode usar os sensores de pressão, um para realizar o controle da válvula e o outro para realizar o teste de solenóide. Alternativamente, o controlador de válvula digital pode usar um dos sensores de pressão para realizar o controle baseado em pressão, ou seja dentro do circuito de controle servo da válvula, e pode usar o outro sensor de pressão, não para testar a válvula solenóide, mas para medir algum outro sinal de pressão dentro da instalação de processo. Esse outro sinal de pressão não precisa estar associado ao controle ou teste do dispositivo de desligamento de emergência ou seu equipamento associado. Em um outro caso, o controlador de válvula digital pode usar um dos sensores de pressão para controlar ou limitar uma quantidade de força usada para testar a válvula. Configurado desse modo, o controlador de válvula digital pode minimizar efeitos inadvertidos sobre o processo por meio da sobre-modulação da posição de válvula durante o teste.

Em um outro caso, o controlador de válvula digital pode ser usado como um posicionador e controlar o movimento da válvula com base nas medições de posição providas ao controlador de válvula digital pelos sensores de posição. Neste caso, o controlador de válvula digital pode usar um dos sensores de pressão para realizar o teste de solenóide ou de outro equipamento associado ao dispositivo de desligamento de emergência e pode usar o segundo sensor de pressão para sensorear um sinal de pressão adicional não necessário dentro do circuito de controle servo do dispositivo de desligamento de emergência ou para testar o dispositivo de desligamento de emergência. Neste caso, por exemplo, o segundo sensor de pressão do controlador de válvula digital pode ser conectado a uma outra localização dentro da instalação de processo, como uma saída de linha de fluido a partir da válvula de desligamento de emergência, para prover um sinal variável de processo ao controlador de desligamento de emergência ou mesmo a um controlador de processo associado ao controle normal do processo.

Ainda adicionalmente, o mesmo controlador de válvula digital pode ser usado fora de uma configuração de dispositivo de desligamento de emergência e pode controlar uma válvula usando tanto o controle de pressão (ou seja, como um transdutor de pressão) ou controle de posição (ou seja, como um posicionador). No caso precedente, um dos sensores pode ser usado para medir a pressão no circuito pneumático da válvula para fins de controle, ou seja, como uma retroalimentação de pressão, enquanto o outro dos sensores pode ser usado para medir uma pressão não associada à válvula ou necessária para controlar ou testar a válvula. No último caso, ambos os sensores podem ser usados para medir pressões não associadas à válvula ou necessárias para controlar ou testar a válvula.

O controlador de dispositivo de desligamento de emergência pode incluir um processador, uma memória acoplada ao processador, e uma entrada de comunicação acoplada ao processador que é adaptada para receber um sinal de ativação de teste a partir, por exemplo, de um controlador de desligamento de emergência, de um usuário etc. Uma ou mais primeiras rotinas de teste são armazenadas na memória e cada uma é adaptada para ser executada sobre o processador para fazer um teste de desligamento de emergência de qualquer tipo ser realizado em resposta à recepção de um sinal de iniciação de teste apropriado a partir, por exemplo, do controlador de desligamento de emergência. Essas rotinas de teste podem ser, por exemplo, 5 rotinas de teste de impacto parciais ou completas para a válvula, as rotinas de teste para a válvula solenóide etc. Uma ou mais rotinas de teste são armazenadas na memória e são adaptadas para serem executadas sobre o processador durante o teste de desligamento de emergência, por exemplo, de uma válvula solenóide, para fazer as uma ou mais saídas de sensor serem armazenadas na memória para recuperação subseqüente e/ou para serem processadas para determinar a funcionalidade operacional de um ou mais dispositivos, como a válvula solenóide, associados ao dispositivo de desligamento de emergência.

Como notado acima, o controlador de desligamento de emergência pode incluir uma unidade de comunicação, onde a unidade de comunicação é acoplada ao processador e se comunica com um dispositivo de diagnóstico ou com um controlador via uma rede ou linha de comunicação usando um protocolo de comunicação aberto, como o protocolo HART, o protocolo de comunicação FOUNDATION® Fieldbus ou qualquer outro protocolo de proprietário ou não de proprietário desejado. A unidade de comunicação pode, em algumas configurações, enviar um ou mais dos sinais de sensor coletados para um dispositivo adicional dentro do sistema de controle de processo via rede de comunicação ou linha de comunicação.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A Figura 1 é um diagrama esquemático dos diversos componentes de um exemplo de sistema de desligamento de emergência incluindo uma válvula de desligamento de emergência pneumática, um atuador de válvula, um controlador de válvula digital e uma válvula solenóide configurado para realizar as operações de desligamento de emergência e testes;

a Figura 2 é um diagrama de bloco de um controlador de válvula digital associado ao sistema de desligamento de emergência da Figura i;

A Figura 3 é um diagrama esquemático de um exemplo de sistema de desligamento de emergência incluindo o controlador de válvula digital das Figuras 1 e 2 configurado para operar dentro do sistema de desligamento de emergência, bem como para coletar um sinal de pressão não usado pelo, ou associado ao sistema de desligamento de emergência; e

a Figura 4 é um diagrama esquemático de uma configuração de válvula típica incluindo o controlador de válvula digital das Figuras 1 e 2 configurado para operar para realizar o controle de válvula dentro de um sistema de controle distribuído de uma instalação de processo para, por meio disso, realizar o controle de circuito fechado de uma válvula, bem como para coletar um ou mais sinais de pressão auxiliares não usados para o controle de circuito fechado da válvula.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Em uma multiplicidade de indústrias, válvulas e outros dispositivos mecânicos são usados em sistemas de controle de processo para trazer uma variedade de processos rapidamente para um estado seguro se surgir uma situação de emergência. E importante testar periodicamente essas válvulas e dispositivos elétricos/mecânicos associados para assegurar que eles estejam em condição de funcionamento apropriado. Por exemplo, para verificar o desempenho de uma válvula de desligamento de emergência, o movimento mecânico da válvula precisa ser verificado de uma maneira confiável e segura sem afetar indevidamente o processo. Adicionalmente, se a válvula tiver equipamento de suporte, como solenóides assistentes etc, é desejável ser capaz de testar esse equipamento de suporte de uma maneira segura e confiável enquanto o processo está operando em linha, mas de uma maneira que não atrapalhe indevidamente o processo.

A Figura 1 ilustra um exemplo de sistema de desligamento de emergência 10 que pode ser usado para testar a operação de uma válvula de desligamento de emergência 12 conectada dentro de uma instalação de processo. Será apreciado por aqueles experientes na técnica que, embora um sistema de válvula de desligamento de emergência seja ilustrado no modo de realização da Figura 1, o sistema de desligamento de emergência 10 pode incluir ou ser usado para controlar outros tipos de dispositivos de desligamento de emergência, incluindo outros tipos de dispositivos de controle, outros tipos de dispositivos de válvula etc.

Como ilustrado na Figura 1, a válvula de desligamento de emergência 12 pode ser disposta dentro de uma linha de fluido em uma instalação de processo, como uma tubulação 13 tendo uma porção que supre fluido a uma entrada 12a da válvula de desligamento de emergência 12 e tendo uma porção que recebe fluido a partir de uma entrada 12b da válvula de desligamento de emergência 12. A válvula de desligamento de emergência 12, que é atuada por um atuador de válvula 14, pode ficar localizada normalmente em uma de duas posições, ou seja, em uma posição completamente aberta que permite ao fluido fluir livremente entre a entrada 12a e a saída 12b, ou em uma posição completamente fechada que impede o fluido de fluir entre a entrada 12a e a saída 12b. Para assegurar que a válvula de desligamento de emergência 12 funcionará de modo apropriado em uma verdadeira condição de desligamento de emergência, a válvula de desligamento de emergência 12 pode ser periodicamente testada fazendo-se o atuador de válvula 14 abrir ou fechar parcialmente a válvula de desligamento de emergência 12, que é referida como um teste de impacto parcial. Claro que outros tipos de testes podem ser realizados para testar as capacidades operacionais da válvula 12.

No exemplo de sistema da Figura 1, o sistema de desligamento de emergência 10 inclui o atuador de válvula 14, ilustrado como um atuador controlado pneumaticamente, e inclui adicionalmente um controlador de válvula digital (DVC) 16 e uma válvula solenóide 18 que são conectados pneumaticamente ao atuador de válvula 14 para controlar a operação do atuador de válvula 14. Adicionalmente, o DVC 16 e a válvula solenóide 18 são conectados de modo comunicativo a um controlador de desligamento de emergência 20 via linhas de comunicação e/ou linhas de energia 22 e 24. Em um modo de realização, o DVC 16 pode ser o controlador de válvula DVC6000 vendido pela Fisher Controls International LLC. No modo de realização da Figura 1, a válvula solenóide 18 tem um solenóide S que é energizado via um sinal de energia de CC de 24 volts enviado a partir do controlador de desligamento de emergência 20 sobre as linhas 22, enquanto o DVC 16 se comunica com o controlador de desligamento de emergência 20 via uma linha de comunicação 24 de 4-20 miliampères, que pode ser, por exemplo, uma linha de controle de 4-20ma tradicional, uma linha de protocolo HART etc. Claro que, se desejado, o DVC 16 poderia ser conectado comunicativamente ao controlador de desligamento de emergência 20 via qualquer outra rede de comunicação de proprietário ou não de proprietário, como uma rede FOUNDATION® Fieldbus, uma rede de comunicação Profibus, ou qualquer outra rede de comunicação conhecida ou desenvolvida mas tarde. De modo semelhante, o solenóide S da válvula solenóide 18 pode ser conectado ao, e receber sinais de controle a partir do controlador de desligamento de emergência 20 usando quaisquer outros sinais de comunicação ou energia providos sobre quaisquer linhas de comunicação ou energia desejadas ou adequadas.

O atuador de válvula 14 da Figura 1 é ilustrado como um atuador de tipo mola e diafragma que é configurado para receber um sinal pneumático sobre um lado (referido aqui como o lado de topo) de um diafragma predisposto por mola (não mostrado), para causar o movimento de uma haste de válvula 28 da válvula 12. Se desejado, entretanto, o atuador de válvula 14 poderia ser um atuador de tipo pistão de um lado ou de dois lados ou poderia ser qualquer outro tipo de atuador de válvula pneumático conhecido. Para controlar o atuador 14, o DVC 16 recebe um sinal de pressão de suprimento pneumático a partir de uma linha de suprimento 30 e provê um sinal pneumático via uma linha pneumática 34, uma porção de válvula da válvula solenóide 18 e uma linha pneumática 36 para o lado de topo do atuador de válvula 14. Como será entendido, o DVC 16 controla o movimento do atuador de válvula 14 controlando a pressão provida ao lado de topo do atuador 14 para, desse modo, controlar o movimento da haste de válvula 28. Claro que o DVC 16 pode causar o movimento do diafragma do atuador de válvula 14 em resposta aos sinais de controle enviados ao DVC 16 pelo controlador de desligamento de emergência 20 via linhas de comunicação 24.

O DVC 16 pode incluir uma memória que armazena um ou mais testes de impacto, como testes de impacto parciais ou testes de impacto completos, para testar a válvula 12, e o DVC 16 pode iniciar esses testes em resposta a um ou mais sinais enviados pelo controlador de desligamento de emergência 20, inseridos por um usuário ou um operador no próprio DVC 16 ou providos ao DVC 16 de qualquer outra maneira desejada. Claro que o DVC 16 pode ser usado para realizar qualquer teste(s) conhecido(s) ou desejado(s) sobre a válvula 12 e o atuador de válvula 14 para assegurar a operabilidade desses dispositivos.

Em sistemas instrumentados de segurança que empregam atuadores de válvula operados a ar, como aquele ilustrado na Figura 1, a válvula solenóide pneumática 18 é freqüentemente usada como um meio redundante de assegurar que todo o ar evacuado do atuador 14 quando ocorre uma demanda de emergência, para, desse modo, fazer a combinação válvula/atuador ser forçada a para o assento de emergência, ou seja, para dentro do estado seguro. Sob condições normais, não de emergência, o atuador de válvula 14 é pressurizado para forçar a válvula 12 contra o assento normal ou não de emergência, e a válvula solenóide 18 é posicionada para manter a pressão pneumática no atuador 14, e para permitir ao DVC 16 ajustar aquela pressão via linha pneumática 34. Em particular, no modo de realização da Figura 1, durante a operação normal da válvula de desligamento de emergência 12 (ou seja, o estado normal, não seguro ou não de emergência), a válvula solenóide 18 conecta a porta A da mesma, como mostrado na Figura 1, a uma porta B para capacitar o DVC 16 a controlar a pressão na linha 36 e, desse modo, controlar a pressão na entrada associada do atuador de válvula 14. Entretanto, durante uma operação de desligamento de emergência, a válvula solenóide 18 atua (usualmente com base na remoção do sinal de energia de CC de 24 volts a partir das linhas 22) para conectar a porta

A a uma porta C da válvula solenóide 18 enquanto simultaneamente desconectando a linha 34 da linha 36. Será entendido que a porta C é ventilada para a atmosfera. Quando essa ação ocorre, a pressão suprida ao atuador de válvula 14 via linha 36 é ventilada para a atmosfera, fazendo o diafragma predisposto por mola e a ligação associada dentro do atuador de válvula 14 moverem a haste de válvula 28 e o plugue de válvula a partir do assento normal para o assento de emergência.

Desse modo, na operação normal, a energia é aplicada à, e mantida na entrada da válvula solenóide 18 para atuar a válvula solenóide 18, permitindo ao ar, ou a outro gás, passar livremente entre as portas solenóides A e Β, o que permite ao DVC 16 trocar ar com o atuador 14 e, desse modo, controlar a pressão interna no lado de topo do atuador de válvula 14. Quando um desligamento de emergência ocorre, a energia é removida do solenóide S da válvula solenóide 18, permitindo a uma válvula solenóide 18 sadia se mover para a posição oposta. Essa ação fecha a porta B, e conecta a porta A à porta C, desse modo, permitindo ao ar dentro do atuador de válvula 14 escapar para a atmosfera. Essa operação pode ocorrer em conjunto com ou como uma operação redundante ao DVC 16 removendo a pressão da linha 34 (tal como se ventilando essa pressão para a atmosfera) o que também faria o atuador de válvula 14 mover a válvula 12 para o assento de emergência na ausência do movimento da válvula solenóide 18.

Como notado acima, é desejável testar periodicamente a válvula solenóide 18 durante a operação normal da instalação para assegurar que, no evento de uma emergência verdadeira, a válvula solenóide 18 atuará como esperado para desconectar de fato o DVC 16 do atuador de válvula 14 e para permitir a todo ou à maior parte do gás/ar escapar do lado de topo do atuador de válvula 14, desse modo, movendo a válvula 12 para a posição de assento de emergência.

Para assistir nesse procedimento de teste, o DVC 16 é provido com dois sensores de pressão 40 e 42 que são posicionados para monitorar o fluxo de ar ou de outro gás através da válvula solenóide 18. Em particular, o sensor de pressão 40 monitora a pressão de saída de controlador de válvula provida na porta de válvula solenóide B, ou seja, na linha 34, enquanto o sensor 42 é conectado fluidicamente à, e monitora a pressão de atuador de válvula na porta de válvula solenóide A. Como ilustrado na Figura 1, o sensor 42 é conectado fluidicamente à porta A da válvula solenóide 18 via uma linha 45. Adicionalmente, o DVC 16 pode ser provido com uma rotina de teste que pode coletar, armazenar e processar as medições feitas pelos sensores 40 e 42 para determinar as capacidades operacionais da válvula solenóide 18 com base nos sinais de pressão medidos, como examinado em maior detalhe abaixo.

Falando de modo geral, durante um teste da válvula solenóide 18, o controlador de desligamento de emergência 20 pode remover energia do solenóide S da válvula solenóide 18 por um curto período de tempo, desse modo, fazendo uma válvula solenóide sadia atuar. Neste momento, a pressão de saída de controlador medida pelo sensor 40 deveria permanecer nominalmente constante (porque o DVC 16 não ventilará a pressão na linha 34 para a atmosfera), enquanto a pressão na porta A medida pelo sensor 42 cairá rapidamente à medida que o atuador de válvula 14 evacuar. Falando de modo geral, a saúde mecânica da válvula solenóide 18 pode ser estimada inferindo-se a taxa e extensão do deslocamento quando a válvula solenóide 18 transita de uma posição para a outra. Essa inferência pode ser feita monitorando-se continuamente ou determinando-se o valor absoluto da diferença entre as pressões medidas pelos sensores 40 e 42 como uma função de tempo.

Mais particularmente, se a válvula solenóide 18 atuar somente parcialmente, ela não abrirá ou fechará completamente as portas A, B e/ou C. Esse deslocamento de solenóide atenuado reduzirá a taxa de evacuação do atuador de válvula 14, causando uma taxa mais baixa de mudança na pressão na porta A do que ocorreria com uma válvula solenóide 18 sadia ou operando normalmente. Dependendo das construções de válvula solenóide, essa atuação particular também pode abrir parcialmente a porta B para a atmosfera, fazendo a pressão de porta B, como medida pelo sensor 40, cair igualmente (ao invés de permanecer a mesma). Qualquer um desses fenômenos reduz a taxa de mudança na diferença de pressão entre as portas A e B. De modo semelhante, se a válvula solenóide 18 atuar mais lentamente devido ao atrito causado por uma condição degradada, a válvula solenóide 18 também abrirá e fechará as portas A, B e/ou C da mesma mais lentamente, o que também afetará a taxa de mudança com relação ao tempo da diferença de pressão entre as portas AeB.

Como resultado, durante o teste da válvula solenóide 18 (ou seja, quando a energia é removida do solenóide S da válvula solenóide 18), o DVC 16 pode coletar e armazenar medições de pressão feitas pelos sensores 40 e 42. Durante ou depois do teste, o DVC 16 pode processar essas medições para determinar a condição operacional da válvula solenóide 18. Em particular, o DVC 16 pode implementar um algoritmo digital de domínio de tempo discreto como definido geralmente pela equação (1) abaixo para determinar a saúde da válvula solenóide 18.

DP = abs(S 1 - S2)dt) (1)

onde: DP = a derivada da pressão diferencial com relação

ao tempo;

S1 = a medição do sensor de pressão 40; e

S2 = a medição do sensor de pressão 42.

Será entendido, entretanto, que outras implementações do mesmo cálculo básico ou equação são possíveis e podem ser usadas ao invés disso.

A equação (1) acima pode ser realizada periodicamente durante o teste de válvula solenóide ou em tempos separados associada ao teste de válvula solenóide, para calcular o valor absoluto da derivada com relação ao tempo da pressão diferencial entre as duas portas A e B da válvula solenóide 18. A saída dessa equação reflete a taxa de mudança da queda de pressão da porta A com relação à porta B da válvula solenóide 18. Como será entendido, o valor DP será maior quando a diferença de pressão mudar mais rapidamente, significando que a válvula solenóide operou mais rapidamente em resposta à remoção de energia a partir das linhas 22. Comparar a quantidade DP a um limiar esperado, MinDP, provê se essa transição de pressão é suficiente para constituir uma condição de solenóide sadia. Em outras palavras, as válvulas solenóides que estão operando de modo apropriado e que estão livres de obstruções, ou outro atrito de ligação, "estalarão" rapidamente para a nova posição, produzindo uma transição brusca, rápida, na pressão, resultando em um valor maior para DP. As válvulas solenóides que estão obstruídas, são lentas para se deslocar, ou que não atuam completamente, produzirão formas de onda de pressão mais sem energia, arredondadas, ou diferenças de pressão atenuadas, produzindo, desse modo, uma derivada baseada no tempo (DP) que é menor em amplitude. Válvulas solenóides que produzem uma DP de válvula menor do que MinDP podem ser determinadas como sob risco de falhar a desempenhar como esperado quando exigidas durante uma emergência de fato, e, desse modo, podem ser determinadas como defeituosas ou com necessidade de reparo ou substituição.

Na prática, ou seja, durante um teste verdadeiro, um sistema externo como o controlador de desligamento de emergência 20 pode comandar o DVC 16 a iniciar um teste de válvula solenóide, que começa coletando medições de sensor a partir dos sensores 40 e 42 e esperando por um pulso de pressão na entrada de um ou mais sensores 40 e 42. A recepção desse pulso de pressão pode iniciar a avaliação periódica da equação (1) acima. Depois de enviar o sinal de teste para o DVC 16, o controlador de desligamento de emergência 20 pode, então, interromper a energia de solenóide sobre as linhas 22 por um breve instante. O tempo real da interrupção de energia dependerá da dinâmica do sistema, mas pode ser tipicamente da ordem de dezenas ou centenas de mili-segundos. O tempo deveria ser longo suficiente para causar o deslocamento completo de um solenóide saudável a pressão operacional normal, mas não longo suficiente para causar movimento significativo de fato da válvula 12, impedindo, desse modo, a introdução de um distúrbio significativo dentro do processo que é controlado. Em particular, os sensores 40 e 42, bem como as linhas pneumáticas conectando esses sensores às portas A e B da válvula solenóide 18 são configurados para determinar uma queda ou mudança na pressão nessas portas, mas a válvula solenóide 18 não é atuada o suficiente para permitir ao atuador de válvula 14 mover muito ou mover de fato a válvula 12 uma quantidade significativa. Isto é, a válvula solenóide 18 pode ser desenergizada uma quantidade de tempo menor do que o, ou na ordem do tempo morto associado à operação da válvula solenóide, do atuador de válvula, e da configuração de haste de válvula, de modo que, no momento que a válvula 12 começa de fato a se mover, a válvula solenóide 18 é re- energizada e retornada a sua condição ou estado normal, não de emergência. Claro, essa operação assume que a válvula solenóide 18 opera mais rápido (por exemplo, ordens de magnitude mais rápidas) do que a válvula 12, o que é tipicamente o caso.

Em qualquer evento, depois da energia ser restaurada para a válvula solenóide 18, o DVC 16 pode ser cortado, por exemplo, pelo controlador de desligamento de emergência 20 via rede de comunicação 24 para determinar se o sinal DP foi mesmo grande o suficiente para exceder o critério esperado MinDP. Se for assim, a válvula solenóide 18 pode ser julgada sadia. Claro, os cálculos da equação (1) acima podem ser feitos enquanto a válvula solenóide está se movendo a partir de uma posição para a outra em resposta a desenergização do solenóide S, quando a válvula solenóide 18 está assentando na posição de emergência (ou seja, conectou a porta A à porta C) e/ou quando a válvula solenóide 18 está se movendo a partir de uma posição para a outra em resposta a uma re-energização do solenóide S.

Falando de modo geral, será entendido que o valor MinDP pode ser ajustável ou selecionável por usuário com base no tipo de solenóide, nas pressões envolvidas, e na dinâmica do sistema e pode ser determinado de qualquer maneira desejada, como por meio de teste experimental. Ainda adicionalmente, a descrição provida aqui é provida no contexto dos solenóides que são normalmente energizados, e atuadores que são normalmente pressurizados. Entretanto, a técnica descrita aqui também pode ser aplicada em sistemas em que o solenóide é normalmente não-energizado, com a energia sendo aplicada somente durante uma condição de demanda de emergência, e/ou em que o atuador de válvula é normalmente não- pressurizado, com a pressão sendo aplicada somente durante uma emergência, ou qualquer combinação dos mesmos. Ainda adicionalmente, embora os cálculos de pressão sejam descritos como sendo realizados pelo DVC 16 durante o teste, os cálculos de pressão podem ser feitos com base nos sinais de pressão coletados (por exemplo, armazenados) depois da válvula solenóide 18 ser atuada, por exemplo, depois do teste, e/ou podem ser feitos por qualquer outro dispositivo, como pelo controlador de desligamento de emergência 20. Neste caso, o DVC proverá sinais de pressão a partir dos sensores 40 e 42 tanto em tempo real quanto como sinais de pressão armazenados para o controlador de desligamento de emergência 20. Ainda adicionalmente, qualquer meio de realizar o cálculo de derivada na equação (1) pode ser realizado, incluindo, por exemplo, usar amostragem digital periódica e cálculos digitais, usando dispositivos mecânicos ou usando circuito eletrônico analógico.

Com referência à Figura 2, um diagrama de bloco do DVC 16 é ilustrado para mostrar parte dos componentes internos associados ao DVC 16. Em particular, em adição aos sensores de pressão 40 e 42 ilustrados na Figura 1, o DVC 16 inclui um processador 50, uma memória 52, um ou mais conversores de analógico-para-digital (A/D) 54, um ou mais conversores de digital-para-analógico (D/A) 56, e um conversor de corrente-para-pressão 58. A memória 52 é utilizada para armazenar instruções ou escrituras, incluindo testes 60 para testar a válvula 12 e o atuador de válvula 14, e testes 62 para testar a válvula solenóide 18 e quaisquer outros dispositivos associados. A memória 52 também pode armazenar sinais de sensor e dados de diagnóstico coletados. Os conversores de A/D 54 convertem entradas de sensor analógicas, como sinais a partir dos sensores 40 e 42, para sinais digitais que o processador 50 pode processar diretamente e/ou armazenar na memória 52. Outros exemplos de entradas de sensor que podem ser adquiridas e armazenadas pelo DVC 16 incluem os sinais de deslocamento ou posição de haste de válvula (ou sinais de deslocamento ou posição de plugue de válvula), sinais de pressão de linha de saída, sinais de corrente de circuito etc. Os conversores de D/A 56 podem converter uma pluralidade de saídas digitais a partir do processador 50 em sinais analógicos que, em alguns casos, podem ser usados pelo conversor de corrente para pressão 58 para controlar um comutador de pressão ou pneumático 64. O comutador pneumático 64 acopla a linha de suprimento de pressão 30 (da Figura 1) a uma ou mais linhas de saída, como a linha 34 da Figura 1. Claro, o comutador pneumático 64 também pode em alguns casos conectar a linha 34 a uma linha atmosférica 65 para ventilar o gás pressurizado para a atmosfera. Alternativamente, o conversor de corrente-para-pressão 58 pode receber sinais digitais diretamente a partir do processador 50, ou pode receber sinais de corrente analógicos, como sinais de corrente de 4-20ma a partir de uma unidade de comunicação 70, para realizar a comutação de pressão e controlar as funções.

A unidade de comunicação 70 serve como uma interface para a rede de comunicação 24 da Figura 1. A unidade de comunicação 70 pode ser ou incluir qualquer tipo desejado de pilha ou combinação de software/hardware de comunicação associada a qualquer protocolo de comunicação desejado. Como é sabido, a unidade de comunicação 70 pode servir para capacitar os sinais recebidos pelo processador 50 a serem comunicados ao controlador de desligamento de emergência 20 ou a qualquer outro dispositivo conectado à rede de comunicação 24, como um controlador de processo responsável por controlar uma ou mais porções do processo não associadas à válvula 12, uma interface de usuário ou de qualquer outro dispositivo. Em particular, o processador 50 pode receber e processar os sinais de pressão a partir dos sensores 40 e 42 e pode prover um ou mais desses sinais como dados digitais a serem enviados via unidade de comunicação 70 e rede de comunicação 24 para outros dispositivos. Dessa maneira, um ou mais sensores 40 e 42 podem ser usados para realizar atividades de medição dentro da instalação de processo que não são necessárias para o controle e/ou teste do sistema de desligamento de emergência 10 da Figura 1. Essa característica torna o DVC 16 mais versátil e útil nos dispositivos de processos ou de desligamento de emergência que não precisam de ambos os sensores 40 e 42 para controlar e/ou testar os componentes dentro do dispositivo de desligamento de emergência.

Como ilustrado na Figura 2, o DVC 16 também pode incluir um relógio 72 e uma interface de entrada auxiliar 74 que pode ser usada pelo processador 50 para monitorar ou receber entradas auxiliares como entradas a partir dos comutadores elétricos ou outros dispositivos conectados diretamente ao DVC 16 via interface auxiliar 74. Adicionalmente, se desejado, o DVC 16 pode incluir um alojamento 76 que pode ser um alojamento à prova de explosão usado para impedir que centelhas alcancem os gases explosivos em uma instalação, e, desse modo, reduzir a probabilidade de que o sistema de desligamento de emergência 10 cause uma explosão.

Embora o DVC tenha sido descrito como armazenando e realizando testes de impacto e testes de integridade sobre a válvula 12, o atuador de válvula 14 e a válvula solenóide 18 da Figura 1, será entendido que o DVC 16 também pode armazenar e implementar quaisquer outros tipos de, ou quaisquer testes adicionais que sejam baseados em, ou que usem outros dados de diagnóstico coletados pelo DVC 16 em adição ou alternativamente aos dados coletados pelos sensores 40 e 42. Os dados de sensor ou diagnóstico coletados, por exemplo, durante um teste de desligamento de emergência podem ser coletados por outros tipos de sensores não mostrados na Figura 2 e/ou podem ser recuperados usando um dispositivo de computação de mão que pode se comunicar com o DVC 16 via interface auxiliar 74 ou via unidade de comunicação 70. Muitos testes possíveis são descritos no pedido de patente US 2002-0145515 Al, que é incorporado aqui expressamente pela referência. Adicionalmente ou alternativamente, se desejado, o DVC 16 pode enviar os dados coletados de volta para um espaço de controle principal, por exemplo, via controlador de desligamento de emergência 20, para processamento por outros dispositivos.

A Figura 3 ilustra uma configuração diferente de um sistema de desligamento de emergência 100 que usa o DVC 16 das Figuras 1 e 2 de uma maneira ligeiramente diferente. Essa configuração e aquela da Figura 4 descrita abaixo são providas para indicar somente um par de exemplos das muitas maneiras nas quais o DVC 16 descrito aqui é versátil o suficiente para ser usado em diferentes configurações de instalação de processo sem ser significativamente alterado. O sistema de desligamento de emergência 100 da Figura 3 é semelhante ao sistema 10 da Figura 1, com elementos semelhantes tendo os mesmos números de referência. No sistema 100 da Figura 3, entretanto, o DVC 16 não é ajustado para realizar o teste de válvula solenóide examinado acima, mas, ao invés disso, configurado para usar a saída do sensor 40 para realizar o controle de pressão de circuito fechado do atuador de válvula 14 para fazer o atuador de válvula 14 atuar de uma maneira desejada em resposta à recepção, por exemplo, do sinal de desligamento de emergência no DVC 16 ou para realizar teste, como teste de impacto parcial, do atuador de válvula 14. Neste caso, o DVC 16 usa o sensor 40 para operar como um transdutor de pressão para o atuador de válvula 14 e pode prover qualquer tipo de controle da válvula 12.

Entretanto, como ilustrado na Figura 3, o segundo sensor 42 do DVC 16 pode ser conectado a qualquer linha de fluido desejada dentro do processo para adquirir medições variáveis de processo não necessárias para o controle e/ou teste da válvula 12, o atuador de válvula 14 ou a válvula solenóide 18. Embora o sensor 42 seja ilustrado na Figura 3 como estando conectado à saída 12b da válvula 12, ele poderia, ao invés disso, ser conectado a qualquer outra linha de fluido ou tomada de pressão associada a qualquer outro dispositivo ou equipamento de controle de processo. Esse outro equipamento de processo pode, mas não precisa, ser associado ao dispositivo de desligamento de emergência 100. Adicionalmente, será entendido que a saída do sensor 42, que é uma variável de processo, pode ser armazenada no, ou enviada pelo DVC 16 para outros dispositivos, como o controlador de desligamento de emergência 20 via rede de comunicação 24, para um dispositivo de mão via controlador de comunicações principal ou interface auxiliar 74 (Figura 2), para um controlador distribuído ou uma interface de usuário não associados ao sistema de desligamento de emergência 100 via rede de comunicação 24 ou da interface auxiliar 74 etc. Desse modo, a coleta e o uso dos dados de sensor a partir do sensor 42 não estão limitados ao uso em um dispositivo ou sistema de desligamento de emergência no qual o DVC 16 esteja localizado. Essa característica torna o DVC 16, quando usado como parte de um sistema de desligamento de emergência, mais versátil, porque ela capacita o DVC 16 a prover uma entrada de pressão auxiliar para um sistema de controle de processo distribuído ou para um sistema de manutenção associado à instalação de processo.

Alternativamente, o dispositivo de desligamento de emergência 100 pode ser configurado como mostrado na Figura 3, onde o DVC 16 opera para realizar o controle de posição da válvula 12, ou seja, onde o DVC 16 opera como um posicionador. Neste caso, entretanto, o sensor 40 pode ser conectado como mostrado na Figura 3 para realizar o controle de pressão como um método de controle de fallback se ocorrer um problema com o circuito servo de controle de posição, como se um sensor de posição associado a esse circuito falhar. Esse método de controle de fallback é descrito em maior detalhe no pedido de patente US 11/195.281, intitulado "System and Method for Transfer of Feedback Control for a Process Control Device", que foi depositado em 2 de agosto de 2005, cuja revelação é expressamente incorporada aqui pela referência. Neste caso, entretanto, o sensor adicional 42 ainda pode ser usado para medir um sinal de pressão externo à configuração de válvula 12 e atuador de válvula 14. Embora o sensor identificado pelo número de referência 40 tenha sido apenas descrito como realizando o controle de processo na Figura 3, um modo de realização alternativo pode incluir tanto o sensor identificado pelo número de referência 40 quanto o sensor identificado pelo número de referência 42 realizando o controle de pressão como um método de controle de fallback. Adicionalmente, o sensor identificado pelo número de referência 40 pode, alternativamente, ser usado como um sensor de pressão para medir uma pressão externa à configuração de válvula 12 e atuador 14. Desse modo, deve ser apreciado que qualquer sensor pode realizar qualquer das funções descritas acima, como necessário para uma aplicação desejada.

De modo semelhante, a Figura 4 ilustra o DVC 16 das Figuras 1 e 2 sendo usado em uma configuração de controle de válvula de circuito fechado 110 para controlar uma combinação de válvula 12 e atuador de válvula 14 que não é parte de um dispositivo de desligamento de emergência. A configuração de controle de válvula de circuito fechado 110 inclui elementos que são os mesmos ou semelhantes aos do sistema 10 da Figura 1, com elementos semelhantes tendo os mesmos números de referência. Na configuração 110 da Figura, entretanto, o DVC 16 é ilustrado como estando conectado a um controlador de processo 200 e é usado para prover controle servo padrão da válvula 12 que, neste caso, pode ser uma válvula de processo não associada ao dispositivo ou sistema de desligamento de emergência. Nesta configuração, o sensor 40 do DVC 16 pode ser conectado à entrada do atuador de válvula 14 (por exemplo, pode ser conectado à linha pneumática 34) para realizar o controle de pressão do atuador de válvula 14. Aqui, o DVC 16 opera como um transdutor de pressão tradicional para controlar a válvula 12. Entretanto, como mostrado na Figura 4, o sensor de pressão 42 é conectado fora da configuração de válvula e atuador de válvula para adquirir uma medição de pressão externa não necessária para controlar a válvula 12. Desse modo, de uma maneira semelhante a das configurações descritas anteriormente, o DVC 16 pode permitir ao controlador de processo 200 usar o sensor 42 como um outro transmissor de pressão disposto dentro da instalação de processo.

Alternativamente, a configuração de controle de válvula 110 pode ser configurada como mostrado na Figura 4, onde o DVC 16 opera para realizar o controle de posição da válvula 12, ou seja, de modo que o DVC 16 opere como um posicionador dentro do esquema de controle de processo. Neste caso, entretanto, o sensor 40 ainda pode ser conectado como mostrado na Figura 4 para realizar o controle de pressão como um método de controle de fallback se um problema ocorrer com o circuito de controle de posição, tal Omo se um sensor de posição falhar. Esse método de controle de fallback é descrito em maior detalhe no pedido de patente US 11/195.281, como notado acima.

Ainda adicionalmente, embora não mostrado na Figura 4, se o DVC 16 for usado para realizar o controle de posição da válvula 12, ou seja, se o DVC 16 operar como um posicionador dentro do esquema de controle de processo, ambos os sensores 40 e 42 podem ser usados como transmissores de pressão externos ou auxiliares para medir quaisquer sinais de pressão desejados associados à, ou presentes dentro da instalação de processo, incluindo sinais de pressão não associados ao controle ou teste da válvula 12 ou do atuador de válvula 14. Claro, as saídas dos sensores 40 e 42 podem ser armazenadas no DVC 16 e/ou podem ser enviadas a outros dispositivos, como o controlador de processo 200, a dispositivos de interface de usuário (não mostrados) etc, por exemplo, via rede de comunicação 24.

Será entendido, a partir da descrição provida acima, que o DVC 16 pode ser usado em muitas configurações e cenários de instalação de processo diferentes para prover diferentes medições de pressão para diferentes usos, e que o DVC 16 pode ser usado como parte de um dispositivo de desligamento de emergência ou como parte de um dispositivo de controle de processo distribuído quando realizando essas medições de pressão. Embora o DVC 16 tenha sido descrito e ilustrado incluindo dois sensores de pressão 40 e 42, será entendido que o DVC 16 não está limitado ao uso de dois sensores de pressão, mas, ao invés disso, que sensores de pressão adicionais poderiam ser providos sobre o DVC 16 para realizar outras medições de pressão dentro da instalação de processo.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a exemplos específicos, que são pretendidos para serem ilustrativos somente, e não para serem limitadores da invenção, ficará visível para aqueles experientes na técnica que mudanças, adições e/ou supressões podem ser feitas aos modos de realização revelados sem se afastar do espírito e escopo da invenção.

Claims (28)

1. Sistema de controle de processo de fluido, caracterizado pelo fato de compreender: uma válvula de controle móvel entre uma primeira posição e uma posição de desligamento; um controlador de válvula para controlar a atuação da válvula de controle entre a primeira posição e a posição de desligamento; uma linha de controle de fluido acoplada ao controlador de válvula para causar o movimento da válvula de controle; um componente de suporte acoplado sobre a linha de controle de fluido operável para atuar a válvula de controle a partir da primeira posição em direção à posição de desligamento; um primeiro sensor de pressão acoplado de modo comunicativo ao controlador de válvula e operável para detectar uma primeira pressão em uma primeira localização sobre a linha de controle de fluido durante a operação do componente de suporte; um segundo sensor de pressão acoplado de modo comunicativo ao controlador de válvula e operável para detectar uma segunda pressão em uma segunda localização sobre a linha de controle de fluido que é distinta da primeira localização durante a operação do componente de suporte; e lógica implementada pelo controlador de válvula para determinar uma condição operacional do componente de suporte com base na primeira pressão e na segunda pressão.

2. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira pressão é uma pressão de entrada do componente de suporte e a segunda pressão é uma pressão de saída do componente de suporte.

3. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o controlador de válvula compreende adicionalmente um processador que implementa a lógica para determinar um diferencial de pressão entre a pressão de entrada e a pressão de saída e uma taxa de mudança do diferencial de pressão durante a operação do componente de suporte.

4. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o controlador de válvula compreende adicionalmente uma memória que armazena uma taxa de limiar e o processador compara a taxa de mudança à taxa de limiar para determinar a condição operacional do componente de suporte.

5. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o processador determina a taxa de mudança do diferencial de pressão calculando uma derivada do diferencial de pressão no tempo.

6. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor de pressão detecta uma pluralidade de pressões de entrada correspondendo a uma pluralidade de exemplos durante a operação do componente de suporte e o segundo sensor de pressão detecta uma pluralidade de pressões de saída correspondendo a uma pluralidade de exemplos.

7. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o controlador de válvula compreende adicionalmente um processador que implementa a lógica para determinar uma pluralidade de diferenciais de pressão com base nas diferenças entre a pluralidade de pressões de entrada e a correspondente pluralidade de pressões de saída e determina uma taxa de mudança da pluralidade de diferenciais de pressão.

8. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador de válvula compreende adicionalmente uma memória que armazena uma taxa de limiar e o processador compara a taxa de mudança à taxa de limiar para determinar a condição operacional do componente de suporte.

9. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a 1, caracterizado pelo fato de que o componente de suporte inclui uma válvula solenóide para ventilar seletivamente a linha de controle de fluido para atuar o controlador de válvula.

10. Sistema de controle de processo de fluido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que linha de controle de fluido é uma linha de controle pneumática.

11. Método para monitorar um circuito de controle de válvula tendo uma válvula de controle que é móvel entre uma primeira posição e uma posição de desligamento, um controlador de válvula para controlar a atuação da válvula de controle, uma linha de controle de fluido acoplada ao controlador de válvula para mover a válvula de controle e um componente de suporte acoplado sobre a linha de controle de fluido para mover a válvula de controle, o método caracterizado pelo fato de compreender: ativar o componente de suporte; determinar um diferencial de pressão entre duas localizações distintas sobre a linha de controle de fluido enquanto ativando o componente de suporte; e determinar uma característica operacional do componente de suporte com base no diferencial de pressão.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que determinar um diferencial de pressão inclui: detectar uma primeira pressão em uma primeira localização sobre a linha de controle de fluido; detectar uma segunda pressão em uma segunda localização sobre a linha de controle de fluido que é distinta da primeira localização; e calcular uma diferença entre a primeira pressão e a segunda pressão.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que determinar uma característica operacional do componente de suporte inclui determinar um taxa de mudança do diferencial de pressão e comparar a taxa de mudança à taxa de limiar.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que determinar a taxa de mudança do diferencial de pressão inclui calcular uma derivada do diferencial de pressão no tempo.

15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que determinar um diferencial de pressão inclui: detectar uma pluralidade de primeiras pressões em uma primeira localização sobre a linha de controle de fluido, a pluralidade de primeiras pressões correspondendo a uma pluralidade de exemplos enquanto ativando o componente de suporte; detectar uma pluralidade de segundas pressões em uma segunda localização sobre e linha de controle de fluido, a pluralidade de segundas pressões correspondendo à pluralidade de exemplos; determinar uma pluralidade de diferenciais de pressão com base nas diferenças entre a pluralidade de primeiras pressões e a pluralidade de segundas pressões; e determinar uma taxa de mudança da pluralidade de diferenciais de pressão.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que determinar uma característica operacional do componente de suporte inclui comparar a taxa de mudança da pluralidade de diferenciais de pressão para uma taxa de limiar.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a taxa de mudança é uma taxa máxima de mudança.

18. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que determinar um diferencial de pressão entre duas localizações distintas sobre a linha de controle de fluido inclui detectar uma pressão de entrada em uma entrada do componente de suporte e uma pressão de saída em uma saída do componente de suporte.

19. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ativar o componente de suporte inclui ativar o componente de suporte por um período de tempo que não causa substancialmente qualquer movimento da válvula de controle.

20. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ativar o componente de suporte inclui ativar o componente de suporte por um período de tempo que é menor do que, ou igual a um tempo morto da válvula de controle.

21. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ativar o componente de suporte inclui ventilar um fluido a partir da linha de controle de fluido.

22. Método para monitorar um sistema de controle de processo de fluido tendo um circuito de controle para controlar o fluxo de um material através de um caminho no sistema de controle de processo de fluido, o circuito de controle incluindo uma válvula de controle disposta no caminho e que é móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, um controlador de válvula para controlar o movimento da válvula de controle e uma linha de controle de fluido acoplando o controlador de válvula à válvula de controle, o método caracterizado pelo fato de compreender: detectar uma primeira pressão em uma localização no circuito de controle com um primeiro sensor de pressão disposto a bordo do controlador de válvula; detectar uma segunda pressão em uma localização no sistema de controle de processo de fluido que é externa ao circuito de controle com um segundo sensor de pressão disposto a bordo do controlador de válvula; e determinar uma característica do circuito de controle com base na primeira pressão.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que detectar uma primeira pressão em uma localização no circuito de controle inclui detectar uma pressão de saída de controlador de válvula.

24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que determinar uma característica do circuito de controle inclui determinar uma posição operacional da válvula de controle.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente ajustar a posição operacional da válvula de controle com base na primeira pressão.

26. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente ajustar a posição operacional da válvula de controle com base na segunda pressão.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que detectar uma segunda pressão inclui detectar uma pressão localizada em uma entrada da válvula de controle.

28. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que detectar uma segunda pressão inclui detectar uma pressão localizada em uma saída da válvula de controle.