CN101675284B - 现场发起流体调节测试的系统和过程 - Google Patents

Abstract

系统和过程可提供现场发起的测试和/或流体调节系统的控制。在一个方面，流体调剂测试系统可包括现场测试发起器(110、200、300、510)和流体调节器控制系统(120、520)。一旦激活用户输入装置(111、220、511)，现场测试发起器可改变传送至流体调节器控制系统的控制信号(150、210、310、535)。流体调节器控制系统可从现场测试发起器接收控制信号并产生流体套接其(130、540)控制信号(150、535)。流体调节器控制系统(120、520)也可检测控制信号(530)是否已改变，并且如果控制信号已改变则发起流体调节器测试程序(685)。流体调节器控制系统(820)可包括锁闭模式。当开始锁闭模式时，可抑制基于所接收控制信号产生流体调节器控制信号(830)和/或流体调节器(840、870)位置的改变。

Description

现场发起流体调节测试的系统和过程

关联申请的引用

本申请要求2007年3月30日提交的No.11/694,565美国专利申请的权益。

技术领域

本发明涉及调节流体流动，更具体地涉及在现场发起流体调节的测试。

背景

控制阀在很宽范围的商业和工业系统中用于调节流体流动。如今，许多控制阀包括自动定位器和/或受自动定位器的控制，该自动定位器具有调节阀以对于一过程控制流体流动的能力。一些工业和商业应用场合，例如某些化学应用场合，需要使用安全控制阀。由于安全控制阀可能无法长时间地使用，因此要定期地测试安全控制阀以检验其操作。例如，执行安全控制阀部分或全冲程测试。

冲程测试可通过对自动定位器的控制器编程以使阀作出冲程并监控其移动而执行冲程测试。这种能力可内建于自动定位器或者是改型的(例如通过软件更新)。用于发起冲程测试的控制信号可来自中央控制设施或自动定位器的用户输入装置，该用户输入装置可作为改型装置以机械方式安装在自动定位器中。

概述

用于流体调节的系统和过程允许现场发起的测试和流体控制。例如，操作者可利用流体调节测试系统以在现场发起流体调节器测试程序(例如部分或全冲程测试)以确定流体调节器健康度。又如，操作者可利用流体调节测试系统来发起停机程序(例如紧急状况或非紧急状况)，其中流体调节器位置被调整至安全模式位置(例如，取决于应用场合开启或关闭)。另外，可基于接收的控制信号和/或流体调节器的位置变更而启动流体调节系统的锁闭模式以抑制流体调节器控制信号的产生。

在一个总体方面，用于流体调节的系统可包括耦合于现场测试发起器的流体调节器控制系统。现场测试发起器可接收流体调节器控制系统的控制信号并将控制信号传至流体调节器控制系统。当检测到现场测试发起器的用户输入装置激活时，现场测试发起器也可改变传至流体调节器控制系统的控制信号。流体调节器控制系统可从现场测试发起器接收控制信号并产生流体调节器控制信号并基于所接收的控制信号确定是否发起流体调节器测试程序。

各种实现也可包括下面的一种或多种实现。控制信号可以是电流信号。当检测到用户输入装置激活时，现场测试发起器可在将近2mA和将近4mA之间改变传至流体调节器控制系统的控制信号。现场测试发起器可包括至少一个用户输入装置，当该用户输入装置被激活时可激活现场测试发起器的控制信号修正器的一部分。该控制信号修正器可改变控制信号一预定量或使其改变至预定的信号。该预定的信号可对应于某一信号以将流体调节器定位在安全模式位置。流体调节器控制系统可包括控制器，当控制信号已改变时(例如改变某一预定量或改变至某一预定量)，该控制器可发起部分的冲程测试。

在一个总体方面，流体调节过程可包括：在现场测试发起器处接收流体调节器控制系统的控制信号；将控制信号从现场测试发起器送至流体调节器控制系统；当检测到现场测试发起器的用户输入装置激活时通过现场测试发起器改变控制信号；在流体调节器控制系统处接收来自现场测试发起器的控制信号；并基于控制信号确定是否发起流体调节器测试程序。流体调节器控制信号可基于由流体调节器控制系统产生的控制信号而产生。

各种实现可包括下面的一种或多种实现。发起流体调节器测试程序可包括：检测是否已改变控制信号；且如果控制信号已改变则发起流体调节器的部分冲程测试。发起流体调节器测试程序可包括：改变耦合于流体调节器控制系统的流体调节器的位置；监控流体调节器控制系统的部件；并基于该监控确定流体调节器控制系统的健康度。在一些实现中，可检测用户输入装置的激活并且一旦激活用户输入装置则激活现场测试发起器的控制信号修正器的一部分。由流体调节器控制系统接收的控制信号可以是预定信号，该预定信号对应于将流体调节器定位在安全模式位置的信号。流体调节器测试程序可响应接收到的预定信号而终止且该流体调节器可位于安全模式位置。在一些实现中，可将状态信号从流体调节器控制系统送至现场测试发起器，该状态信号关联于流体调节器测试程序。现场测试发起器上的一个或多个指示器的发光可基于状态信号而改变。指示器的发光可关联于流体调节器测试程序。

在另一总体方面，用于流体调节的过程可包括：在现场测试发起器处接收流体调节器控制系统的控制信号；将该控制信号从现场测试发起器传至流体调节器控制系统；当检测到现场测试发起器的用户输入装置激活时，在现场测试发起器处改变控制信号；确定控制信号是否满足第一操作条件或第二操作条件；如果所传递的控制信号满足第一操作条件，则产生流体调节器控制信号以将流体调节器的位置调整至安全模式；如果所发出的控制信号满足第二操作条件，则发起流体调节器测试程序。

各种实现可包括下面的一种或多种实现。第一操作条件可包括控制信号是否处于预定的范围内。第二操作条件可包括控制信号是否已被调整某一预定量和/或控制信号是否在至少一预定时间段内处于预定范围内。流体调节器控制系统的控制器可确定控制信号是否满足第一操作条件或第二操作条件。现场测试发起器的控制信号修正器可检测控制信号是否满足第一操作条件且如果检测出用户输入装置激活且控制信号满足第一操作条件则改变该控制信号。在一些实现中，可作出所传递的控制信号是否由对应于将流体调节器定位在安全模式位置的信号的预定信号构成的判断。发起流体调节器测试程序可包括监控流体调节器控制系统的部件并基于该监控确定流体调节器控制系统的健康度。如果控制信号是与用于将流体调节器定位在安全模式位置的信号对应的预定信号，则中断流体调节器测试程序。

在另一总体方面，用于流体调节的系统可包括发起流体调节器测试程序的现场测试发起器。该现场测试调节器可包括接收流体调节器控制系统的控制信号的第一线环耦合器、控制信号修正器以及一个或多个用户输入装置。控制信号修正器可改变控制信号以指示应当执行流体调节器测试程序。用户输入装置一旦激活即激活控制信号修正器的一部分。

各种实现可包括下面的一种或多种实现。控制信号修正器可改变控制信号某一预定量或改变至某一预定信号，该预定信号对应于使流体调节器处于安全模式位置的信号。控制信号调节器可以是无源器件和/或包括无源电子器件，例如分流器。当控制信号满足特定操作条件时，控制信号可通过分流器改变。在一些实现中，当控制信号值小于规定值时，控制信号修正器可确定所接收控制信号的值并传送所接收的控制信号而不作显著改变。控制信号可以是电流信号且控制信号修正器可当至少一个用户输入装置被激活时在将近2mA和将近4mA之间改变控制信号。现场测试发起器可包括提供与流体调节器测试程序关联的视觉信号的指示器。

在另一总体方面，用于流体调节的系统可包括流体调节器控制系统，该流体调节器控制系统包括电-压力变换器和控制器。控制器可接收控制信号并基于所接收的控制信号产生电-压力变换器的流体调节器控制信号。控制器也可启动锁闭模式并确定是否已检测到解锁信号。如果已启动锁闭模式并且尚未检测到解锁信号，则控制器可基于接收到的控制信号抑制流体调节器控制信号的产生。如果已检测到解锁信号，控制器也可基于接收到的控制信号重新发起流体调节器控制信号的产生。

各种实现可包括下面的一种或多种实现。当接收到的控制信号指示流体调节器应当过渡至预定位置时，控制器可启动锁闭模式。该锁闭模式可与流体调节器的安全模式位置相关联。当检测到短路和/或当接收到电压中断时，控制器可检测解锁信号。系统也可包括耦合于流体调节器控制系统且电耦合于流体调节器控制系统的用户输入装置，其中用户输入装置的激活可将解锁信号传至控制器，该系统可包括耦合于流体调节控制系统的现场测试发起器。现场测试发起器可包括电耦合于控制器的用户输入装置，其中用户输入装置的激活可将解锁信号传给控制器。现场测试发起器也可包括其它用户输入装置。现场测试发起器可接收流体调节器控制系统的控制信号，将所接收的控制信号传至流体调节器控制系统，并且一旦检测出现场测试发起器的至少一个其它用户输入装置的激活即改变传至流体调节器控制系统的控制信号。当至少一个其它用户输入装置被激活时，流体调节器控制系统的所接收控制信号可改变以向控制器指示流体调节器控制程序应当执行和/或向控制器指示应当产生流体调节器控制信号以将流体调节器定位在安全模式下。现场测试发起器可耦合于流体调节器控制系统，以使现场测试发起器处于流体调节器控制系统的通信电路中。

在一个总体方面，用于在流体调节器控制系统处流体调节的过程可包括：接收控制信号；基于所接收的控制信号产生流体调节器控制系统的电-压力变换器的流体调节器控制信号；开始锁闭模式；并确定是否检测到解锁信号。如果锁闭模式已开始且尚未接收到解锁信号，该过程可基于所接收的控制信号抑制流体调节器控制信号的产生。如果已检测到解锁信号，该过程也可基于所接收的控制信号重新发起流体调节器控制信号的产生。

各种实现可包括下面的一种或多种实现。当接收到的控制信号指示流体调节器应当过渡至预定位置时，流体调节器控制系统的锁闭模式可以开始。检测到解锁信号可包括检测到一中断。可检测耦合于流体调节器控制系统的用户输入装置的激活。用户输入装置的激活可产生解锁信号。如果流体调节器控制系统不处于锁闭模式，当接收到的控制信号指示应当执行流体调节测试程序时，可发起流体调节器测试程序。

各种实现可具有一个或多个特征。具有通信电路现场测试发起器的流体调节测试系统的一个特征可以是易于使用，这会增加测试的可能性并因此提高安全性。例如，由于现场测试发起器的用户输入装置可在操作人员在现场的同时发起测试，操作人员可边观察流体调节器边发起测试而不必回到中央控制设施，在中央控制设施操作人员可能忘记发起测试。允许现场发起的流体调节器测试程序也允许操作人员在测试程序过程中观察流体调节器，这与需要操作人员在中央控制设施发起测试程序的当前使用系统相反。另外，如果观察到流体调节器操作的问题或影响流体调节器的邻近过程，则流体调节器可迅速从现场定位至安全模式位置。因此，启动停机越快，则安全性越高且生产成本降低，这是因为该过程较少可能地失去控制并且产生较少的不合格产品。通信电路现场测试发起器的另一特征包括易于安装，由于现场测试发起器可通过通信电路耦合在中央命令设施和流体调节器控制系统之间。另外，通信电路现场测试发起器的使用有利于对当前使用的流体调节器控制系统进行改型，这是因为现场测试发起器可通过通信电路耦合在流体调节器控制系统的外部。通信电路现场测试发起器的另一特征可包括修正控制信号而无需额外供电的能力。例如，如果现场测试发起器是无源器件，则现场测试发起器不需要独立的供电。

一个或多个实现的细节在附图和下文的说明中予以阐述。其它特征可从说明书和附图以及权利要求书中清楚地得出。

附图简述

图1是示出流体调节测试系统的一个示例的方框图。

图2是一示例性现场测试发起器的电路图。

图3是另一示例性现场测试发起器的电路图。

图4是示出由流体调节测试系统执行的示例性过程的流程图。

图5是示出另一示例性流体调节测试系统的方框图。

图6是示出由流体调节测试系统执行的示例性过程的流程图。

图7是示出由流体调节测试系统执行的另一示例性过程的流程图。

图8是示出流体调节系统的另一示例的方框图。

图9是示出由流体调节系统执行的示例性过程的流程图。

各附图中的相同附图标记表示相同部件。

详细说明

用于流体(例如气体、液体或其混合物)调节的系统和过程经常保持流体调节器位置很长时间。因此，可能需要测试流体调节测试系统工作和/或使流体调节器位于安全模式位置(例如在紧急停机或因为维护或其它原因离线移动过程中)的能力的可靠性。测试过程和/或紧急停机可通过流体调节测试系统在现场发起。流体调节测试系统可包括用于流体调节的现场测试发起器和流体调节控制系统。与流体调节控制系统通信的现场测试发起器允许现场发起的流体调节器测试。

图1示出示例性流体调节测试系统100的方框图。流体调节测试系统100包括耦合于流体调节器控制系统120(阀定位系统，例如包括控制器和转换器的系统)的现场测试发起器110，该流体调节器控制系统120操作和/或控制流体调节器130(阀，例如球阀、球心阀或任何其它类型的流体影响装置)。中央控制设施140可产生流体调节器控制系统120的控制信号150。中央控制设施140(例如位于流体调节器远端的控制局)可监控和/或发送控制信号150至一个以上流体调节器130和/或流体调节器控制系统120。

在所示实现中，控制信号150从中央控制设施140传至现场测试发起器110。现场测试发起器110接收控制信号150并可在将控制信号传至流体调节器控制系统120之前改变控制信号。如图1所示，流体测试发起器110可包括三个用户输入装置111，例如现场推挽式按钮、键盘或旋转开关。用户输入装置111可通过例如按下按钮或转动旋钮的操作人员在现场激活。用户输入装置111的激活可激活现场测试发起器110的控制信号修正器112的一部分。

当用户输入装置111激活时，控制信号修正器112可修正控制信号150。例如，用户输入装置111之一的激活可将控制信号150引至控制信号修正器112，在那里控制信号改变某一预定量(例如在将近2mA和4mA之间或将近3mA和将近5mA之间)。又如，另一用户输入装置111的激活可激活控制信号修正器112的一部分，在那里控制信号改变至某一预定量(例如0mA或4mA)。例如在电流回路中(例如4-20mA)，控制信号修正器112可减小控制信号的电流。

在通过现场测试发起器110后，可将控制信号150(例如改变后的控制信号或未经改变的控制信号)传给流体调节器控制系统120。流体调节器控制系统120可基于传来的控制信号150判断是否发起流体调节器测试程序(例如冲程测试)并基于传来的控制信号150产生流体调节器控制信号150。例如，如果控制信号150已改变，则流体调节器控制系统可产生流体调节器控制信号，以发起流体调节器测试程序或在需要时将流体调节器130的位置调整至安全模式位置。又如，如果控制信号150尚未由现场测试发起器110改变，则流体调节器控制信号可基于控制信号继续操作。

在现场(例如在流体调节器附近)发起测试允许操作人员用肉眼检查流体调节器控制系统和/或流体调节器并发起测试而不用回到中央控制中心。另外，在现场允许紧急停机使现场的操作人员发觉操作异常、危险状况之类时以更快地发起停机操作(例如流体的通风、限制流体流动等)。因此，由于例如减少过程在紧急停机状况下失控的时间量而降低了因制造不合格产品产生的成本和/或减少因没有控制过程造成的损坏，安全性得以提高。

在各种实现中，控制信号修正器可包括电子器件的组合，例如电阻器、电容器、二极管、分流器等。例如，控制信号修正器可包括一个或多个分流器等。例如，控制信号修正器可包括一个或多个分流器。控制信号当满足某些操作条件时(例如高于或低于某一预定范围)可由分流器改变。在一些实现中，控制信号修正器112可以是无源器件(例如在器件中具有零或可忽略的放大或功率增益的器件)。在现场测试发起器中利用无源控制信号修正器可允许控制信号修正器工作而无需额外的电力(例如现场测试发起器可工作在来自控制信号的功率下)。由于存在较少部件的故障，不需要附加功率以改变控制信号的现场测试发起器的特征可包括增加的耐久性，并由于降低的功耗而增加其使用期间的收益。

图2示出用于通信电路(例如双线回路)的示例性现场测试发起器200的电路图。现场测试发起器200通过调节电流而改变控制信号210。现场测试发起器200包括用户输入装置220、240以例如启动测试并发起对能源的停机。如图2所示，现场测试发起器200可包括与第一二极管230(例如1N5283二极管)电气通信的第一用户输入装置220。第一用户输入装置220的激活可使预定量的控制信号210漏至接地线。因此，控制信号作为其值低于控制信号210的改变的控制信号215从现场测试发起器200传出。现场测试发起器200还包括与第二二极管250电气通信的第二用户输入装置240。第二用户输入装置240的激活可使预定量的控制信号210漏至接地线。因此，控制信号215作为其值低于控制信号210的改变的控制信号从现场测试发起器传出。

在一种实现中，第一二极管230可以是将近4mA的电流调节二极管而第二二极管250可以是将近16mA的电流调节二极管。20mA的控制信号例如可从中央控制设施传至现场测试发起器200以使流体调节器处于开启位置。当没有用户输入装置被激活时，则允许控制信号210无显著抑制地通过现场测试发起器。因此，离开现场测试发起器200的控制信号215可能不会显著改变(例如控制信号215具有与进入现场发起器的控制信号210基本相同的值和/或控制信号215具有进入现场测试发起器的控制信号时将近100μA范围内的值)。当第一用户输入装置220被激活时，第一二极管230允许将近4mA的控制信号210通过接地线，且因此改变后的控制信号215的电流值将近为16mA。该16mA的电流信号可向流体调节器控制系统指示应当执行流体调节器测试程序(例如部分冲程测试、全冲程测试等)。当第二用户输入装置250被激活时，第二二极管240允许将近16mA的控制信号210通过接地线，且因此所产生的改变后的控制信号215的电流值将近为4mA。该4mA的电流信号可向流体调节器控制系统指示流体调节器应当位于安全模式位置(例如允许气体流通或抑制流体流动)。

尽管现场测试发起器的上述电路图仅示出两个开关和两个二极管，然而可使用任何数目的开关和/或二极管。例如，现场测试发起器可包括附加开关和附加二极管，它使控制信号改变至向流体调节器控制系统指示应当执行全冲程测试或其它流体调节器测试程序的预定值。尽管描述了无源控制信号修正器，然而可设计电气有源控制信号修正器并且例如使用增加控制信号值至某一预定值或增加某一预定值的电子器件。另外，尽管所示的用户输入装置被描述为包括以控制信号修正器方式工作的电子开关，然而该电子开关可以是控制信号修正器的一部分并且该电子开关可检测用户输入装置的激活并因此而被激活。

图3示出另一示例性现场测试发起器300的电路图。该现场测试发起器300可基于所接收的控制信号值而改变控制信号310。如图所示，现场测试发起器300包括第一开关320、第二开关330和电阻器、二极管、电容器和运放(运算放大器)的组合。第一开关320和第二开关330可耦合于用户输入装置，从而当用户输入装置被激活时，使第一和/或第二开关闭合。第一开关320或第二开关330的激活影响现场测试发起器300中的控制信号310。

如图所示，当没有开关被激活时，一部分控制信号310进入允许固定电压信号通过的二极管340(例如齐纳沟道二极管)。该固定电压信号经过电阻器并进入运放350的负极引脚。另一部分控制信号310在进入运放350的正极引脚前经过电阻器。在运放350中，将正极引脚和负极引脚中的信号进行比较。如果负极引脚中信号的电压高于正极引脚中信号的电压，则从正极引脚抽取电流(例如通过使电流沉降至地面而向下至负极引脚，见路径360)，直到电压近乎相等为止。如果负极引脚中的信号的电压低于正极引脚中信号的电压，则运放不改变正极引脚中的信号。如果正负引脚中的信号电压近乎相等，则运放不改变正极引脚中的信号。因此，在两开关均不予以激活的情形下，可将电路设计成使正极引脚和负极引脚中的电压大致相等，从现场测试发起器300传来的控制信号315大致与所接收的控制信号310相同。

然而，当第一开关320被激活时，现场测试发起器改变控制信号。如图所示，一部分控制信号在进入运放的负极引脚前通过另一电阻器。可将现场测试发起器设计成：当接收到20mA控制信号并激活第一开关时，负极引脚中产生的信号电压大于正极引脚中的信号电压。功放350随后使来自正极引脚的电流渗入地面，直到正极引脚和负极引脚之间的电压差可忽略为止。来自运放的反馈引脚通过电容器和附加电阻器以降低噪声(例如抑制与来自过程控制器的输入电流的振荡)。

当激活第二开关330时，现场测试发起器改变控制信号。一部分控制信号310在进入运放350的负极引脚前通过附加的电阻器。当第二开关350被激活时使控制信号流过的附加电阻器可不同于当第一开关330被激活时使控制信号流过的附加电阻器。使用不同的电阻器可能导致运放负极引脚处的电压差，并因此导致离开现场测试发起器的不同改变的控制信号。将运放350的负极引脚处的电压与正极引脚中的信号电压作比较；如果负极引脚中信号的电压高于正极引脚中信号的电压，则来自正极引脚中的信号的电流渗至接地线，直到电压大致相同为止。因此，从现场测试发起器传来的控制信号315的电流小于由现场测试发起器接收到的控制信号310的电流。

如果18mA的控制信号进入现场测试发起器，如上所述，现场测试发起器可设计成使进入运放负极引脚产生的电压大于正极引脚中的信号的电压，且运放350可使来自正极引脚的信号的电流渗漏，直到电压差可忽略为止。所得到的经改变的控制可以是16mA。因此，当开关被激活时，现场测试发起器可使控制信号改变与所接收的控制信号相关的一个量和/或当用户输入装置被激活时将预定量的控制信号送至流体调节器控制系统。

此外，如果不满足操作条件(例如控制信号的值小于规定值)，则现场测试发起器可不改变控制信号。例如，如果16mA的控制信号进入现场测试发起器，如上所述，现场测试发起器可设计成使进入运放负极引脚产生的电压大致等于或大于正极引脚中的信号的电压，且从现场测试发起器传来的控制信号315可大致与所接收的控制信号310相同。现场测试发起器可能无法改变低于某一规定值的信号，从而抑制流体调节器控制系统将改变后的信号解释成使流体调节器定位在安全模式位置的信号而不是发起流体调节器测试程序的信号。另外，现场测试发起器可以不改变不满足操作条件(例如低于规定值)的信号，以当流体调节器处于安全模式位置和/或(由中央控制设施发起的)测试正在进行时，抑制流体调节器控制系统发起流体调节器测试程序。

图4示出流体调节现场测试的示例性过程400。过程400从接收控制信号(操作410)开始。例如，流体调节器控制系统的控制信号可由中央控制设施发送并由现场测试发起器接收。该控制信号可以是例如电流信号(例如4-20mA的控制回路)、电压信号和/或频率信号。另外，尽管开关被描述为控制信号修正器的一部分，然而开关也可以是用户输入装置的一部分。

可检测一个或多个用户输入装置是否已被激活(操作420)。例如，用户输入装置可耦合于电子开关或包括当激活时激活一部分控制信号修正器的电子开关。

如果用户输入装置尚未被激活，则控制信号可传至流体调节器控制系统(操作430)。例如，通过现场测试发起器将未经改变的或改变量可忽略的控制信号传至阀定位系统。

如果用户输入装置已被激活，则改变控制信号(操作440)。控制信号可通过现场测试发起器的一部分(例如控制信号修正器)予以改变。控制信号可改变某一预定量(例如将近1mA至将近5mA，将近2mA至将近4mA等)或可改变至预定量(例如将近16mA，将近4mA，将近0mA)。可在至少某一预定时间段内(例如将近2秒，将近3秒等)将控制信号改变预定量或改变至预定量。控制信号可在至少某一预定时间段内改变以使改变的信号与控制信号的抖动或其它中断区别开和/或利于由控制器识别改变后的控制信号。例如，当检测到用户输入装置激活时，控制信号的一部分可转移至接地线。控制信号(例如改变的控制信号或改变量可忽略的控制信号)随后被传至流体调节器控制系统(操作430)。

在控制信号被传送至流体调节器控制系统后(操作430)，可处理接收到的另一控制信号(操作410)。例如，由于控制信号由现场测试发起器连续或周期地接收(例如每秒一次、每三秒一次等)，现场测试发起器可将接收到的控制信号传至流体调节控制系统，直到已检测到用户输入装置的激活为止。

过程400可由系统100或类似系统实现。另外，可在过程400中添加、删除、修改或重新排序多种操作。例如，可确定控制信号的值。又如，当用户输入装置被激活时，控制信号的变更可基于激活的用户输入装置和/或接收到的控制信号的值。另外，当控制信号低于某一预定值时，可不改变控制信号。

图5示出一示例性流体调节测试系统500。流体调节测试系统500包括现场测试发起器510和阀定位系统520。控制信号530可由现场测试发起器510接收并被送至阀定位系统520。该阀定位系统可产生流体调节控制信号535以控制阀540的位置。

现场测试发起器510包括用户输入装置511，当它被激活时，激活控制信号修正器512的一部分。控制信号修正器的一部分的激活可改变控制信号(例如减小电压、减小电流、增加电压等)。控制信号530的变更可指示应当执行流体调节器测试程序或指示该流体调节器(例如阀540)应当位于安全模式位置。

控制信号修正器512可通过一个或多个电子器件改变控制信号530。控制信号修正器可以是无源或有源的电子器件。控制信号修正器可改变所接收的控制信号530以向阀定位系统520指示应当发起流体调节测试程序(例如部分冲程测试)和/或指示应当产生流体调节器控制信号以使阀定位在安全模式位置。

现场测试发起器510也可包括指示器513(例如灯光、LED、LCD屏幕等)。指示器513可提供与流体调节测试程序相关的信息。例如，指示器513可指示由阀定位系统实现哪种流体调节测试程序(例如部分冲程测试或全冲程测试)，如果用户输入装置被激活，则指示是否阀定位系统已启动测试、测试正在进行中还是已结束和/或流体调节测试程序的结果(例如阀健康度的指示——低劣、中等、良好；在阀定位系统中的哪里发现问题等)。现场测试发起器可通过将现场测试发起器耦合于阀定位系统的导线接收与流体调节测试程序相关联的信号536。指示器513可耦合于向指示器供电的电源(例如内部电池)。

现场测试发起器510可通过双线回路耦合于阀定位系统。例如第一双线回路耦合器(例如在现场测试发起器上)可接收阀定位系统的控制信号530。第二双线回路耦合器可从阀定位系统接收接地信号。使用双线回路配置可简化将现场测试发起器安装至已有的和/或新的阀定位系统、降低生产成本和/或减少干涉。

阀定位系统可从现场测试发起器510接收控制信号531并将流体调节控制信号535送至致动器550，致动器550可基于流体调节控制信号535调整阀540的位置。阀定位系统520可包括多个部件，包括控制器521、电-压力变换器(E/P转换器)523和中继器524。信号523可由阀定位系统520的各部件(例如E/P转换器、中继器等)变换和修正并送至在阀540上工作的致动器550(例如受差压作用的活塞)。

控制器521可包括可编程逻辑器件521a，例如微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、例如专用集成电路(ASIC)的不可编程逻辑器件或用于以逻辑方式操控信息的任何其它器件。另外，控制器521可包括存储器521b以存储数据和/或指令。控制器521的存储器521b可包括易失或非易失存储器，例如RAM、ROM、光存储器、磁存储器、闪存、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、相变RAM(PRAM)、铁电体RAM(FeRAM)或用于存储信息的任何其它合适器件。至少一部分存储器521b可以是非易失的，以使掉电不会对数据存储造成影响。控制器521可工作在例如某一电流或电压范围内(例如将近4mA至将近20mA，将近1伏至将近24伏，将近12伏至将近24伏等)。

控制器521可接收控制信号531并基于接收的控制信号产生至E/P转换器523的信号。控制器521可基于控制信号531确定是否发起流体调节测试程序。例如，控制器521可确定控制信号531是否指示将要执行一个操作(例如发起流体调节测试程序或产生流体调节器控制信号以使流体调节器位于安全模式位置)。控制器521可将接收的控制信号与之前的控制信号进行比较以确定是否已调整控制信号。控制器521可(例如通过电子电路)检测控制信号是否已被调整。如果控制信号已被调整，则控制器可发起一响应。例如，控制器可发起流体调节测试程序或产生指示阀的位置应当是安全模式位置的流体调节控制信号。

控制器521也可检测控制信号的电平并基于该控制信号发起一响应。例如，在4-20mA电流回路中，当控制信号为第一预定量时，控制器可发起流体调节测试程序，当控制信号为第二预定量时使阀开启，且当控制信号为第三预定量时使阀关闭。可采用预定的范围(例如±1mA)而不是预定量来指示控制器应当采取哪个行动。

在一些实现中，控制器521可确定所接收的控制信号531是否满足一个或多个操作条件。例如，如果控制信号满足第一操作条件(例如低于某一规定值)，则控制器可产生指示应当将阀调整至安全模式位置的流体调节控制信号。如果控制阀满足另一操作条件(例如处于特定范围值内)，则可由控制器发起测试程序。

阀定位系统520的E/P转换器523将来自控制器521的电信号转换成流体或气体(例如空气、天然气或其它合适的可压缩气体)的压力信号。尽管描述的是E/P转换器，然而也可使用能够转换从控制器接收的信号的其它合适的转换器。中继器524随后放大(例如通过压力、体积和/或流量)接收的信号并将流体调节控制信号535传至致动器550。中继器524可包括但不局限于，弹簧膜致动器、滑阀或气动放大器。供流器560(例如空气或天然气)可将流体提供给E/P转换器523和/或中继器524。

阀定位系统也可包括耦合于诸部件或诸部件之间的连线的传感器525。传感器525可以是能够测量由阀定位系统产生和/或接收的信号(例如电信号、机械信号或流体信号)或位置的任何装置。例如，传感器可测量例如但不局限于压力、流量、电流、电压和/或阀位置的参数。传感器525可将数据从监控的部件发送至控制器521。来自传感器525的数据可用来确定阀的健康度和/或识别阀的一个或多个部件所存在的问题。

可对来自传感器的数据执行各种分析，例如比较输入/输出曲线、F-测试、傅立叶变换等。又如，可对来自监控部件的数据执行趋势分析。可基于数据诊断部件的问题。例如，可分析数据以判断阀内的摩擦是否已增加或流体调节测试系统的部件之间的连接处是否存在泄漏。又如，可诊断出例如电-压力输出转换器中的堵塞、电-压力输出转换器的弯曲部或喷嘴上的沉淀物、控制器电子器件的失效、控制器电子器件的性能偏移、中继器的失效或泄漏(例如中继器的薄膜的失效或泄漏)、(例如致动器、中继器或电-压力输出转换器的)管接头处的气体泄漏、折断的致动器弹簧、增加的封装摩擦、来自供气源的低压气流传递和/或在预定范围外的温度(例如高温可能在很少的天数造成失效)。

在一些实现中，阀定位系统520还包括过载装置522(例如安全过载电路或装置)。过载装置522可向流体调节测试系统提供安全控制特征。例如，如果不安全状况存在或影响流体调节测试系统500，则过载装置522可修正或中断提供给流体调节测试系统520或由其提供的信号，从而提供使流体调节测试系统进入“安全”模式(例如使流体对大气通风、关闭阀或适合于特定系统的任何动作)的信号。例如，如果例如化学反应的过程变得不可控制，则过载装置中断至E/P转换器523的信号并使流体调节测试系统进入安全状态(例如关闭至该过程的给料管道)。又如，如果检测到不安全材料的泄漏，则过载装置可修正信号以使流体调节测试系统关闭泄漏的上游阀。

过载装置522可使用数字元件、模拟元件或其组合来实现。过载装置522可以是能够中断或修正至E/P转换器523的信号通信而不中断向功率控制器521和/或传感器525发信号的能力的电子器件的任意组合。过载装置522可与控制器521分离，例如在分立的印刷电路板上，或与控制器集成在一起。

跳闸信号537和/或控制信号531可控制过载装置522的操作。跳闸信号537可由外部控制机构调整，这种调整可基于从调节过程和/或设施的各个部分接收的数据的判断。过载装置522可例如响应接收跳闸信号537(例如由于测试目的或使流体调节测试系统进入安全状态)、检测控制信号531状态变化(例如控制信号的快速变化)、检测跳闸信号或控制信号的中断、接收不安全状态通知或要求在安全状态下运作流体调节测试系统的任何数量的其它事件而被触发。

当过载装置522接收跳闸信号537时，从控制器521发送至E/P转换器523的信号上进行的修正可以是使E/P转换器执行与“安全模式”相关的动作的任何适当修正(例如过渡至默认状态，例如关闭、冻结当前状态)。例如，当控制信号中断时，一些E/P转换器523向大气通风(例如阀开启以使流体调节测试系统中的流体释放至大气中)。

当基于控制信号531触发过载装置522时(例如当控制信号531快速变化或波动时)，过载装置修正从控制器521传至E/P转换器523的信号以使E/P转换器基于响应地产生某一信号，该信号对应于将流体调节器(例如阀540)定位在安全模式。例如，过载装置可修正从控制器521传至E/P转换器523的信号以响应流体调节器控制信号535通过致动器550使阀540的位置从关闭位置移动至“开启”的安全模式位置。

在一个方面可视为安全过载电路的过载装置522具有多种配置。例如在某些实现中，过载装置422可在控制信号531被提供给控制器521之前接收控制信号531。因此，过载装置522可评估控制信号531并确定是否在仍然允许控制器521从控制信号提取功率和通信的同时对至E/P转换器523的信号进行修正。对至E/P转换器523的信号进行修正可包括升压、衰减、变换、中断、转换或操控信号以产生来自E/P转换器的特定响应。如果命令信号不指示正在发生某一状态，则过载装置522输出的控制信号本质上可与输入的相同。

为了评估修正E/P转换器控制信号的控制的信号，过载装置522可例如包括耦合于控制信号线并由比较器控制器的晶体管。晶体管可以是任何合适的电流或电压控制的电子器件，它响应某一控制端子(在本文中为比较器)的信号限制或允许电流流动。例如，晶体管可以是p型或n型场效应管(FET)，例如受施加于MOSFET栅极端子的电压控制的金属氧化物半导体FET(MOSFET)。比较器可以是将基准输入信号与门限输入信号进行比较并响应该比较产生输出以控制晶体管的任意电路(例如运放)。

在一种实现中，过载装置522可接收产生自控制信号的输入电流。电阻器可耦合于信号的负极线并与二极管并行地设置以形成与信号的输入电流成正比的电压。电阻器也可耦合于信号的正极线以产生表征信号的输入电流的特征电压降。电压调节器可与第二电阻器一起工作以形成固定基准电压，将第一电阻器两边的电压与该基准电压进行比较。

在操作中，比较器执行表征输入电流的特征电压与基准电压的比较。如果由于输入电流太低或由于电压调节器已将输入电流分流至地面(因为该电流太高)，特征电压脱离范围(例如低于基准电压)，则比较器关闭其相应晶体管，由此阻断电流流向E/P转换器。在具体实现中，该电路可冗余地复制以提供增加的安全性。

为了评估用于修正控制信号的跳闸信号537，过载装置522可例如在控制信号的正极路径中提供晶体管。该晶体管可以是任何适当的受电流或电压控制的电子器件，它响应控制端子(在本文中为电压调节器)处的信号限制或允许电流流过。用来控制晶体管的电压信号是跳闸信号，该跳闸信号由电压调节器阶梯下降至与晶体管相配的电压电平。因此，如果晶体管是5V MOSFET，则例如24V的跳闸信号可阶梯下降至5V。过载装置也可具有耦合在信号的正极路径和晶体管的栅极线之间的电阻器，用以防止来自阶梯下降的跳闸信号的电流使该信号显著改变。例如，可选择电阻器以使其具有相对高的电阻值，例如1MΩ，以使电流流动减至最小。

在操作中，只要使来自跳闸信号的电压保持阶梯下降，则晶体管允许电流流过。当跳闸信号537中断时，通过晶体管的电流流动中断，由此阻断提供给E/P转换器的信号。响应信号中断，E/P转换器过渡至安全状态，例如向大气通风。因此，过载装置提供响应跳闸信号537停止信号的有效操作。在特定实现中，过载装置522可包括用于增加可靠性的两个复制的过载电路。

在某些实现中，可在一个过载装置522中(例如同一电路板上)提供监控控制信号和监控跳闸信号537的特征。然而在应用中，可仅使用其中一个安全特征。此外，尽管已提到通过复制电路具有冗余的过载装置，然而有利的是通过非复制电路提供冗余，这将减少两个电路受同一状态影响的机会。然而，在某些实现中，冗余是不需要的。

在一些实现中，控制信号可在导线回路(例如导线对)上传至控制器521。利用一个导线回路可简化操作和/或减少干扰。由控制信号531供电的控制器521至少部分地基于控制信号产生合适的信号以送至E/P转换器523。该信号随后被提供给过载装置522，该过载装置522将信号传至E/P转换器523。E/P转换器523将电信号转换成压力信号(例如流体调节控制信号535)以传递给中继器525，该中继器525可修正或保持该压力信号。压力信号随后被传至致动器550，致动器550基于该压力信号调整阀540的位置。

在流体调节测试系统500的一个操作模式中，控制信号541被送至阀定位系统520的过载装置522。过载装置522判断是否应当修正或中断送至E/P转换器523的信号(例如由于需要流体调节测试系统进入安全状态的条件)。如果过载装置522确定不需要修正或中断该信号，则信号被送至E/P转换器523。

如果过载装置522确定应当中断该信号，则在保持对控制器521供电(例如允许控制信号531传至控制器521)的同时终止送至E/P转换器523的信号。至E/P转换器的信号的终止使流体调节测试系统进入安全模式位置(例如关闭阀540)。由于保持对控制器521和/或传感器525的供电，如有必要，可监控流体调节测试系统的部件。

过载装置522可因多种原因而修正或中断流至E/P转换器523的信号，例如在流体调节测试系统中检测到不安全状态或对流体调节测试系统造成影响的不安全状态。例如，如果由传感器525测得的值超过某一安全范围，则控制器521可将指示不安全状态的消息发送给过载装置522。又如，如果检测到不安全状态(例如超出范围的信号、位置、温度、基准电压和/或压力值；存储器故障、E/P转换器的老化和/或一次或多次检查中的中继响应度的退化)，则过载装置522可中断由控制器输出的控制信号。

在一些实现中，故障识别和分析可通过例如HART(高速可寻址远程变换器)调制解调器的其它通信装置进行。控制器521可包括HART调制解调器以接收消息，例如在控制信号531中通信的命令或在流体调节测试系统的部件之间的其它信号。该HART调制解调器允许传感器、变换器、控制器和其它器件在信号范围的网络中通信，例如4-20mA的电流回路连接。HART调制解调器可调制允许与控制器521通信的回路中的信号(例如产生1200波特的FSK信号)。因此，HART调制解调器可将命令发送至控制器521，该控制器521可将命令存储在例如RAM、EEPROM或闪存的存储器中。

在一些实现中，现场测试发起器和阀定位系统可至少部分地单独设置或位于同一机壳内。机壳可至少部分地围住现场测试发起器和/或阀定位系统的至少一个部件。使用单独机壳内的现场测试发起器而不是阀定位系统使操作人员无需打开阀定位系统的机壳就可触及现场测试发起器和/或使操作人员将该现场测试发起器安装在已有的阀定位系统而无需打开阀定位系统的机壳。机壳可以是耐天气影响的、防爆和/或抗爆的和/或满足政府和/或产业标准的。在机壳中定位现场测试发起器、控制器、过载装置和/或其它部件有利于流体调节测试系统的安装和/或防止对部件和/或控制器的损伤。

图6示出用于流体调节的过程600的一个例子。过程600可例如为图5的系统执行的操作。过程600开始于接收控制信号(操作610)。例如，控制信号可传至现场测试发起器或由现场测试发起器接收。控制信号可以是例如电流或电压信号。

可作出现场测试发起器的用户输入装置是否已被激活的判断(操作620)。例如，可检测是否按下某一用户输入装置，例如按钮。又如，可检测是否已拨动某一用户输入装置，例如开关。

可作出控制信号是否满足操作条件的判断(操作630)。该判断可由现场测试发起器通过电子器件或通过例如微处理器或PLD作出。例如，现场测试发起器可包括例如运放的比较器。如前所述，如果不满足操作条件(例如在某一预定范围内)，则该运放可不改变控制信号。

例如，对于4-20mA控制回路来说，操作条件可指示当接收到将近2mA和5mA之间的控制信号时控制信号不应当改变。将控制信号的改变抑制在低于某一预定量或抑制在预定范围内可在流体调节器处于安全模式位置时抑制测试。又如，对于4-20mA控制回路来说，操作条件可指示当接收到将近14mA和将近18mA之间的控制信号时，则不应当改变该控制信号。将控制信号的改变抑制在低于某一预定范围内(例如当中央控制设施传递控制信号以发起流体调节器测试程序时)可抑制流体测试发起器改变控制信号以当中央控制设施已发起测试时发起测试和/或当请求测试时抑制控制信号无意地改变为与安全模式位置相关联的信号。

如果控制信号满足操作条件，则可改变控制信号(操作640)。例如，控制信号修正器可改变控制信号某一预定量(例如2-4mA)或改变控制信号至某一预定量(例如16mA、4mA等)。控制信号可基于在控制信号修正器中用户输入装置激活哪个电气路径而改变。例如，当与将流体调节器定位在安全模式位置(例如紧急停机)关联的用户输入装置被激活时，控制信号修正器中将控制信号改变为与将流体调节器定位在安全模式相关联的信号(例如0mA、4mA、20mA)的电气路径被激活。又如，当与发起部分冲程测试相关联的用户输入装置被激活时，可激活控制信号修正器中的某一电气路径以减小控制信号至预定量(例如8mA、14mA、16mA、18mA等)，该预定量向流体调节器控制系统的控制器指示流体调节器测试程序应当被发起。

然后可将控制信号送至流体调节器控制系统(操作650)。例如，可将控制信号送至流体调节器控制系统的控制器和/或过载装置。

可由流体调节器控制系统作出控制信号是否已改变的判断(操作660)。流体调节器控制系统可包括用以检测控制信号是否已改变的电子器件和/或流体调节器控制系统的控制器可检测控制信号是否已改变。如果控制信号尚未改变，则可基于控制信号调整流体调节器的位置(例如调整至安全模式位置)(操作670)，如果需要的话。

如果控制信号已改变，则作出是否发起流体调节器测试程序的判断(操作680)。例如，可将控制信号与操作条件(例如控制信号高于还是低于某一预定量)比较以确定是否发起测试。例如，在4-20mA电流回路中，如果改变后的控制信号大于15mA，则发起流体调节器测试程序，而如果改变后的控制信号小于15mA，则流体调节器可调整至或保持在安全位置。

判断是否发起流体调节器测试程序可基于流体调节器的位置。例如，如果流体调节器处于安全模式位置，则抑制测试。当流体调节器处于安全模式时可抑制测试，从而维持流体调节测试系统的安全模式操作。又如，如果流体调节器处于关闭位置，则抑制测试。当流体调节器关闭时可抑制测试，从而抑制过程流动和/或维持当前操作。

可发起流体调节器测试程序(操作685)。例如，流体调节器测试程序可包括：(例如通过产生送至致动器的流体调节器控制信号)调整流体调节器的位置；监控流体调节器控制系统和/或流体调节器的诸个部件；和/或确定流体调节器健康度和/或流体调节测试系统的部件的健康度。流体调节器控制系统和流体调节器中的传感器可在监控流体调节测试系统的同时提供数据。

关联于流体调节器测试程序的信号可送至现场测试发起器(操作690)，并且现场测试指示器上的指示器发光可基于所接收的关联于测试的信号而改变(操作695)。例如，现场测试发起器上的LED可基于所接收信号点亮或熄灭，或者改变其光的颜色。指示器的发光可提供关于流体调节器测试程序的信息。

可作出流体调节器测试程序是否已完成的判断(操作699)。例如，流体调节器控制系统的控制器当判定执行测试程序时可确定是否测试程序正被执行或已结束。如果测试程序没有结束，则可将信号(例如与测试的进展和/或测试结果相关的)发送给现场测试发起器(操作690)，并且现场测试发起器的指示器的发光可基于信号而改变(操作695)。如果测试程序结束，则随着接收到新的控制信号，过程可重启(操作610)。

过程600可由系统500或类似系统实现。另外，在过程600中可添加、删除、修正或重新排序多种操作。例如，不(通过现场测试发起器和/或流体调节器控制系统)判断控制信号是否满足操作条件，并且当用户输入装置中的至少一个被激活时可改变控制信号。又如，当至少一个用户输入装置被激活时，现场测试发起器可改变控制信号，并且流体调节器控制系统可在发起测试前判断改变后的控制信号是否满足操作条件。另外，可不作出控制信号是否已改变的判断并基于所接收的控制信号判断是否发起流体调节器测试程序。此外，不改变现场测试指示器上的指示器发光，而是改变指示器的其它特征。例如，指示器可以是听觉指示器并且可增强、开始或结束该声音。另外，视觉指示器可显示新的或改变的图像而不是使指示器的发光变化。

此外，由于可连续接收控制信号，过程可能因为后接收的控制信号而中断。例如，如果接收到紧急关机信号，则可终止测试。当控制信号无法满足操作条件时，可中断流体调节器测试程序(例如当控制信号的值落在指示应当执行测试程序的范围外时，测试过程可中断)。

图7示出用于流体调节的过程700的另一个例子。过程700开始于接收控制信号(操作705)。如果已激活某一用户输入装置，则控制信号可改变(操作710)。例如，如果激活某一用户输入装置，则控制信号可由现场测试发起器接收并由现场测试发起器的控制信号修正器改变。

可将控制信号传递给阀定位系统(操作715)。例如，可通过双导线回路中的一导线将控制信号发送给阀定位系统。

可作出控制信号是否满足第一操作条件的判断(操作720)。第一操作条件可包括控制信号是否大于某一预定值。如果控制信号不满足第一操作条件，则产生流体调节控制信号以将阀位置调整至安全模式位置(操作725)。例如，安全模式位置可基于其中阀的使用场合使气体流通或抑制流体流动。可监控阀和/或阀定位系统的部件和/或判定阀的健康度。现场测试发起器上的指示器的发光可基于所确定的阀健康度而改变。阀可保持在安全模式位置，直到接收到指示阀位置应当调整的控制信号为止。

可作出控制信号是否满足第二操作条件的判断(操作730)。例如，第二操作条件可包括预定范围的值(例如15-17mA)。又如，第二操作条件可包括控制信号是否在至少预定时间段内在预定范围内和/或控制信号是否已改变了一预定时间段。

如果控制信号不满足第二操作条件，则可没有实质中断地继续之前的操作(操作735)。现场测试发起器的一个特征可以是当控制信号低于某一预定量时抑制流体调节测试程序的发起，以当阀应当处于安全模式时不发起测试。另外，第二操作条件可包括如果已发起流体调节测试程序，则在之前的测试正在进行的同时不发起新的流体调节测试程序。

如果控制信号满足第二操作范围，则发起流体调节测试程序(操作740)。例如，如果控制信号处于预定范围(例如在将近15mA和将近17mA之间)并持续某一预定时间段(例如在将近2秒和将近5秒之间)，则满足第二操作条件。操作条件可包括预定控制信号保持某一时间长度以防止微小的抖动或中断触发测试或将阀位置调整至安全模式位置。流体调节测试程序可包括阀的任何测试以利于判断阀的健康度和/或识别阀和/或阀定位系统中存在的问题。

在流体调节测试程序中，可产生流体调节控制信号以改变阀的位置(操作745)。例如，可将阀位置调整某一预定量(例如从100％至80％开启等)。可监控阀定位系统和/或阀的部件(操作750)。例如，阀定位系统中的传感器可将数据发送至控制器。可确定阀定位系统和/或阀的健康度(操作755)。控制器可分析从传感器接收的数据并确定阀健康度和/或识别阀或阀定位系统中存在的问题。

可将信号发送至与测试关联的现场测试发起器(操作760)并基于所接收的信号改变指示器的发光(操作765)。例如，当发起流体调节测试程序时，现场测试发起器上的橙色LED发光。绿色LED指示阀健康度良好。现场测试发起器上的LED没有一个发光指示没有用户输入装置被激活，所有LED发光指示由现场测试发起器发起的紧急停机。尽管描述了LED指示器，然而也可使用任何合适的听觉或视觉指示器。指示器的使用可向过程现场的操作人员提供反馈和/或流体调节测试程序的结果。

可作出测试程序是否结束的判断(操作770)。如果测试程序没有结束，则可(例如周期地或连续地)将关联于测试程序的信号发送给现场测试发起器(操作760)。另外，指示器的发光可基于来自的信号相应地改变(操作765)。

如果测试程序结束，则在接收到新的控制信号时(操作710)，过程重新开始。

过程700可由系统500或类似系统实现。另外，可在过程700中添加、删除、修正或重新排序各种操作。例如，可通过两个以上或两个以下的操作条件来评估控制信号。又如，可不将关联于测试的信号发送给现场测试发起器。关联于测试的信号可发送给中央控制设施。

在各种实现中，用于流体调节的系统和过程可包括使系统维持在某一操作的锁闭模式。锁闭模式中的流体调节器控制系统可基于所接收的控制信号抑制流体调节器控制信号的产生和/或抑制流体调节器位置的改变。

可通过锁闭流体调节器控制系统而增加操作的安全性。例如，当流体调节器控制系统处于锁闭模式时，流体调节器的位置(例如预定位置、安全模式位置、开启、关闭、部分开启等)可转变或维持。又如，解锁流体调节器控制系统可能需要操作人员站在流体调节器控制系统和/或流体调节器附近以判断过程重新开始是否安全并因此初始化流体调节装置(例如流体调节器控制系统不再处于锁闭模式)。将流体调节器锁闭在安全模式可抑制安全模式的意外中断和/或安全模式由于控制信号中断和/或抖动的中断。另外，将流体调节器锁闭在安全模式可能抑制中央控制设施内的操作人员不从现场观察阀地重新开始阀的操作，和/或而其它操作人员正在观察处于安全模式的阀。此外，例如通过开始阀定位系统的锁闭模式来维持某一位置(例如开启或关闭)可增加工人在停机和/或维护操作期间的安全性。

图8示出用于流体调节的系统800的一个例子。系统800包括耦合于流体调节器控制系统820(例如阀定位系统)的现场测试发起器810。可将控制信号830从中央控制设施840通过包括现场测试发起器810的通信电路(例如双线回路、四线回路等)送至流体调节控制系统820。

流体调节器控制系统820可包括控制器821和E/P转换器822。由流体调节器控制系统接收的控制信号840可(例如直接从现场测试发起器810或中央控制设施840和/或间接从过载装置)传送至控制器821。控制器821可基于所接收的控制信号840产生流体调节器控制信号。例如，控制器821将基于控制信号840产生的信号发送给E/P转换器822。E/P转换器822可将从控制器接收的电信号转换成气压信号。来自E/P转换器的气压信号被(直接或通过一个或多个中继器间接)送至致动器860，该致动器860工作在流体调节器870(例如安全阀、卸荷阀、球阀等)上。

流体调节器控制系统820可具有锁闭模式。锁闭模式可关联于和/或维持流体调节器的某一位置(例如预定位置、前一位置和/或安全模式位置)。当流体调节器控制系统处于锁闭模式时，可抑制流体调节器控制信号的产生和/或维持流体调节器位置。例如，控制器821可不发送信号至E/P转换器822。又如，控制器821可产生如之前产生的流体调节器控制信号，而不是基于锁闭模式期间接收的控制信号调整流体调节器控制信号。

锁闭模式可由控制器821开始。信号(例如电信号)可向控制器821指示锁闭模式应当开始。例如，当接收到指示应当产生流体调节器控制信号以使流体调节器定位在安全模式位置的控制信号时和/或当流体调节器位置被检测为安全模式位置时，控制器821可开始锁闭模式。

锁闭模式例如可以开始于由现场调节器控制系统820接收到跳闸信号时。例如，跳闸信号可由控制器821接收，且控制器可响应地开始锁闭模式。跳闸信号可例如通过控制信号830、840的通信电路回路和/或在其上传递解锁信号880的导线回路发送至现场调节器控制系统820。跳闸信号可由控制器821的HART调制解调器接收。

控制器821可包括软件开关，该软件开关抑制流体调节器控制信号的产生直到检测到解锁信号880为止。解锁信号880可包括中断(例如电压中断)和/或短路。当由控制器821和/或流体调节器控制系统820检测到解锁信号880时，撤除锁闭模式(例如现场调节器控制系统不再处于锁闭模式)。

解锁信号880可通过现场测试发起器810的用户输入装置811(例如现场按钮、开关等)产生。例如，耦合于流体调节器控制系统820的用户输入装置811的激活可使解锁信号880传送至控制器820。可通过与其中传递控制信号830、840的导线回路不同的导线回路将解锁信号880传递给控制器821。例如，4-20mA的控制信号840可通过双线回路传至流体调节器控制系统820，而解锁信号880可通过单独的双线回路传至流体调节系统的控制器821。又如，控制器可通过第一导线回路接收4-20mA的控制信号。控制器接收控制信号并将电压差施加在(例如控制器的印刷电路板上的)第二导线回路的端子上。解锁信号880在第二导线回路上传递，它可被短路(例如通过用户输入装置的激活)以产生解锁信号880。

现场测试发起器810可类似于之前描述的系统100、500中的现场测试发起器和/或现场测试发起器200、300。现场测试发起器810可执行之前描述的一个或多个过程，例如过程400、600、700。如图所示，现场测试发起器810可包括一个或多个其它用户输入装置811。其它用户输入装置中的一个的激活可例如通过激活控制信号修正器812的一部分而改变控制信号(例如改变或改变至某一预定量)。例如，其它用户输入装置811中的一个的激活可改变控制信号以向控制器821指示应当执行流体调节器测试程序(例如部分冲程或全冲程测试)。又如，其它用户输入装置811中的一个的激活可向控制器821指示流体调节器870应当位于某一预定位置，例如安全模式位置(例如通过产生使流体调节器位于该预定位置的流体调节器控制信号；通过终止流体调节器控制信号的产生，其中当没有流体调节器控制信号产生时流体调节器位于预定位置等)。

尽管现场测试发起器810在附图中位于通信电路内，然而现场测试发起器可单独耦合于流体调节器控制系统820。例如，现场测试发起器810可不位于中央控制设施840和阀定位系统之间的通信电路中。现场测试发起器810可例如通过从导线回路至中央控制设施840和来自中央控制设施840的独立导线回路(例如单线回路、双线回路、四线回路等)耦合于阀定位系统。另外，现场测试发起器810可不包括当激活时改变控制信号以向流体调节器控制系统指示应当开始流体调节器测试程序的用户输入装置。

尽管用户输入装置811图示为设置在现场测试发起器810上，然而用户输入装置可以不耦合于现场测试发起器。例如，用户输入装置811可耦合于流体调节器控制系统820(例如设置在阀定位系统的机壳上和/或耦合于控制器821)。

图9示出通过例如系统100、500和图8所示系统800的系统用于流体调节的过程900。过程900开始于接收控制信号(操作910)。例如，可从现场测试发起器和/或中央控制设施接收控制信号。例如当用户输入装置被激活时，控制信号可能已通过现场测试发起器改变。又如，控制信号可包括由流体调节器控制系统接收的跳闸信号。跳闸信号可(例如通过控制信号导线回路或解锁信号导线回路)发送给控制器。

可作出控制信号是否指示流体调节器应当处于安全模式位置的判断(操作920)。例如，已(例如通过中央控制设施和/或现场测试发起器)改变的控制信号可满足操作条件，并指示阀应当处于安全模式位置。又如，具有预定值的控制信号(例如0mA、4mA或20mA)可向流体调节器控制系统指示流体调节器应当处于安全模式。

如果控制信号指示流体调节器应当处于安全模式位置，则产生流体调节器控制信号以将流体调节器的位置调整至安全模式位置(操作930)。例如，当流体调节器控制信号的终止将流体调节器调整至安全模式位置时，没有信号产生。又如，可产生预定的控制信号。如果流体调节器处于安全模式位置，则保持该安全模式位置。

流体调节器控制系统可开始一锁闭模式(操作940)。例如，流体调节器控制系统的控制器可将操作限制在锁闭模式(例如，限制或禁止流体调节器控制信号的产生和/或流体调节器测试程序的发起；流体调节器控制信号可基于前一流体调节器位置、预定位置和/或安全模式位置产生，而不是基于接收到的控制信号等)。

可抑制基于所接收的控制信号的流体调节器控制信号的产生(操作950)。因此，可抑制流体调节器位置的变化(例如安全模式或预定位置)。例如，可不将流体调节器控制信号发送给过载装置和/或E/P转换器。当接收到新的控制信号时，流体调节器控制系统的控制器可基于接收到的控制信号继续抑制流体调节器控制信号的产生(操作910)，直到检测到锁闭信号为止。

如果接收到的控制信号不指示流体调节器应当处于安全模式位置，则作出流体调节器控制系统是否处于锁闭模式的判断(例如之前在流体调节器控制系统中开始锁闭模式时)(操作960)。锁闭模式可由控制器确定。

如果流体调节器控制系统处于锁闭模式，则可作出是否已检测到解锁信号的判断(操作970)。例如，当用户输入装置被激活时可传递解锁信号。解锁信号可包括使耦合于控制器和/或阻断器(例如电压阻断器)的导线回路短路。如果尚未检测到解锁信号，则抑制基于控制信号产生流体调节器控制信号(操作950)。

如果尚未检测到解锁信号和/或如果流体调节器控制系统不处于锁闭模式，则可产生基于所接收的控制信号的流体调节器控制信号(操作980)。例如，控制器可基于控制信号产生流体调节器控制信号以一旦检测到解锁信号和/或当流体调节器控制系统不处于锁闭模式时即改变流体调节器位置。

过程900可通过系统100、800或类似系统实现。另外，可在过程900中添加、删除、修正或重新排序各种操作。例如在锁闭模式下流体调节器位置可保持(在例如前一位置或安全模式位置)。尽管所示过程将锁闭模式描述为对应于安全模式，然而锁闭模式可对应于预定位置(例如打开、关闭或部分打开)。由此，可作出所接收的控制信号是否指示流体调节器应当处于预定位置的判断；当流体调节器控制系统处于锁闭模式时，可保持该预定位置。又如，可激活用户输入装置以改变由流体调节器控制系统接收的控制信号且改变后的信号可指示应当产生与将流体调节器定位在安全模式位置相关联的流体调节器控制信号。控制器可产生与将流体调节器定位在安全模式位置相关联的流体调节器控制信号，作为响应开始锁闭模式，并保持锁闭模式直到检测到解锁信号为止。

所描述的系统100、400、800可具有若干特征。流体调节测试系统或阀可用于安全作业系统(例如卸荷阀、防爆片以及具有高可靠性标准的其它系统)。在问题或故障发生前诊断问题和/或故障的安全作业系统中使用流体调节器控制系统(例如紧急停机阀)能够满足并利于遵循安全作业系统的规则(例如政府、工业和/或商业安全标准)。由于紧急停机阀不用于日常操作中，因此周期地(例如一个月一次)执行测试(例如部分冲程测试)以确保操作和/或减少系统故障的危险。例如，阀在长期不使用后可能卡住。例如全冲程测试或部分冲程测试的流体调节器测试程序可在流体调节器上执行以保证操作和/或减小故障的风险。可在流体调节器测试程序过程中监控流体调节器和/或流体调节测试系统的部件。在一些全冲程测试实现中，使用预定信号——该预定信号与用于将流体调节器定位在安全模式下(例如根据其中使用流体调节器的场合开启或关闭)但允许将一些功率提供给控制器(例如在4-20mA控制信号回路中的4mA而不是0mA)的信号对应——在关闭时允许部件的监控继续。在测试的同时监控部件可在流体调节器的全开/闭操作过程中提供操作和/或流体调节测试系统健康度的指示(例如流体调节器、致动器和/或流体调节器控制系统)。另外，在关闭流体调节器的同时监控部件有利于识别部件存在的问题或潜在的问题(例如阀杆的过度摩擦、致动器中的碎屑、管线接头处的泄漏等)。存在的问题和潜在问题的识别可减少操作的停机时间并提高安全性。

另外，为了提供与用户的交互，本文描述的现场测试发起器可具有向用户显示信息的显示设备(例如指示器、LCD(液晶显示器)面板等)以及用户提供输入给现场测试发起器所借助的键盘。用户可使用例如触摸屏、鼠标、定点设备、指示笔、小键盘、按钮、开关等其它类型的用户输入装置将输入提供给现场测试发起器和/或以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。其它类型的装置也可与用户交互。例如，通过输出装置提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈(例如视觉反馈、听觉反馈和/或触觉反馈)。

已描述了用于调节流体流动的若干实现，并已提到和给出了一定数量其它实现。此外，本领域内技术人员容易理解，在仍然获得流体控制的同时可对这些实现作出多种修正、替换、删除和/或添加。所保护主题事项的范围因此基于下列权利要求而确定，这涵盖一种或多种实现的一个或多个方面。

要理解，这些实现不局限于特定系统或所描述的过程，它们当然是可变的。还应理解，本文使用的术语仅为了描述特定实现并且不旨在限制。如本文中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非相关内容清楚地表示相反形式。由此，例如“一个控制信号”的描述包括两个或多个控制信号的组合，而“一个二极管”的描述包括不同种类二极管的组合。

Claims (26)

1.一种用于流体调节的系统，所述系统包括：

现场测试发起器，其适于：

接收用于流体调节器控制系统的控制信号；

将所述控制信号传至所述流体调节器控制系统；以及

一旦检测到现场测试发起器的至少一个用户输入装置的激活，则改变传递给所述流体调节器控制系统的控制信号；以及

耦合于所述现场测试发起器的流体调节器控制系统，所述流体调节器控制系统适于：

从所述现场测试发起器接收控制信号；

基于所接收的控制信号产生流体调节器控制信号；以及

基于所述控制信号判断是否发起流体调节器测试程序。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制信号包括电流信号。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述现场测试发起器适于在检测到现场测试发起器的至少一个用户输入装置激活时按约2mA至约4mA之间的量改变传至所述流体调节器控制系统的控制信号。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述现场测试发起器包括至少一个用户输入装置，用于使所述至少一个用户输入装置的激活激活控制信号修正器的一部分，且所述控制信号修正器适于按一预定量改变所述控制信号。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述现场测试发起器包括至少一个用户输入装置，用于使所述至少一个用户输入装置的激活激活控制信号修正器的至少一部分，且所述控制信号修正器适于将所述控制信号改变至预定信号，且所述预定信号对应于将所述流体调节器定位在安全模式位置的信号。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流体调节器控制系统包括控制器，如果所述控制信号已改变，则所述控制器发起部分冲程测试。

7.一种用于流体调节的方法，所述方法包括：

在现场测试发起器处接收用于流体调节器控制系统的控制信号；

将所述控制信号从所述现场测试发起器送至流体调节器控制系统；

一旦检测到所述现场测试发起器的至少一个用户输入装置的激活，即通过所述现场测试发起器改变所述控制信号；

在所述流体调节器控制系统处接收来自所述现场测试发起器的控制信号，所述流体调节器控制系统适于基于所述控制信号产生流体调节器控制信号；以及

在所述流体调节器控制系统基于所述控制信号确定是否发起流体调节器测试程序。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，发起所述流体调节器测试程序包括：

检测所述控制信号是否已改变；以及

如果所述控制信号已改变，则发起流体调节器的部分冲程测试。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，发起所述流体调节器测试程序包括：

改变耦合于所述流体调节器控制系统的流体调节器的位置；

监控所述流体调节器控制系统的一个或多个部件；以及

基于所述监控确定所述流体调节器控制系统的健康度。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

检测所述现场测试发起器的至少一个用户输入装置的激活；以及

一旦检测到所述至少一个用户输入装置的激活，即激活所述现场测试发起器的控制信号修正器的一部分。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述流体调节器控制系统接收的控制信号还包括预定信号，所述预定信号对应于将流体调节器定位在安全模式位置的信号；且进一步包括：

响应于接收到所述预定信号，终止所述一个或多个部件的流体调节器测试程序；以及

将所述流体调节器定位在安全模式位置。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

将与所述流体调节器测试程序有关的状态信号从所述流体调节器控制系统发送至所述现场测试发起器；以及

基于所述状态信号改变所述现场测试发起器的一个或多个指示器的发光，其中所述一个或多个指示器的发光与所述流体调节器测试程序有关。

13.一种用于流体调节的方法，所述方法包括：

在现场测试发起器处接收用于流体调节器控制系统的控制信号；

一旦检测到所述现场测试发起器的至少一个用户输入装置的激活，则在现场测试发起器处改变所述控制信号，其中改变后的控制信号包括基于所述现场测试发起器的激活的用户输入装置而减小了预定量的所述控制信号；

将所述改变后的控制信号从所述现场测试发起器传至所述流体调节器控制系统；

在所述流体调节器控制系统确定所述改变后的控制信号满足第一操作条件还是第二操作条件；

在所述改变后的控制信号满足所述第一操作条件时，产生流体调节器控制信号以将流体调节器的位置调整至安全模式，其中所述第一操作条件包括所述改变后的控制信号在所述控制信号的第一预定值范围内；以及

在所述改变后的控制信号满足所述第二操作条件时，在所述流体调节器控制系统发起流体调节器测试程序，其中所述第二操作条件包括所述改变后的控制信号在第二预定值范围内。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二操作条件还包括所述改变后的控制信号在所述第二预定值范围内长达至少一预定时间段。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，判断所述改变后的控制信号满足第一操作条件还是第二操作条件是由所述流体调节器控制系统执行的。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括判断所述改变后的控制信号是否为预定值，其中所述预定值对应于将流体调节器定位在安全模式位置的信号。

17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，发起流体调节器测试程序包括：

监控所述流体调节器控制系统的一个或多个部件；以及

基于所述监控确定所述流体调节器控制系统的健康度。

18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：在所述改变后的控制信号为一预定信号值时，中断流体调节器测试程序，其中所述预定信号值对应于将流体调节器定位在安全模式位置的信号。

19.一种用于流体调节的系统，所述系统包括：

适于发起流体调节器测试程序的现场测试发起器，所述现场测试发起器包括：

配置成接收用于流体调节器控制系统的控制信号的第一导线回路耦合器；

适于改变所述控制信号以向与所述现场测试发起器分离的流体调节器控制系统指示应当在所述流体调节器控制系统执行流体调节器测试程序的控制信号修正器；以及

一个或多个用户输入装置，适于在激活至少一个用户输入装置时则激活所述控制信号修正器的一部分；

其中所述现场测试发起器进一步适于将改变后的控制信号送至独立的流体调节器控制系统。

20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制信号修正器适于按一预定量改变所述控制信号。

21.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制信号修正器包括无源电子器件。

22.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制信号修正器包括一个或多个分流器。

23.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制信号修正器被配置成：

确定所接收的控制信号的值；以及

当所述控制信号的值小于规定值时不作显著改动即传送所接收的控制信号。

24.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制信号包括电流信号，其中所述控制信号修正器适于当至少一个用户输入装置被激活时按约2mA至约4mA之间的量改变所述控制信号。

25.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制信号修正器进一步配置成改变所述控制信号至一预定信号，其中所述预定信号对应于将流体调节器定位在安全模式位置的信号。

26.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述现场测试发起器进一步包括一个或多个指示器，其中所述一个或多个指示器提供与所述流体调节器测试程序有关的视觉信号。

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