CN108351640B - 阀门监视 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制阀门(12)的阀门控制器(10)和包括该阀门控制器的阀门(12)。阀门包括致动器(14)和流控制单元(16)。阀门控制器(10)包括用来控制致动器(14)和流控制单元(16)的至少其中一个的功能的设施。阀门控制器(10)还配置成在阀门控制器(10)启动时获取(100)指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值。阀门控制器(10)配置成在阀门控制器的操作期间监视(200)该设施以确定指示该设施的功能性的一个或更多第二参数值，并且基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定(210)该设施的功能性是否发生变化。

Description

阀门监视
技术领域
本发明总体涉及流体阀。进一步地，本发明具体涉及用于监视流体阀的装置的领域。
背景技术
有配置在不同工业应用中的许多不同类型的流体阀。这种流体阀包括单座类型和双座类型两种的座阀，以及隔膜阀，蝶形阀等。在每个具体类型的阀门内也有多种变型。流体阀可设计成开关阀，切换阀，混合阀，压力调节阀，控制阀，取样阀等。
在工业应用中，流体阀布置成例如在工艺装置中以目标方式影响并控制工艺。该工艺装置因而可包含大量流体阀，并且每个流体阀可能需要被精确控制以在具体时间执行具体任务。
为了控制工艺，通常将阀门连接到控制网络，其中主控制器操作来控制阀门的操作。为了减少对主控制器的需要，已知给每个流体阀提供连接到阀门上的阀门控制器，以便基于来自主控制器的命令或控制信号控制其操作。因此，阀门控制器包括执行各种功能的能力并且能够辨认控制信号并对其起作用。US2014305525中描述了一种这样的阀门控制器。
典型地，阀门控制器被机械地、气动地和/或电气地连接至阀门以使得能够控制。有可用在阀门的几种变型或类型上的阀门控制器。当把阀门控制器安装在具体阀门上时，这典型地意味着该阀门控制器必须对于具体的阀门进行调节并配对。阀门控制器典型地包括用于便于阀门控制的设施。例如，这种设施可包括先导阀和传感器。设施的失败控制对于正在进行的工艺会具有严重的影响，其中阀门形成工艺控制的一部分。例如，有故障的传感器可能导致清洁液与食物制品混合。故障可能是损坏的布线、电子器件和连接器的结果，但是这样的设施同样也可正确地停止工作。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服现有技术的一个或更多上述限制。特别是，以有效且及时的方式检测阀门控制器的故障是一个目的。
为了解决这些目的，提供了阀门控制器来控制包括致动器和流控制单元的阀门。流控制单元包括第一阀座和机械地联接到致动器上的配合的第一盘。阀门控制器包括：用来控制致动器和流控制单元的至少其中一个的功能的设施。阀门控制器配置成：获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值。阀门控制器还配置成：在阀门控制器的操作期间监视该设施以确定指示该设施的功能性的一个或更多第二参数值，并且基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定该设施的功能性是否发生变化。
特别是，提供了用于控制阀门的阀门控制器。阀门控制器包括用于控制阀门的致动器和流控制单元的至少其中一个的功能的设施。致动器被机械地联接到与第一阀座配合的第一盘上以形成流控制单元的一部分。该设施包括用于给该设施供应电力的电气输入。阀门控制器配置成通过在设施关机的情况下在电气输入处测量主电气量来获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值。该一个或更多第一参数值包括测量的主电气量。阀门控制器也配置成在阀门控制器的操作期间监视该设施，以在该设施关机之后通过在电气输入处测量辅助电气量来确定指示该设施的功能性的一个或更多第二参数值。该一个或更多第二参数值包括测量的辅助电气量。阀门控制器还配置成基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定设施的功能性是否已经发生变化。
第一和第二参数值指示设施的功能性。第一参数值可在启动时获取，而第二参数可在操作期间确定。在假定设施在启动时正确起作用的情况下，这些特征综合地促成检测阀门控制器的设施中的故障。
这里，功能性理解为起作用的质量。例如，其包括全功能，部分功能或者部分故障，或者完全故障。
流控制单元包括第一盘和第一阀座，因为第一盘与第一阀座配合而形成阀门的流控制单元的一部分。
设施的监视可包括以下步骤：确定一个或更多第二参数值并且将一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值进行比较。如果一个或更多第二参数值在一个或更多第一参数值的预定间隔内，则以时间延迟重复确定和比较。否则，如果一个或更多第二参数值不同，则确定已经发生设施的功能性变化。具体的比较可以快速执行，这允许在监视中以高速度重复，或者在时间上接近致动器的计划激励或者去激励。这促成故障设施的有效和及时检测。此外，一些设施可能要求它们被关闭以确定一个或更多第二参数值。因此，通过与一个或更多第一参数值的快速执行的比较，设施可以很快地再次打开。
获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值的步骤可包括：在阀门控制器的开始过程期间确定指示设施功能性的一个或更多第一参数值。开始过程在这里理解为包括在安装阀门控制器时执行的第一启动过程，以及阀门控制器的后期开机。获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值的步骤可包括：在阀门控制器的存储器单元中存储一个或更多第一参数值。另外，监视设施的步骤可包括：从存储器单元检索一个或更多第一参数值。备选地，一个或更多第一参数值可为预定的并且存储在存储器单元中，并且获取指示设施的功能性的一个或更多第一参数值的步骤可包括：从存储器单元检索一个或更多第一参数值。
每个设施均可包括用于给设施供应电力的电气输入。该设施可为一个或更多设施。
对于每个设施可执行参数值的获取。同样，对于每个设施可执行设施的监视。
使设施关机使得能够测量电气量而没有来自供应给设施的电力的干扰。设施的电气量给出当设施关机时的特性。此特性可用来指示设施的功能性。测量的电气量可明显弱于当设施开机时产生的对应电气量。通过将设施关机可以测量并区分电气量。
主电气量可为主电压。辅助电气量可为辅助电压。
电气量的测量可以是临时的。特别辅助电气量的测量可以是临时的。同样主电气量的测量可以是临时的。辅助电气量典型地在阀门的操作期间以及其中阀门被安装的过程期间测量。主电气量可在开始过程期间测量且进而测量是短暂的并不是决定性的，因为阀门通常不处在正常操作下并且其中阀门被安装的过程没有进行。通过具有临时测量，电气量可以被测量并且可以评估设施的功能性而不影响阀门的操作以及其中安装阀门的过程。
电气量的测量可以是短暂的，即，具有短的持续时间。通过具有短的持续时间的测量，阀门的操作以及其中涉及阀门的过程不被干扰。测量可具有一秒的一部分的持续时间，典型地为几毫秒。测量例如可具有直至100毫秒的持续时间，比方说直至50毫秒，比方说直至25毫秒。测量可具有1-100毫秒的持续时间，比方说1-50毫秒，比方说1-25毫秒，比方说5-25毫秒。测量的持续时间可充分短以便不影响阀门的操作。测量的持续时间可充分短以便不影响先导阀和/或位置传感器的操作。
电气量的测量可包括在设施中产生电流。电流的产生可以是临时的。这也意味着电流可以是临时的。特别当测量辅助电气量是临时的时产生电流可以是临时的。辅助电气量典型地在阀门的操作期间以及其中阀门被安装的过程期间测量。主电气量可在开始过程期间测量且进而电流的产生是短暂的并不是决定性的，因为阀门通常不处在正常操作下并且其中阀门被安装的过程没有进行。通过具有临时产生电流，电气量可以被测量并且可以评估设施的功能性而不影响阀门的操作以及其中阀门被安装的过程。例如，临时的电流例如通过避免激活先导阀而避免了激活阀门。
电流的产生可以是短暂的，即，具有短的持续时间。通过具有短的持续时间的电流的产生，阀门的操作以及其中涉及阀门的过程不被干扰。电流的产生可具有一秒的一部分的持续时间，典型地为几毫秒。产生例如可具有直至100毫秒的持续时间，比方说直至50毫秒，比方说直至25毫秒。测量可具有1-100毫秒的持续时间，比方说1-50毫秒，比方说1-25毫秒，比方说5-25毫秒。电流的产生的持续时间可充分短以便不影响阀门的操作。电流的产生的持续时间可充分短以便不影响先导阀和/或位置传感器。电流的产生的持续时间可以与电气量的测量的持续时间相同或者更短。电流的产生可以与电气量的测量同时发生或者被包括在测量中，即，电流的产生可在测量的持续时间期间发生。
设施可包括布置在阀门控制器的壳体内的一个或更多先导阀。在一个或更多先导阀的情况下，该一个或更多先导阀的电气输入可以是第一电气输入。一个或更多先导阀的每一个均可包括：用于给先导阀供应电力的第一电气输入。在一个或更多先导阀的情况下，主电气量可为第一电压而辅助电气量可为第二电压。主电气量的测量可在先导阀被去活的情况下执行，而辅助电气量的测量可在先导阀被去活之后执行。对于一个或更多先导阀可执行参数值的获取。同样，对于一个或更多先导阀的每一个可执行设施的监视。通过去活先导阀，先导阀被关机。
因此，对于一个或更多先导阀的每一个，获取指示设施功能性的一个或更多第一参数值可包括：在先导阀去活的情况下在第一电气输入处测量第一电压，其中一个或更多第一参数值包括测量的第一电压。
另外，对于一个或更多先导阀的每一个，监视设施可包括：在先导阀的去活之后在第一电气输入处测量第二电压。另外，一个或更多第二参数值可包括测量的第二电压。在第一电气输入处第二电压的测量可在先导阀的每次去活之后执行。以这种方式，如果先导阀的状态改变时发生故障，例如从激活到去活，故障在先导阀的下一次激活前被检测到，这促成减少对于正在进行的涉及阀门控制器的过程的影响。
在一个或更多先导阀的情况下，先导阀关机可在先导阀处在激活状态下时执行，使得可以测量电气量并且可以在阀门运行且先导阀处于激活状态时评估设施的功能性。这可以通过使设施临时关机而实现。
一个或更多先导阀可包括第一先导阀，用于通过允许第一加压流体进入致动器来激励致动器，并用于通过允许第一加压流体离开致动器来去激励致动器，从而控制第一盘的位置。
另外，一个或更多先导阀可包括：第二先导阀，用于通过允许第二加压流体进入致动器来激励致动器，并用于通过允许第二加压流体离开致动器来去激励致动器，从而控制第一盘的位置。第一先导阀和第二先导阀可配置成当致动器被第一先导阀和第二先导阀各自激励时沿相同或相反的方向移动第一盘。换言之，第一先导阀配置成沿一个方向移动第一盘，而第二先导阀配置成沿相反的方向，即，与第一先导阀移动第一盘所沿的方向相反的另一个方向，移动第一盘。致动器可配置成当致动器各自被第一先导阀和第二先导阀激励时沿相反的方向移动第一盘。第一先导阀、第二先导阀以及致动器一起可配置成当致动器被第一先导阀和第二先导阀各自激励时沿相反的方向移动第一盘。
流控制单元可为双座阀并且可进一步包括第二阀座和机械地联接到致动器上的配合的第二盘。另外，一个或更多先导阀可包括：第三先导阀，用于通过允许第三加压流体进入致动器来激励致动器，并用于通过允许第三加压流体离开致动器来去激励致动器，从而控制第二盘的位置。
第一、第二和第三先导阀的每一个均可为电磁阀。
设施可包括一个或更多位置传感器。位置传感器可为用于指示实际位置的位置传感器和/或用于指示大约位置或存在的接近传感器。在一个或更多位置传感器的情况下，该一个或更多位置传感器的电气输入可以是第二电气输入。一个或更多位置传感器的每一个均可包括：用于给传感器供应电力的第二电气输入。在一个或更多位置传感器的情况下，主电气量可为第三电压而辅助电气量可为第四电压。主电气量的测量可在位置传感器被关闭的情况下执行，而辅助电气量的测量可在位置传感器的关闭之后执行。换言之，位置传感器可在测量辅助电气量之前被关闭。对于一个或更多位置传感器的每一个可执行参数值的获取。同样，对于一个或更多位置传感器的每一个可执行设施的监视。通过关闭位置传感器，位置传感器被关机。
因此，对于一个或更多位置传感器的每一个，获取指示设施功能性的一个或更多第一参数值可包括：在传感器被关闭的情况下在第二电气输入处测量第三电压。另外，一个或更多第二参数值可包括测量的第三电压。
另外，对于一个或更多位置传感器的每一个，监视设施可包括：关闭传感器，在传感器的第二电气输入处测量第四电压，其中一个或更多第二参数值包括测量的第四电压。可选地，传感器被重新打开。这确保了一个或更多第一参数值和一个或更多第二参数值在相同的条件下获取，这促成改善监视的可靠性和精度。
一个或更多位置传感器可包括：用于提供指示第一盘的位置的第一传感器读数的第一传感器。第一传感器可为位置或者磁阻传感器。另外地或者备选地，一个或更多位置传感器可包括：用于提供指示第二阀座和配合的第二盘的打开或关闭状态的第二传感器读数的第二传感器。第二传感器可为接近或者感应传感器。
关机可以是临时的，即，当测量电气量时设施的关机可以是临时的。因此，该设施在测量了电气量之后开机。特别当测量辅助电气量时设施的关机可以是临时的。辅助电气量典型地在阀门的操作期间以及其中阀门被安装的过程期间测量。主电气量可在开始过程期间测量且之后测量是短暂的并不是决定性的，因为阀门通常不处在正常操作下并且其中阀门被安装的过程没有进行。通过具有临时关机，电气量可以被测量并且可以评估设施的功能性而不影响阀门的操作以及其中安装阀门的过程。特别是，一个或更多位置传感器的关机可以是临时的。通过具有位置传感器的临时关机，位置传感器能够检测故障和不当操作，比方说振荡干扰，比方说管咔嗒声和水锤现象。
设施的关机可以是短暂的，即，具有短的持续时间。通过具有短的持续时间的关机，阀门的操作以及其中涉及阀门的过程不被干扰。关机可具有一秒的一部分的持续时间，典型地为几毫秒。关机可为例如具有直至100毫秒的持续时间，比方说直至50毫秒，比方说直至25毫秒。关机可具有1-100毫秒的持续时间，比方说1-50毫秒，比方说1-25毫秒，比方说5-25毫秒。关机的持续时间可充分短以便不影响阀门的操作。
设施在短的持续时间后可开机。一旦已经测量了电气量就可以使设施开机。
在一个或更多位置传感器的情况下，在操作期间当位置传感器打开时可执行位置传感器的关机，使得在阀门在操作且位置传感器打开时可以测量电气量并且可以评估设施的功能性。这可以通过临时关闭设施实现。
如果确定设施的功能性已经发生变化，则监视还可以包括：向操作员和配置成控制阀门控制器的过程控制系统的至少其中一个指示设施功能性的变化。以这种方式，操作员或者过程控制系统可以采取措施来避免正在进行的过程被故障设施影响或者毁坏，因而促成减少故障的影响。
根据另一个方面，提供了如“发明内容”开始处描述的包括致动器、流控制单元和阀控制器的阀门。流控制单元包括第一阀座和机械地联接到致动器上的配合的第一盘。阀门可包括联系阀门控制器上述以及本申请其余部分中的全部特征和优点。
特别是，阀门包括用于控制该阀门的阀门控制器。阀门控制器包括用于控制阀门的致动器和流控制单元的至少其中一个的功能的设施。致动器被机械地联接到与第一阀座配合的第一盘上以形成流控制单元的一部分。该设施包括用于给该设施供应电力的电气输入。阀门控制器配置成通过在设施关机的情况下在电气输入处测量主电气量来获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值。该一个或更多第一参数值包括测量的主电气量。阀门控制器也配置成在阀门控制器的操作期间监视该设施，以在该设施关机之后通过在电气输入处测量辅助电气量来确定指示该设施的功能性的一个或更多第二参数值。该一个或更多第二参数值包括测量的辅助电气量。阀门控制器还配置成基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定设施的功能性是否已经发生变化。
换言之，阀门包括用于控制该阀门的阀门控制器。流控制单元包括第一阀座和机械地联接到致动器上的配合的第一盘。阀门控制器包括用来控制致动器和流控制单元的至少其中一个的功能的设施。该设施包括用于给该设施供应电力的电气输入。阀门控制器配置成通过在设施关机的情况下在电气输入处测量主电气量来获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值。该一个或更多第一参数值包括测量的主电气量。阀门控制器也配置成在阀门控制器的操作期间监视该设施，以在该设施关机之后通过在电气输入处测量辅助电气量来确定指示该设施的功能性的一个或更多第二参数值。该一个或更多第二参数值包括测量的辅助电气量。阀门控制器还配置成基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定设施的功能性是否已经发生变化。
根据再一个方面，提供了用于控制阀门的一种方法。该方法可包括联系阀门和阀门控制器上述以及本申请其余部分中的全部特征和优点。
特别是，该方法是用来控制包括阀门控制器的阀门的方法。阀门控制器包括用于控制阀门的致动器和流控制单元的至少其中一个的功能的设施。致动器被机械地联接到与第一阀座配合的第一盘上以形成流控制单元的一部分。该设施包括用于给该设施供应电力的电气输入。该方法由阀门控制器执行，并且包括通过在设施关机的情况下在电气输入处测量主电气量来获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值。该一个或更多第一参数值包括测量的主电气量。该方法还包括在阀门控制器的操作期间监视设施，以在该设施关机之后通过在电气输入处测量辅助电气量来确定指示该设施的功能性的一个或更多第二参数值。该一个或更多第二参数值包括测量的辅助电气量。该方法还包括基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定设施的功能性是否已经发生变化。
换言之，该方法是用于控制包括致动器和流控制单元的阀门的方法。流控制单元包括第一阀座和机械地联接到致动器的配合的第一盘，以及阀门控制器，阀门控制器包括用于控制致动器和流控制单元的至少其中一个的功能的设施。该设施包括用于给该设施供应电力的电气输入。该方法由阀门控制器执行，并且包括通过在设施关机的情况下在电气输入处测量主电气量来获取指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值。该一个或更多第一参数值包括测量的主电气量。该方法还包括在阀门控制器的操作期间监视设施，以在该设施关机之后通过在电气输入处测量辅助电气量来确定指示该设施的功能性的一个或更多第二参数值，其中该一个或更多第二参数值包括测量的辅助电气量。该方法还包括基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定设施的功能性是否已经发生变化。
该方法以及该方法所应用的元件，比方说阀门控制器、致动器和流控制单元，可包括联系阀门控制器上述的相同特征。
本发明的又其他目的、特征、方面和优点将由以下详细描述以及附图而显现。
附图说明
现在将以示例的方式通过参考所附示意性附图而描述本发明的实施例，附图中
图1是操作性地连接到阀门的致动器和流控制单元上的阀门控制器的一个实施例的横截面视图，
图2a是图1的致动器和流控制单元的横截面视图，
图2b-e是图2a的流控制单元的部分视图，图示了其不同的功能，
图3是图示由关于图1描述的阀门控制器执行的过程的一个实施例的流程图，
图4是图示关于图3所述的过程的附加特征的流程图，
图5是图示关于图3所述的过程的附加特征的流程图，
图6是图示关于图3所述的过程的附加特征的流程图，
图7是图示关于图3所述的过程的附加特征的流程图，
图8图示了先导阀激活单元和先导阀监视单元，以及
图9图示了传感器操作单元和传感器监视单元。
具体实施方式
图1是连接到致动器14和流控制单元16上的阀门控制器10的一个实施例的横截面视图。阀门控制器10、致动器14和流控制单元16一起形成阀门12。图2a图示了致动器14和流控制单元16，而图2b-e图示了由虚线圆17指示的流控制器16的部分。例如，阀门12可为阿尔法拉瓦尔的“独特防混合阀”。也可采用其他类型的阀门、致动器和流控制单元。
流控制单元16具有第一阀座18和经由第一阀杆22机械地联接到致动器14上的配合的第一盘20。阀门控制器10具有位于壳体21中的第一先导阀24且第一先导阀24通过第一压力导管26联接到致动器14上。第一先导阀24控制呈加压空气形式的第一加压流体的流，并允许加压的第一流体经由第一压力导管26进入且激励致动器14。第一先导阀24也通过允许第一加压流体经由第一压力导管26离开致动器14来允许第一加压流体去激励致动器。
在致动器14中，第一加压流体作用在第一致动器盘28上，第一致动器盘28通过第一阀杆22机械地联接到第一盘20上。因此，当被第一加压流体激励时，致动器14升起第一盘20，并且流控制单元16被打开以允许流通过第一阀座18。例如，流控制单元16可连接第一管段30 和第二管段32，且在被第一先导阀24的动作打开时，允许管段30和32之间的流。在此情况下第二盘44也升起，如以下将描述的那样，并且代表阀门12的打开状态，如图2d中所示。
第一致动器盘28是弹簧偏压的，使得当致动器14被第一先导阀24去激励时流控制单元16被关闭。第一盘20相对于第一阀座18的位置在图2b中示出。这代表了阀门的关闭状态，如图2b中所示。
流控制单元16是双座阀。除了第一阀座18和第一盘20，流控制单元16具有第二阀座42和经由第二阀杆46机械地联接到致动器14上的配合的第二盘44。第二阀杆46是中空的并且第一阀杆22在第二阀杆46上定心且穿过第二阀杆46。因此，第一盘20可定位成比第二盘44更远离致动器14。
第一阀座18和配合的第一盘20配置成形成径向密封，而第二阀座42与配合的第二盘44配置成形成轴向密封。
当致动器14被第一先导阀24激励时，第一盘20被撤回(升起)并且接合第二盘44，使得第一盘20从第二阀座42升起第二盘44，如图2d中所示。因此，流控制单元10被配置成当致动器14被第一先导阀24激励时改变第二盘44的位置。
阀门控制器10具有位于阀门控制器10的壳体21中的第一传感器34，并且第一传感器34可提供指示第一盘20的位置的传感器读数。第一传感器34由磁阻传感器34构成，磁阻传感器34具有定位在第一阀杆22的一部分上的磁体35，第一阀杆22从致动器14伸入阀门控制器10的壳体21。既然磁体定位在杆上，磁体位置的指示就直接与第一盘20的位置相关。
阀门控制器10还具有位于壳体21中的第二先导阀36且第二先导阀36通过第二压力导管38联接到致动器14上。第二先导阀36控制呈加压空气形式的第二加压流体的流，并允许加压的第一流体经由第二压力导管38进入且激励致动器14。第二先导阀36也通过允许第二加压流体经由第二压力导管38离开致动器14来允许第二加压流体去激励致动器14。
在致动器14中，第二加压流体作用在第二致动器盘40上，第二致动器盘40通过第一阀杆22机械地联接到第一盘20上。当被第二加压流体激励时，致动器14推动第一盘20，并且流控制单元14被打开以允许流通过第一阀座18。第一盘20具有孔口54，流可以穿过该孔口54继续前进并且经由附接在第一盘20上的开口端出口管56离开流控制单元16。这代表阀门的阀座推动状态，见图2e，其在第一阀座应该由清洁液体清洁时使用。
第一盘20因而被第一先导阀24和第二先导阀36控制，且致动器14因而配置成当致动器14被第一先导阀24或者第二先导阀36分别各自激励时沿相反的方向通过升起或者推动而移动第一盘。第二致动器盘40是弹簧偏压的，使得当致动器14被第二先导阀36去激励时流控制单元16被关闭，如图2b中所示。
阀门控制器10还具有位于壳体21中的第三先导阀48且第三先导阀48通过第三压力导管50联接到致动器14上。第三先导阀48控制呈加压空气形式的第三加压流体的流，并允许加压的第三流体经由第三压力导管50进入且激励致动器14。第三先导阀48也通过允许第三加压流体经由第三压力导管50离开致动器14来允许第三加压流体去激励致动器14。因此，第二盘44的位置由第三先导阀48控制。
第三加压流体作用在致动器14中的第三致动器盘52上。第三致动器盘52通过第二阀杆46机械地联接到第二盘44上。因此，当被第三加压流体激励时，致动器14升起第二盘44，并且流控制单元16被打开以允许流通过第二阀座42。流可以继续通过孔口54并且经由附接到第一盘20上的开口端出口管56离开流控制单元16。这代表阀门的阀座升起状态，见图2c，其在第二阀座应该由清洁液体清洁时使用。
阀门控制器10具有位于致动器14和流控制单元16之间的第二传感器58并且提供指示第二阀杆46以及因此第二盘44的位置，且更具体地打开或关闭状态的传感器读数。第二传感器58可为在第二阀杆46上测量的接近或感应传感器。
阀门控制器10具有控制单元60，控制单元60具有处理器单元62和存储器单元64。控制单元60通过电气连通缆线操作性地连接到第一先导阀24、第二先导阀36、第三先导阀48、第一传感器34和第二传感器58上，以便于这些部件的控制以及与它们的连通。存储器单元64可以存储多个设置参数值和计算机程序指令，它们在由处理器单元62执行时，导致阀门控制器10执行以下所述的多个过程步骤，从而配置阀门控制器10来执行过程。
先导阀24，36，48的每一个都具有呈电气连接形式的相应的电气输入25，37，49，它们联接到控制单元60上，并且先导阀24，36，48通过它们被供应电力。类似地，第一传感器34经由电气输入33被连接到控制单元60。第二传感器58经由电气输入线59被连接到控制单元60。
阀门控制器10配备有输入装置66，输入装置66连接到控制单元60上并且通过该输入装置66可以开始设置过程。在本实施例中，输入装置66配置成在由操作员发出单个命令后开始设置过程，并且具有手动操作开关，通过该手动操作开关可以提供单个命令。
阀门控制器10还装配了呈LED灯形式的指示器68，其能够可视地向操作员指示阀门控制器10的错误状态，以及呈手动开关形式的手动超控70，用于手动控制第一先导阀24。
图3是图示上述阀门控制器10中实施的过程的一个实施例的流程图。该过程包括获取100指示在阀门控制器10启动时设施24，34，36，48，58的功能性的一个或更多第一参数值的步骤。该过程还包括在阀门控制器的运行期间监视200设施24，34，36，48，58的步骤，以确定指示设施24，34，36，48，58的功能性的一个或更多第二参数值。监视还包括基于该一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值的比较确定210设施24，34，36，48，58的功能性是否已经发生变化(见图4)。
如图4中所示，设施24，34，36，48，58的监视200包括确定206一个或更多第二参数值以及将一个或更多第二参数值与一个或更多第一参数值进行比较208的步骤。如果一个或更多第二参数值在一个或更多第一参数值的预定间隔内，则以时间延迟重复确定200和比较208，否则，确定设施24，34，36，48，58的功能性已经发生变化。在一个实施例中，时间延迟是10秒。例如，如果一个或更多第一和第二参数代表电压，则预定间隔可对应于±0.5V。
图5中进一步描述了该过程。获取100指示设施24，34，36，48，58的功能性的一个或更多第一参数值的步骤包括多个子步骤。在一个子步骤中，确定102指示设施24，34，36，48，58的功能性的一个或更多第一参数值。在随后的子步骤中，一个或更多第一参数值被存储104在存储器单元64中。监视200设施24，34，36，48，58的步骤也包括子步骤，即从存储器单元64检索202该一个或更多第一参数值，这便于一个或更多第一参数值与一个或更多第二参数值之间的比较。
在一个备选实施例中，一个或更多第一参数值是预定的并且存储在存储器单元中。因而获取100指示该设施的功能性的一个或更多第一参数值的步骤包括：从存储器单元检索一个或更多第一参数值。
图6中描述了该过程的进一步特征。如果确定210设施24，34，36，48，58已经发生功能性变化，则监视200还包括经由指示器68向操作员指示212设施24，34，36，48，58的功能性变化的子步骤。在一个备选实施例中，向联接至阀门控制器10并且配置成控制阀门控制器10的过程控制系统69指示212该功能性变化。
图7是揭示关于图3所述的过程的另外的或者备选的细节的流程图。对于每个先导阀24，36，48，获取一个或更多第一参数值的步骤100包括子步骤，在该子步骤中在先导阀24，36，48去活的情况下在第一电气输入24，36，48处测量106第一电压。这里，测量的第一电压形成一个或更多第一参数值的一部分。类似地，对于每个传感器34，58，获取一个或更多第一参数值的步骤100包括子步骤，在该子步骤中在传感器34，58关闭的情况下在第二电气输入处测量108第三电压，且测量的第三电压形成一个或更多第二参数值的一部分。
对于每个先导阀24，36，48，监视200设施24，34，36，48，58的后续步骤包括子步骤，该子步骤在先导阀24，36，48的去活之后在第一电气输入25，37，49处测量214第二电压。测量的第二电压则形成一个或更多第二参数值，并且与对于相同传感器已经测量的第一电压进行比较。对于每个传感器34，58，监视200设施24，34，36，48，58的步骤包括如下子步骤：关闭216传感器34，58，在传感器34，58的第二电气输入处测量218第四电压，以及打开220传感器34，58。这里，一个或更多第二参数值包括测量的第四电压，第四电压与对于相同传感器已经测量的第三电压相比较。
在全部以上实施例中，第一、第二和第三先导阀可为电磁阀。电磁阀在去活时可关闭且在激活时可打开。此外，它们可连接到中心压缩机系统用于提供第一加压流体、第二加压流体和第三加压流体。
图8图示了先导阀激活单元72，其可以激活、去活以及给先导阀76供应电力，以及用于监视先导阀76的先导阀监视单元74。先导阀76可为任何之前提及的先导阀24，36，48。先导阀激活单元72和先导阀监视单元74形成控制单元60的一部分。先导阀激活单元72和先导阀监视单元74的功能在此概述。
当先导阀76被先导阀激活单元72去激励时，先导阀监视单元74被开关78激活一段短时间。在一个实施例中，开关78是MOSFET。如果先导阀76正在起作用，小的电流从先导阀76流经先导阀监视单元74和开关78到地。
在先导阀监视单元74的分压器80处确定电压。此测量在启动时和操作期间反复进行，在启动时产生电压Uref，在操作期间产生Umeas。如果测量的操作电压大致等于启动电压(Umeas=Uref)，先导阀76，比方说电磁阀，被认为是完好无损的并且功能性没有变化。
图9图示了传感器操作单元82，其用于开关传感器86，并给传感器供应电力，以及用于监视传感器86的传感器监视单元84。传感器86可为任何之前提及的传感器34，58。传感器操作单元82和传感器监视单元84的功能在此处概述。
与电磁阀相比，传感器86在操作期间是常开的。为了确定其功能性，对于测量的持续时间需要关闭传感器86。因此，传感器86由传感器操作单元82中的开关87去活。在一个实施例中，开关87包括MOSFET。另一个开关88则在传感器监视单元84中激活数毫秒。在一个实施例中，开关88包括MOSFET。如果传感器86正在工作，则小的电流从传感器86流经分压器90并通过开关88到地。测量在分压器90的中点中的电压。随后，传感器监视单元84的开关88被去活且传感器86被传感器操作单元84的开关87激活。该测量在启动时和操作期间反复进行，在启动时产生电压Uref，在操作期间产生Umeas。如果测量的操作电压大致等于启动电压(Umeas=Uref)，传感器86，比方说接近或感应传感器，则被认为是完好无损的并且功能性没有变化。整个测量占用大约几毫秒，其足够短而不会影响阀门12的操作。
从以上描述可知，尽管已经描述并示出了本发明的各种实施例，但是本发明并不限于此，而是也可以以在所附权利要求书限定的主题范围内的其他方式实施。

Claims (16)

1.一种用于控制阀门(12)的阀门控制器(10)，所述阀门控制器(10)包括用于控制所述阀门的致动器(14)和流控制单元(16)的至少其中一个的功能的设施(24, 34, 36, 48,58)，所述致动器(14)机械地联接到与第一阀座(18)配合的第一盘(20)上以形成所述阀门的流控制单元(16)的一部分，其中所述设施(24, 34, 36, 48, 58)包括用于给所述设施(24, 34, 36, 48, 58)供应电力的电气输入(25, 33, 37, 49, 59)，所述阀门控制器(10)配置成：
通过在所述设施(24, 34, 36, 48, 58)关机的情况下在所述电气输入(25, 33, 37,49, 59)处测量主电气量而获取(100)指示所述设施(24, 34, 36, 48, 58)的功能性的一个或更多第一参数值，其中所述一个或更多第一参数值包括测量的主电气量，
在所述阀门控制器的操作期间监视(200)所述设施(24, 34, 36, 48, 58)，以通过在所述设施(24, 34, 36, 48, 58)关机之后在所述电气输入(25, 33, 37, 49, 59)处测量辅助电气量来确定指示所述设施(24, 34, 36, 48, 58)的功能性的一个或更多第二参数值，其中所述一个或更多第二参数值包括测量的辅助电气量，以及
基于所述一个或更多第二参数值与所述一个或更多第一参数值的比较确定所述设施(24，34，36，48，58)的功能性是否已经发生变化。
2.根据权利要求1所述的阀门控制器(10)，其特征在于，监视(200)所述设施(24, 34,36, 48, 58)包括：
确定一个或更多第二参数值并将所述一个或更多第二参数值与所述一个或更多第一参数值比较(208)，并且如果所述一个或更多第二参数值在所述一个或更多第一参数值的预定间隔内，则以时间延迟重复确定一个或更多第二参数值和将所述一个或更多第二参数值与所述一个或更多第一参数值比较(208)，否则，确定已经发生所述设施(24, 34, 36,48, 58)的功能性变化。
3.根据权利要求1所述的阀门控制器(10)，其特征在于，获取(100)指示所述设施(24,34, 36, 48, 58)的功能性的一个或更多第一参数的步骤包括：
在阀门控制器的开始过程期间确定指示所述设施(24, 34, 36, 48, 58)的功能性的一个或更多第一参数值。
4.根据权利要求3所述的阀门控制器(10)，其特征在于，获取(100)指示所述设施(24,34, 36, 48, 58)的功能性的一个或更多第一参数的步骤包括：
将所述一个或更多第一参数值存储(104)在所述阀门控制器(10)的存储器单元(64)中，并且监视(200)所述设施(24, 34, 36, 48, 58)的步骤包括：
从所述存储器单元(64)检索(202)一个或更多第一参数值。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述辅助电气量的测量是临时的。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述设施(24,34, 36, 48, 58)包括布置在所述阀门控制器(10)的壳体内的一个或更多先导阀(24, 36,48)，并且所述一个或更多先导阀(24,36,48)的电气输入是第一电气输入(25, 37, 49)。
7.根据权利要求6所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述主电气量是第一电压而所述辅助电气量是第二电压。
8.根据权利要求6所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述一个或更多先导阀(24,36,48)包括：
第一先导阀(24)，用于通过允许第一加压流体进入所述致动器(14)来激励所述致动器(14)，并用于通过允许所述第一加压流体离开所述致动器(14)来去激励所述致动器(14)，从而控制所述第一盘(20)的位置。
9.根据权利要求8所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述一个或更多先导阀(24,36,48)包括：
第二先导阀(36)，用于通过允许第二加压流体进入所述致动器(14)来激励所述致动器(14)，并且通过允许所述第二加压流体离开所述致动器(14)来去激励所述致动器(14)，从而控制所述第一盘(20)的位置，其中所述第一先导阀(24)和所述第二先导阀(36)配置成当所述致动器(14)被所述第一先导阀(24)和所述第二先导阀(36)各自激励时沿相同或相反的方向移动所述第一盘(20)。
10.根据权利要求1-4中的任一项所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述设施(24,34, 36, 48, 58)包括一个或更多位置传感器(34,58)，且所述一个或更多位置传感器(34,58)的电气输入为第二电气输入(33,59)。
11.根据权利要求10所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述主电气量是第三电压而所述辅助电气量是第四电压。
12.根据权利要求10所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述一个或更多位置传感器(34, 58)包括：
用于提供指示第一盘(20)的位置的第一传感器读数的第一传感器(34)。
13.根据权利要求12所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述一个或更多位置传感器(34, 58)包括：
第二传感器(58)，其用于提供指示所述流控制单元(16)的第二阀座(42)和配合的第二盘(44)的打开或关闭状态的第二传感器读数。
14.根据权利要求1-4中的任一项所述的阀门控制器(10)，其特征在于，所述关机是临时的。
15.一种阀门(12)，包括致动器(14)、流控制单元(16)和根据权利要求1-14中的任一项所述的阀门控制器(10)，其中所述流控制单元(16)包括第一阀座(18)和机械地联接到所述致动器(14)上的配合的第一盘(20)。
16.一种用于控制阀门(12)的方法，所述阀门(12)包括致动器(14)和流控制单元(16)，其中所述流控制单元(16)包括第一阀座(18)和机械地连接到所述致动器(14)上的配合的第一盘(20)，以及包括用于控制所述致动器(14)和所述流控制单元(16)的至少其中一个的功能的设施(24, 34, 36, 48, 58)的阀门控制器(10)，其中所述设施(24, 34, 36, 48,58)包括用于给所述设施(24, 34, 36, 48, 58)供应电力的电气输入(25, 33, 37, 49,59)，所述方法由所述阀门控制器(10)执行并且包括：
通过在所述设施(24, 34, 36, 48, 58)关机的情况下在所述电气输入(25, 33, 37,49, 59)处测量主电气量而获取(100)指示所述设施(24, 34, 36, 48, 58)的功能性的一个或更多第一参数值，其中所述一个或更多第一参数值包括测量的主电气量，
在所述阀门控制器的操作期间监视(200)所述设施(24, 34, 36, 48, 58)，以通过在所述设施(24, 34, 36, 48, 58)关机之后在所述电气输入(25, 33, 37, 49, 59)处测量辅助电气量来确定指示所述设施(24, 34, 36, 48, 58)的功能性的一个或更多第二参数值，其中所述一个或更多第二参数值包括测量的辅助电气量，以及
基于所述一个或更多第二参数值与所述一个或更多第一参数值的比较确定所述设施(24，34，36，48，58)的功能性是否已经发生变化。
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