JP2016525737A - インテリジェントな調整器アセンブリ内の圧力を安定化させるための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

インテリジェントな調整器アセンブリ内の圧力を安定化させる方法が提供される。本方法は、パイロットデバイスのオンボード制御装置において、制御一時停止モードを起動する要求を受信することを含む。本方法はまた、オンボード制御装置を介して、制御一時停止モードを起動することも含む。制御一時停止モードの起動は、パイロットデバイスの吸入弁及び排気弁を調節することと、吸入弁及び排気弁の制御を一時停止することとを含む。

Description

本開示は、プロセス制御システム、及びより具体的には、例えば、プロセス制御システム内で使用される圧力調整器及び圧力調整器のためのパイロット充填機構などの、フィールドデバイスに関する。

プロセス制御システム、例えば、化学、石油、または他のプロセスにおいて使用されるような分散型または拡張可能プロセス制御システムなどは、典型的には、アナログ、デジタル、または複合型アナログ／デジタルバスを介して１つ以上のフィールドデバイスに通信可能に連結される１つ以上のプロセス制御装置を含む。例えば、制御弁、弁保定装置、スイッチ、及び伝送器（例えば、温度、圧力、及び流速センサ）を含み得る、フィールドデバイスは、弁の開放または閉鎖、及びプロセスパラメータの測定などのプロセス内で機能を果たす。プロセス制御装置は、フィールドデバイスによって行われたプロセス測定値を示す信号及び／またはフィールドデバイスに関連する他の情報を受信し、この情報を使用して１つ以上の制御ルーチンを実行または実施して、制御信号を生成し、この制御信号が、バスを介してフィールドデバイスへ送信されて、プロセスの動作を制御する。フィールドデバイス及び制御装置の各々からの情報は、典型的には、オペレータが、プロセスに関する任意の所望の機能、例えば、プロセスに関するパラメータの設定、プロセスの現在の状態の観察、プロセスの動作の修正などを実施することを可能にするように、ホストもしくはユーザワークステーション、パーソナルコンピュータ、またはコンピューティングデバイスなどの１つ以上の他のハードウェアデバイスによって実行される１つ以上のアプリケーションに利用可能であるように作成される。

例えば、漏出試験またはセンサ較正が行われるときなど、場合によって、圧力レベルは、プロセス制御システム内で安定化される、及び／またはゼロに低減される必要があることがある。したがって、追加的な弁ならびに支援する入力及び出入ラインが、プロセッサ制御システム内に設置され得る。例えば、追加的な弁が、プロセス制御システム内のパイプラインまたは管の端部（複数可）に設置され得る。すると今度は、フィールドデバイスのうちの１つ以上が、もはや有効に制御されなくなる。これは、フィールドデバイスが制御されることの結果として通常生じるであろう圧力変動を防止し、それによって、プロセス制御システム内の圧力レベルを安定化させる、及び／またはそれをゼロに低減させる所望の目的を達成する。

本開示の一態様は、パイロットデバイス及び調整器を有するインテリジェントな調整器アセンブリ内の圧力を安定化させる方法を含む。パイロットデバイスは、供給圧力源に連結され、吸入弁を有する吸入口と、排気弁を有する排気口と、制御された圧力を調整器に出力するように構成される排出口と、吸入弁及び排気弁に通信可能に連結されるオンボード制御装置とを含む。オンボード制御装置は、吸入弁及び排気弁を制御して、調整器に送達される圧力を制御するように動作可能である。オンボード制御装置は、メモリ、プロセッサ、及びメモリに記憶されるロジックを含む。本方法は、オンボード制御装置において、制御一時停止モードを起動する要求を受信することを含む。本方法はまた、オンボード制御装置を介して制御一時停止モードを起動することも含み、その起動することは、吸入弁及び排気弁を調節することと、吸入弁及び排気弁の制御を一時停止することとを含む。

本開示の原理に従って構築される１つ以上のパイロットデバイスを有するプロセス制御システムの概略図である。 本開示の原理に従って構築されるインテリジェントな調整器アセンブリの１つのバージョンの断面側面図である。 図２に示されるインテリジェントな調整器アセンブリのパイロットデバイスの１つのバージョンのブロック図である。 図２に示されるインテリジェントな調整器アセンブリのパーソナルコンピューティングデバイスの１つのバージョンのブロック図である。 本開示に従ってインテリジェントな調整器アセンブリ内の圧力を安定化させるための方法の１つのバージョンを示すプロセスフロー図である。

本開示は、パイロットデバイスを有するインテリジェントな調整器アセンブリに関し、それは例えば、プロセス制御システムのフィールドデバイスであり得る。より具体的には、パイロットデバイスは、全圧力の安定性が必要とされる用途に有益な制御一時停止モードを提供する。

ここで図１を参照すると、本開示の１つのバージョンに従って構築されるプロセス制御システム１０は、プロセス制御装置１１と通信する１つ以上のフィールドデバイス１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、及び７１を組み込むように描写され、該プロセス制御装置１１が今度は、データヒストリアン１２、及び表示画面１４を各々有する１つ以上のユーザワークステーション１３と通信する。そのように構成されるため、制御装置１１は、フィールドデバイス１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、及び７１ならびにワークステーション１３へ及びそこから信号を送受信して、プロセス制御システムを制御する。

さらに詳細には、図１に描写されるバージョンのプロセス制御システム１０のプロセス制御装置１１は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード２６及び２８を介し、フィールドデバイス１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、及び２２に実配線通信接続を介して接続される。データヒストリアン１２は、任意の所望の種類のメモリ、及びデータを記憶するための任意の所望または既知のソフトウェア、ハードウェア、またはファームウェアを有する任意の所望の種類のデータ収集装置であってよい。さらに、データヒストリアン１２は図１において別個のデバイスとして例証されているが、それは、代替的にまたは追加的にワークステーション１３のうちの１つまたはサーバなどの別のコンピュータデバイスの一部であってもよい。例として、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されているＤｅｌｔａＶ（商標）制御装置であり得る、制御装置１１は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続であり得る通信ネットワーク２９を介して、ワークステーション１３及びデータヒストリアン１２に通信可能に接続される。

前述の通り、制御装置１１は、例えば、標準的な４〜２０ｍＡ通信などの、任意の所望のハードウェア、ソフトウェア、及び／もしくはファームウェアを使用した実配線通信の実装を含み得る実配線通信スキーム、ならびに／またはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（登録商標）フィールドバス通信プロトコル、ＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコルなどの任意のスマート通信プロトコルを使用した任意の通信を使用して、フィールドデバイス１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、及び２２に通信可能に接続されるように例証される。フィールドデバイス１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、及び２２は、センサ、制御弁アセンブリ、伝送器、保定装置などの任意の種類のデバイスであってよく、Ｉ／Ｏカード２６及び２８は、任意の所望の通信または制御装置プロトコルに従う任意の種類のＩ／Ｏデバイスであってよい。図１に例証される実施形態では、フィールドデバイス１５、１６、１７、１８は、アナログ回線を介してＩ／Ｏカード２６へ通信する標準的な４〜
２０ｍＡデバイスであり、一方、デジタルフィールドデバイス１９、２０、２１、２２は、フィールドバスプロトコル通信を使用してデジタルバスを介してＩ／Ｏカード２８へ通信する、ＨＡＲＴ（登録商標）通信デバイス及びフィールドバスフィールドデバイスなどのスマートデバイスであり得る。勿論、フィールドデバイス１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、及び２２は、将来開発される任意の規格またはプロトコルを含む任意の他の所望の規格（複数可）またはプロトコルに従ってもよい。

それに加えて、図１に描写されるプロセス制御システム１０は、制御されるプラントに配置されるいくつかの無線フィールドデバイス６０、６１、６２、６３、６４、及び７１を含む。フィールドデバイス６０、６１、６２、６３、６４は伝送器（例えば、プロセス変量センサ）として描写され、一方、フィールドデバイス７１は、例えば、制御弁及び作動装置を含む、制御弁アセンブリとして描写される。無線通信が、現在既知であるかもしくは今後開発されるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせを含む、任意の所望の無線通信設備を使用して、制御装置１１とフィールドデバイス６０、６１、６２、６３、６４、及び７１との間に確立され得る。図１に例証されるバージョンでは、アンテナ６５は、伝送器６０に連結され、またそれへの無線通信専用であり、一方、アンテナ６７を有する無線ルータまたは他のモジュール６６は、伝送器６１、６２、６３、及び６４に連結されて、それらを集合的に取り扱う。同様に、アンテナ７２は、制御弁アセンブリ７１に連結されて、制御弁アセンブリ７１のための無線通信を行う。フィールドデバイスまたは関連ハードウェア６０、６１、６２、６３、６４、６６、及び７１は、アンテナ６５、６７、及び７２を介して無線信号を受信、復号、経路指定、符号化、及び送信して、プロセス制御装置１１と伝送器６０、６１、６２、６３、６４及び制御弁アセンブリ７１との間の無線通信を実現するために適切な無線通信プロトコルによって使用される、プロトコルスタック動作を実施することができる。

所望により、伝送器６０、６１、６２、６３、６４は、種々のプロセスセンサ（伝送器）とプロセス制御装置１１との間の唯一のリンクを構成することができ、したがって、正確な信号を制御装置１１に送信して、プロセス性能が損なわれないことを確実にするために依存される。伝送器６０、６１、６２、６３、６４は、しばしばプロセス変量伝送器（ＰＶＴ）と称され、したがって全体の制御プロセスの制御に重要な役割を果たし得る。それに加えて、制御弁アセンブリ７１は、その動作の一部として制御装置１１に制御弁アセンブリ７１内部のセンサによって作成される測定値を提供してもよく、または制御弁アセンブリ７１によって生成もしくは計算される他のデータを提供してもよい。勿論、周知の通り、制御弁アセンブリ７１はまた、制御装置１１から制御信号を受信して、プロセス全体内で物理的パラメータ、例えば流量、を有効にしてもよい。

プロセス制御装置１１は、各々対応するアンテナ７５及び７６に接続される１つ以上のＩ／Ｏデバイス７３及び７４に連結され、これらのＩ／Ｏデバイス及びアンテナ７３、７４、７５、７６は、１つ以上の無線通信ネットワークを介して無線フィールドデバイス６１、６２、６３、６４、及び７１との無線通信を行うための伝送器／受信器として動作する。フィールドデバイス間の無線通信（例えば、伝送器６０、６１、６２、６３、６４と制御弁アセンブリ７１）は、無線ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、Ｅｍｂｅｒプロトコル、ＷｉＦｉプロトコル、及びＩＥＥＥ無線規格などの１つ以上の既知の無線通信プロトコルを使用して行うことができる。またさらに、Ｉ／Ｏデバイス７３及び７４は、アンテナ７５及び７６を介して無線信号を受信、復号、経路指定、符号化、及び送信して、制御装置１１と伝送器６０、６１、６２、６３、６４及び制御弁アセンブリ７１との間の無線通信を実現するためにこれらの通信プロトコルによって使用される、プロトコルスタック動作を実施することができる。

図１に例証される通り、制御装置１１は従来、メモリ７８に記憶される１つ以上のプロ
セス制御ルーチン（または任意のモジュール、ブロック、もしくはそれらのサブルーチン）を実装または監督するプロセッサ７７を含む。メモリ７８に記憶されるプロセス制御ルーチンは、プロセスプラント内に実装されている制御ループを含むか、またはそれに関連付けられることができる。一般的に言えば、また一般的に知られているように、プロセス制御装置１１は、１つ以上の制御ルーチンを実行し、フィールドデバイス１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、６０、６１、６２、６３、６４、及び７１、ユーザワークステーション１３、ならびにデータヒストリアン１２と通信して、任意の所望の様式（複数可）でプロセスを制御する。それに加えて、各々制御弁アセンブリとして描写される図１のフィールドデバイス１８、２２、及び７１のうちのいずれの１つも、作動装置の健全性及び整合性の監視を容易にするためにプロセス制御装置１１と通信するための、本開示の原理に従って構築されるインテリジェントな制御弁作動装置を含むことができる。

ここで図２を参照すると、説明の目的のため、図１のフィールドデバイス７１は、本開示の原理に従って構築されるインテリジェントな調整器アセンブリ１００として示される。図２では、インテリジェントな調整器アセンブリ１００は、調整器１０２、パイロットデバイス１０４、及びフィードバック圧力センサ１０６を含む。それに加えて、図２は、後述の通り、パイロットデバイス１０４とのユーザ対話を可能にするための、パイロットデバイス１０４に通信可能に連結される任意追加的なパーソナルコンピューティングデバイス１０８を描写する。

調整器１０２は、弁体１１０及び制御アセンブリ１１２を含む。弁体１１０は、吸入部１１４、排出部１１６、及び座面１２０を画定するギャラリー１１８を画定する。制御アセンブリ１１２は、弁体１１０内部に取り付けられ、ダイヤフラムアセンブリ１２４に動作可能に接続される制御要素１２２を含む。制御要素１２２は、ダイヤフラムアセンブリ１２４にわたる圧力変化に応答して、座面１２０と封止係合した閉鎖位置と座面１２０から離間した開放位置との間を移動可能である。描写される通り、ダイヤフラムアセンブリ１２４は、調整器１０２の弁体１１０のダイヤフラム空洞１２８内部に配置されるダイヤフラム１２６を含む。ダイヤフラム１２６の底面１３０は、弁体１１０の排出部１１６と流体連通し、ダイヤフラム１２６の上面１３２は、弁体１１０内のパイロット開口部１５０を介してパイロットデバイス１０４と流体連通する。

パイロットデバイス１０４は、弁体１３４、吸入弁１３６、排気弁１３８、圧力センサ１４０、及び排出アダプタ１４２を含む。弁体１３４は、吸入口１４４、排気口１４６、及び排出口１４８を画定する。吸入口１４４は、後述の通り、調整器１０２のドーム１５２を充填するための供給気体源に接続されるように適合される。描写される通り、吸入弁１３６は、吸入口１４４に隣接して配置され、排気弁１３８は、排気口１４６に隣接して配置され、排出アダプタ１４２は、排出口１４８から弁体１１０内のパイロット開口部１５０へ延在する。したがって、排出アダプタは、パイロットデバイス１０４及び調整器１０２との間に流体連通を提供する１４２。圧力センサ１４０は、パイロットデバイス１０４の弁体１３４内で吸入弁１３６と排出弁１３８との間の場所に配置される。したがって、圧力センサ１４０は、吸入及び排出弁１３６、１３８、ならびに排出口１４８、排出アダプタ１４２、及びダイヤフラム１２６の上面１３２に隣接するダイヤフラム空洞１２８の間の圧力を感知するように動作可能である。ダイヤフラム空洞１２８のこの部分は、調整器１０２のドーム１５２と称することができる。パイロットデバイス１０４の１つのバージョンでは、吸入及び排気弁１３６、１３８は、パルス幅変調（ＰＷＭ）ソレノイド弁などのソレノイド弁であり得、圧力センサ１０４は、圧力変換器であり得る。さらに、吸入及び排気弁１３６、１３８、ならびに圧力センサ１４０は、オンボード制御装置１５４に通信可能に連結され得、それは下記の通り、ロジックを記憶し、及び／またはパイロットデバイス１０４の機能性のうちの一部または全部を指示することができる。

引き続き図２を参照すると、アセンブリ１００のフィードバック圧力センサ１０６は、調整器１０２の排出部１１６における圧力を検出し、パイロットデバイス１０４に、より具体的にはパイロットデバイス１０４のオンボード制御装置１５４に信号を伝送するように配設される、圧力変換器を含む。オンボード制御装置１５４によってフィードバック圧力センサ１０６から受信された信号に基づき、パイロットデバイス１０４は、吸入及び排気弁１３６、１３８を開放及び／または閉鎖して、調整器１０２のドーム１５２内の圧力を制御し、それは次に、制御要素１２２の位置を制御し、最終的には調整器１０２の排出部１１６における圧力を制御する。

具体的には、正常な動作中、調整器１０２の排出部１１６における圧力は、調整器１０２のドーム１５２内の圧力を調節することによって、所望通りに制御及び維持される。これは、パイロットデバイス１０４及びフィードバック圧力センサ１０６の動作を介して達成される。例えば、１つのバージョンでは、フィードバック圧力センサ１０６は、排出部１１６における圧力を２５ミリ秒毎に検出し、パイロットデバイス１０４のオンボード制御装置１５４に信号を伝送する。オンボード制御装置１５４は、排出部１１６における圧力を示すこの信号を所望の設定点圧力と比較し、排出圧力が設定点圧力より小さいか、等しいか、より大きいかを決定する。この決定に基づき、パイロットデバイス１０４は、吸入及び排気弁１３６、１３８の一方または両方を操作して、ドーム１５２内の圧力を調節する。即ち、感知された排出圧力が所望の設定点圧力より低い場合、オンボード制御装置１５４は、吸入弁１３６を起動する（例えば、吸入弁１３６を開放し、排気弁１３８を閉鎖するように命令する）。この構成では、気体が、パイロットデバイス１０４の吸入口１４４に入り、ドーム１５２内の圧力を増加させ、それは、ダイヤフラムアセンブリ１２４に制御要素１２２を図２の配向に対して下方へ向けさせ、それは、調整器１０２を開放し、流量を、また最終的には排出部１１６における圧力を増加させる。対照的に、排出部１１６においてフィードバック圧力センサ１０６によって感知された圧力が所望の設定点圧力より高いと決定された場合、オンボード制御装置１５４は、排気弁１３８を起動する（例えば、排気弁１３８を開放し、吸入弁１３６を閉鎖するように命令する）。この構成では、ドーム１５２内の気体が、パイロットデバイス１０４の排気口１４６を通じて排気されて、ダイヤフラム１２６の上面１３２上の圧力を減少させる。これは、排出圧力が、ダイヤフラムアセンブリ１２４及び制御要素１２２を図２の配向に対して上方に向けさせることを可能にし、それは、調整器１０２を閉鎖し、流量を、また最終的には排出部１１６における圧力を減少させる。

前述の説明に基づき、パイロットデバイス１０４及びフィードバック圧力センサ１０６は、互いに組み合わさって動作して、調整器１０２の排出部１１６における圧力を断続的にではあるが頻繁に監視し、排出部１１６における圧力が設定点圧力に等しくなるまでドーム１５２内の圧力を調節することが理解されるべきである。

図３を参照すると、オンボード制御装置１５４は、プロセッサ２００、メモリ２０４、通信インターフェース２０８、及びコンピューティングロジック２１２を含むことができる。プロセッサ２００は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、グラフィック処理ユニット、アナログ回路、デジタル回路、または任意の他の既知または今後開発されるプロセッサであってよい。プロセッサ２００は、メモリ２０４内の命令に従って動作する。メモリ２０４は、揮発性メモリまたは不揮発性メモリであってよい。メモリ２０４は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、電気的消去・プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、または他の種類のメモリのうちの１つ以上を含んでもよい。メモリ２０４は、光学、磁気（ハードドライブ）、または任意の他の形式のデータ記憶デバイスを含んでもよい。

通信インターフェース２０８は、例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、Ｅｔｈｅｒｎｅｔポート、またはいくつかの他のポートもしくはインターフェースであってもよく、パイロットデバイス１０４とコンピューティングデバイス１０８との間の電子通信を可能にするか、または容易にするために提供される。この電子通信は、任意の既知の方法を介して生じることができ、例えば、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２、ＲＳ−４８５、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または任意の他の好適な通信接続が挙げられる。

ロジック２１２は、メモリ２０４上に記憶されるコンピュータ可読命令として具現化される１つ以上のルーチン及び／または１つ以上のサブルーチンを含む。パイロットデバイス１０４、具体的にはプロセッサ２００は、ロジック２１２を実行して、プロセッサ２００にパイロットデバイス１０４の構成、管理、維持、診断、及び／または動作に関連する動作を行わせることができる。ロジック２１２は、実行されると、プロセッサ２００に、パーソナルコンピューティングデバイス１０８から信号もしくは要求を受信及び／もしくは取得させ、任意の受信及び／もしくは取得された信号もしくは要求の内容を決定させ、圧力センサ１４０によって検出される圧力を監視させ、吸入及び／もしくは排気弁１３６、１３８を開放及び／もしくは閉鎖させ、開放及び／もしくは閉鎖された吸入及び／もしくは排気弁１３６、１３８の制御を一時停止させ、ならびに／または他の所望の機能を行わせることができる。

図４を参照すると、パーソナルコンピューティングデバイス１０８のさらなる詳細がここに説明される。パーソナルコンピューティングデバイス１０８は、デスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、ユーザワークステーション、タブレット、携帯コンピューティングデバイス（例えば、スマートフォン）、または他のパーソナルコンピューティングデバイスであってよい。他の実施形態では、パーソナルコンピューティングデバイス１０８は、図１に関連して説明されたユーザワークステーション１３と同じである。

図４に示される通り、パーソナルコンピューティングデバイス１０８は、プロセッサ２５０、メモリ２５４、通信インターフェース２５８、及びアプリケーション２６２を含む。プロセッサ２５０は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ＡＳＩＣ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、グラフィック処理ユニット、アナログ回路、デジタル回路、または任意の他の既知または今後開発されるプロセッサであってよい。プロセッサ２５０は、メモリ２５４内の命令に従って動作する。メモリ２５４は、揮発性メモリまたは不揮発性メモリであってよい。メモリ２５４は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、電気的消去・プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、または他の種類のメモリのうちの１つ以上を含んでもよい。メモリ２５４は、光学、磁気（ハードドライブ）、または任意の他の形式のデータ記憶デバイスを含んでもよい。

例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、Ｅｔｈｅｒｎｅｔポート、または何らかの他のポートもしくはインターフェースであり得る、通信インターフェース２５８は、パーソナルコンピューティングデバイス１０８とパイロットデバイス１０４との間の電子通信を可能にするか、または容易にするために提供される。この電子通信は、任意の既知の方法を介して生じることができ、例えば、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２、ＲＳ−４８５、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または任意の他の好適な通信接続が挙げられる。

アプリケーション２６２は、メモリ２５４または別のメモリ上に記憶されるコンピュータ可読命令として具現化される、１つ以上のルーチン及び／または１つ以上のサブルーチンなどのコンピューティングロジックを含む。パーソナルコンピューティングデバイス１０８、具体的にはプロセッサ２５０は、ロジックを実行して、プロセッサ２５０に、アセ
ンブリ１００の構成要素（例えば、パイロットデバイス１０４）の構成、管理、維持、診断、及び／または動作（例えば、制御または調節）に関連する動作を行わせることができる。アプリケーション２６２は、パイロットデバイス１０４との自動的なやりとり及び／または手動でのやりとりを容易にすることができる。例えば、アプリケーション２６２は、パイロットデバイス１０４における自動調整の実行を促進することができる。アプリケーション２６２は、パーソナルコンピューティングデバイス１０８のユーザのパイロットデバイス１０４との手動によるやりとりを容易にすることができる。この目的のために、アプリケーションは、パイロットデバイス１０４とのやりとり（例えば、その制御）を容易にするユーザインターフェース２６６を含むか、またはそれをユーザに提供することができる。

ユーザインターフェース２６６を用いて、またはそれを介して、ユーザは、下記に詳細に説明される通り、パイロットデバイス１０４によるアセンブリ１００の他の構成要素（例えば、調整器１０２）の制御が一時停止される制御一時停止モードの起動を選択または要求することができる。ユーザはまた、ユーザインターフェース２６６を利用して、パイロットデバイス１０４を手動で調整する、パイロットデバイス１０４の設定点をプログラムする、比例値、微分値、及び／もしくは積分値、ならびに／または積分限界及び／もしくは不感帯パラメータを調節する、制御モードを設定する、較正を行う、制御限界を設定する、ダイヤフラム保護値を設定する、診断的手順（例えば、ソレノイド漏出試験）を実行することなどができる。

上述の通り、アセンブリ１００の正常な動作中、排出口１４８における圧力、また転じてドーム１５２内の圧力は、設定点圧力及び決定された調整器１０２の排出部１１６における圧力に基づいて制御される（例えば、調節される）。例えば、オンボード制御装置１５４が、設定点圧力が排出部１１６における圧力よりも高く、その結果、排出口１４８における圧力及びドーム１５２内の圧力が増加される必要があると決定する場合、オンボード制御装置１５４は、吸入弁１３６を起動する。すると今度は、気体がパイロットデバイス１０４の吸入口１４４に侵入し、排出口１４８における圧力及びドーム１５２内の圧力が増加し、最終的に、排出部１１６における圧力が増加する。しかしながら、オンボード制御装置１５４が、設定点圧力が排出部１１６における圧力よりも低く、その結果、排出口１４８における圧力及びドーム１５２内の圧力が増加される必要があると決定する場合、オンボード制御装置１５４は、排気弁１３８を起動する。すると今度は、ドーム１５２内の気体がパイロットデバイス１０４の排気口１４６を通じて排気され、排出口１４８における圧力及びドーム１５２内の圧力を減少させ、最終的に、排出部１１６における圧力が減少する。かかるプロセスは、反復的及び継続的に実施される。

しかしながら、場合により、アセンブリ１００内の圧力安定性が望ましいことがある。換言すれば、場合により、上述の正常な動作に本来的に付随する圧力（排出口１４８における、ドーム１５２内の、排出部１１６におけるなど）の変化または変動は、望ましくないことがある。圧力安定性は、例えば、アセンブリ１００のオペレータが漏出試験を遂行もしくは行っている、センサを較正している、またはアセンブリ１００の圧力安定性が必要とされるいくつかの他のタスクを行っているときに、望ましいことがある。例えば、アセンブリ内の圧力を安定化させ、この安定化後の圧力レベルを監視することによって、オペレータは、アセンブリ１００の任意の構成要素が漏出しているか、ないしは欠陥があるかどうかを決定することができる。例えば、圧力レベルが安定化されたが、排出部１１６における圧力が減少している場合、オペレータは、アセンブリ１００内に１つ以上の漏出が存在すると推測することができる。

本実施形態は、起動または開始されると上述の正常なプロセスを中断させる（例えば、一時停止する、凍結させる、または停止する）制御一時停止モードを提供することよって
、この圧力安定性を達成することを目的とする。制御一時停止モードが起動されると、パイロットデバイス１０４によって実行または採用される制御アルゴリズム（例えば、ＰＩＤアルゴリズム）は、一時停止、凍結、または停止される。換言すれば、制御一時停止モードが起動されると、オンボード制御装置１５４は、例えば、吸入弁１３６及び／または排気弁１３８などのパイロットデバイス１０４の構成要素の制御（例えば、調節）を停止する。オンボード制御装置１５４はもはや弁１３６、１３８を制御できないため、パイロットデバイス１０４はもはや、本質的に、アセンブリ１００の他の構成要素（例えば、フィードバックセンサ１０６）に応答せず（即ち、パイロットデバイス１０４は本質的に無視する）、その結果、フィードバックループは事実上停止され、次にアセンブリ１００内の圧力値が凍結、ロック、または維持される。

図５は、アセンブリ１００内の圧力を安定化させる、または維持する例示的な方法またはプロセスを描写する。パイロットデバイス１０４のオンボード制御装置１５４はまず、例えば、通信インターフェース２５８を介して、パーソナルコンピューティングデバイス１０８から要求を受信する（ブロック３００）。要求は、アセンブリ１００内の圧力を安定化させる、または凍結する要求、換言すれば、制御一時停止モードを起動する要求であり得る。要求は、コンピューティングデバイス１０８によって自動的に生成されてもよく、またはパーソナルコンピューティングデバイス１０８のユーザによって、例えば、アプリケーション２６２のユーザインターフェース２６６を使用して生成された後、コンピューティングデバイス１０８からパイロットデバイス１０４のオンボード制御装置１５４へ伝送されてもよい。

他の実施形態では、オンボード制御装置１５４は、別のコンピューティングデバイス（例えば、制御装置１１）からの要求を受信してもよく、または、要求はローカルに受信されてもよい（即ち、パイロットデバイス１０４内に直接か、またはパイロットデバイス１０４上で入力される）。またさらに、オンボード制御装置１５４は、要求を受信する代わりに、漏出試験、センサ較正、または圧力安定化を必要とするいくつかの他の活動を示すデータ（例えば、信号）を受信してもよく、オンボード制御装置１５４がそれから要求を推論してもよい。

受信された要求に基づいて（例えば、応答して）、オンボード制御装置１５４は、制御一時停止モードを起動または開始する（ブロック３０４）。起動されると、制御一時停止モードは概して、オンボード制御装置１５４が吸入弁１３６及び排気弁１３８を調節することを含み（ブロック３０８）、次に、調節される吸入弁１３６及び排気弁１３８の制御を一時停止する（ブロック３１２）。

いくつかの実施形態では、制御一時停止モードは、オンボード制御装置１５４が吸入弁１３６を閉鎖し、排気弁１３８を閉鎖し、閉鎖された吸入弁１３６及び閉鎖された排気弁１３８の制御を一時停止することを含む。吸入弁１３６及び排気弁１３８が閉鎖されているので、いかなる気体も、パイロットデバイス１０４の吸入口１４４に入ることができず、またドーム１５２内のいかなる気体も、パイロットデバイス１０４の排気口１４６を通じて排気されることができない。さらに、オンボード制御装置１５４が閉鎖された弁１３６、１３８の制御を一時停止しているので、弁１３６、１３８は制御される（即ち、開放される）ことができない。すると今度は、アセンブリ１００内の圧力、特に、ドーム１５２の排出口１４８、及び調整器１０２の排出部１１６における圧力は、凍結され、維持され、または一定に保持される。これは、アセンブリ１００の他の構成要素から受信される任意の情報またはデータにかかわらず生じる。例えば、オンボード制御装置１５４は、圧力センサ１０６からフィードバック情報を受信し続けることができる。しかしながら、オンボード制御装置１５４は制御一時停止モードで動作しているので、オンボード制御装置１５４は、このフィードバック情報に通常であれば応答するであろうように応答はしない
。

他の実施形態では、制御一時停止モードは、オンボード制御装置１５４が吸入弁１３６及び／または排気弁１３８を他の方法で調節することを含むことができる。例えば、オンボード制御装置１５４は、吸入弁１３６を閉鎖し、排気弁１３８を開放し、次に閉鎖された吸入弁１３６及び開放した排気弁１３８の制御を一時停止することができる

アセンブリ１００内の圧力、具体的には、ドーム１５２内の排出口１４８及び調整器１０２の排出部１１６における圧力を維持するかまたは凍結させることが望ましい限り、パイロットデバイス１０４、具体的には、オンボード制御装置１５４は、制御一時停止モードで実行または動作し続けることができる。パイロットデバイス１０４は、行われているタスク（例えば、センサ較正、漏出試験）に応じて、任意の長さの時間（例えば、３０分、１日など）制御一時停止モードで動作することができる。

アセンブリ１００内の圧力を維持または凍結することがもはや必要ではないか、または望ましくない場合、制御一時停止モードは、解除され得る。制御一時停止モードは、制御一時停止モードが起動された様式と同様の様式で解除され得る。すると今度は、アセンブリ１００、具体的には、パイロットデバイス１０４は、正常動作に戻ることができる。

前述の説明に基づいて、本明細書に記載されるデバイス及び方法は、全体の安定性、具体的には、圧力安定性が重要である漏出検出またはセンサ較正などの用途に非常に有利な制御一時停止特徴を提供することが理解されるべきである。追加的な弁ならびにそれらの弁のための支援する入力及び出入ラインの設置を必要とすることなくかかる特長を提供することによって、本開示のデバイス及び方法は、既知のプロセス制御システムよりも設置及び利用がより単純であり、より信頼性が高く、また長い耐用年数を有することができる。

Claims (28)

1. 流体調整器及びフィードバック圧力センサを備える流体調整器アセンブリと共に使用するためのパイロットデバイスであって、
   供給圧力源に連結され、吸入弁を有する吸入口と、
   排気弁を有する排気口と、
   制御された圧力を前記流体調整器に出力するように構成される排出口と、
   前記吸入弁及び前記排気弁に通信可能に連結され、前記吸入弁及び前記排気弁を制御して、前記流体調整器に送達される前記圧力を制御するように動作可能なオンボード制御装置であって、メモリ、プロセッサ、及び前記メモリに記憶されるロジックを含む、オンボード制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置の前記メモリに記憶される前記ロジックは、前記プロセッサによって、制御一時停止モードを起動する要求を受信し、また前記要求に基づいて前記制御一時停止モードを起動するように実行可能であり、
   前記制御一時停止モードは、前記吸入弁及び前記排気弁を調節することと、前記吸入弁及び前記排気弁の制御を一時停止することとを含む、
   パイロットデバイス。
2. 前記要求は、前記パイロットデバイスと通信するパーソナルコンピューティングデバイスから受信される、請求項１に記載のパイロットデバイス。
3. 前記要求は、漏出試験が行われるか、または前記流体調整器アセンブリのセンサが較正されるときに受信される、請求項１または２に記載のパイロットデバイス。
4. 前記オンボード制御装置は、前記制御一時停止モードを起動するように構成され、
   前記制御一時停止モードは、前記吸入弁及び前記排気弁を閉鎖することと、前記閉鎖された吸入弁及び前記閉鎖された排気弁の制御を一時停止することと、を含む、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のパイロットデバイス。
5. 前記オンボード制御装置は、前記制御一時停止モードを起動するように構成され、
   前記制御一時停止モードは、前記吸入弁を閉鎖することと、前記排気弁を開放することと、前記閉鎖された吸入弁及び前記開放された排気弁の制御を一時停止することと、を含む、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のパイロットデバイス。
6. 前記オンボード制御装置が前記吸入弁及び前記排気弁の制御を一時停止するときに、前記排出口によって出力される前記制御された圧力の値は一定のままである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のパイロットデバイス。
7. 前記オンボード制御装置は、任意の追加的な弁の設置を伴わずに、前記排出口によって出力される前記制御された圧力の前記値を維持する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパイロットデバイス。
8. 前記パイロットデバイスは、補助デバイスとの通信を容易にするように構成される通信インターフェースをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のパイロットデバイス。
9. 前記補助デバイスは、パーソナルコンピュータ、タブレット、または携帯コンピューティングデバイスを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のパイロットデバイス。
10. 前記通信インターフェースは、ＵＳＢケーブルを受容して、前記オンボード制御装置と前記補助デバイスとの間の通信を容易にするように構成される、ＵＳＢポートを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のパイロットデバイス。
11. 流体流デバイスであって、
    調整器と、
    パイロットデバイスであって、
    供給圧力源に連結され、吸入弁を有する吸入口、
    排気弁を有する排気口、
    制御された圧力を前記調整器に出力するように構成される排出口、ならびに
    前記吸入弁及び前記排気弁に通信可能に連結され、前記吸入弁及び前記排気弁を制御して、前記調整器に送達される前記圧力を制御するように動作可能なオンボード制御装置であって、メモリ、プロセッサ、及び前記メモリに記憶されるロジックを含む、オンボード制御装置、を備える、パイロットデバイスと、
    前記パイロットデバイスと通信するコンピューティングデバイスであって、制御一時停止モードを起動する要求を生成し、前記要求を前記パイロットデバイスに伝送するように構成される、コンピューティングデバイスと、
    を備え、
    前記オンボード制御装置は、前記要求を受信して、前記要求に基づいて前記制御一時停止モードを起動するように構成され、前記制御一時停止モードは、前記吸入弁及び前記排気弁を調節することと、前記吸入弁及び前記排気弁の制御一時停止とを含む、流体流デバイス。
12. 前記コンピューティングデバイスは、パーソナルコンピュータ、タブレット、または携帯デバイスを含む、請求項１１に記載の流体流デバイス。
13. 前記パイロットデバイスは、ＵＳＢケーブルを受容して、前記パイロットデバイスと前記コンピューティングデバイスとの間の通信を容易にするように構成される、ＵＳＢポートを含む、請求項１１または１２に記載の流体流デバイス。
14. 前記コンピューティングデバイスは、ユーザインターフェースを提供するように構成され、前記ユーザインターフェースのユーザは、前記ユーザインターフェースを介して前記要求を生成する、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の流体流デバイス。
15. 前記要求は、前記流体流デバイスのために漏出試験が行われるか、または前記流体流デバイスのセンサが較正されるときに受信される、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の流体流デバイス。
16. 前記オンボード制御装置は、前記制御一時停止モードを起動するように構成され、
    前記制御一時停止モードは、前記吸入弁及び前記排気弁を閉鎖することと、前記閉鎖された吸入弁及び前記閉鎖された排気弁の制御を一時停止することと、を含む、
    請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の流体流デバイス。
17. 前記オンボード制御装置は、前記制御一時停止モードを起動するように構成され、
    前記制御一時停止モードは、前記吸入弁を閉鎖することと、前記排気弁を開放することと、前記閉鎖された吸入弁及び前記開放した排気弁の制御を一時停止することと、を含む、
    請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の流体流デバイス。
18. 前記オンボード制御装置が前記吸入弁及び前記排気弁の制御を一時停止するときに、前記排出口によって出力される前記圧力の値はロックされたままである、請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の流体流デバイス。
19. 前記オンボード制御装置は、任意の追加的な弁の設置を伴わずに、前記排出口によって出力される前記圧力の前記ロックされた値を維持するように構成される、請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の流体流デバイス。
20. 前記調整器の排出部における圧力を定期的に感知し、前記オンボード制御装置にフィードバック制御信号を送信するように構成されるフィードバック圧力センサをさらに備え、
    前記フィードバック制御信号は、前記検出された圧力の大きさを示し、
    前記オンボード制御装置は、前記制御一時停止モードが起動されたときに、前記フィードバック制御信号を受信するが、それに応答はしないように構成される、
    請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の流体流デバイス。
21. パイロットデバイス及び調整器を備えるインテリジェントな調整器アセンブリ内の圧力を安定化させる方法であって、
    前記パイロットデバイスは、供給圧力源に連結され、吸入弁を有する、吸入口と、排気弁を有する排気口と、制御された圧力を前記調整器に出力するように構成される排出口と、前記吸入弁及び前記排気弁に通信可能に連結されるオンボード制御装置と、を備え、
    前記オンボード制御装置は、前記吸入弁及び前記排気弁を制御して、前記調整器に送達される前記圧力を制御するように動作可能であり、
    前記オンボード制御装置は、メモリ、プロセッサ、及び前記メモリに記憶されるロジックを含み、
    前記方法は、
    前記オンボード制御装置において、制御一時停止モードを起動する要求を受信することと、
    前記オンボード制御装置を介して、前記制御一時停止モードを起動することと、
    を含み、
    前記起動することは、前記吸入弁及び前記排気弁を調節することと、前記吸入弁及び前記排気弁の制御を一時停止することと、を含む、
    方法。
22. 前記要求を受信することは、前記パイロットデバイスと通信するコンピューティングデバイスから前記要求を受信することを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記コンピューティングデバイスから前記要求を受信することは、パーソナルコンピュータ、タブレット、または携帯コンピューティングデバイスから前記要求を受信することを含む、請求項２１または２２に記載の方法。
24. 前記要求は、漏出試験が実施されるか、またはセンサが較正されるときに受信される、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 前記吸入弁及び前記排気弁を調節することは、前記吸入弁及び前記排気弁を閉鎖することを含む、請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 前記吸入弁及び前記排気弁を調節することは、前記吸入弁を閉鎖することと、前記排気弁を開放することとを含む、請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の方法。
27. 前記起動することは、任意の追加的な弁の設置を伴わずに起動することを含む、請求項
    ２１〜２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 前記制御一時停止モードが起動されている間に、漏出検出試験を実施すること、またはセンサを較正することをさらに含む、請求項２１〜２７のいずれか１項に記載の方法。

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