DE69835069T2

DE69835069T2 - Elektropneumatischer Stellantrieb

Info

Publication number: DE69835069T2
Application number: DE69835069T
Authority: DE
Inventors: Fumio c/o Yamatake Corporation Nagasaka
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2018-09-25
Also published as: DE69835069D1; EP0921455B1; EP0921455A2; JP3511458B2; EP0921455A3; US5931180A; JPH11166655A; CN1081809C; CN1219663A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektropneumatische Positioniervorrichtung zum Umwandeln eines elektrischen Eingangssignals in einen Luftdruck unter Verwendung eines elektropneumatischen Wandlers und zum Zuführen des Luftdrucks zu einer Betriebseinheit, um dadurch den Ventilöffnungsgrad eines Stellventils zum Öffnen/Schließen eines Kanals zu steuern.
Wenn eine elektropneumatische Positioniervorrichtung, die sowohl eine Positionierfunktion als auch eine elektropneumatische Umwandlungsfunktion aufweist und als eine Art Luftdruckservovorrichtung dient, neu zu installieren ist oder eine alte ersetzen soll, müssen verschiedene Einstellungen, Nullpunkt/Messbereichseinstellung und Abstimmung von Steuerparametern am Ort der Installation vorgenommen werden. Es ist zu beachten, dass Nullpunkt/Messbereichseinstellung und Abstimmung von Steuerparametern auch bei regelmäßiger Wartung vorgenommen werden.
Gemäß einer herkömmlichen elektropneumatischen Positioniervorrichtung nimmt jedoch eine Beginnperson die obigen verschiedenen Einstellungen, Nullpunkt/Messbereichseinstellung und Abstimmung von Steuerparametern vor. Dies führt zu einer starken Arbeitsbelastung der Bedienperson, was zu vielen Fehlern führt. Diese Tendenz wird erkennbar, wenn verschiedene Typen von Stellventilen miteinander kombiniert sind.
US 5,502,999 offenbart ein relevantes bekanntes Kalibrierverfahren für einen Wandler, der mit einer elektropneumatischen Positioniervorrichtung verwendet werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektropneumatische Vorrichtung bereitzustellen, die Betriebsfehler während Installation und/oder Wartung der Positioniervorrichtung reduzieren kann.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine elektropneumatische Positioniervorrichtung bereit, die umfasst: Eine Steuereinrichtung, um ein elektrisches Stromsteuersignal auf der Grundlage eines automatischen Einstellsteuerbefehls auszugeben; und eine elektropneumatische Wandlereinrichtung, um das elektrische Stromsteuersignal von der Steuereinrichtung in einen Luftdruck umzuwandeln, wobei die elektropneumatische Positioniervorrichtung ausge legt ist, den Öffnungsgrad eines Stellventils zum Öffnen/Schließen eines Kanals zu steuern, indem der Luftdruck von der elektropneumatischen Wandlereinrichtung zu einer Betriebseinheit des Stellventils geführt wird, wobei die Steuereinrichtung eine erste Positionsermittlungseinrichtung, um den minimalen Ventilöffnungsgrad und den maximalen Ventilöffnungsgrad zu erhalten, wenn das elektrische Stromsteuersignal entsprechend auf einen minimalen Signalpegel und einen maximalen Signalpegel eingestellt ist, eine zweite Positionsermittlungseinrichtung, um auf der Grundlage eines relativen Positionsverhältnisses zwischen den erhaltenen minimalen und maximalen Ventilöffnungsgraden und auf der Grundlage einer Ventilstopfenform des Stellventils den Öffnungsgrad des Stellventils zu erhalten, wenn das elektrische Stromsteuersignal auf dem minimalen Stromsignalpegel ist, und eine erste Einstelleinrichtung aufweist, um Einstellverhältnisse entsprechend zwischen jedem der maximalen und minimalen Pegel des elektrischen Stromsteuersignals und den entsprechenden vollständig offenen und vollständig geschlossenen Öffnunggraden des Stellventils einzustellen.
Weitere Aspekte der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen ausgeführt.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Stellventilsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen dem Winkelsensor und dem Stellventil in 1 zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das eine automatische Einstellsteuerung zeigt, die von dem Datenverarbeitungsabschnitt der elektropneumatischen Positioniervorrichtung in 1 ausgeführt wird;
4A und 4B sind Ansichten, um einen Verschluss durch nach unten Drücken und eine Öffnung durch nach unten Drücken als Ventilstopfenformen für das Stellventil in 1 zu erläutern;
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Nullpunkt/Messbereichseinstellungssteuerung zeigt, die von dem Datenverarbeitungsabschnitt der elektropneumatischen Positioniervorrichtung in 1 ausgeführt wird;
6 ist ein Flussdiagramm, das eine automatische Abstimmsteuerung zeigt, die von dem Datenverarbeitungsabschnitt der elektropneumatischen Positioniervorrichtung in 1 ausgeführt wird;
7 ist eine grafische Darstellung, um das Verhältnis zwischen dem Verhältnisöffnungsgrad des Stellventils und der Ansprechzeit zu erläutern;
8 ist eine Ansicht, die eine Betriebseinheitengröße/Ansprechzeitentabelle zeigt;
9A und 9B sind grafische Darstellungen, die jeweils Sprungantworten mit niedrigen und hohen Hystereseniveaus zeigen;
10 ist eine Ansicht, die eine HYS(Hystereseniveau)/EA(Fehlermittelwert)-Tabelle zeigt;
11 ist eine Ansicht, die eine PID-Steuerparametertabelle zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das eine automatische Wartungssteuerung zeigt, die von dem Datenverarbeitungsabschnitt einer elektropneumatischen Positioniervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird; und
13A, 13B, 13C und 13D sind Blockdiagramme, die jeweils die funktionalen Blöcke der CPU in 1 zeigen, die entsprechend verwendet werden, um die in 3, 5, 6 und 12 gezeigten Steueroperationen auszuführen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird unten im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt die Anordnung eines Stellventilsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1, bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Steuereinrichtung, 2 ein Stellventil und 3 eine elektropneumatische Positioniervorrichtung, um den Ventilöffnungsgrad des Stellventils 2 gemäß einem Steuerbefehl von der Steuereinrichtung 1 zu steuern. Die Bezugszeichen L1 und L2 bezeichnen Kommunikationsleitungen, um die Steuereinrichtung 1 und die elektropneumatische Positioniervorrichtung 3 miteinander zu verbinden. Ein Eingangsstrom I von 4 bis 20 mA wird als Sollwert von der Steuereinrichtung 1 zu der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 über die Kommunikationsleitungen L1 und L2 zugeführt.
Die elektropneumatische Positioniervorrichtung 3 umfasst einen Kommunikationsleitungssteuerabschnitt 31, der mit den Kommunikationsleitungen L1 und L2 verbunden ist, einen Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32, um Daten von/zu dem Kommunikationsleitungssteuerabschnitt 31 einzugeben/auszugeben, einen elektropneumatischen Wandler 33, um die elektrische Signalausgabe von dem Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 in einen Luftdruck umzuwandeln, und einen Winkelsensor 34, um den Winkel des Stellventils 2 zu messen. Der Kommunikationsleitungssteuerabschnitt 31 weist eine Schnittstelle 31a auf, um Daten mit der Steuereinrichtung 1 auszutauschen.
Der Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 umfasst eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 32a und einen Speicher 32b und verarbeitet die von der Steuereinrichtung 1 über den Kommunikationsleitungssteuerabschnitt 31 eingegebenen Sollwertdaten. Insbesondere stellt der Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 einen Spulensteuerstrom IM auf 0 mA ein, der in Antwort auf einen Eingangsstrom I = 4 mA von der Steuereinrichtung 1 dem elektropneumatischen Wandler 33 zuzuführen ist, und stellt auch den Spulensteuerstrom IM auf den maximalen Wert ein, der in Antwort auf einen Eingangsstrom I = 20 mA dem elektropneumatischen Wandler 33 zuzuführen ist. Der elektropneumatische Wandler 33 wandelt das elektrische Signal von dem Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 in ein elektropneumatisches Wandlersignal (Luftdruck) um und führt dieses dem Stellventil 2 zu.
Das Stellventil 2 umfasst eine Betriebseinheit 21, die das elektropneumatische Wandlersignal von der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 erhält, und ein Ventil 32, dessen Öffnungsgrad durch eine Ausgabe von der Betriebseinheit 21 gesteuert wird.
Der Winkelsensor 34 ist ein Sensor, um den Öffnungsgrad des Ventils 23 als die rotatorische Winkelposition (Hebelwinkelposition) eines später zu beschreibenden Rückkopplungshebels zu ermitteln. Der Winkelsensor 34 führt die ermittelt Hebelwinkelposition dem Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 zu. Der Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 führt auf der Grundlage der Hebelwinkelposition von dem Winkelsensor 34 Rückkopplungssteuerungen des Öffnungsgrads des Ventils 23 durch. Zusätzlich überträgt der Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 eine elektrische Signalausgabe, die dem Öffnungsgrad des Ventils 23 entspricht, über den Kommunikationsleitungssteuerabschnitt 31 und die Kommunikationsleitungen L1 und L2 auf der Grundlage der Hebelwinkelposition von dem Winkelsensor 34 zu der Steuereinrichtung 1.
Der Steuerbetrieb des Datenverarbeitungssteuerabschnitts 32 wird als nächstes unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
2 zeigt das Verhältnis zwischen der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3, dem Winkelsensor 34 und dem Stellventil 2. Zusätzlich zu der Betriebseinheit 21 und dem Ventil 23 umfasst das Stellventil 2 einen Ventilzapfen 22, um die Betriebseinheit 21 und das Ventil 23 mechanisch miteinander zu verbinden. Die Betriebseinheit 21 weist ein Diaphragma 21a auf, das gemäß der Luftdruckeingabe von dem elektropneumatischen Wandler 33 verlagert wird. Die Betriebseinheit 21 stellt den Öffnungsgrad des Ventils 23 ein, indem der Ventilzapfen 22 gemäß der Verlagerung des Diaphramas 21a vertikal bewegt wird.
Ein Rückkopplungshebel 4 ist zwischen dem Winkelsensor 4 und dem Ventilzapfen 22 angeschlossen, um die Hebeposition des Ventilzapfens 22, d. h. den Öffnungsgrad des Ventils 23, zu detektieren. Der Rückkopplungshebel 4 schwenkt um ein Zentrum O des Winkelsensors 34 gemäß der Hebeposition des Ventilzapfens 22. Der Öffnungsgrad des Ventils 23 kann daher aus der rotatorischen Winkelposition (Hebelwinkelposition) des Rückkopplungshebels 4 detektiert werden.
[Automatische Einstellung]
Der Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 stellt bei Erhalt eines automatischen Einstellsteuerbefehls gemäß dem in 3 gezeigten Flussdiagramm "vollständige Schließ-/Öffnungsposition, "Betriebsart der Betriebseinheit", "Verhältnis zwischen Signal und Richtung des Ventilöffnungsgrads" oder "abnorme elektrische Signalausgaberichtung (Durchbrennrichtung)" ein. In diesem Fall wird der automatische Einstellsteuerbefehl dem Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 zugeführt, wenn die Bedienperson einen an der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 angeordneten Schalter (nicht gezeigt) betätigt. Es ist zu beachten, dass dieser Steuerbefehl von einer Einstelleinheit (nicht gezeigt) oder der Steuereinrichtung 1 über die Schnittstelle 31a zugeführt werden kann.
In dem in 3 gezeigten Flussdiagramm wird die "vollständige Schließ/Öffnungsposition" gemäß dem Ventilstopfen des Stellventils 2 ermittelt (Schritt S101). Es wird angenommen, dass der Ventilstopfen, der wie in 4A gezeigt, oberhalb des Ventilsitzes angeordnet ist, als ein Verschluss durch nach unten Drücken bezeichnet wird und der Ventilstopfen, der wie in 4B gezeigt, oberhalb des Ventilsitzes angeordnet ist, als eine Öffnung durch nach unten Drücken bezeichnet wird. Im Spezielleren wird der Verschluss durch nach unten Drücken durch VACT = 1 angegeben und die Öffnung durch nach unten Drücken durch VACT = –1. Im Spezielleren sind die vollständigen Öffnungs- und Geschlossenpositionen des Verschlusses durch nach unten Drücken entsprechend durch XSHUT = –VACT = –1 (geschlossen = nach unten) und XOPEN = VACT = 1 (offen = nach unten) angegeben, wohingegen die vollständigen Schließ- und Öffnungspositionen der Öffnung durch nach unten Drücken jeweils durch XSHUT = –VACT = 1 (geschlossen = nach oben) und XOPEN = VACT = –1 (offen = nach oben) angegeben sind. Es ist zu beachten, dass die Ventilstopfenform des Stellventils 2 vorab als Daten eingegeben wird.
Nachfolgend wird der Spulensteuerstrom IM gemäß dem Eingangsstrom I = 4 mA von der Steuereinrichtung 1 auf 0 mA eingestellt (Schritt S102). Dies bedeutet, dass der Spulensteuerstrom IM zu dem elektropneumatischen Wandler 33 auf den minimalen Wert eingestellt wird. Mit dieser Operation wird der Luftdruck, der IM = 0 mA entspricht, über den elektropneumatischen Wandler 33 der Betriebseinheit 21 des Stellventils 2 zugeführt. Folglich wird der Öffnungsgrad des Ventils 23 auf die Öffnungsgradposition eingestellt, die IM = 0 mA entspricht. Es wird dann überprüft, ob das Ventil 23 stationär ist (Schritt S103). Wenn festgestellt wird, dass das Ventil 23 stationär ist, wird die Öffnungsgradposition des Ventils 23 als XIMIN gespeichert (Schritt S104).
Der Spulensteuerstrom IM wird dann durch die Steuereinrichtung 1 auf den Wert eingestellt, der einem Eingangsstrom von 20 mA entspricht (Schritt S105). Dies bedeutet, dass der Spulensteuerstrom IM zu dem elektropneumatischen Wandler 33 auf den maximalen Wert eingestellt wird. Mit dieser Operation wird der Luftdruck, der IM = Maximalwert entspricht, von dem elektropneumatischen Wandler 33 zu der Betriebseinheit 21 des Stellventils 2 zugeführt. Folglich wird der Öffnungsgrad des Ventils 23 auf die Öffnungsgradposition eingestellt, die IM = Maximalwert entspricht. Dann wird überprüft, ob das Ventil 23 stationär ist (Schritt S106). Wenn festgestellt wird, dass das Ventil 23 stationär ist, wird die Öffnungsgradposition des Ventils 23 XIMAX gespeichert (Schritt S107).
In diesem Fall kann die Verarbeitung in den Schritten S105 bis S107 vor der Verarbeitung in den Schritten S102 bis S104 durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass die Abfolge der Verarbeitung in den Schritten S105 bis S107 und der Verarbeitung in den Schritten S102 bis S104 so umgestellt werden kann, dass die Verarbeitung in den Schritten S102 bis S104 nach der Verarbeitung in den Schritten S105 bis S107 durchgeführt wird.
Ein Ventilöffnungsgrad XI0 des Stellventils 2, der eingestellt ist, wenn der Spulensteuerstrom IM 0 mA ist, wird aus dem relativen Positionsverhältnis zwischen der im Schritt S104 gespeicherten Ventilöffnungsgradposition XIMIN und der in Schritt S107 gespeicherten Ventilöffnungsgradposition XIMAX und der Ventilstopfenform VACT des Stellventils 2 gemäß der Gleichung (1) unten erhalten (Schritt S108). XI0 = 1 gibt den vollständig offenen Zustand an und XI0 = –1 den vollständig geschlossenen Zustand. Es ist zu beachten, dass Sgn(X) in der Gleichung (1) die Funktion ist, die zu "1", wenn X ≥ 0, und zu "–1" wird, wenn X < 0. XI0 = Sgn(XIMIN – XIMAX)·VACT (1)
In Schritt S109 wird eine Betriebsform AACT (AACT = 1: Schließbetrieb durch nach unten Drücken; AACT = –1: Öffnungsbetrieb durch nach unten Drücken) der Betriebseinheit 21 aus der Ventilöffnungsgradposition XI0 des Stellventils 2, die eingestellt ist, wenn der Spulensteuerstrom IM 0 mA ist, und einer Betriebsform PACT der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 selbst und der Ventilstopfenform VACT des Stellventils 2 gemäß der Gleichung (2) unten erhalten. AACT = XI0·PACT·VACT (2)
Es ist zu beachten, dass PACT = 1 angibt, dass die Charakteristika der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 denjenigen eines Positioniervorrichtungtyps mit Schließbetrieb durch nach unten Drücken entsprechen (im Folgenden als Positioniervorrichtung mit Schließen durch nach unten Drücken bezeichnet), und PACT = –1 angibt, dass die Charakteristika der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 denjenigen eines Positioniervorrichtungtyp mit Öffnungsbetrieb durch nach unten Drücken entsprechen (im Folgenden als Positioniervorrichtung mit Öffnen durch nach unten Drücken bezeichnet). Bei der Positioniervorrichtung mit Schließen durch nach unten Drücken steigt der dem Stellventil 2 zuzuführende Ausgabeluftdruck an, wenn der Spulensteuerstrom IM ansteigt. Bei der Positioniervorrichtung mit Öffnen durch nach unten Drücken fällt der dem Stellventil 2 zuzuführende Ausgabeluftdruck ab, wenn der Spulensteuerstrom IM ansteigt.
Es ist zu beachten, dass die Betriebsform der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 selbst vorab als Daten eingegeben wird. Der Schließbetrieb durch nach unten Drücken (AACT = 1) der Betriebseinheit 21 gibt an, dass sich der Ventilschaft 22 nach unten bewegt, wenn von der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 Luft zugeführt wird. Der Öffnungsbetrieb durch nach unten Drücken (AACT = –1) gibt an, dass sich der Ventilschaft 22 nach oben bewegt, wenn von der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 Luft zugeführt wird.
In Schritt S109 wird ein Einstellbetrieb auf der Grundlage der Ventilöffnungsgradposition XI0 des Stellventils 2 durchgeführt, die eingestellt ist, wenn der Spulensteuerstrom IM 0 mA ist, um zu erreichen, dass der maximale Wert (20 mA) und der minimale Wert (4 mA) des Eingangsstroms I Signalen entsprechen, die jeweils verwendet werden, um den Ventilöffnungsgrad des Stellventils 2 entweder in der Richtung zur vollständigen Öffnung oder der Richtung zum vollständigen Schließen zu steuern. Im Spezielleren ist der Strom zum vollständigen Schließen (4 mA) < Strom zur vollständigen Öffnung (20 mA) in dem durch XI0 = –1 angegebenen vollständig geschlossenen Zustand. Zusätzlich ist der Strom zum vollständigen Schließen (20 mA) > Strom zur vollständigen Öffnung (4 mA) in dem durch XI0 = 1 angegebenen vollständig geöffneten Zustand.
Zusätzlich wird in Schritt S108 die abnorme elektrische Signalausgaberichtung (Durchbrennrichtung) aus der Ventilöffnungsgradposition XI0 des Stellventils 2 ermittelt, die eingestellt ist, wenn der Spulensteuerstrom IM 0 mA ist. Im Spezielleren wird in dem durch XI0 = –1 angegebenen vollständig geschlossenen Zustand, wenn eine Abnormität auftritt, der Ventilöffnungsgrad des Stellventils 2 zwangsläufig als "vollständig geschlossen" festgelegt. Zusätzlich wird in dem durch XI0 = 1 angegebenen vollständig geschlossenen Zustand, wenn eine Abnormität auftritt, der Ventilöffnungsgrad des Stellventils 2 zwangsläufig als "vollständig geschlossen" festgelegt.
Der Grund, warum die abnorme elektrische Signalausgaberichtung auf der Grundlage der Ventilöffnungsgradposition XI0 ermittelt wird, die eingestellt ist, wenn der Spulensteuerstrom IM 0 mA ist, besteht darin, dass ein abnormer Zustand ein Zustand ist, in dem die elektropneumatische Positioniervorrichtung 3 den Ventilöffnungsgrad des Stellventils 2 bei Unterbrechung der Leistungsversorgung zu der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3, Zerstörung des Speichers 32b in der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 oder dergleichen nicht steuern kann, d. h. ein Zustand, in dem der Spulensteuerstrom IM nicht zugeführt werden kann.
Bei der obigen Ausführungsform werden die zwei Faktoren, d. h. das Verhältnis zwischen dem elektrischen Signal und der Ventilöffnungsgradrichtung und der abnormen elektrischen Signalausgaberichtung, aus der Ventilöffnungsgradposition XI0 des Stellventils 2 ermittelt, die eingestellt ist, wenn der Spulensteuerstrom IM 0 mA ist. Das Verhältnis zwischen dem elektrischen Signal und der Ventilöffnungsgradrichtung und der abnormen elektrischen Signalausgaberichtung kann jedoch auf der Grundlage der Betriebsform PACT der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 selbst, der Betriebsform AACT der Betriebseinheit 21 und der Ventilstopfenform VACT des Stellventils 2 ermittelt werden (in Verbindung mit einem Signaleinstellabschnitt 303' und einem Einstellabschnitt 304' für abnorme Signale später beschrieben).
Wenn zum Beispiel PACT·AACT·VACT = –1, wird eingestellt Strom zum vollständigen Schließen (4 mA) < Strom zur vollständigen Öffnung (20 mA). Wenn PACT·AACT·VACT = 1, wird eingestellt Strom zum vollständigen Schließen (20 mA) > Strom zur vollständigen Öffnung (4 mA). Zusätzlich wird, wenn PACT·AACT·VACT = –1, ein Ausgabeluftdruck eingestellt, um zu erreichen, dass der Ventilöffnungsgrad des Stellventils 2 "vollständig geschlossen" entspricht. Wenn PACT·AACT·VACT = 1, wird ein Ausgabeluftdruck einge stellt, um zu erreichen, dass der Ventilöffnungsgrad des Stellventils 2 "vollständig offen" entspricht.
In diesem Fall kann die Betriebsform AACT der Betriebseinheit 21 als Daten vorab eingegeben werden. Wenn die Betriebsform AACT der Betriebseinheit 21 aus der obigen Gleichung (2) erhalten wird, können auch dann ein Eingangsstromsollwert und die abnorme elektrische Signalausgaberichtung ermittelt werden, wenn die Betriebsform AACT der Betriebseinheit 21 unbekannt ist.
[Nullpunkt/Messbereichseinstellung]
Der Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 führt gemäß dem in 5 gezeigten Flußdiagramm bei Erhalt eines Nullpunkt/Messbereichseinstellungssteuerbefehls eine automatische Nullpunkt/Messbereichseinstellung durch. In diesem Fall wird der Nullpunkt/Messbereichseinstellungssteuerbefehl dem Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 zugeführt, wenn die Betriebsperson einen Schalter (nicht gezeigt) betätigt, der an der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 angeordnet ist. Dieser Steuerbefehl kann jedoch von einer Einstelleinheit (nicht gezeigt) oder der Steuereinrichtung 1 über die Schnittstelle 31a zugeführt werden.
In dem in 5 gezeigten Flussdiagramm wird zuallererst ein Spulensteuerstrom IMSHUT, der der vollständigen Schließposition entspricht, gemäß der Gleichung (3) unten ermittelt (Schritt S501). In diesem Fall wird IMSHUT auf den maximalen Wert eingestellt, wenn ISHUT = 1. Wenn ISHUT = –1, wird IMSHUT auf 0 mA eingestellt. ISHUT = PACT·AACT·VACT (3)
Nachfolgend wird der in Schritt S501 ermittelte IMSHUT dem elektropneumatischen Wandler 33 zugeführt (Schritt S502). Mit dieser Operation wird der dem IMSHUT entsprechende Luftdruck von dem elektropneumatischen Wandler 33 der Betriebseinheit 21 des Stellventils 2 zugeführt und der Öffnungsgrad des Ventils 23 wird auf die Öffnungsgradposition (vollständige Schließposition) eingestellt, die IMSHUT entspricht. Es wird dann überprüft, ob das Ventil 23 stationär ist (Schritt S503). Wenn festgestellt wird, dass das Ventil 23 stationär ist, wird die Öffnungsgradposition X0 des Ventils 23 als Nullpunktposition gespeichert (Schritt S504).
Ein Spulensteuerstrom IMOPEN, der der vollständigen Öffnungsposition entspricht, wird gemäß der Gleichung (4) ermittelt (Schritt S505). In diesem Fall wird IMOPEN auf den maximalen Wert eingestellt, wenn IOPEN = 1. Wenn IOPEN = –1, wird IMOPEN auf 0 mA eingestellt. Der entgegengerichtete Spulensteuerstrom des Spulensteuerstroms IMSHUT für die vollständige Schließposition ist, wie auch aus der Gleichung (4) ersichtlich, der Spulensteuerstrom IMOPEN für die vollständige Öffnungsposition. IOPEN = ISHUT·(–1) (4)
Der in Schritt S505 ermittelte IMOPEN wird dem elektropneumatischen Wandler 33 zugeführt (Schritt S506). Mit dieser Operation wird der dem IMOPEN entsprechende Luftdruck von dem elektropneumatischen Wandler 33 zu der Betriebseinheit 21 des Stellventils 2 zugeführt. Folglich wird der Öffnungsgrad des Ventils 23 auf die Öffnungsgradposition eingestellt, die IMOPEN entspricht (die maximale Öffnungsgradposition, z. B. die 110 % Position, die einem Öffnungsgrad entspricht, der etwas größer als der Öffnungsgrad eingestellt ist, dem die tatsächliche vollständige Öffnungsposition unter Berücksichtigung eines Spielraums entspricht). Es wird überprüft, ob das Ventil 23 stationär ist (Schritt S507). Wenn festgestellt wird, dass das Ventil 23 stationär ist, wird die Öffnungsgradposition des Ventils 23 als temporäre vollständige Öffnungsposition X110 gespeichert (Schritt S508).
Eine tatsächliche vollständige Öffnungsposition X100 wird aus der in Schritt S504 gespeicherten vollständigen Schließposition X0 und der in Schritt S508 gespeicherten, temporären vollständigen Öffnungsposition X110 gemäß der Gleichung (5) unten erhalten (Schritt S509). Dies bedeutet, die tatsächliche vollständige Öffnungsposition X100 wird erhalten, indem eine Überhubkorrektur für die temporäre vollständige Öffnungsposition X110 durchgeführt wird. X100 = [(X110 – X0)/1,1] + X0 (5)
Die erhaltene tatsächliche vollständige Öffnungsposition X100 wird als Messbereichspunktposition gespeichert (Schritt S510). In diesem Fall verbessert sich die Genauigkeit verglichen mit einem Fall, in dem X110 als Messbereichspunktposition gespeichert wird.
Bei dieser Nullpunkt/Messbereichseinstellung wird zum Beispiel die maximale vollständige Öffnungsposition (Überhubwert) als festgelegter Wert von 110 % gespeichert. Dieser Wert kann jedoch geändert werden, indem ein zwangsläufiger vollständiger Öffnungswert oder dergleichen (+1 % des zwangsläufigen vollständigen Öffnungswert ist ein Überhubwert) verwendet wird, oder kann erhalten werden, indem auf eine eingebaute Standardmessbereichswinkeltabelle auf der Grundlage eines gemessenen Messbereichswinkels und von Betriebseinheiteninformation Bezug genommen wird (ein angenähter Winkel wird gewählt, weil ein Überhubwert enthalten ist).
[Automatisches Abstimmen]
Der Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 stimmt gemäß dem in 6 gezeigten Flussdiagramm bei Erhalt eines Steuerbefehls zum automatischen Abstimmen PID-Steuerparameter automatisch ab. In diesem Fall wird der Steuerbefehl zum automatischen Abstimmen dem Datenverarbeitungssteuerabschnitt 32 zugeführt, wenn die Betriebsperson einen Schalter (nicht gezeigt) betätigt, der an der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 angeordnet ist. Es ist zu beachten, dass dieser Steuerbefehl von einer Einstelleinheit (nicht gezeigt) oder der Steuereinrichtung 1 über die Schnittstelle 31a zugeführt werden kann.
In dem in 6 gezeigten Flussdiagramm wird zuallererst der Spulensteuerstrom IM auf IMMIN (0 mA) eingestellt (Schritt S601) und wird der Spulensteuerstrom IM auf IMMAX (maximaler Wert) eingestellt (Schritt S602). Mit dieser Operation, wird, wie in 7 gezeigt, die Öffnungsgradposition des Ventils 23 des Stellventils 2 ausgehend von der 0 % Position zu der 100 % Position kontinuierlich geändert. Die Ansprechzeit in diesem Fall, z. B. eine benötigt für eine Verschiebung ausgehend von der 10 % Position zu der 90 % Position benötigte Zeitdauer Tup, wird gemessen (Schritt S603).
Nachdem die Öffnungsgradposition des Ventils 23 die 100 % Position erreicht, wird der Spulensteuerstrom IM auf IMMIN (0 mA) eingestellt (Schritt S604). Mit dieser Operation ändert sich, wie in 7 gezeigt, die Öffnungsgradposition des Ventils 23 ausgehend von der 100 % Position zu der 0 % Position kontinuierlich. Die Ansprechzeit in diesem Fall, zum Beispiel eine für eine Verschiebung ausgehend von der 90 % Position zu der 10 % Position benötigte Zeitdauer Tdown, wird gemessen (Schritt 605).
Eine Ansprechzeit TRES (TRES = (Tup + Tdown)/2) zwischen der 10 % Position und der 90 % Position wird als der Mittelwert von der in Schritt S603 gemessenen Tdown und der in Schritt S605 gemessenen Tdown erhalten (Schritt S606). In diesem Fall wird der Mittelwert von Tup und Tdown unter Berücksichtigung eines Falls erhalten, bei dem Tup ≠ Tdown. Dies bedeutet, eine genaue Zeitdauer kann durch Mitteln von Tup und Tdown erhalten werden, weil die Betriebseinheit 21 abhängig von der Richtung, in der der Öffnungsgrad ansteigt oder abfällt, in der Geschwindigkeit etwas variiert.
Die Größe der Betriebseinheit 21 wird auf der Grundlage der in Schritt S606 erhaltenen Ansprechzeit TRES aus der in 8 gezeigten Betriebseinheitengröße/Ansprechzeit-Tabelle ermittelt. Bei dieser Ausführungsform wird Tdown gemessen, nachdem Tup gemessen wird. Die Folge dieser Verarbeitung kann jedoch so umgekehrt werden, dass Tup gemessen wird, nachdem Tdown gemessen wird.
Nachdem ein Ventilöffnungsgradsollwert SP zum Beispiel auf SP40 (ein Sollwert für die 40 % Position) eingestellt ist (Schritt S608), wird der Ventilöffnungsgradsollwert SP zum Beispiel auf SP60 (ein Sollwert für die 60 % Position) eingestellt (Schritt S609). Mit dieser Operation legt die Öffnungsgradposition des Ventils 23 des Stellventils 2, wie in 9A und 9B gezeigt, ausgehend von der 40 % Position zu der 60 % Position eine Sprungantwort an den Tag. 9A zeigt eine Sprungantwort mit geringem Hystereseniveau. 9B zeigt eine Sprungantwort mit hohem Hystereseniveau.
Nachfolgend wird ein dieser Sprungantwort entsprechender Fehlerbereich Es erhalten und wird aus dem erhaltenen Fehlerbereich Es ein Fehlermittelwert EA erhalten (Schritt S610). In diesem Fall, wird, indem error area ES = ∫t2t1 |E|dtfestgelegt wird, der Fehlermittelwer EA als EA = Es/(t2 – t1)erhalten.
Ein Hystereseniveau HYS wird aus der in 10 gezeigten HYS/EA-Tabelle auf der Grundlage des erhaltenen Fehlermittelwerts EA ermittelt (Schritt 5611).
Dann werden Parameterkandidaten aus der in 11 gezeigten PID-Steuerparametertabelle auf der Grundlage der in Schritt S607 ermittelten Betriebseinheitengröße und dem in Schritt S611 ermittelten Hystereseniveau HYS gewählt, und die entsprechenden derzeit festgelegten PID-Steuerparameter werden durch die ausgewählten Parameterkandidaten ersetzt (Schritt S612). Bezugnehmend auf 11, sind KP, TI, TD, GE, GKP, GT1 und GTD die PID-Parameter für die durch die Gleichungen (6) und (7) angegebenen Steuerformeln. If|e| ≤ GE, U = KP[e + (1/TI)∫ edt + TD(de/dt)] (6) If|e| > GE, U = GKP[e + (1/GTI)∫ edt + GTD(de/dt)] (7)
Gemäß dem automatischen Abstimmen in 6 können die Steuerparameter auf einfache Weise auf für die Betriebseinheit geeignete Parameter abgestimmt werden, auch wenn die Betriebseinheitengröße und das Hystereseniveau des Stellventils 2 unbekannt sind.
Zweite Ausführungsform
[Automatische Wartung (Automatische Einstellung, Nullpunkt/Messbereichseinstellung, automatisches Abstimmen)]
Die automatische Einstellung, die Nullpunkt/Messbereichseinstellung und das automatische Abstimmen sind oben als einzelne Prozesse unter Bezugnahme auf 3, 5 und 6 beschrieben worden. Das automatische Einstellen in 3 wird nur durchgeführt, wenn die elektropneumatische Positioniervorrichtung 3 eingebaut wird, aber die Nullpunkt/Messbereichseinstellung in 5 und das automatische Abstimmen in 6 werden auch bei regelmäßiger Wartung durchgeführt. Unter Berücksichtigung dieser regelmäßigen Wartung sind das automatische Einstellen, die Nullpunkt/Messbereichseinstellung und das automatische Abstimmen ausgelegt, um in Antwort auf einzelne Steuerbefehle durchgeführt zu werden.
Alle Prozesse, d. h. das automatische Einstellen, die Nullpunkt/Messbereichseinstellung und das automatische Abstimmen, sind jedoch erforderlich, bevor das Ventil tatsächlich beim Einbau der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 gesteuert wird. Aus diesem Grund ist die zweite Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Einstellen, die Nullpunkt/Messbereichseinstellung und das automatische Abstimmen gemäß dem in 12 gezeigten Flussdiagramm in Antwort auf einen Steuerbefehl zur automatischen Wartung aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Dies erleichtert den Wartungsvorgang, wobei künstliche Fehler beseitigt werden.
Bezugnehmend auf 12 werden in den Schritten S203 und S206, die den Schritten S104 und S107 in 3 entsprechen, XIMIN und XIMAX gespeichert. Eine Ventilöffnungsgradposition XI0, die eingestellt ist, wenn ein Spulensteuerstrom IM 0 mA ist, wird in Schritt S207, der Schritt S108 entspricht, ermittelt. In Schritt S208, der Schritt S109 entspricht, werden "Betriebsform der Betriebseinheit", "Verhältnis zwischen Signal und Ventilöffnungsgradrichtung" und "abnorme elektrische Signalausgaberichtung (Durchbrennrichtung)" ermittelt.
In den Schritten S209 und S210, die dem "automatischen Einstellen" in den Schritten S201 bis S208 folgen, wird auf die gleiche Weise wie in 5 eine "Nullpunkt/Messbereichseinstellung" durchgeführt. In den Schritten S211 bis S220, die der "Nullpunkt/Messbereichseinstellung" folgen, wird auf die gleiche Weise wie in 6 ein "automatisches Abstimmen" durchgeführt.
13A bis 13D zeigen die funktionalen Blöcke einer CPU 32a, die den Steueroperationen in 3, 5, 6 und 12 entsprechen.
Bezugnehmend auf 13A führt ein erster Positionsermittlungsabschnitt 301 die Schritte S101 bis S107 in 3 aus, führt ein zweiter Positionsermittlungsabschnitt 302 den Schritt S302 aus, stellt ein Signaleinstellabschnitt 303 einen Eingangsstromwert und eine Ventilöffnungsgradrichtung in Schritt S109 ein, stellt ein Einstellabschnitt 304 für abnorme Signale in Schritt S109 eine Ausgaberichtung für abnorme elektrische Signale ein und stellt ein Betriebsformermittlungsabschnitt 305 die Betriebsform der Betriebseinheit in Schritt S109 ein.
Ein Signaleinstellabschnitt 303' ermittelt das Verhältnis zwischen den maximalen und minimalen Signalen der elektrischen Signale und die vollständige Offen/Geschlossen-Richtung, die dem Ventilöffnungsgrad eines Stellventils 2 entspricht, auf der Grundlage einer Betriebsform PACT einer elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 selbst, einer Betriebsform AACT einer Betriebseinheit 21 und einer Ventilstopfenform VAT C des Stellventils 2. Ein Einstellabschnitt 304' für abnorme Signale stellt einen Eingangsstromwert und eine Ausgangsrichtung für abnorme elektrische Signale auf der Grundlage der Betriebsform PACT der elektropneumatischen Positioniervorrichtung 3 selbst, der Betriebsform AACT der Betriebseinheit 21, der Ventilstopfenform VACT des Stellventils 2 ein.
Bezugnehmend auf 13B führt ein Ventilöffnungsgradsteuerabschnitt 306 die Schritte S501 bis S506 in 4 durch und führt ein Positionsermittlungsabschnitt 307 die Schritte S508 und S509 durch.
Bezugnehmend auf 13C führt ein Größenermittlungsabschnitt 308 die Schritte S601 bis S607 in 6 durch, führt ein Niveauermittlungsabschnitt 309 die Schritte S608 bis S611 durch und führt ein Parametereinstellabschnitt 311 den Schritt S612 durch. Ein Abschnitt 310 zum Berechnen von Ansprechzeiten des Größenermittlungsabschnitts 308 führt den Schritt S606 durch.
Bezugnehmend auf 13D führt ein Signaleinstellabschnitt 312 die Schritte S201 bis S208 in 12 durch, führen erste und zweite Positionsermittlungsabschnitte 313 und 314 die Schritte S209 und S210 durch, führt ein Größen/Niveauermittlungsabschnitt 315 die Schritte S211 bis S219 durch und führt ein Parametereinstellabschnitt 316 den Schritt S220 durch.
Wie oben beschrieben wurde, werden gemäß der vorliegenden Erfindung das Einstellen der maximalen und minimalen Signale von elektrischen Eingangssignalen als Signale jeweils zum Steuern des Ventilöffnungsgrads des Stellventils in der Richtung zum vollständigen Öffnen/Schließen (Einstellen des Verhältnisses zwischen den elektrischen Signalen und den Ventilöffnungsgradrichtungen), das Einstellen einer elektrischen Signalausgangsrichtung beim Auftreten einer Abnormität, die Nullpunkt/Messbereichseinstellung, das Abstimmen von Steuerparametern und dergleichen automatisch durchgeführt, wodurch die Belastung für die Bedienperson bei Installation und regelmäßiger Wartung reduziert wird. Dies kann auch künstliche Fehler beseitigen.
FIGURENLEGENDE
1

CONTROLLER – STEUEREINRICHTUNG
COMMUNICATION LINE DRIVING SECTION – KOMMUNIKATIONSLEITUNGS STEUERABSCHNITT
DATA PROCESSING CONTROL SECTION – DATENVERARBEITUNGSSTEUER ABSCHNITT
MEMORY – SPEICHER
ELECTROPNEUMATIC CONVERTER – ELEKTROPNEUMATISCHER WANDLER
ANGLE SENSOR – WINKELSENSOR
ELECTROPNEUMATIC POSITIONER – ELEKTROPNEUMATISCHE POSITIONIERVORRICHTUNG

3

END – ENDE
YES – JA
NO – NEIN
DETERMINE FULL ERMITTLE CLOSING/OPENING POSITION – ERMITTLE VOLLSTÄNDIGE SCHLIESS/ÖFFNUNGSPOSITION
SET COIL DRIVING CURRENT IM TO 0 mA – SETZE SPULENSTEUERSTROM IM AUF 0 mA
STATIONARY ? – STATIONÄR ?
STORE VALVE OPENING DEGREE POSITION AS XIMIN – SPEICHERE VENTILÖFFNUNGSGRADPOSITION ALS XIMIN
SET COIL DRIVING CURRENT IM TO MAXIMUM VALUE STORE VALVE OPENING DEGREE POSITION AS XIMAX – SETZE SPULENSTEUERSTROM IM AUF MAXIMALEN WERT FEST SPEICHERE VENTILÖFFNUNGSGRADPOSITION ALS XIMAX
SET VALVE OPENING DEGREE XI0 WHEN COIL DRIVING CURRENT IM = 0 mA – SETZE VENTILÖFFNUNGSGRAD XI0 FEST, WENN SPULENSTEUERSTROM IM = 0 mA
SET OPERATION FORM OF OPERATION UNIT, RELATIONSHIP BETWEEN SIGNAL AND VALVE OPENING DEGREE DIRECTION, AND ABNORMALITY ELECTRICAL SIGNAL OUTPUT DIRECTION (BURNOUT DIRECTION) – SETZE BETRIEBSFORM DER BETRIEBSEINHEIT, VERHÄLTNIS ZWISCHEN SIGNAL UND VENTILÖFFNUNGSGRADRICHTUNG UND ABNORMER ELEKTRISCHER SIGNALAUSGABERICHTUNG (DURCHBRENNRICHTUNG) FEST

4A

OPEN: "1" (UPWARD) – ÖFFNEN: "1" (NACH OBEN)
CLOSE: "–1" (DOWNWARD) – SCHLIESSEN. "–1" (NACH UNTEN)
PUSH-DOWN CLOSE – NACH UNTEN GEDRÜCKT GESCHLOSSEN
FULL CLOSING POSITION – VOLLSTÄNDIGE SCHLIESSPOSITION
FULL OPENING POSITION – VOLLSTÄNDIGE ÖFFNUNGSPOSITION

4B

CLOSE: "1" (UPWARD) – SCHLIESSEN: "1" (NACH OBEN)
OPEN: "–1" (DOWNWARD) – ÖFFNEN: "–1" (NACH UNTEN)
PUSH-DOWN OPEN – NACH UNTEN GEDRÜCKT OFFEN
FULL CLOSING POSITION – VOLLSTÄNDIGE SCHLIESSPOSITION
FULL OPENING POSITION – VOLLSTÄNDIGE ÖFFNUNGSPOSITION

5

END – ENDE
YES – JA
NO – NEIN
DETERMINE FULL CLOSING POSITION COIL DRIVING CURRENT IMSHUT – ERMITTLE SPULENSTEUERSTROM IMSHUT FÜR VOLLSTÄNDIGE SCHLIESSPOSITION
SUPPLY FULL CLOSING POSITION COIL DRIVING CURRENT IMSHUT – FÜHRE SPULENSTEUERSTROM IMSHUT FÜR VOLLSTÄNDIGE SCHLIESSPOSITION ZU
STORE FULL CLOSING POSITION X0 – SPEICHERE VOLLSTÄNDIGE SCHLIESSPOSITION X0
DETERMINE FULL OPENING POSITION COIL DRIVING CURRENT IMOPEN – ERMITTLE SPULENSTEUERSTROM IMOPEN FÜR VOLLSTÄNDIGE ÖFFNUNGSPOSITION
SUPPLY FULL OPENING POSITION COIL DRIVING CURRENT IMOPEN – FÜHRE SPULENSTEUERSTROM IMOPEN FÜR VOLLSTÄNDIGE ÖFFNUNGSPOSITION ZU
STORE TEMPORARY FULL OPENING POSITION X110 – SPEICHERE TEMPORÄRE VOLLSTÄNDIGE ÖFFNUNGSPOSITION X110
PERFORM OVERSTROKE CORRECTION – FÜHRE ÜBERHUBKORREKTUR DURCH
STORE ACTUAL FULL OPENING POSITIOIN X100 – SPEICHERE TATSÄCHLICHE VOLLSTÄNDIGE ÖFFNUNGSPOSITION X100

6

END – ENDE
SET IMMIN – LEGE IMMIN FEST
SET IMMAX – LEGE IMMAX FEST
MEASURE Tup – MISS Tup
SET IMMIN – LEGE IMMIN FEST
MEASURE Tdown – MISS Tdown
CALCULATE TRES – BERECHNE TRES
DETERMINE SIZE OF OPERATING UNIT – ERMITTLE GRÖSSE DER BETRIEBSEINHEIT
SET SP40 – LEGE SP40 FEST
SET SP60 – LEGE SP60 FEST
CALCULATE ERROR AREA Es GIVEN BY Es = ∫ t2 / t1|E|dt AND CALCULATE ERROR AVERAGE EA GIVEN BY EA = Es/{t2 – t1} – BERECHNE FEHLERBEREICH Es GEGEBEN DURCH Es = ∫ t2 / t1|E|dt UND BERECHNE FEHLERMITTELWERT EA GEGEBEN DURCH EA = Es/{t2 – t1}
DETERMINE HYSTERESIS LEVEL – ERMITTLER HYSTERESENIVEAU
SET CONTROL PARAMETERS – LEGE STEUERPARAMETER FEST

7
OPENING DEGREE – ÖFFNUNGSGRAD
8

SIZE OF OPERATING UNIT – GRÖSSE DER BETRIEBSEINHEIT
RESPONSE TIME TRES – ANSPRECHZEIT TRES

9A

OPENING DEGREE – ÖFFNUNGSGRAD
LOW HYSTERESIS LEVEL – NIEDRIGES HYSTERESENIVEAU

9B

OPENING DEGREE – ÖFFNUNGSGRAD
HIGH HYSTERESIS LEVEL – HOHES HYSTERESENIVEAU

10

HYSTERESIS LEVEL – HYSTERESENIVEAU
H (HEAVY) – H (STARK)
M (MEDIUM) – M (MITTEL)
L (LIGHT) – L (SCHWACH)
ERROR AVERAGE – FEHLERMITTELWERT

11

SIZE OF OPERATING UNIT – GRÖSSE DER BETRIEBSEINHEIT

12

END – ENDE
YES – JA
NO – NEIN
SET IMMIN – LEGE IMMIN FEST
STORE XIMIN – SPEICHERE XIMIN
SET IMMAX – LEGE IMMAX FEST
WAIT ? – WARTE ?
STORE XIMAX – SPEICHERE XIMAX
DETERMINE VALVE OPENING DEGREE POSITION XI0 WHEN COIL DRIVING CURRENT IM = 0 mA – ERMITTLE VENTILÖFFNUNGSGRADPOSITION XI0, WENN SPULENSTEUERSTROM IM = 0 mA
DETERMINE OPERATION FORM OF OPERATING UNIT, RELATIONSHIP BETWEEN SIGNAL AND VALVE OPENING DEGREE DIRECTION, AND ABNORMALITY ELECTRICAL SIGNAL OUTPUT DIRECTION (BURNOUT DIRECTION) – ERMITTLE BETRIEBSFORM DER BETRIEBSEINHEIT, VERHÄLTNIS ZWISCHEN SIGNAL UND VENTILÖFFNUNGSGRADRICHTUNG UND ABNORMER ELEKTRISCHER SIGNALAUSGABERICHTUNG (DURCHBRENNRICHTUNG)
CORRECT OVERSTROKE – KORRIGIERE ÜBERHUB
STORE ZERO POINT AND SPAN POINT – SPEICHERE NULLPUNKT UND MESSBEREICHSPUNKT
SET IMMIN – LEGE IMMIN FEST
MEASURE Tdown OR Tup – MISS Tdown ODER Tup
SET IMMAX – LEGE IMMAX FEST
MEASURE Tup OR Tdown – MISS Tup ODER Tdown
DETERMINE SIZE OF OPERATING UNIT – ERMITTLE GRÖSSE DER BETRIEBSEINHEIT
SET SP 40 – LEGE SP 40 FEST
SET SP 60 – LEGE SP 60 FEST
CALCULATE ERROR AREAEs GIVEN BY Es = ∫ t2 / t1|E|dt AND CALCULATE ERROR AVERAGE EA GIVEN BY EA = Es/{t2 – t1} – BERECHNE FEHLERBEREICH Es GEGEBEN DURCH Es = ∫ t2 / t1|E|dt UND BERECHNE FEHLERMITTELWERT GEGEBEN DURCH EA = Es/{t2 – t1}
DETERMINE HYSTERESIS LEVEL – ERMITTLER HYSTERESENIVEAU
SET CONTROL PARAMETERS – LEGE STEUERPARAMETER FEST
AUTOMATIC SETTING – AUTOMATISCHES EINSTELLEN
ZERO/SPAN ADJUSTMENT – NULLPUNKT/MESSBEREICHSEINSTELLUNG
AUTOMATIC TUNING – AUTOMATISCHES ABSTIMMEN

13A

FIRST POSITION DETERMINING SECTION – ERSTER POSITIONSERMITTLUNGSABSCHNITT
SECOND POSITION DETERMINING SECTION – ZWEITER POSITIONSERMITTLUNGSABSCHNITT
SIGNAL SETTING SECTION – SIGNALEINSTELLABSCHNITT
ABNORMALITY SIGNAL SETTING SECTION – EINSTELLABSCHNITT FÜR ABNORME SIGNALE
OPERATION FORM DETERMINING SECTION – BETRIEBSFORMERMITTLUNGSABSCH NITT

13B

VALVE OPENING DEGREE CONTROL SECTION – VENTILÖFFNUNGSGRADSTEUERABS CHNITT
POSITION DETERMINING SECTION – POSITIONSERMITTLUNGSABSCHNITT

13C

SIZE DETERMINING SECTION – GRÖSSENERMITTLUNGSABSCHNITT
LEVEL DETERMINING SECTION – NIVEAUERMITTLUNGSABSCHNITT
RESPONSE TIME CALCULATING SECTION – ANSPRECHZEITENBERECHNUNGSAB SCHNITT
PARAMETER SETTING SECTION – PARAMETEREINSTELLABSCHNITT

13D

SIGNAL SETTING SECTION – SIGNALEINSTELLABSCHNITT
FIRST POSITION DETERMINING SECTION – ERSTER POSITIONSERMITTLUNGSABSCHNITT
SECOND POSITION DETERMINING SECTION – ZWEITER POSITIONSERMITTLUNGSABSCHNITT
SIZE/LEVEL DETERMINING SECTION – GRÖSSE/NIVEAUERMITTLUNGSABSCHNITT
PARAMETER SETTING SECTION – PARAMETEREINSTELLABSCHNITT

Claims

Elektropneumatische Positioniervorrichtung mit: einer Steuereinrichtung (32) zum Ausgeben eines elektrischen Stromsteuersignals (IM) auf der Grundlage eines automatischen Einstellsteuerbefehls; und einer elektropneumatischen Wandlereinrichtung (33) zum Umwandeln des elektrischen Stromsteuersignals (IM) von der Steuereinrichtung (32) in einen Luftdruck, wobei die elektropneumatische Positioniervorrichtung ausgelegt ist, den Öffnungsgrad eines Stellventils (2) zum Öffnen/Schließen eines Kanals zu steuern, indem der Luftdruck von der elektropneumatischen Wandlereinrichtung einer Betriebseinheit (21) des Stellventils zugeführt wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) aufweist: eine erste positionsbestimmende Einrichtung (301) zum Erhalten des minimalen Ventilöffnungsgrads (XIMIN) und des maximalen Ventilöffnungsgrad (XIMAX), wenn das elektrische Stromsteuersignal (IM) auf einen minimalen Signalpegel bzw. einen maximalen Signalpegel festgelegt ist; eine zweite positionsermittelnde Einrichtung (302) zum Erhalten des Öffnungsgrads (XI0) des Stellventils (2), wenn das elektrische Stromsteuersignal (IM) auf dem minimalen Stromsignalpegel ist, auf der Grundlage eines relativen Positionsverhältnisses zwischen den erhaltenen minimalen (XIMIN) und maximalen (XIMAX) Ventilöffnungsgraden und auf der Grundlage einer Ventilstopfenform (VACT) des Stellventils (2); und einer ersten Einstelleinrichtung (303, 303') zum Einstellen von Verhältnissen jeweils zwischen jedem der maximalen und minimalen Pegel des elektrischen Stromsteuersignals (IM) und den entsprechenden vollständig offenen und vollständig geschlossenen Öffnungsgraden des Stellventils (2).
Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (32) ferner eine zweite Einstellvorrichtung (304, 304') zum Einstellen eines elektrischen Signals entsprechend dem Ventilöffnungsgrad des Stellventils (2) beim Auftreten einer Abnormität auf der Grundlage der Ventilöffnungsposition des Stellventils (2) umfasst, die eingestellt ist, wenn das elektrische Stromsteuersignal (IM) auf dem minimalen Signalpegel ist.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Winkelsensor (34) zum Detektieren des Ventilöffnungsgrads des Stellventils (2) als Winkel und bei der die Steuereinrichtung (32) den Ventilöffnungsgrad des Stellventils (2) ausgehend von einer Ausgabe des Winkelsensor (34) erhält.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Einstelleinrichtung (303, 303') ausgelegt ist, auf der Grundlage einer Betriebsform (PACT) der elektropneumatischen Positioniervorrichtung, auf der Grundlage einer Betriebsform (AACT) der Betriebseinheit (21) und auf der Grundlage der Ventilstopfenform (VACT) des Stellventils (2) zu arbeiten.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Steuereinrichtung (32) ferner umfasst: eine Betriebsform ermittelnde Einrichtung (305) zum Ermitteln der Betriebsform (AACT) der Betriebseinheit (21) auf der Grundlage eines relativen Positionsverhältnisses zwischen den erhaltenen minimalen (XIMIN) und maximalen (XIMAX) Ventilöffnungspositionsgraden, auf der Grundlage der Betriebsform (PACT) der elektropneumatischen Positioniervorrichtung und auf der Grundlage der Ventilstopfenform (VACT) des Stellventils (2), und die Einstelleinrichtung (303, 303') eine Einstelloperation auf der Grundlage der Betriebsform (AACT) der Betriebseinheit (21) durchführt, die von der Betriebsform ermittelnden Einrichtung (305) erhalten wird.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (32) ferner eine zweite Einstellvorrichtung (304, 304') umfasst, um ein elektrisches Signal entsprechend dem Ventilöffnungsgrad des Stellventils (2) beim Auftreten einer Abnormität auf der Grundlage einer Betriebsform (PACT) der elektropneumatischen Positioniervorrichtung, auf der Grundlage einer Betriebsform (AACT) der Betriebseinheit (21) und auf der Grundlage der Ventilstopfenform (VACT) des Stellventils (2) einzustellen.
Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (32) ferner aufweist: eine erste positionsermittelnde Einrichtung (313) zum Erhalten einer Nullpunktposition als Referenzwert, der zu verwenden ist, wenn der Ventilöffnungsgrad des Stellventils (2) zu steuern ist; eine zweite positionsermittelnde Einrichtung (314) zum Erhalten eines Messbereichspositionswerts als eine tatsächliche vollständig offene Position des Stellventils (2); eine Größe/Pegel ermittelnde Einrichtung (315) zum Ermitteln einer Größe und eines Hysteresepegels der Betriebseinheit (21); und eine Parameter einstellende Einrichtung (316) zum Auswählen von Parameterkandidaten aus einer vorbereiteten Steuerparametertabelle auf der Grundlage der Größe und der Hysteresegröße der Betriebseinheit und zum Ersetzen von aktuell festgelegten Steuerparametern durch entsprechende ausgewählte Parameterkandidaten.