CN1947078A - 利用控制环路操作控制阀并对该控制环路执行诊断的方法和装置 - Google Patents

利用控制环路操作控制阀并对该控制环路执行诊断的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1947078A
CN1947078A CNA2005800126140A CN200580012614A CN1947078A CN 1947078 A CN1947078 A CN 1947078A CN A2005800126140 A CNA2005800126140 A CN A2005800126140A CN 200580012614 A CN200580012614 A CN 200580012614A CN 1947078 A CN1947078 A CN 1947078A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
endpiece
signal
control
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800126140A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100543628C (zh
Inventor
肯尼思·W·杰安克
安妮特·L·拉特维森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fisher Controls International LLC
Original Assignee
Fisher Controls International LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fisher Controls International LLC filed Critical Fisher Controls International LLC
Publication of CN1947078A publication Critical patent/CN1947078A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100543628C publication Critical patent/CN100543628C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0438—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being of the nozzle-flapper type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B5/00—Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities
    • F15B5/006—Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities with electrical means, e.g. electropneumatic transducer
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/52—Pressure control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/521—Pressure control characterised by the type of actuation mechanically
    • F15B2211/524—Pressure control characterised by the type of actuation mechanically actuated by an output member of the circuit
    • F15B2211/525—Pressure control characterised by the type of actuation mechanically actuated by an output member of the circuit with follow-up action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/52—Pressure control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/528—Pressure control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336—Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6653—Pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6656—Closed loop control, i.e. control using feedback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/862—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being electric or electronic failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/87—Detection of failures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

利用来自气动放大器的出口压力作为控制参数，可对控制阀的控制环路进行操作。该控制环路可连续运行在压力控制模式下，或者可以响应于某些运行条件，例如关断范围内的操作、节流元件与行程止动件接合的操作、或者作为主控制参数传感器失效故障事件中的备份，从诸如行程控制模式之类的其它模式切换到压力控制模式。在压力控制模式下操作控制环路进一步允许对控制环路各元件执行诊断，即使在该系统运行于关断范围或者已经与行程止动件接合的情况下。可以使用通常提供给定位器的压力传感器和位移传感器来执行所述诊断。处理器可以编程为从各传感器接收数据并根据逻辑子程序产生故障信号。该逻辑子程序可包括计算流经气动放大器各出口端的控制流体质量流量，并比较其它运行参数以检测所述控制环路各元件中的泄漏和堵塞。一旦检测到故障，可以通过辨别故障期间控制环路的运行参数的特征来识别出故障根本原因的位置。

Description

利用控制环路操作控制阀并对该控制环路执行诊断的方法和装置
技术领域
本发明总体上涉及控制阀，更具体地说，涉及对用于控制控制阀的控制环路进行操作并对该控制环路的各元件执行诊断的方法和装置。
背景技术
控制阀可用来调节流过导管(pipe)或管道(conduit)的过程流体流动。这些阀通常包括设置于过程流体流程中并连接到执行器的节流元件。各种类型的执行器是已知的，许多控制阀采用利用受压的空气、天然气或其它流体来调节执行器位置的气动执行器。例如，就弹簧和隔膜执行器而言，弹簧对执行器的一侧施加力的同时在执行器对侧上控制流体压力，从而可调整节流元件的位置。可替换地，可以使用活塞执行器，其中活塞把执行器壳体分成上腔室和下腔室，并且将这两个腔室的流体压力控制为驱动该执行器到达所需位置。对于任何类型的气动执行器，都具有控制流体到大气的标定排出。
通过内部伺服机构控制，定位器可控制供给气动执行器的一个或两个腔室的流体压力。定位器通常包括处理器和接口电路、电流到压力(I/P)转换器、二级气动放大器(即，随动阀(spool valve)或气动替续器(pneumaticrelay))，以及阀程反馈传感器。该处理器通常通过接口电路监控输入或控制信号以及反馈信号。处理器中编制的伺服动作可产生供给I/P转换器的电子校正信号。I/P转换器连接到供给压力并传送所需的控制流体压力或气动控制信号到二级气动放大器。接下来，该气动控制信号导引控制流体通过二级气动放大器朝向执行器的一个腔室，在执行器中产生运动。执行器的运动引起节流元件的相应运动，从而可控制过程流体的流量。所以，定位器可响应通常来自过程控制器的控制信号，对基准信号和阀程反馈进行比较，从而可驱动该I/P转换器(和二级气动)使阀向对应于基准信号的位置移动。
随着基于处理器的控制的使用的增加，用于定位器的随动阀已经大量装备。例如，在和活塞执行器一起使用时，随动阀可包括用于接收供给压力的入口端、与执行器的第一腔室以可流动方式连通的第一出口端，以及与执行器的第二腔室以可流动方式连通的第二出口端。随动阀是已知的，其中压力传感器可设置在入口端、第一出口端、和第二出口端以便向处理器提供反馈。另外，常规随动阀包括位移传感器，该位移传感器用于检测随动阀的位置并向处理器提供反馈信号。
常规定位器具有对各种控制流体泄漏或阻塞敏感的元件，控制流体泄漏或阻塞可以使控制阀的操作退化或失灵。例如，I/P转换器包括与供给压力密封连接的入口。I/P转换器包括限制主节流孔的限流器、和用于将控制流体导向挡板的喷嘴。I/P转换器进一步包括将控制流体导向随动阀的密封出口。I/P转换器通常设置在工业场合，在这种场合下，周围空气可能受到油、溶解矿物、沙砾等的污染。所以，当这样的空气用作控制流体时，污染物可能部分或者完全堵塞主节流孔或者喷嘴。另外，位于I/P转换器入口和出口的密封件也可能发生故障。这些堵塞或泄漏可以慢慢降低控制阀的性能，导致效率低下或者可以引起控制阀的完全故障。在以上任何一种情况下，很难确定定位器是故障的原因，更别说确定该定位器内故障的具体位置。
同样地，在执行器壳体中可能发生泄漏，在随动阀和执行器之间的连接管路中可能形成堵塞，这些会降低控制阀性能或者引起故障。例如，泄漏可能形成在上执行器腔室或下执行器腔室和大气之间，活塞环可能发生故障使得从一个腔室到另一个腔室发生泄漏。在任何一种情况下，处理器必须针对节流元件的给定位置调节控制信号。在控制介质是天然气时，泄漏检测尤其重要。这些泄漏可能随着时间而发展，而且在嘈杂的工厂环境中，不会引起注意直至阀不再运转。
附图说明
图1是连接到用于控制阀的执行器上的定位器的示意性框图。
图2是图1所示定位器的一个实施例的放大示意图。
图3A和图3B是示出弹簧和隔膜执行器分别发生泄漏和阻塞时控制流体质量流量分布的图。
图4A、图4B和图4C是示出活塞执行器分别在第一腔室、第二腔室和活塞环内发生控制流体泄漏时控制流体质量流量分布的图。
图5是示意性示出用于辨别元件故障特征并查找元件故障的逻辑子程序的决策树。
图6是图1所示定位器的一个可替代实施例的示意图。
图7是与图1类似的示意性框图，其描绘了使用压力控制的定位器的操作。
图8是与图1类似的示意性框图，其描绘了如何在定位器中实现关断。
图9是示意性示出在使用压力控制时用于辨别元件故障特征查找元件故障的逻辑子程序的决策树。
图10是示意性示出在结合阀程传感器使用压力控制时用于辨别元件故障特征并查找元件故障的逻辑子程序的决策树。
具体实施方式
图1中，定位器14示意性地示为连接到执行器12。执行器12机械连接到阀体10，阀体10可控制通过诸如导管(未示出)之类的管道的过程流体的流量。定位器14包括带有存储器20的处理器18、I/P转换器24、二级气动装置(例如，随动阀26或气动替续器200)、控制流体阀组件的位移传感器84和阀程传感器68，它们统称为控制环路。基准信号，例如来自过程控制器的指令信号，提供给定位器14并表示需要的执行器位置。定位器14将该基准信号与由行程传感器68提供的实际执行器位置相比较，再把误差信号前传到处理器18。然后，处理器18根据该误差信号和来自位移传感器84的反馈，产生电子I/P驱动信号。
如图2更详细描述的，执行器12包括活塞60，该活塞可将执行器壳体62分成上腔室56和下腔室58。上腔室56包括可对该活塞施加力的弹簧64。杆66从活塞62延伸到阀体10。行程传感器68可用来检测杆66的位置以及给处理器18提供反馈。
根据图示的实施例，I/P转换器24提供了信号放大级，随动阀26提供了气动放大级。I/P转换器24包括入口28，该入口与受压控制流体源30流体连通。入口28和控制流体源30可以用O形环32进行密封。设置在I/P转换器24内的限流器34限定了主节流孔(orifice)36。管嘴38位于主节流孔36的下游，用于将控制流体导向挠性挡板(flexible flapper)40。在图示的实施例中，电磁线圈42可用来确定挡板40相对管嘴38的位置。可替换地，可以不用基于电磁线圈的I/P转换器24，挡板40的功能可以由压电材料构成，或者可以使用任何其它现有的挡板结构。出口44以可流动方式与隔膜45连通。出口44和隔膜45之间的连接可以由O形环46密封。传感器85可以用来检测进入I/P转换器24的控制流体的供给压力。
随动阀26包括入口端50，该入口端用来接收来自控制流体源30的控制流体。第一出口端52和第二出口端54与执行器12的上腔室56和下腔室58以可流动方式连通。阀构件70设置在随动阀壳体的内部，用来控制入口端50与第一出口端52及第二出口端54之间的流体输送。在图示的实施例中，阀构件70包括杆件(rod)72，该杆件带有第一台肩(land)74和第二台肩76。环形阀腔室77形成于该随动阀壳体内，且该环形阀腔室的尺寸与第一台肩74和第二台肩76严密配合。隔膜45从I/P转换器24接收压力信号，与阀构件70的第一端接合。弹簧82与阀构件70的另一端接合，以便对阀构件70施加偏载(bias load)。
在运行过程中，由I/P转换器24调节的控制流体压力输出给隔膜45，该隔膜可沿与弹簧82的偏载相反的方向对阀构件70施加负载。第一盘(disk)74和第二盘76的运动可以局部地或者全部地阻塞从入口端50到第一出口端52或者到第二出口端54的流体流动。因此，阀构件70的位置为各个输出端52、54确定了控制流体可流经的限流区域。还设置了位移传感器84，以检测阀构件70的位置并向处理器18提供反馈。另外，还提供了第一出口压力传感器86和第二出口压力传感器88，这两个压力传感器分别检测第一出口端52处的和第二出口端54处的控制流体压力级别。
虽然图2示出了带有故障关闭弹簧动作的双动活塞执行器，但可以理解，也可以使用其它类型的气动执行器。可替换的执行器例子包括带有故障开启弹簧动作的双动活塞执行器、不带有弹簧的双动活塞执行器、带有故障开启或故障关闭弹簧动作的单动弹簧和隔膜执行器，或者是任何现有的代用物。若执行器是单动的，则随动阀26包括单个出口端，该单个出口端与弹簧对面的执行器腔室流体连通。
此外，定位器14还可以使用可选的装置作为二级气动机构。该定位器可以包括例如气动替续器，用来代替随动阀26。如图6所示的，双动气动替续器200与I/P转换器24、阀体12和受压供给流体的源30相连。替续器200包括供给压力增压器间(supply pressure plenums)202a和202b。增压间202a包括第一出口端204，该第一出口端与执行器下腔室58流体连通；增压间202b包括第二出口端206，该第二出口端与执行器上腔室56流体连通。第一提升阀208具有末端210，该末端定位为可移动地与第一孔204接合；第二提升阀212具有末端214，该末端定位为可移动地与第二孔206接合。杆(beam)216可支撑绕支点218的转动，杆216包括第一节流孔220和第二节流孔224，该第一节流孔可定位为与第一提升阀208的第二端222接合，该第二节流孔可定位为与第二提升阀212的第二端226接合。I/P转换器24的输出提供给腔室228，使得杆216朝第一方向(即图6中的顺时针方向)转动，同时基准腔室230提供有基准压力来平衡腔室228的力。第一提升阀208可对控制流体到执行器下腔室58的流动进行控制，第二提升阀212可控制到执行器上腔室56的流动。
在运行过程中，若I/P喷嘴的压力增加，则杆216会顺时针转动，向右推动第一提升阀208。第一提升阀208的第二端222关闭第一节流孔220，以防止流动到大气中；第一提升阀208的第一端210开启第一出口端204，使得供给压力下的控制流体流动到下腔室58中。同时，第二提升阀212开启第二节流孔224并关闭第二出口端206，使得控制流体从上腔室56排放到大气中。在I/P喷嘴的压力降低时，相反的情况会发生。可以理解，随着第一提升阀208和第二提升阀212运动到以及离开第一出口端204和第二出口端206，出口端204和206的限流区域会随之变化。因此，可以用杆216的位置来推断提升阀208和212的位置，并以此来推断第一出口端204和第二出口端206的限流区域。
具有气动替续器200的定位器可以包括与上面所描述的相同的传感器。因此，第一出口压力传感器86和第二出口压力传感器88设置在第一出口端52和第二出口端54的附近，分别用来检测控制流体到执行器上腔室56和下腔室58的压力。入口压力传感器85设置在入口端50处，用来检测控制流体供给压力，执行器行程传感器68可以设置用来检测杆(stem)66的位置。此外，可设置位移传感器以监测杆(stem)216的位置。
上面描述的定位器在本领域中通常是公知的。不过，到目前为止，确实已经用位移传感器84来提供反馈。根据本发明的教导，位移传感器84还可以用于诊断目的。另外，各种传感器可以用来区别可能存在于定位器中的各种故障状况。这些传感器还可以用来计算控制流体的质量流量(mass flow)，这可以帮助识别各故障的根本原因。诊断计算和分析可以通过定位器14提供的诊断单元来执行，例如由处理器18和存储器20用作诊断单元，或者在以可通信方式连接到定位器14的远程主机19中执行。
对于执行器12，可以为诊断单元编制诊断程序，该诊断程序利用来自传感器的反馈来估计到执行器腔室的控制流体的质量流量。该诊断程序可以进一步利用计算出来的质量流量，通过或者不通过另外的反馈参数，来识别执行器中的泄漏或其它故障。更具体地说，可以使用下列等式，估计流经第一出口端和第二出口端的控制流体的质量流量：
dm/dt＝K·Y·A·gc(2ρ(p1-p2))
其中：
dm/dt为质量流率(lbm/s)；
K为流量系数；
Y为膨胀系数；
A为限流面积(ft2)；
gc为转换常数(lbm/slug)；
p1为上游压力(lbf/ft2，abs.)；
p2为下游压力(lbf/ft2，abs.)；以及
ρ为上游流体密度(slug/ft3)。
为了计算例如流经第一出口端52的质量流量，可以在上述等式中插入适合的系数和变量。上游压力p1是由压力传感器85检测到的入口压力，p2是在第一出口端52由传感器86检测到的压力。这些等式可用来估计供给的质量流量以及排放的质量流量。例如，在随动阀位移为正向时(即在图2中向右)，端口54会向执行器下腔室供给控制流体，端口52排放来自执行器上腔室的控制流体。对于端口54，随动阀位移可以用来计算暴露的端口面积，传感器85、88可以提供上游和下游压力。对于端口52，随动阀位移可以用来计算暴露的端口面积，传感器85可以提供上游压力。在排气口不需要传感器，这是由于随动阀(spool)以已知的压力排放到大气中。另外，到控制阀的供给压力通常是可调的，所以可以不用供给压力传感器85，在空气质量流量等式中以近似供给压力的固定值来替换。
在控制流体为空气时，上述等式可以简化为：
dm/dt＝0.048K·Y·A(p1(p1-p2))
对于其它流体，例如天然气，该等式也可以进行类似的简化。除了上面提到用来估计流经节流孔的质量流量的等式之外，还可使用标准流量等式，例如在ISA-575.01-1985中提到的那些用于调整控制阀的流量等式。已经发现，通过以上等式得到的质量流量估计值与使用外部空气质量流量传感器，尤其是使用低通数字滤波器来衰减位噪声所得到的测量值严密匹配。因此，可以对诊断单元18编制程序，使其接收来自压力传感器85、86、88和位移传感器84的反馈，并使用上述等式计算流经第一出口端52和第二出口端54的质量流量。上述等式可以进行修改，以用来校正穿过台肩(land)的泄漏流量，该等式也可以用来计算流经可替代的二级气动装置，例如图6的气动替续器200的质量流量。
诊断程序可以用质量流量计算结果来识别随动阀和执行器12之间的泄漏或阻塞。例如，对于弹簧-隔膜执行器，控制流体提供给弹簧对面的单个执行器腔室。在正常运行期间，处理器18控制来自随动阀26的控制流体输出，以驱动执行器12和连接的节流元件到需要的定点。在稳态运行期间，少量流体可能排放到大气中，所以会有少量的控制流体流经随动阀出口端。如果在执行器腔室内或在随动阀出口端与执行器之间的连接机构中发生了泄漏，则执行器腔室内部的压力级会下降，弹簧会使得执行器从它所需位置移开。有关过程流体压力和/或执行器行程的反馈提供给处理器18，处理器18会改变到I/P转换器24的驱动信号，以增加流到执行器的控制流体流动。因此，流到执行器的质量流量会增加，如图3A提供的曲线所示的。通过估计控制流体的质量流量随时间的变化情况，可以为诊断单元编制程序以检测流到执行器的控制流体的增加量。可以进一步对该诊断单元编制程序，使诊断程序在超出最大控制流体流动率时产生故障信号。可以用低通滤波器来使出现产生故障信号的正常瞬态的可能性最小。
相反地，在随着随动阀位移增加而控制流体流动保持不变的情况下，可以识别出随动阀和执行器12之间的空气管路中的阻塞。图3B示出了阻塞的状况，其中实线表示质量流量，虚线表示随动位移。同样地，在随动位移很大而质量流量却相对较小的情况下，可以识别出局部阻塞。
检测活塞执行器中的泄漏稍微更复杂些。泄漏可能发生在带有弹簧的执行器腔室内、不带有弹簧的执行器腔室内，或者这些执行器腔室之间，例如在活塞环内有泄漏，或者执行器的旁通阀处于开启状态时。不过，对于弹簧-隔膜执行器，空气质量流量的偏差可以用来定位以及量化泄漏或者阻塞。
为了帮助识别故障，可以识别出来自正常运行参数的偏差。在这些参数中，有一个参数为执行器腔室内的压力，该压力通常保持在供给压力的大约60-80％。通过对执行器各腔室内的压力取平均，可以确定平均压力或“转换(crossover)”压力。
如果在弹簧对面的腔室内存在流体泄漏到空气中，则处理器18会使随动阀26移动，对该泄漏腔室提供补充空气。这也会降低带有弹簧的腔室的压力，使得活塞执行器如同弹簧和隔膜执行器似地有效运转。在这种泄漏下，流经第一出口端52和第二出口端54的质量流量分布如图4A所示。初始情况下，由于系统中的正常泄漏，存在流经两个出口端52、54的标称质量流量。如果在点A处发生了泄漏，则流到泄漏腔室的质量流量会增加，与排放到大气中的空气量相当，如图4A的实线所示。对于带有弹簧的腔室，在执行器移动到新的位置时，质量流量会暂时不到该腔室内，但是由于该腔室压力下降所以会最终返回接近零位置，如图4A中的虚线所示。而且，执行器中的转换压力大约为弹簧对面腔室的压力的一半。
如果泄漏发生在执行器的弹簧侧腔室内，则定位器14不提供补充空气，这是因为这样需要定位器从弹簧对面的腔室排放空气(并降低力)。因此，处理器18可使带有弹簧的腔室降压，并且会通过调节对面腔室中的压力来控制阀。在稳态下，流到弹簧侧腔室的空气质量流量会接近零，来自弹簧对面腔室的空气质量流量会接近零，转换压力会等于不带弹簧腔室的压力的一半。因此，通过检测流经各个端口的质量流量分布的下降的转换压力，可以确定泄漏的存在和位置。
诊断单元可以进一步使用质量流量计算结果来检测可引起控制流体从一个执行器腔室流到另一个腔室的泄漏，例如活塞环内的泄漏。由于各个腔室保持在受压状态，所以使用传统测量技术很难对这种泄漏进行检测。例如，如果泄漏使得控制流体从下腔室58流到上腔室56，则定位器14会使随动阀移动，对下腔室58提供补充控制流体。不过同时，控制流体会从下腔室58流到上腔室56，并返回到随动阀26。
图4C提供了在活塞环泄漏下，流经各个出口端52、54的流体流动分布的图，其中流经第一出口端52的流体流动用虚线表示，流经第二出口端54的流体流动用实线表示。初始情况下，各个端口都具有排放到大气中的标称流率。在活塞环中发生泄漏时，流经第二出口端54的质量流量增加一个比例量，流经第一出口端52的质量流量降低一个比例量。与未指出流体流动方向的常规质量流量传感器的不同在于，质量流量估计等式指出了流量方向，其中正数表示流体流动流入执行器，负数表示流体流动流出执行器。这样，通过监控流经第一出口端52和第二出口端54的控制流体流动，处理器18可以检测持续状况，在该持续状况下流经一个端口的流体流动是正的，流经另一个端口的流体流动是负的，因此产生一个故障信号。
除了可以检测流到执行器的控制流体泄漏和阻塞之外，随动阀的压力和位移传感器还可以用来检测位于随动阀26上游的I/P转换器24内的故障。各类故障可能在I/P转换器24内发生，这会中断或者阻止流到随动阀26的控制流体流动，从而使控制阀操作性能降低或使其操作失灵。由于I/P转换器的特定元件，例如挡板40不直接用于伺服控制，所以通常装备这些元件。不过已经发现，带有随动阀26的传感器可以用来推断I/P转换器各元件的内部状态。
在定位(address)发生在I/P转换器24内的特定故障之前，应该注意到，对I/P转换器提供受压控制流体的控制流体源30可能发生故障，因此在考虑I/P转换器本身内的其它故障之前，应该先定位该故障。由此，由入口压力传感器85提供的信号可以用来检测控制流体源30是否已经失压。
可能发生在I/P转换器24内的一种故障是主节流孔36完全堵塞。在主节流孔36被堵塞时，到隔膜45的压力会降低，因此弹簧82可使随动阀70移动到零压(或负压)状态，使得执行器相应地移动。为了试图关闭或盖住喷嘴38，处理器18会增加到电磁线圈42的驱动信号，这通常会增加流出出口44的控制流体压力。实际上，堵塞的主节流孔36可以防止任何控制流体流动。
在矿石沉积物或其它污染物堵塞挡板40时，也可以产生故障，使得喷嘴38完全被堵塞。这样，流出出口44的控制流体压力增加到供给压力，并且使得随动阀从零位置移动到正位置，从而移动执行器。相应地，为了试图开启或打开喷嘴38，处理器18会降低给I/P转换器24的驱动信号。
可替代地，该主节流孔也可能变成局部堵塞。对于完全堵塞的主节流孔而言，随着处理器18试图补偿喷嘴38所减少的空气，局部堵塞会使驱动信号变高。响应于I/P信号的变化，局部堵塞的主节流孔会减慢随动阀的运动。不过，虽然较低的环境温度可以导致增加的时间常数，但这种较低的环境温度会使得隔膜变硬。任何情况下，在I/P驱动信号较高并且其它所有状态都适当运行时，可以推断出该主节流孔局部堵塞。
同样地，喷嘴38可能变得局部堵塞。喷嘴38的局部堵塞还影响I/P转换器的时间常数，如以上所提到的，其还可以由隔膜环境温度变化引起。由此，I/P驱动信号较低而其它所有状态运行适当可表示该喷嘴局部堵塞。
出口O形环46的故障可以产生其它故障。为了补偿通过出口O形环46的泄漏，处理器18会增加驱动信号，但I/P转换器的时间常数不会有很大改变。因此，以相似于堵塞的主节流孔36的方式，出口O形环46的故障会控制环路的运行。
在I/P转换器中还可能发生除了那些以上特别提到的故障之外的其它故障。例如，电磁线圈42可能故障或挡板40可能折断。虽然不可能识别出特定的故障，但可以通过监控到I/P转换器的驱动信号的明显偏差来检测到各个故障。这可以通过对该驱动信号设置线性或非线性数字滤波器来消除高频内容，并且寻找与正常运行状况的偏差来实现。
为了帮助识别I/P转换器24中的各种故障并辨别这些故障的特征，可以将诊断单元，例如定位器14的处理器18和存储器20或具有处理器和存储器的远程主机19，编程为根据由定位器14的各传感器测量的参数来执行诊断程序。该诊断程序可以包括一个或多个逻辑子程序，这些子程序可以辨别测量参数的特征以生成故障模板，该故障模板可以用来识别故障的一个或多个根本原因。
在辨别故障的特征之前，必须先检测到故障。诊断程序可以编制为检测I/P驱动信号的持续偏差。I/P驱动信号可以设置在约70％，从而把气动放大器的控制流体阀组件集中在零位置。该驱动信号的正常工作范围可以为60％-80％。这样，在I/P驱动信号超出正常工作范围(即小于60％或大于80％)时，该诊断程序可以产生故障信号。指令统计滤波器(order statistics filter)可以用来消除正常瞬变值，使得只有在I/P驱动信号超出标准范围一个持续时间段时，才产生故障信号。可替代地，诊断单元可以编程为用来监控控制流体阀组件的标称位置的较大移动，或者监控误差信号(即与阀杆行程、出口端压力或其它控制参数的基准偏差)，从而开始故障分析。在以上任何一种情况下，一旦检测出故障，则应该首先检验源30的控制流体压力，这样可以排除源30是故障的原因。
在检测出故障后，可以对该故障辨别其特征来确定它在控制环路中的大体或具体位置。在检测出I/P驱动信号的偏差后，通过在控制环路中追踪该偏差能确定故障的位置。例如，对于利用阀杆基准信号的定位器系统中的堵塞的主节流孔36，控制环路将受到如下影响：流经主节流孔36的流量会停止流动，使得随动阀移动到它的零压(负压)状态，这降低了执行器腔室中的压力，使得节流元件运动，从而产生误差信号返回到处理器。该处理器将增加I/P驱动信号用来补偿该故障。
为了识别故障的特定位置，必须继续追溯事件链。在主节流孔完全堵塞的实例中，分析从对高于正常工作范围上限的I/P驱动信号(即正向I/P驱动信号偏差)进行检测开始。接下来，由节流元件的运动产生的误差信号被辨别为主要为正的，这意味着执行器实际行程小于期望值。各出口端压力之间压力差，即第二出口端54压力减去第一入口端52的压力，可以辨别为负的。然后，位移传感器84提供有关随动阀位置的反馈，由于堵塞带来的控制流体压力减小，所以该反馈辨别为相对零位置基本上是负的。通过以这种方式辨别测量参数，可以排除导致故障的某些根本原因。有些根本原因可以具有上述特征，主节流孔堵塞就是其中一个。
以类似的方式，全部故障都可以使用图5所示的决策树进行描绘。在图5中，测量的变量用圆圈表示，这些参数的特性值标在从圆圈发射出的直线上，元件故障用方框表示。三角形表示无效区域，例如不可能实现的较大驱动信号和较大负误差信号的组合。图5中所示的诊断程序是以通常提供给定位器的现有传感器为根据的，因此某些不能辨别的元件故障集合在在图5中。另外的传感器可以用来进一步辨别集合元件的故障。之后，可以通过在该树中追溯移动来识别偏移的根本原因。图5和它的相关描述假定基准信号是有关阀杆行程产生的。可以理解，类似的诊断可以在具有约束其它控制参数，例如由气动放大器传送给执行器的流体压力的基准信号的系统中执行。
参见图5，在测量100，诊断程序可以检测出偏离正常工作范围的I/P驱动信号。在大于该范围时，该驱动信号被辨别为高，而在低于该范围时，该驱动信号被辨别为低。在I/P驱动信号为高时，存储的诊断程序会在该树中向上进行，以便辨别在该控制环路中使用的基准信号的特征。该基准信号可以是从过程控制器发送到定位器的指令信号。在该实施例中，该I/P驱动信号是基准值和行程反馈之差的函数。
在三种情况下，I/P驱动信号可能大于或小于它的正常工作点，其中两种情况不是由设备故障引起的。第一种是定位器处于“关断”时。在基准信号超出用户限定的阈值时，会发生关断。若是高-关断，则伺服控制器被完全旁路，100％的驱动信号发送到I/P。若是低-关断，则伺服控制器被旁路，0％的驱动信号发送到I/P。关于关断如何实现的实例在图8示意方框图中有描述。高-关断和低-关断都在有效工作区域，都不表示设备故障。在图5中高-关断和低-关断分别表示为方框103和131。
第二种情况是阀体与行程止动件接合。在阀体碰到止动件时，行程反馈不再起作用，过程控制器基本上工作在开环状态。此外，这是正常的控制阀行为，并不表示设备故障。在图5中，高行程止动件和低行程止动件分别表示为方框104和132。
第三种情况是设备故障引起了较大误差信号。为了补偿较大误差信号，可对I/P驱动信号进行相应调节。在排除关断和行程止动件之后，可以沿着图5中列出的决策树继续进行分析。对于高I/P驱动信号，沿着该树向上继续进行分析，对于低I/P驱动信号，沿着该树向下继续进行分析。
首先在105通过辨别误差信号的特征对高I/P驱动信号进行分析。该误差信号可以分为主要为正、零，或者主要为负。在I/P驱动信号为高时，不可能具有较大的负误差信号，因此图5的上部右侧分支表示所有结果都是无效的。因此，误差信号特征值105的唯一可能的结果是主要为正(即基准信号大于实际行程反馈信号)或零。在以上任何一种情况下，通过从第二出口端54压力减去第一出口端52压力，诊断程序将接下来继续辨别第一出口端52和第二出口端54之间的压力差，如106和107表示的。该压力差可以辨别为接近供给压力的负、标称值、或接近供给压力的正。负压力差表明第一出口端52的压力大于第二出口端54的压力。反之表示正压力差。标称压力差表示执行器各腔室基本上处于平衡状态。对于各个压力差特征值，诊断程序将继续辨别随动阀的位置，如108-113表示的。该随动阀位置可以辨别为主要为正、零、或主要为负。主要为正的位置表示隔膜45推动随动阀到很远的距离，主要为负则与之相反。当保持在正常工作范围内时，该随动阀处于零位置。
一旦对随动阀的位置特征进行了辨别，就可以为I/P驱动信号偏差识别出一个或多个潜在根本原因。例如，如果随动阀被堵塞114、出口O形环46发生了故障115、隔膜45发生了故障116，或主节流孔36完全堵塞117，则诊断程序将辨别为针对高I/P驱动信号故障具有主要为负的随动阀位置、负压力差以及主要为正的误差信号。如果故障被辨别为针对高I/P驱动信号具有主要为正的随动阀位置、标称压力差以及主要为正的误差信号，则根本原因可能是外部泄漏118、随动阀用损119，或者供给压力120较低。对于针对高I/P驱动信号具有主要为负的随动阀位置、标称压力差以及主要为正的误差信号的故障，根本原因是压力源较低121。
对于高I/P驱动信号，如果误差信号主要为正，压力差为正，并且随动阀位置主要为正，则根本原因是阀体卡在较低位置处122、随动阀和执行器之间空气管路堵塞123，或者有效互锁124。
如果故障被辨别为对于高I/P驱动信号具有主要为正的随动阀位置、标称压力差以及零误差信号，则根本原因是外部泄漏125。如果被辨别为对于高I/P驱动信号来说随动阀的位置为零，压力差为标称值，并且误差信号为零，则故障的根本原因是主节流孔36局部堵塞126、I/P挡板或者电枢内存在沙砾127，或者I/P校准移位128。
返回图5的下半部分，对于低I/P驱动信号诊断程序可以进行类似过程。排除低-关断131和低行程止动件132之后，在133分析继续进行以用来辨别误差信号。误差信号特征辨别类似于上述在105的描述，其中误差信号可以是主要为负、零或者主要位正。同时具有低I/P驱动信号和主要为正的误差信号是不可能的，因此显示在图5下部左侧部分的所有结果表示无效。在误差信号特征辨别之后，在134和135处，诊断程序将辨别压力差的特征。最终，在136-141处，诊断程序将辨别随动阀的位置。
对于高驱动信号偏差，低驱动信号偏差的分析继续识别一个或多个可能的根本原因。如果误差信号主要为负，压力差为正，以及随动阀位置主要为正，则故障的根本原因是喷嘴38堵塞142、I/P挡板或电枢受压143、I/P闭锁144，或者随动阀堵塞145。如果误差信号主要为负，压力差为负，以及随动阀位置为负，则故障的根本原因是阀体卡在高位置处146，或者空气管路堵塞147。最终，如果误差信号为零，压力差为标称值，以及随动阀为零，则故障的根本原因是I/P校准移位148，或者喷嘴38局部堵塞149。
诊断程序可以进一步根据严重程度(severity)划分元件故障，并且提供预测性诊断。某些根本原因，例如主节流孔36或喷嘴38完全堵塞，会以处理器18不能校正的方式对随动阀26进行偏压。这些原因可以辨别为“红灯”诊断，并且适时进行报告。其它根本原因可以引起I/P信号的较大偏差，不过反馈回路中其它所有变量都处于正常工作状态。例如，主节流孔36可以变得局部堵塞，使得I/P信号必须要更强地驱动，从而补偿流到的喷嘴流量的下降。但是，误差信号、执行器压力以及随动阀位置都会正常工作。通过对I/P信号偏差和反馈回路中的其它变量进行比较，可以在它成为灾难性故障之前，识别出退化并且对它进行标记。
对于阀位于行程止动件上，例如位于阀座上的情况，需要对阀和定位器进行不同诊断测试。例如，紧急停工(ESD)阀通常是开关设备，用在管道下游断裂事件中，例如用于关断油或天然气的流动。
这样，ESD阀大多数时间仍位于上行程止动件处，或者处于开启状态，它只是暂时性的关闭。对典型ESD设备的标准诊断测试为局部冲程测试，在该测试中，伺服阀的基准信号沿着预定轨迹移动，把传感器数据与一组预测数据相比较。但是，也存在这种状况，需要测试诸如阀定位器的设备，但实际上又不能使阀离开行程止动件。如前面描述的，关断已经把全部压力强加于执行器12并且提供最大阀座负载，由此提供了最大关断能力。
在基准信号接近0％或者100％时，切断变得有效，这意味着定位器可以工作在饱和状态。因此，控制环路被完全旁路，100％或者0％的信号可以直接施加到I/P转换器24。结果，根据所需输出状态，执行器12的输出压力施加到源或大气中。这样，在关断有效时，由于使I/P转换器24和随动阀26从饱和状态到零状态需要额外的时间，所以使阀10离开阀座需要额外的时间。
在I/P转换器24的驱动信号不再有效(即，响应于指令信号和反馈信号之差的变化)时，确定该定位器内电动气动和气动级是否适当运行会更加困难。
因此，对某些控制情况和设备，在阀10位于行程止动件时，例如位于阀座上时，需要以压力控制模式运行定位器14。在压力控制模式中，定位器14可以运行在如图7方框图所描述的闭环控制模式下。这种模式下，压力定点(不是位置定点)可以选择在接近供给压力或者接近大气压处(即接近100％或者接近0％)。这样，可以达到接近最大阀负载，I/P转换器24和随动阀26或替续器200可以保持在它们的零状态，使得阀10可以更快地离开阀座。参照图7，当在压力控制模式下运行时，I/P驱动信号可以是基准信号和测量的压力反馈信号之差的函数。例如，执行器压力可以用作单动执行器的压力反馈信号，通过活塞的压力差可以用作双动执行器的压力反馈信号(误差信号)。可以理解，阀可以连续运行在压力控制模式，或者可以正常运作在其它模式，例如运行在行程控制模式(即，执行器行程用作控制参数)并且在某些运行条件下切换到压力控制模式。
在该阀位于阀座时，I/P转换器24和随动阀26或替续器200有效以及接近零状态的其它优点在于，行程控制诊断可以用来评估I/P转换器24和随动阀26或替续器200的完整性，计算流经随动阀26或替续器200的空气质量流量，以及监控定位器14的性能质量。因此，在阀10位于行程止动件上时，定位器14的可用性可以得到评估。该空气质量流量计算与有关单动和双动执行器的上述描述相同，与结合图3A-B和4A-C的那些描述类似的基于空气质量流量计算的诊断也可以对运行在压力控制模式的控制环路执行。
对于应用程序，例如压缩防喘振(compressor antisurge)和涡轮旁通(turbine bypass)，其中阀需要大多数时间在座上并且偶尔才进行维修，诊断能力尤其重要。不过，在需要这样阀时，设计阀的响应十分重要的。在阀位于座上时并且定位器14运行在压力控制模式时，即使在阀10未运行，可以执行的行程止动件诊断也可允许操作员评估定位器14的功能。
在采取压力控制时，与图5类似的，可使用图9所示的决策树描绘故障。在图9中，如同结合图5的情况，测量变量用圆圈表示，这些参数的特性值标在从圆圈发射出的直线上，元件故障用方框表示。三角形表示无效区域，例如不可能实现的较大驱动信号和较大负误差信号的组合。图9所示的诊断程序是以通常提供给定位器的现有传感器为根据的，因此某些不能辨别的元件故障在图9中集合在一起。其它传感器可以用来进一步辨别集合元件的故障。元件故障沿该树向下层叠直到I/P驱动信号偏差。之后，偏差的根本原因可以通过沿该树向下移动来识别。
更具体地说，在测量300，诊断程序可以与替续器结合使用，例如图6所示的替续器200，并且可以检测偏离供给压力正常70％的I/P驱动信号。如果大于70％，则该驱动信号可以辨别为高，如果小于70％，则辨别为低。如果I/P驱动信号为高，则存储的诊断程序将在该树中向上继续进行，以辨别控制环路使用的基准信号的特征。该基准信号可以是从过程控制器发送到定位器的压力指令信号。该I/P驱动信号是基准压力信号和压力反馈信号之差的函数。
首先在305通过辨别压力误差信号的特征对高I/P驱动信号进行分析。压力误差信号可以分为高、标称或者低。在I/P驱动信号为高时，不可能具有低压力误差信号，因此图9的上部右侧分支308表明所有结果都是无效的。因此，来自误差信号特征辨别305的唯一可能结果为高或标称。在任何情况下，如图9中在306和307表示的，诊断程序接下来将继续辨别替续器位置(例如图6的气动替续器200的位置)的特征。该替续器位置可以辨别为主要为正、零或主要为负。
一旦对替续器位置进行特征辨别，就可以针对I/P驱动信号偏差识别出一个或多个潜在根本原因。例如，如果主节流孔36堵塞310，压力源121接近大气压312，替续器堵塞314，，I/P O形环46发生了故障315，或者有关腔室228的替续器仪器隔膜发生了故障316，则诊断程序将针对高I/P驱动信号辨别出故障具有主要为负的随动阀位置、高压力误差信号。如果故障被辨别为针对高I/P驱动信号具有主要为正的替续器位置、高压力误差信号，则根本原因可能是外部泄漏318、与第一节流孔220相连的隔膜故障319，或者较低供给压力320。
对于高I/P驱动信号来说，如果压力误差信号为标称，压力差为正，并且替续器位置主要为正，则根本原因可以是外部泄漏322，或与第一主节流孔220相连的隔膜故障324。
对于高I/P驱动信号，如果替续器位置被辨别为零位置、压力误差信号为标称，则故障的根本原因是主节流孔36局部堵塞326、I/P挡板或者电枢内存在沙砾327，或者I/P校准移位328。
返回图9的下半部分，对于低I/P驱动信号，诊断程序可以进行与以上类似的过程。在333，通过辨别压力误差信号的特征继续进行分析。各个信号特征辨别类似于在305的上述描述，其中压力误差信号可以为低、标称或高。同时具有低I/P驱动信号和高压力误差信号是不可能的，因此，在图9下部右侧部分，在340显示的结果都表示无效。在压力误差信号特征辨别之后，在336和338处，诊断程序将辨别替续器的位置特征。
与高驱动信号偏差类似，对低驱动信号偏差的分析也可继续识别一个或多个可能的根本原因。如果压力误差信号低，替续器位置主要为正，则故障的根本原因是喷嘴38堵塞342、I/P挡板或电枢受压343、I/P闭锁344，替续器堵塞345，或者与已发生故障的基准腔室230相连的隔膜故障。最终，如果压力误差信号为标称值，替续器位置为零，故障的根本原因是I/P校准移位348，或者喷嘴38局部堵塞349。
如果需要，如图10的决策树所示的，可以通过执行器位置传感器反馈，在压力控制模式下实现其它执行器性能诊断。例如，如果是故障关闭设备，压力控制正常运行，但阀10没有移动到指令位置，则正或负执行器行程误差在405进行辨别。如果执行器行程误差为正，则可能的执行器故障是阀卡在高位置406，空气管路堵塞408，或者有效互锁410。如果执行器行程误差为负，则可能的执行器误差是阀卡在低位置412，空气管路堵塞414，或者有效互锁416。
除了在阀10位于阀座上使用压力控制之外，如果行程传感器68故障，则使用压力控制作为反馈。压力控制下，阀10的节流控制通常不像行程控制那么准确，但它通常可充分保持阀10的运行以及过程运行。即使这样，在定位器运行在压力控制下时，人们可以应用为行程控制开发的诊断。
总之，针对定位器中压力控制诊断的使用提供了两个实例，这两个实例都提供了使用在线诊断的扩大的操作范围：在阀位于座(或在上行程止动件)上时的压力控制；在行程传感器故障事件中，压力控制用作节流控制的备份。
虽然该诊断单元描述为优选使用软件进行处理和诊断，但它也可以利用诸如ASIC之类的各类处理器，使用硬件、固件等。在任何情况下，存储在存储器中并且在处理器上执行的程序包括硬件和固件设备以及软件设备。例如，此处描述的各元件可以在标准多目的CPU，或诸如专用集成电路(ASIC)或所需其它硬布线设备之类专门设计的硬件或固件上实现，并且仍为在处理器上执行的程序。用软件实现时，软件程序可以存储在诸如磁盘、激光盘、光盘或其它存储介质之类的任何计算机可读存储器中，在计算机或处理器的RAM或者ROM中，在任何数据库中等。同样地，通过任何现有或需要的传送方法，包括例如通过计算机可读磁盘或其它便携式计算机存储机构，或通过诸如电话线、因特网等的通信信道(它们被认为是与通过便携式存储设备提供这些软件相同或可交换的)，该软件可以传送给用户或加工厂。同样，如此处所用的，处理器可以包括可编程设备，例如微处理器或诸如ASIC之类任何硬布线或永久存储设备。
上述详细描述只是为了清楚理解，对本领域的技术人员来说容易进行各种修改，所以不应该理解为是限制。

Claims (67)

1、一种对用于控制阀的控制环路进行操作的方法，其中该控制阀具有连接到至少限定第一控制腔室的以气动方式进行操作的执行器上的节流元件，该控制环路包括气动放大器和I/P转换器，该气动放大器具有与控制流体源流体连通的入口端、与该执行器的第一控制腔室流体连通的第一出口端、和用于响应于控制压力信号控制该入口端与该第一出口端之间的控制流体流动的控制流体阀组件，该I/P转换器适于接收I/P驱动信号并产生该控制压力信号，该方法包括：
存储基准出口压力信号；
根据该基准出口压力信号产生该I/P驱动信号；
至少从该气动放大器第一出口端接收控制流体压力级的测量值；
比较所测量的压力级和该基准出口压力信号以产生误差信号；和
根据该误差信号修正该I/P驱动信号。
2、根据权利要求1所述的方法，其中响应于所述节流元件与一行程止动件的接合，来产生所述基准出口压力信号。
3、根据权利要求2所述的方法，其中所述行程止动件包括阀座。
4、根据权利要求2所述的方法，其中所述行程止动件包括上行程止动件。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述基准出口压力信号接近100％。
6、根据权利要求1所述的方法，其中所述基准出口压力信号接近0％。
7、根据权利要求1所述的方法，其中所述控制阀进一步包括适于检测所述节流元件的位置的行程传感器，并且其中响应于该行程传感器的故障来产生所述基准出口压力信号。
8、根据权利要求1所述的方法，进一步包括根据所述控制环路的至少一个控制参数执行诊断程序。
9、根据权利要求8所述的方法，其中所述诊断程序包括：
接收与所述入口端处的控制流体压力相应的入口端压力测量值；
接收与所述第一出口端处的控制流体压力相应的第一出口端压力测量值；
接收与所述控制流体阀组件的位置相应的控制流体阀组件行程测量值；
根据所述控制流体阀组件行程值计算出第一出口端限流面积；和
根据所述入口压力值、第一出口端压力值和第一出口端限流面积计算出第一出口端质量流率。
10、根据权利要求9所述的方法，其中所述诊断程序进一步包括：
产生第一质量流量分布；和
应用逻辑子程序，以便根据所计算的第一出口端质量流率和所述第一质量流量分布的比较结果来确定故障状况。
11、根据权利要求8所述的方法，其中所述诊断程序包括：
为所述控制环路的至少一个控制参数限定正常范围；
针对所述控制参数超出所述正常范围的操作触发故障信号；
在出现该故障信号期间辨别所述控制环路的运行参数的特征，以推导出故障模板；
将该故障模板和所存储的与具体元件故障相关的运行参数组进行比较；和
识别出至少一个具有与该故障模板匹配的所存储的运行参数组的具体元件故障。
12、根据权利要求8所述的方法，其中所述执行器进一步限定第二控制腔室，并且所述气动放大器包括与该执行器第二控制腔室流体连通的第二出口端，其中所述控制流体阀组件进一步控制从所述入口端到所述第二出口端的流体流动，该方法进一步包括：
接收所述气动放大器第二出口端处的控制流体的第二出口端压力级的测量值；
比较所述第二出口端压力级与所述第一出口端压力级以确定压力差值；和
比较所述压力差值与所述基准出口压力信号以产生所述误差信号。
13、根据权利要求12所述的方法，其中所述诊断程序包括：
接收与所述入口端处的控制流体压力相应的入口端压力测量值；
接收与所述第一出口端处的控制流体压力相应的第一出口端压力测量值；
接收与所述第一出口端处的控制流体压力相应的第二出口端压力测量值；
接收与所述控制流体阀组件的位置相应的控制流体阀组件行程测量值；
根据所述控制流体阀组件行程值计算出第一出口端限流面积和第二出口端限流面积；
根据所述入口压力值、第一出口端压力值和第一出口端限流面积计算出第一出口端质量流率；和
根据所述入口压力值、第二出口端压力值和第二出口端限流面积计算出第二出口端质量流率。
14、根据权利要求13所述的方法，其中所述诊断程序进一步包括：
至少接收第一质量流量分布；和
应用逻辑子程序，以便根据所计算的第一出口端质量流率和第二出口端质量流率中的至少一个与所述第一质量流量分布的比较结果，来确定故障状况。
15、根据权利要求1所述的方法，其中所述执行器进一步限定第二控制腔室，并且所述气动放大器包括与该执行器第二控制腔室流体连通的第二出口端，其中所述控制流体阀组件进一步控制从所述入口端到所述第二出口端的流体流动，该方法进一步包括：
接收所述气动放大器第二出口端处的控制流体的第二出口端压力级的测量值；
比较所述第二出口端压力级与所述第一出口端压力级以确定压力差值；
比较所述压力差值与所述基准出口压力信号以产生压力差误差信号；和
根据所述压力差误差信号修正所述I/P驱动信号。
16、根据权利要求1所述的方法，其中所述气动放大器包括随动阀。
17、根据权利要求1所述的方法，其中所述气动放大器包括气动替续器。
18、一种采用行程控制模式或压力控制模式以可选择方式操作用于控制阀的控制环路的方法，其中该控制阀具有连接到至少限定第一控制腔室的以气动方式进行操作的执行器上的节流元件，并且其中该控制环路包括气动放大器和I/P转换器，该气动放大器具有与控制流体源流体连通的入口端、与该执行器第一控制腔室流体连通的第一出口端、和用于响应于控制压力信号控制该入口端和该第一出口端之间的控制流体流动的控制流体阀组件，该I/P转换器适于接收I/P驱动信号并产生该控制压力信号；该方法包括：
按照下述步骤采用行程控制模式对该控制环路进行操作：
存储基准行程信号；
根据该基准行程信号产生该I/P驱动信号；
接收与该节流元件的位置相应的节流元件行程测量值；
比较所测量的节流元件行程值与所述基准行程信号以产生行程误差信号；和
根据该行程误差信号修正该I/P驱动信号；以及
按照下述步骤采用压力控制模式对该控制环路进行操作：
存储基准出口压力信号；
根据该基准出口压力信号产生该I/P驱动信号；
接收该气动放大器第一出口端处的控制流体的第一出口端压力级测量值；
比较所测量的第一出口端压力级与该基准出口压力信号以产生出口压力误差信号；和
根据该出口压力误差信号修正该I/P驱动信号。
19、根据权利要求18所述的方法，其中所述控制环路在正常情况下采用所述行程控制模式进行操作。
20、根据权利要求19所述的方法，其中所述控制环路响应于所述节流元件与行程止动件的接合，切换到所述压力控制模式。
21、根据权利要求20所述的方法，其中所述行程止动件包括阀座。
22、根据权利要求20所述的方法，其中所述行程止动件包括上行程止动件。
23、根据权利要求19所述的方法，其中所述控制环路响应于接近100％的基准出口压力信号，切换到所述压力控制模式。
24、根据权利要求19所述的方法，其中所述控制环路响应于接近0％的基准出口压力信号，切换到所述压力控制模式。
25、根据权利要求19所述的方法，其中当所述节流元件行程值无效时，所述控制环路切换到所述压力控制模式。
26、根据权利要求18所述的方法，进一步包括根据所述控制环路的至少一个控制参数来执行诊断程序。
27、适于控制连接到节流元件上的气动执行器的定位器系统，该执行器至少具有第一控制腔室，该定位器系统包括：
处理器和存储器，该处理器适于接收出口压力定点并产生I/P驱动信号；
I/P转换器，其以可操作方式连接到该处理器上并适于响应于该I/P驱动信号产生气动控制信号；
气动放大器，其以可操作方式连接到该I/P转换器上，并具有与控制流体源流体连通的入口端、与该执行器第一控制腔室流体连通的第一出口端、和适于响应于该气动控制信号控制从该入口端到该第一出口端的控制流体流动的控制流体阀组件；和
第一出口端压力传感器，其适于检测该第一出口端处的压力级并产生第一出口端压力信号，其中该第一出口端压力传感器以可通信方式连接到该处理器；
其中，该处理器适于比较该第一出口端压力信号和该出口压力定点并产生出口压力误差信号，并且其中该处理器适于根据该出口压力误差信号修正该I/P驱动信号。
28、根据权利要求27所述的系统，其中所述处理器包括适于根据所述定位器系统的至少一个控制参数执行诊断的程序。
29、根据权利要求28所述的系统，进一步包括适于检测控制流体阀组件位置的位移传感器，和与所述入口端流体连通、适于检测入口端压力的入口压力传感器，其中所述位移传感器和入口压力传感器以可通信方式连接到所述处理器。
30、根据权利要求29所述的系统，其中所述诊断程序适于根据所述控制流体阀组件位置产生第一出口端限流面积，并根据入口端压力、第一出口端压力和第一出口端限流面积计算出控制流体的第一出口端质量流率。
31、根据权利要求28所述的系统，其中所述诊断程序适于：
为所述至少一个控制参数限定正常范围；
针对所述控制参数超出所述正常范围的操作触发故障信号；
在出现该故障信号期间辨别所述控制环路的运行参数的特征，以推导出故障模板；
将该故障模板和所存储的与具体元件故障相关的运行参数组进行比较；和
识别出至少一个具有与该故障模板匹配的所存储的运行参数组的具体元件故障。
32、根据权利要求27所述的系统，其中所述执行器包括第二控制腔室，并且其中所述气动放大器进一步包括与该执行器第二控制腔室流体连通的第二出口端，其中所述控制流体阀组件还控制从所述入口端到该第二出口端的控制流体流动，该系统进一步包括适于检测该第二出口端处的压力级并产生第二出口端压力信号的第二出口端压力传感器，其中该第二出口端压力传感器以可通信方式连接到所述处理器。
33、根据权利要求32所述的系统，其中所述处理器适于：比较所述第一出口端压力信号和所述第二出口端压力信号并产生出口压力差信号，比较所述出口压力差信号和所述出口压力定点并产生所述出口压力差误差信号，和根据所述出口压力差误差信号修正所述I/P驱动信号。
34、适于控制连接到节流元件上的气动执行器的定位器系统，该执行器至少具有第一控制腔室，该定位器系统包括：
处理器和存储器，该处理器适于接收行程定点和出口压力定点，并根据该行程定点和出口压力定点中的至少一个产生I/P驱动信号；
I/P转换器，其以可操作方式连接到该处理器上并响应于该I/P驱动信号以产生气动控制信号；
气动放大器，其以可操作方式连接到该I/P转换器，并具有与控制流体源流体连通的入口端、与该执行器第一控制腔室流体连通的第一出口端、和响应于该气动控制信号控制从该入口端到该第一出口端的控制流体流动的控制流体阀组件；
第一出口端压力传感器，其适于检测该第一出口端处的压力级并产生第一出口端压力信号，其中该第一出口端压力传感器以可通信方式连接到该处理器；和
节流元件行程传感器，其适于检测该节流元件的位置并产生节流元件位置信号，其中该节流元件行程传感器以可通信方式连接到该处理器；
其中，该处理器适于采用行程控制模式和压力控制模式进行操作，在该行程控制模式下，该节流元件位置信号与该行程定点进行比较以产生行程误差信号，其中根据该行程误差信号修正该I/P驱动信号，而在该压力控制模式下，该第一出口端压力信号与该出口压力定点进行比较以产生出口压力误差信号，其中根据该出口压力误差信号修正该I/P驱动信号。
35、根据权利要求34所述的系统，其中所述处理器在正常情况下采用所述行程控制模式进行操作。
36、根据权利要求35所述的系统，其中所述处理器响应于所述节流元件与行程止动件的接合，切换到所述压力控制模式。
37、根据权利要求36所述的系统，其中所述行程止动件包括阀座。
38、根据权利要求36所述的系统，其中所述行程止动件包括上行程止动件。
39、根据权利要求35所述的系统，其中所述控制环路响应于接近100％的基准出口压力信号，切换到所述压力控制模式。
40、根据权利要求35所述的系统，其中所述控制环路响应于接近0％的基准出口压力信号，切换到所述压力控制模式。
41、根据权利要求35所述的系统，其中当所述节流元件位置信号无效时，所述控制环路切换到所述压力控制模式。
42、根据权利要求34所述的系统，其中所述处理器包括适于根据所述定位器系统的至少一个控制参数来执行诊断的程序。
43、一种检测用于控制阀的控制环路中的故障的方法，该控制阀具有连接到以气动方式进行操作的执行器上的节流元件，该控制环路包括以可操作方式连接到该执行器上的气动放大器和以可操作方式连接到该气动放大器上的I/P转换器，该气动放大器具有响应于控制压力信号来控制流到该执行器的控制流体流动的控制流体阀组件，该I/P转换器用于响应于I/P驱动信号产生该控制压力信号，其中该I/P驱动信号以基准出口压力信号为根据，该方法包括：
为该控制环路的控制参数存储正常范围；
针对该控制参数超出该正常范围的操作触发故障信号；
在出现该故障信号期间辨别该控制环路的运行参数的特征，以推导出故障模板；
将该故障模板和所存储的与具体元件故障相关的运行参数组进行比较；和
识别出至少一个具有与该故障模板匹配的所存储的运行参数组的具体元件故障。
44、根据权利要求43所述的方法，其中所述气动放大器包括随动阀，并且其中所述控制参数包括随动阀位置信号。
45、根据权利要求43所述的方法，其中所述气动放大器包括具有杆的气动替续器，并且其中所述控制参数包括杆位置信号。
46、根据权利要求43所述的方法，其中所述控制参数包括I/P驱动信号。
47、根据权利要求43所述的方法，其中辨别所述运行参数的特征包括：
辨别I/P驱动信号偏差为高还是为低；
辨别出口压力误差信号为高、为标称还是为低，其中该出口压力误差信号等于出口压力基准信号减去测量的出口压力信号；以及
辨别控制流体阀组件位置是主要为正、为零还是主要为负。
48、根据权利要求43所述的方法，其中包括高I/P驱动信号偏差、高出口压力误差信号、和主要为负的控制流体阀组件位置的故障模板，归因于包括控制流体阀组件堵塞、I/P O形环故障、隔膜故障、主节流孔堵塞、和供给压力接近大气压力在内的元件故障集合中的一种元件故障。
49、根据权利要求43所述的方法，其中包括高I/P驱动信号偏差、高出口压力误差信号、和主要为正的控制流体阀组件位置的故障模板，归因于包括外部泄漏、气动放大器隔膜故障、和低供给压力在内的元件故障集合中的一种元件故障。
50、根据权利要求43所述的方法，其中包括高I/P驱动信号偏差、标称出口压力误差信号、和主要为正的控制流体阀组件位置的故障模板，归因于包括外部泄漏和气动放大器隔膜故障在内的元件故障集合中的一种元件故障。
51、根据权利要求43所述的方法，其中包括高I/P驱动信号偏差、标称出口压力误差信号、和零控制流体阀组件位置的故障模板，归因于包括主节流孔局部堵塞、电枢中有沙砾、和I/P校准移位在内的元件故障集合中的一种元件故障。
52、根据权利要求43所述的方法，其中包括低I/P驱动信号偏差、低出口压力误差信号、和主要为正的控制流体阀组件位置的故障模板，归因于包括I/P喷嘴堵塞、I/P电枢受压、I/P闭锁、控制流体阀组件堵塞、和源偏压隔膜故障在内的元件故障集合中的一种元件故障。
53、根据权利要求43所述的方法，其中包括低I/P驱动信号偏差、标称出口压力误差信号、和零控制流体阀组件位置的故障模板，归因于包括I/P校准移位和I/P喷嘴局部堵塞在内的元件故障集合中的一种元件故障。
54、根据权利要求43所述的方法，其中响应于所述节流元件与行程止动件的接合，产生所述基准出口压力信号。
55、根据权利要求54所述的方法，其中所述行程止动件包括阀座。
56、根据权利要求54所述的方法，其中所述行程止动件包括上行程止动件。
57、根据权利要求43所述的方法，其中所述基准出口压力信号接近100％。
58、根据权利要求43所述的方法，其中所述基准出口压力信号接近0％。
59、根据权利要求43所述的方法，其中所述控制阀进一步包括适于检测所述节流元件的位置的行程传感器，并且其中响应于所述行程传感器的故障产生所述基准出口压力信号。
60、适于控制连接到节流元件上的气动执行器的定位器系统，该执行器至少具有第一控制腔室，该定位器系统包括：
处理器和存储器，该处理器接收出口压力定点并产生I/P驱动信号；
I/P转换器，其以可操作方式连接到该处理器上并响应于该I/P驱动信号以产生气动控制信号；
气动放大器，其以可操作方式连接到该I/P转换器，并具有与控制流体源流体连通的入口端、与该执行器第一控制腔室流体连通的第一出口端、和适于响应于该气动控制信号来控制从该入口端到该第一出口端的控制流体流动的控制流体阀组件；
第一出口端压力传感器，其适于检测该第一出口端处的压力级并产生第一出口端压力信号，其中该第一出口端压力传感器以可通信方式连接到该处理器，其中该处理器适于比较该第一出口端压力信号与该出口压力定点并产生出口压力误差信号，并且其中该处理器适于根据该出口压力误差信号修正该I/P驱动信号；
第二传感器，其以可通信方式连接到该处理器上并适于检测该定位器系统的控制参数；和
诊断程序，其存储在该存储器中并适于靠诊断信息来执行，该针断信息以从包括该第一出口端压力级和该控制参数在内的参数集合中选择出的至少一个诊断参数为根据；
其中，该处理器进一步适于比较该第一出口端压力信号和该出口压力定点以产生出口压力误差信号，并且其中该处理器适于根据该出口压力误差信号修正该I/P驱动信号。
61、根据权利要求60所述的系统，其中所述诊断程序进一步适于：
为所述诊断参数限定正常范围；
针对所述诊断参数超出所述正常范围的操作触发故障信号；
在出现该故障信号期间辨别所述定位器系统的所选择的运行参数的特征，以推导出故障模板；
将该故障模板和所存储的与具体元件故障相关的运行参数组进行比较；和
识别出至少一个具有相应于该故障模板的所存储的运行参数组的具体潜在元件故障。
62、根据权利要求61所述的系统，其中所述控制流体阀组件包括随动阀，并且其中所述控制参数包括随动阀位置信号。
63、根据权利要求61所述的系统，其中所述控制流体阀组件包括具有杆的气动替续器，并且其中所述控制参数包括杆位置信号。
64、根据权利要求61所述的系统，其中所述控制参数包括I/P驱动信号。
65、根据权利要求61所述的系统，其中所述执行器包括第二控制腔室，并且其中所述气动放大器进一步包括与该执行器第二控制腔室流体连通的第二出口端，其中所述控制流体阀组件进一步适于控制从所述入口端到该第二出口端的控制流体流动，其中该系统进一步包括适于检测该第二出口端处的压力级并产生第二出口端压力信号的第二出口端压力传感器，其中该第二出口端压力传感器以可通信方式连接到所述处理器。
66、根据权利要求65所述的系统，其中所述处理器适于：比较所述第一出口端压力信号和所述第二出口端压力信号以产生出口压力差信号，比较所述出口压力差信号和所述出口压力定点以产生出口压力差误差信号，并根据该出口压力差误差信号修正所述I/P驱动信号。
67、根据权利要求66所述的系统，进一步包括适于检测控制流体阀组件位置的位移传感器，并且其中所述诊断程序进一步适于：
辨别I/P驱动信号偏差是为高还是为低；
辨别所述出口压力差误差信号是为高、为零还是为低；以及
辨别所述控制流体阀组件位置是主要为正、为零还是主要为负。
CNB2005800126140A 2004-04-21 2005-03-15 利用控制环路操作控制阀并对该控制环路执行诊断的方法和装置 Active CN100543628C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/828,706 US6999853B2 (en) 2002-05-03 2004-04-21 Methods and apparatus for operating and performing diagnostics in a control loop of a control valve
US10/828,706 2004-04-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1947078A true CN1947078A (zh) 2007-04-11
CN100543628C CN100543628C (zh) 2009-09-23

Family

ID=34962906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800126140A Active CN100543628C (zh) 2004-04-21 2005-03-15 利用控制环路操作控制阀并对该控制环路执行诊断的方法和装置

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6999853B2 (zh)
EP (2) EP2216701B1 (zh)
JP (1) JP5268357B2 (zh)
CN (1) CN100543628C (zh)
AR (1) AR048762A1 (zh)
BR (1) BRPI0509960A (zh)
CA (1) CA2562920C (zh)
DE (1) DE602005021346D1 (zh)
MX (1) MXPA06012136A (zh)
RU (1) RU2378678C2 (zh)
WO (1) WO2005109140A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102235534A (zh) * 2010-03-30 2011-11-09 株式会社山武 定位器
CN102506215A (zh) * 2012-01-04 2012-06-20 上海龙创自控系统有限公司 一种有关阀门电动执行器的无声三位浮点开关控制转换器
CN102680235A (zh) * 2011-03-02 2012-09-19 通用电气公司 用于涡轮机的分析的方法和系统
CN102865271A (zh) * 2012-09-28 2013-01-09 天津鼎成高新技术产业有限公司 一种液压阀内泄漏的检测方法及其装置
CN103212886A (zh) * 2012-01-19 2013-07-24 昆山思拓机器有限公司 一种用于检测激光切割嘴堵孔的方法
CN105988452A (zh) * 2015-03-19 2016-10-05 费希尔控制产品国际有限公司 用于校准过程控制设备的压力控制
CN108227603A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 欧姆龙株式会社 控制系统、控制方法及计算机可读存储介质
CN108374815A (zh) * 2017-02-01 2018-08-07 纳博特斯克有限公司 流体压驱动装置
CN108459566A (zh) * 2018-02-07 2018-08-28 上海申昆混凝土集团有限公司 一种生产故障自动报警方法及其系统
CN113167304A (zh) * 2018-12-07 2021-07-23 赛峰飞机发动机公司 用于控制气缸的方法
CN114431744A (zh) * 2020-10-19 2022-05-06 柯勒米拉有限公司 用于一个或更多个洗浴装置的控制系统
TWI766961B (zh) * 2017-03-14 2022-06-11 日商堀場Ｓｔｅｃ股份有限公司 診斷系統、診斷方法、存儲介質和流量控制裝置

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005044126B4 (de) * 2005-09-15 2018-05-24 Samson Ag Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit eines Stellgeräts
US20070173855A1 (en) * 2006-01-17 2007-07-26 Sdgi Holdings, Inc. Devices and methods for spacing of vertebral members over multiple levels
KR100725102B1 (ko) * 2006-01-24 2007-06-04 삼성전자주식회사 이온주입설비의 러핑밸브 오동작 감지장치
US7283894B2 (en) * 2006-02-10 2007-10-16 Dresser, Inc. System and method for fluid regulation
US7496465B2 (en) 2006-07-07 2009-02-24 Honeywell International Inc. Apparatus and method for actuator performance monitoring in a process control system
DE202006020516U1 (de) * 2006-12-21 2008-10-16 Abb Ag Regeleinrichtung für einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb
US7539560B2 (en) * 2007-01-05 2009-05-26 Dresser, Inc. Control valve and positioner diagnostics
SG146486A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-30 Yokogawa Electric Corp Method and system for assessing and diagnosing control loop performance
US8036837B2 (en) * 2008-02-29 2011-10-11 Fisher Controls International Llc Diagnostic method for detecting control valve component failure
WO2009110895A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-11 Brooks Instrument, Llc A system, method, and computer program for determining fluid flow rate using a pressure sensor and a thermal mass flow sensor
JP5066474B2 (ja) * 2008-03-31 2012-11-07 アズビル株式会社 流量制御システム
US8067917B2 (en) * 2008-04-08 2011-11-29 Liebert Corporation Hysteresis mitigation and control method
DE102008062290A1 (de) 2008-12-15 2010-06-24 Abb Technology Ag Verfahren zur Diagnose des Verschleißzustandes einer Ventilanordnung zur Steuerung eines Prozessmediumflusses
DE102008062289A1 (de) 2008-12-15 2010-06-24 Abb Technology Ag Verfahren zur weg- und drucksensorischen Verschleißzustandsermittlung einer Ventilmechanik sowie eine solche nutzende Ventilanordnung
DE102008064359A1 (de) 2008-12-22 2010-07-01 Abb Technology Ag Verfahren zur positionsabhängigen elektronischen Verschleißzustandsermittlung einer Ventilmechanik sowie pneumatisches Ventil
US7895001B2 (en) 2008-12-23 2011-02-22 Chevron U.S.A. Inc. Subsea control system diagnosis
DE102009004571A1 (de) * 2009-01-14 2010-07-22 Abb Technology Ag Verfahren und elektronische Einrichtung zum Prüfen von Ansteuerparametern eines elektro-pneumatischen Ventils bei einem pneumatischen Stellantrieb
DE102009004572B4 (de) * 2009-01-14 2010-08-19 Abb Technology Ag Verfahren und elektronische Einrichtung zur Kompensation des Driftverhaltens bei einem pneumatischen Stellglied während des Betriebs
DE102009004570B4 (de) * 2009-01-14 2019-11-14 Abb Schweiz Ag Verfahren und elektronische Einrichtung zum Finden des Öffnungspunktes bei einem geregelten elektro-pneumatischen Ventil eines pneumatischen Stellantriebs
DE102009004569B4 (de) * 2009-01-14 2014-02-13 Abb Technology Ag Verfahren und elektronische Einrichtung zur Kompensation der Hysterese von pneumatisch angetriebenen Armaturen
CA2770487C (en) 2009-08-31 2018-01-09 Jiansheng Zhou Pneumatic pressure output control by drive valve duty cycle calibration
US8666556B2 (en) * 2009-12-10 2014-03-04 Alcon Research, Ltd. Systems and methods for dynamic feedforward
WO2011071655A1 (en) * 2009-12-10 2011-06-16 Alcon Research, Ltd. Systems and methods for dynamic pneumatic valve driver
US8821524B2 (en) 2010-05-27 2014-09-02 Alcon Research, Ltd. Feedback control of on/off pneumatic actuators
EP2439602A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Entwurf eines Prozessreglers
US9060841B2 (en) 2011-08-31 2015-06-23 Alcon Research, Ltd. Enhanced flow vitrectomy probe
US8930046B2 (en) * 2011-11-16 2015-01-06 Textron Innovations Inc. Derived rate monitor for detection of degradation of fuel control servo valves
US10070990B2 (en) 2011-12-08 2018-09-11 Alcon Research, Ltd. Optimized pneumatic drive lines
US10061330B2 (en) * 2011-12-21 2018-08-28 Lennox Industries Inc. HVAC system having a diagnostics controller associated therewith
US9625349B2 (en) * 2012-02-29 2017-04-18 Fisher Controls International Llc Time-stamped emissions data collection for process control devices
US9411321B2 (en) * 2012-06-20 2016-08-09 Fisher Controls International Llc Methods and system for minor loop feedback fallback
US9657863B2 (en) 2012-08-30 2017-05-23 Schlumberger Technology Corporation Sample valve systems and methods
DE102012017713A1 (de) 2012-09-07 2014-03-13 Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding Gmbh Fluidischer Stellantrieb
CN103148055B (zh) * 2013-03-19 2015-04-08 湖南大学 一种电液伺服阀频率特性测试系统
CN104216394A (zh) * 2013-06-03 2014-12-17 泰思康公司 用于诊断现场设备的系统和方法
US9404515B2 (en) * 2013-07-09 2016-08-02 Dresser, Inc. Valve positioner having bypass component and control value comprised thereof
GB2516080A (en) * 2013-07-11 2015-01-14 Rolls Royce Plc Health monitoring
US9465391B2 (en) * 2014-01-09 2016-10-11 Fisher Controls International Llc Valve positioner with overpressure protection capabilities
US10178681B2 (en) 2015-04-23 2019-01-08 Honeywell International Inc. Systematic approach to power throttling for equipment protection in data centers or other locations
US10054997B2 (en) 2015-04-23 2018-08-21 Honeywell International Inc. Multivariable control for power-latency management to support optimization of data centers or other systems
JP6706121B2 (ja) * 2016-03-30 2020-06-03 株式会社フジキン 圧力制御装置および圧力制御システム
US10171297B2 (en) 2016-07-07 2019-01-01 Honeywell International Inc. Multivariable controller for coordinated control of computing devices and building infrastructure in data centers or other locations
CN106763977B (zh) * 2016-12-01 2018-09-11 杭州博流科技有限公司 一种防干扰的智能阀门定位器
US11237576B2 (en) * 2017-08-03 2022-02-01 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP HVAC system with data driven user interfaces for equipment commissioning and operation
US10458444B2 (en) * 2017-09-28 2019-10-29 Fisher Controls International Llc Optimized method for controlling position and crossover pressure in a double acting actuator
JP7190186B2 (ja) * 2017-11-30 2022-12-15 株式会社フジキン 流量制御装置の自己診断方法
FR3078788A1 (fr) * 2018-03-06 2019-09-13 Valeo Systemes Thermiques Procede de controle d'un systeme pour vehicule automobile
DE112018007646T5 (de) * 2018-05-21 2021-03-25 Mitsubishi Electric Corporation Verschlechterungsdetektionssystem, Bremsensteuerungseinrichtung und Verschlechterungsdetektionsverfahren
RU2700310C1 (ru) * 2018-10-08 2019-09-16 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Способ автоматического поддержания плотности нестабильного газового конденсата, подаваемого в магистральный конденсатопровод, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах крайнего севера
DE102019112099B3 (de) * 2019-05-09 2020-06-18 Dürr Systems Ag Überwachungsverfahren für eine Applikationsanlage und entsprechende Applikationsanlage
CN111967618A (zh) * 2019-05-20 2020-11-20 武汉剑心科技有限公司 一种基于深度学习的调压器在线诊断方法
DE102019209091A1 (de) * 2019-06-24 2020-12-24 Festo Se & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Fluidsystems, Fluidsystem und Computerprogrammprodukt
DE102019210599A1 (de) * 2019-07-18 2021-01-21 Festo Se & Co. Kg Reglervorrichtung, fluidisches System und Verfahren zur Regelung eines fluidischen Aktors
RU2756966C1 (ru) * 2020-12-09 2021-10-07 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Способ автоматического поддержания температурного режима технологических процессов установки низкотемпературной сепарации газа турбодетандерными агрегатами в условиях севера рф
CN113203561B (zh) * 2021-05-11 2023-01-06 徐州阿卡控制阀门有限公司 一种控制阀在线故障检测用数据采集器
RU2768443C1 (ru) * 2021-06-02 2022-03-24 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Способ автоматического поддержания плотности нестабильного газового конденсата, подаваемого в магистральный конденсатопровод, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах крайнего севера
RU2768442C1 (ru) * 2021-06-02 2022-03-24 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург" Способ автоматического поддержания плотности нестабильного газового конденсата с применением аппаратов воздушного охлаждения в установках низкотемпературной сепарации газа северных нефтегазоконденсатных месторождений рф
CN113482986B (zh) * 2021-06-23 2022-08-09 河北津西钢板桩型钢科技有限公司 液压控制阀的故障检测电路及设备

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2523600A1 (de) 1975-05-28 1976-12-09 Bosch Gmbh Robert Elektrohydraulische steuereinrichtung
US4274438A (en) 1979-02-21 1981-06-23 Westinghouse Electric Corp. Method of diagnostic valve testing
JPS59221407A (ja) * 1983-05-31 1984-12-13 Toshiba Corp 発電プラント用調節弁制御装置
WO1989011597A1 (en) 1988-05-17 1989-11-30 Moog Inc. Synthetisized flow-control servovalve
US4976144A (en) * 1988-08-25 1990-12-11 Fisher Controls International, Inc. Diagnostic apparatus and method for fluid control valves
US4976546A (en) 1989-05-12 1990-12-11 Beattie Lewis J Two component fluid mixing and dispensing system
US5251148A (en) 1990-06-01 1993-10-05 Valtek, Inc. Integrated process control valve
US5272647A (en) * 1991-01-30 1993-12-21 Combustion Engineering, Inc. Valve diagnostic apparatus and method
US5549137A (en) 1993-08-25 1996-08-27 Rosemount Inc. Valve positioner with pressure feedback, dynamic correction and diagnostics
AU7634494A (en) * 1993-09-15 1995-04-03 Combustion Engineering Inc. Diagnostic data acquisitioner for a valve
JP2897154B2 (ja) * 1993-11-18 1999-05-31 株式会社山武 電空変換器
US5806565A (en) 1994-02-04 1998-09-15 Microhydraulics Inc. Hydraulic valves
US5966679A (en) 1995-10-30 1999-10-12 Fisher Controls International, Inc. Method of and apparatus for nonobtrusively obtaining on-line measurements of a process control device parameter
US5687098A (en) * 1995-10-30 1997-11-11 Fisher Controls International, Inc. Device data acquisition
JP3182713B2 (ja) * 1996-01-30 2001-07-03 株式会社山武 評価方法
FI104129B1 (fi) 1996-06-11 1999-11-15 Neles Jamesbury Oy Menetelmä säätöventtiilin kunnon valvomiseksi
US6272401B1 (en) 1997-07-23 2001-08-07 Dresser Industries, Inc. Valve positioner system
US6804618B2 (en) 1997-09-29 2004-10-12 Fisher Controls International, Llc Detection and discrimination of instabilities in process control loops
US6192321B1 (en) 1997-09-29 2001-02-20 Fisher Controls International, Inc. Method of and apparatus for deterministically obtaining measurements
US6128541A (en) 1997-10-15 2000-10-03 Fisher Controls International, Inc. Optimal auto-tuner for use in a process control network
FI111106B (fi) 1999-02-19 2003-05-30 Neles Controls Oy Menetelmä prosessinsäätösilmukan virittämiseksi teollisuusprosessissa
GB9911526D0 (en) 1999-05-19 1999-07-14 Lucas Ind Plc Actuator
US20010035512A1 (en) * 2000-04-07 2001-11-01 Messer Jeffrey M. Environmentally friendly electro-pneumatic positioner
US6644332B1 (en) * 2001-01-25 2003-11-11 Fisher Controls International Inc. Method and apparatus for multiple-input-multiple-output control of a valve/actuator plant
US6382226B1 (en) 2001-04-17 2002-05-07 Fisher Controls International, Inc. Method for detecting broken valve stem
US6678584B2 (en) * 2002-05-03 2004-01-13 Fisher Controls International Llc Method and apparatus for performing diagnostics in a control loop of a control valve
US6917858B2 (en) * 2003-08-29 2005-07-12 Dresser, Inc. Fluid regulation

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102235534A (zh) * 2010-03-30 2011-11-09 株式会社山武 定位器
CN102680235A (zh) * 2011-03-02 2012-09-19 通用电气公司 用于涡轮机的分析的方法和系统
CN102506215A (zh) * 2012-01-04 2012-06-20 上海龙创自控系统有限公司 一种有关阀门电动执行器的无声三位浮点开关控制转换器
CN103212886A (zh) * 2012-01-19 2013-07-24 昆山思拓机器有限公司 一种用于检测激光切割嘴堵孔的方法
CN103212886B (zh) * 2012-01-19 2015-09-30 昆山思拓机器有限公司 一种用于检测激光切割嘴堵孔的方法
CN102865271A (zh) * 2012-09-28 2013-01-09 天津鼎成高新技术产业有限公司 一种液压阀内泄漏的检测方法及其装置
CN105988452A (zh) * 2015-03-19 2016-10-05 费希尔控制产品国际有限公司 用于校准过程控制设备的压力控制
CN108227603A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 欧姆龙株式会社 控制系统、控制方法及计算机可读存储介质
CN108374815A (zh) * 2017-02-01 2018-08-07 纳博特斯克有限公司 流体压驱动装置
TWI766961B (zh) * 2017-03-14 2022-06-11 日商堀場Ｓｔｅｃ股份有限公司 診斷系統、診斷方法、存儲介質和流量控制裝置
CN108459566A (zh) * 2018-02-07 2018-08-28 上海申昆混凝土集团有限公司 一种生产故障自动报警方法及其系统
CN108459566B (zh) * 2018-02-07 2019-08-13 上海申昆混凝土集团有限公司 一种生产故障自动报警方法及其系统
CN113167304A (zh) * 2018-12-07 2021-07-23 赛峰飞机发动机公司 用于控制气缸的方法
CN114431744A (zh) * 2020-10-19 2022-05-06 柯勒米拉有限公司 用于一个或更多个洗浴装置的控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
US6999853B2 (en) 2006-02-14
CA2562920A1 (en) 2005-11-17
CN100543628C (zh) 2009-09-23
WO2005109140A1 (en) 2005-11-17
US20040236472A1 (en) 2004-11-25
CA2562920C (en) 2012-05-15
JP5268357B2 (ja) 2013-08-21
RU2378678C2 (ru) 2010-01-10
JP2007534079A (ja) 2007-11-22
BRPI0509960A (pt) 2007-09-25
RU2006139665A (ru) 2008-05-27
MXPA06012136A (es) 2007-01-31
DE602005021346D1 (de) 2010-07-01
EP1751640A1 (en) 2007-02-14
EP1751640B1 (en) 2010-05-19
EP2216701B1 (en) 2013-05-08
EP2216701A1 (en) 2010-08-11
EP1751640B9 (en) 2011-01-19
AR048762A1 (es) 2006-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1947078A (zh) 利用控制环路操作控制阀并对该控制环路执行诊断的方法和装置
CN101358663B (zh) 一种用于在控制回路中检测故障的方法
US7478012B2 (en) Computerized evaluation of valve signature graphs
CN102840385B (zh) 控制阀的部分冲程测试的自动速度搜索装置和方法
US11767862B2 (en) Construction machine
KR20200024093A (ko) 밸브 메인터넌스 지원 장치 및 지원 방법
Liniger et al. Reliable fluid power pitch systems: A review of state of the art for design and reliability evaluation of fluid power systems
US7818146B2 (en) Method and device for the diagnosis of technical devices disposed within an industrial installation
KR20190019369A (ko) 공기식 컨트롤 밸브 고장 진단 방법
CN109827768A (zh) 一种脉冲阀故障检测方法及系统
CN117847305B (zh) 一种基于嵌入式计算机的矿用阀门控制保护系统
KR102169666B1 (ko) 발전소용 액추에이터의 퀵 클로징 테스트 방법
WO2013026209A1 (zh) 用于检测液压回路中液压阀的方法、控制器和装置、检测液压回路故障的方法和装置以及液压回路故障处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant