KR20160016873A

KR20160016873A - 필드 디바이스의 제어 및 모니터링을 위한 시스템 및 방법들

Info

Publication number: KR20160016873A
Application number: KR1020157036145A
Authority: KR
Inventors: 린다 로즈 타롤드손; 고든 카메론 뮤어; 제프리 알렌 웨이크필드
Original assignee: 테스콤 코포레이션
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2016-02-15
Also published as: US20140352813A1; WO2014197426A3; WO2014197426A2; CN104216355A; US9817382B2; CN204166348U; JP2016524232A; BR112015030275A2; CA2913279A1; EP3005009A2; NO20151641A1; MX2015016699A; RU2015153303A

Abstract

필드 디바이스를 제어 및 모니터링하는 방법들이 제공된다. 필드 디바이스의 데이터를 수집하는 방법은 데이터가 수집되어야 하는 하나 이상의 변수의 표시들을 수신하는 단계, 데이터의 수집을 트리거하기 위해 하나 이상의 트리거 이벤트의 표시들을 수신하는 단계, 하나 이상의 트리거 이벤트 각각과 연관되는 하나 이상의 임계값을 수신하는 단계, 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링하는 단계, 및 하나 이상의 트리거 이벤트 중 적어도 하나가 대응하는 트리거 이벤트와 연관되는 임계값들 중 하나 이상을 가로지를 때 데이터 수집을 개시하는 단계를 포함한다. 필드 디바이스의 PID 제어기를 조정하는 방법은 PID 제어기의 제어 파라미터에 대한 값을 선택하기 위해 제한된 범위를 설정하는 단계, 제어 파라미터의 값을 선택하는 단계로서, 선택된 값은 제한된 범위 내로 제한되는, 상기 값을 선택하는 단계, 필드 디바이스에 선택된 값을 전송하는 단계, 필드 디바이스로부터, 설정값 변경에 대한 필드 디바이스의 응답의 측정을 획득하는 단계, 및 사용자에게 획득된 응답 측정들을 디스플레이하는 단계를 포함한다.

Description

필드 디바이스의 제어 및 모니터링을 위한 시스템 및 방법들{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AND MONITORING OF A FIELD DEVICE}

본 발명은 프로세스 제어 시스템들, 및 보다 상세하게는, 프로세스 제어 시스템들에서 사용되는 압력 조정기들과 같은 필드 디바이스들 및 압력 조정기들을 위한 파일럿 로딩 메커니즘들에 관한 것이다.

화학, 석유 또는 다른 프로세스들에서 사용되는 것들과 같은 분산된 또는 확장가능한 프로세스 제어 시스템들과 같은, 프로세스 제어 시스템들은 통상적으로 아날로그, 디지털 또는 조합된 아날로그/디지털 버스들을 통해 적어도 하나의 호스트 또는 사용자 워크스테이션에 그리고 하나 이상의 필드 디바이스에 통신가능하게 결합된 하나 이상의 프로세스 제어기를 포함한다. 예를 들어, 제어 밸브들,밸브 포지셔너들, 스위치들, 및 전송기들(예를 들어, 온도, 압력 및 유량 센서들)을 포함할 수 있는, 필드 디바이스들은 밸브들을 개폐하는 것 및 프로세스 파라미터들을 측정하는 것과 같은 프로세스 내 기능들을 수행한다. 프로세스 제어기는 필드 디바이스들과 관련된 필드 디바이스들 및/또는 다른 정보에 의해 이루어진 프로세스 측정들을 표시하는 신호들을 수신하고, 제어 신호들을 생성하기 위해 제어 루틴을 구현하는데 이 정보를 사용하며, 이는 프로세스의 동작을 제어하기 위해 버스들을 통해 필드 디바이스들에 송신된다. 각각의 필드 디바이스들 및 제어기들로부터의 정보는 통상적으로 운영자가 프로세스의 현재 상태를 보는 것, 프로세스의 동작을 수정하는 것 등과 같은, 프로세스에 관하여 임의의 원하는 기능을 수행하는 것을 가능하게 하기 위해 사용자 워크스테이션에 의해 실행되는 하나 이상의 애플리케이션에 이용가능하게 된다. 필드 디바이스가 실패하는 경우, 전체 프로세스 제어 시스템의 동작 상태가 위태롭게 된다.

프로세스 플랜트에서의 필드 디바이스들은 일부 경우들에서, 압력 조정기들을 포함한다. 압력 조정기들은 단독으로 가스의 압력을 조정하기 위해 사용될 수 있거나, 밸브를 활성화시키는 공기압으로 전력이 공급되는 액추에이터와 결합하여 사용될 수 있다. 전기 압력 조정기들은 외부 프로그램가능 로직 제어기들에 의해 또는 내장 프로그래밍에 의해 제어될 수 있다.

일 측면에서, 전기 압력 조정기는 압력 공급원에 결합되는 흡입구, 및 제어되는 압력을 출력하기 위한 배출구, 및 배기구를 가지는 조정기 본체를 포함한다. 전기 압력 조정기는 또한 흡입 밸브의 입력에서 공급 압력에 그리고 흡입 밸브의 출력에서 배출 밸브에 결합되는 흡입 밸브, 및 배출 밸브의 입력에서 출구 포트에 그리고 배출 밸브의 출력에서 배기구에 결합되는 배출 밸브를 포함한다. 전기 압력 조정기는 조정기 본체 내에 배치되고 배출구에 전달되는 제어되는 압력을 조절하기 위해 흡입 밸브 및 배출 밸브를 작동시키도록 작동 가능한 제어기를 더 포함한다. 제어기는 데이터가 수집되어야 하는 하나 이상의 변수의 표시들을 수신하고, 데이터의 수집을 트리거하기 위해 하나 이상의 트리거 이벤트의 표시들을 수신하고, 하나 이상의 트리거 이벤트 각각과 연관되는 하나 이상의 임계값을 수신하고, 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링하며, 하나 이상의 트리거 이벤트 중 적어도 하나가 대응하는 트리거 이벤트와 연관되는 임계값들 중 하나 이상을 가로지를 때 데이터 수집을 개시하도록 프로그램된다.

다른 측면에서, 프로세스 제어 시스템에서 작동하는 압력 조정 필드 디바이스의 데이터를 수집하기 위한 방법은 프로세스에서, 데이터가 수집되어야 하는 하나 이상의 변수의 표시들을 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 프로세서에서, 데이터의 수집을 트리거하기 위해 하나 이상의 트리거 이벤트의 표시들을 수신하는 단계, 및 프로세서에서, 하나 이상의 트리거 이벤트 각각과 연관되는 하나 이상의 임계값을 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 추가적으로 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링하는 단계; 및 하나 이상의 트리거 이벤트 중 적어도 하나가 대응하는 트리거 이벤트와 연관되는 임계값들 중 하나 이상을 가로지를 때 데이터 수집을 개시하는 단계를 포함한다.

또 다른 측면에서, 필드 디바이스의 PID 제어기를 조정하는 방법은 PID 제어기의 제어 파라미터에 대한 값을 선택하기 위해 제한된 범위를 설정하는 단계, 및 제어 파라미터의 값을 선택하는 단계를 포함하고, 선택된 값은 제한된 범위 내로 제한된다. 방법은 또한 필드 디바이스에 선택된 상기 값을 전송하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 필드 디바이스로부터, 설정값 변경에 대한 필드 디바이스의 응답의 측정을 획득하는 단계, 및 사용자에게 획득된 응답 측정들을 디스플레이하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 원리들에 따라 구성된 하나 이상의 자체 정보 처리 능력을 갖춘 조정기를 가지는 프로세스 제어 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 원리들에 따라 구성된 자체 정보 처리 능력을 갖춘 조정기 어셈블리의 하나의 버전의 측면도이다.
도 3은 실시예에 따라, 셋업 루틴에 의해 생성되는 몇몇 예시적인 디스플레이를 도시한다.
도 4는 자체 정보 처리 능력을 갖춘 조정기로 하나 이상의 인터페이스 동작을 수행하기 위한 디스플레이의 예시적인 스크린 샷이다.
도 5는 예시적인 PID 제어기를 예시하는 블록도이다.
도 6a는 PID 제어기의 조정을 가능하게 하는, 도 5의 예시적인 스크린 샷의, 조정 부분의 상세도이다.
도 6b는 도 6a의 조정 부분의 설정값 부분을 도시한다.
도 7은 프로파일 빌더(profile builder) 패널은 포함하는, 도 4의 예시적인 스크린 샷의 프로파일 부분의 상세도이다.
도 8은 도 4의 예시적인 스크린 샷의 데이터 취득 부분의 상세도이다.
도 9는 도 4의 예시적인 스크린 샷의 구성 부분의 상세도이다.
도 10은 도 4의 예시적인 스크린샷의 진단 툴 부분의 상세도이다.
도 11은 일부 실시예들에서 도 4의 디스플레이에 포함되는 파워 사용자 탭의 상세도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라, 필드 디바이스의 데이터를 수집하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라, 필드 디바이스의 PID 제어기를 조정하기 위한 방법의 흐름이다.

본 발명은 예를 들어, 압력 조정기와 같은 프로세스 제어 시스템의 필드 디바이스에 대항 자체 정보 처리 능력을 갖춘 파일럿 로딩 메커니즘, 및 구체적으로, 조정기를 모니터링 및/또는 제어하기 위한 압력 조정기와의 상호 작용의 방법들에 관한 것이다. 특히, 압력 조정기와의 상호 작용 및 그의 제어를 가능하게 하는 루틴들이 개시된다. 루틴들은 사용자가 압력 조정기의 동작을 셋-업하는 것, 조정기의 제어 파라미터들을 조정하는 것, 조정기의 조정 동안 및/또는 조정기의 온-라인 동작 동안 수집되는 데이터를 취득하는 것, 조정기에 의해 수행될 하나 이상의 명령을 포함하는 프로파일들을 구성하는 것 그리고 조정기에 그러한 프로파일들을 다운로드하는 것, 조정기의 조정 및 동작 동안 실-시간으로 조정기 파라미터들을 모니터링하는 것, 조정기의 자동 진단 테스팅을 수행하는 것 등을 가능하게 한다. 본 출원에 설명된 다양한 루틴들은 사용자가 원하지 않고/않거나 조정기에 손상을 줄 수 있는 파라미터 값들로 조정기를 프로그래밍하는 것이 방지되도록 조정기의 특정한 구성가능한 및/또는 조절가능한 파라미터들의 범위들을 제한함으로써, 사용자가 조정기로부터 데이터를 취득하도록 트리거들을 셋-업하는 것을 허용함으로써, 사용자가 조정기의 자동 테스팅을 실행하도록 트리거들을 셋-업하는 것을 허용하는 등에 의해 조정기와의 자체 정보 처리 능력을 갖춘 상호 작용을 가능하게 한다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 버전에 따라 구성된 프로세스 제어 시스템(10)이 결과적으로, 데이터 이력장치(12) 및 각각 디스플레이 스크린(14)을 가지는, 하나 이상의 사용자 워크스테이션(13)과 통신하는, 프로세스 제어기(11)와 통신하는 하나 이상의 필드 디바이스(15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 및 71)를 통합하는 것으로 도시된다. 그렇게 구성되어, 제어기(11)는 프로세스 제어 시스템을 제어하기 위해 신호들을 필드 디바이스들(15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 및 71) 및 워크스테이션들(13)에 전달하거나 신호들을 그것들로부터 수신한다.

더 상세하게, 도 1에 도시된 버전의 프로세스 제어 시스템(10)의 프로세스 제어기(11)는 입력/출력(I/O) 카드들(26 및 28)을 통해 필드 디바이스들(15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 및 22)에 하드웨어에 내장된 통신 연결들을 통해 연결된다. 데이터 이력장치(12)는 임의의 원하는 유형의 메모리 및 임의의 원하는 또는 알려진 데이터를 저장하기 위한 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어를 가지는 임의의 원하는 유형의 데이터 수집 유닛일 수 있다. 또한, 데이터 이력장치(12)가 도 1에서 별개의 디바이스로서 예시되지만, 그것은 대신 또는 부가적으로 서버와 같은, 워크스테이션들(13) 또는 다른 컴퓨터 디바이스 중 하나의 부분일 수 있다. 예로서, 에머슨 프로세스 매니지먼트(Emerson Process Management)에 의해 판매되는 DeltaV^TM제어기일 수 있는, 제어기(11)는 예를 들어, 이더넷 연결일 수 있는 통신 네트워크(29)를 통해 워크스테이션(13)에 그리고 데이터 이력장치(12)에 통신가능하게 연결된다.

언급된 바와 같이, 제어기(11)는 예를 들어, 표준 4-20 mA 통신을 포함하는, 하드웨어에 내장된 통신, 및/또는 FOUNDATION^®필드버스 통신 프로토콜, HART^®통신 프로토콜 등과 같은 임의의 스마트 통신 프로토콜을 사용하는 임의의 통신을 구현하기 위해 임의의 원하는 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어의 사용을 포함할 수 있는 하드웨어에 내장된 통신 기법을 사용하는 필드 디바이스들(15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 및 22)에 통신가능하게 연결되는 것으로서 예시된다. 필드 디바이스들(15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 및 22)은 센서들, 압력 조정기들, 제어 밸브 어셈블리들, 트랜스미터들, 포지셔너들 등과 같은, 임의의 유형들의 디바이스들일 수 있는 한편, I/O 카드들(26 및 28)은 임의의 원하는 통신 또는 제어기 프로토콜에 따르는 임의의 유형들의 I/O 디바이스들일 수 있다. 도 1에 예시된 실시예에서, 필드 디바이스들(15, 16, 17, 18)은 아날로그 라인들을 통해 I/O 카드(26)와 통신하는 표준 4-20 mA 디바이스들인 한편, 디지털 필드 디바이스들(19, 20, 21, 22)은 디지털 버스를 통해 필드버스 프로토콜 통신을 사용하는 I/O 카드(28)와 통신하는 필드버스 필드 디바이스들 및 HART^®통신 디바이스들과 같은, 스마트 디바이스들일 수 있다. 물론, 필드 디바이스들(15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 및 22)은 장차 개발될 임의의 표준들 또는 프로토콜들을 포함하는, 임의의 다른 원하는 표준(들) 또는 프로토콜들에 따를 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 프로세스 제어 시스템(10)은 제어될 플랜트에 배치되는 다수의 무선 필드 디바이스들(60, 61, 62, 63, 64 및 71)을 포함한다. 필드 디바이스들(60, 61, 62, 63, 64)은 전송기들(예를 들어, 프로세스 가변 센서들)로서 도시되지만 필드 디바이스(71)는 예를 들어, 제어 밸브 및 작동기를 포함하는, 제어 밸브 어셈블리로서 도시된다. 무선 통신은 현재 알려진 또는 이후에 개발될 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그것들의 임의의 조합을 포함하는, 임의의 원하는 무선 통신 장비를 사용하여 제어기(11) 및 필드 디바이스들(60, 61, 62, 63, 64 및 71) 사이에 수립될 수 있다. 도 1에 예시된 버전에서, 안테나(65)는 전송기(60)에 대한 무선 통신을 수행하도록 결합되고 전용되는 한편, 안테나(67)를 가지는 무선 라우터 또는 다른 모듈(66)은 전송기들(61, 62, 63, 및 64)에 대한 무선 통신을 총괄적으로 핸들링하도록 결합된다. 또한, 안테나(72)는 제어 밸브 어셈블리(71)에 대한 무선 통신을 수행하도록 제어 밸브 어셈블리(71)에 결합된다. 필드 디바이스들 또는 관련 하드웨어(60, 61, 62, 63, 64, 66 및 71)는 프로세스 제어기(11) 및 전송기들(60, 61, 62, 63, 64) 및 제어 밸브 어셈블리(71) 사이에 무선 통신을 구현하기 위해 안테나들(65, 67 및 72)을 통해 무선 신호들을 수신, 디코딩, 라우팅, 인코딩 및 송신하기 위해 적절한 무선 통신 프로토콜에 의해 사용되는 프로토콜 스택 동작들을 구현할 수 있다.

원하는 경우, 전송기들(60, 61, 62, 63, 64)은 다양한 프로세스 센서들(전송기들) 및 프로세스 제어기(11) 간 하나의 링크를 구성할 수 있고, 그와 같이, 프로세스 성능이 위태롭게 되지 않는다는 것을 보장하기 위해 제어기(11)에 정확한 신호들을 송신하는 것이 요구된다. 따라서 보통 프로세스 가변 전송기(PVT; process variable transmitter)들로서 지칭되는, 전송기들(60, 61, 62, 63, 64)은 전체 제어 프로세스의 제어에서 중요한 역할을 수행할 수 있다. 추가적으로, 제어 밸브 어셈블리(71)는 제어 밸브 어셈블리(71) 내 센서들에 의해 이루어지는 측정들을 제공할 수 있거나 제어 밸브 어셈블리(71)에 의해 생성 또는 산출되는 다른 데이터를 그것의 동작의 일부로서 제어기(11)에 제공할 수 있다. 물론, 알려진 바와 같이, 제어 밸브 어셈블리(71)는 또한 전체 프로세스 내, 물리적 파라미터들, 예를 들어, 흐름을 가져오기 위해 제어기(11)로부터 제어 신호들을 수신할 수 있다.

프로세스 제어기(11)는 그 각각이 각각의 안테나(75 및 76)에 연결되는, 하나 이상의 I/O 디바이스(73 및 74)에 결합되고, 이들 I/O 디바이스들 및 안테나들(73, 74, 75, 76)은 하나 이상의 무선 통신 네트워크를 통해 무선 필드 디바이스들(61, 62, 63, 64 및 71)과의 무선 통신을 수행하기 위한 전송기들/수신기들로서 작동한다. 필드 디바이스들(예를 들어, 전송기들(60, 61, 62, 63, 64) 및 제어 밸브 어셈블리(71)) 간 무선 통신은 WirelessHART^®프로토콜, Ember 프로토콜, WiFi 프로토콜, IEEE 프로토콜 표준 등과 같은, 하나 이상의 알려진 무선 통신 프로토콜을 사용하여 수행될 수 있다. 더 나아가, I/O 디바이스들(73 및 74)은 제어기(11) 및 전송기들(60, 61, 62, 63, 64) 및 제어 밸브 어셈블리(71) 간 무선 통신을 구현하기 위한 안테나들(75 및 76)을 통해 무선 신호들을 수신, 디코딩, 라우팅, 인코딩 및 송신하기 위해 이들 통신 프로토콜들에 의해 사용되는 프로토콜 스택 동작들을 구현할 수 있다.

도 1에 예시된 바와 같이, 제어기(11)는 통상적으로 메모리(78)에 저장된 하나 이상의 프로세스 제어 루틴(또는 임의의 모듈, 블록, 또는 그것의 서브-루틴)을 구현 또는 감독하는 프로세서(77)를 포함한다. 메모리(78)에 저장되는 프로세스 제어 루틴들은 프로세스 플랜트 내에서 구현된 제어 루프들을 포함하거나 그것들과 연관될 수 있다. 일반적으로 말해서, 그리고 일반적으로 알려진 바와 같이, 프로세스 제어기(11)는 임의의 원하는 방식(들)로 프로세스를 제어하기 위해 필드 디바이스들(15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 60, 61, 62, 63, 64, 및 71), 사용자 워크스테이션들(13) 및 데이터 이력장치(12)와 통신하고 하나 이상의 제어 루틴을 실행한다. 추가적으로, 그 각각이 제어 밸브 어셈블리로서 도시되는, 도 1에서의 필드 디바이스들(18, 22, 및 71) 중 임의의 하나는 작동기의 상태 및 무결성의 모니터링을 가능하게 하기 위해 프로세스 제어기(11)와 통신하기 위해 본 발명의 원리들을 따라 구성된 자체 정보 처리 능력을 갖춘 제어 밸브 작동기를 포함할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 설명을 돕기 위해, 도 1에서의 필드 디바이스(71)는 본 발명의 원리들에 따라 구성된 자체 정보 처리 능력을 갖춘 조정기 어셈블리(100)로서 도시된다. 도 2에서, 자체 정보 처리 능력을 갖춘 조정기 어셈블리(100)는 조정기(102), 파일럿 디바이스(104), 및 피드백 압력 센서(106)를 포함한다. 추가적으로, 도 2는 설명될 바와 같이, 사용자가 파일럿 디바이스(104)와의 상호 작용을 가능하게 하기 위해 파일럿 디바이스(104)에 통신가능하게 결합되는 선택적인 개인용 컴퓨팅 디바이스(108)를 도시한다.

조정기(102)는 밸브 본체(110) 및 제어 어셈블리(112)를 포함한다. 밸브 본체(110)는 입구(114), 출구(116), 및 안착면(120)을 정의하는 갤러리(118)를 정의한다. 제어 어셈블리(112)는 밸브 본체(110) 내에서 이동되고 다이어프램 어셈블리(124)에 작동가능하게 연결되는 제어 요소(122)를 포함한다. 제어 요소(122)는 다이어프램 어셈블리(124)를 가로지르는 압력 변화들에 응답하여 안착면(120)으로부터 떨어져 이격되는 개방 위치 및 안착면(120)과 밀봉 체결하는 폐쇄 위치 사이에서 이동가능하다. 도시된 바와 같이, 다이어프램 어셈블리(124)는 조정기(102)의 밸브 본체(110)의 다이어프램 캐비티(128) 내에 배치되는 다이어프램(126)을 포함한다. 다이어프램(126)의 저면(130)은 밸브 본체(110)의 출구(116)와 유체 연통하고 다이어프램(126)의 상면(132)은 밸브 본체(110)에서의 파일럿 개구(150)를 통해 파일럿 디바이스(104)와 유체 연통한다.

파일럿 디바이스(104)는 밸브 본체(134), 흡입 밸브(136), 배기 밸브(138), 압력 센서(140), 및 배출 어댑터(142)를 포함한다. 밸브 본체(134)는 흡입구(144), 배기구(146), 및 배출구(148)를 정의한다. 흡입구(144)는 설명될 바와 같이, 조정기(102)의 돔(152)을 로딩하기 위해 가스 공급원에 연결되도록 적응된다. 도시된 바와 같이, 흡입 밸브(136)는 흡입구(144)에 인접하게 배치되고, 배기 밸브(138)는 배기구(146)에 인접하게 배치되며, 배출 어댑터(142)는 밸브 본체(110)내 배출구(148)로부터 그리고 파일럿 개구(150)로 연장한다. 따라서, 배출 어댑터(142)는 파일럿 디바이스(104) 및 조정기(102) 사이에 유체 연통을 제공한다. 압력 센서(140)는 파일럿 디바이스(104)의 밸브 본체(134)에서 흡입 및 배출 밸브들(136, 138) 사이의 위치에 배치된다. 이와 같이, 압력 센서(140)는 흡입 및 배출 밸브들(136, 138) 사이, 뿐만 아니라 배출구(148), 배출 어댑터(142), 및 다이어프램(126)의 상면(132)에 인접한 다이어프램 캐비티(128)에서의 압력을 감지하도록 작동가능하다. 다이어프램 캐비티(128)의 이 부분은 조정기(102)의 돔(152)으로서 지칭될 수 있다. 파일럿 디바이스(104)의 하나의 버전에서, 흡입 및 배기 밸브들(136, 138)은 펄스 폭 변조(PWM) 솔레노이드 밸브들과 같은 솔레노이드 밸브들일 수 있고 압력 센서(140)는 압력 트랜스듀서일 수 있다. 또한, 흡입 및 배기 밸브들(136, 138) 및 압력 센서(140)는 내장 제어기(154)에 통신가능하게 결합될 수 있는데, 이는 아래에서 설명될 바와 같이, 로직을 저장하고/하거나 파일럿 디바이스(104)의 몇몇 또는 모든 기능을 지시할 수 있다.

여전히 도 2를 참조하면, 어셈블리(100)의 피드백 압력 센서(106)는 조정기(102)의 출구(116)에서의 압력을 감지하고 신호들을 파일럿 디바이스(104)에, 보다 구체적으로, 파일럿 디바이스(104)의 내장 제어기(154)에 전송하도록 배열되는 압력 트랜스듀서를 포함한다. 피드백 압력 센서(106)로부터 내장 제어기(154)에 의해 수신되는 신호들에 기초하여, 파일럿 디바이스(104)는 결과적으로, 제어 요소(122)의 위치를 제어하는, 조정기(102)의 돔(152)에서의 압력 및 궁극적으로 조정기(102)의 출구(116)에서의 압력을 제어하기 위해 흡입 및 배기 밸브들(136, 138)을 개방 및/또는 폐쇄한다.

특히, 정상 동작 동안, 조정기(102)의 출구(116)에서의 압력은 조정기(102)의 돔(152)에서의 압력을 조절함으로써 원하는 대로 제어 및 유지된다. 이것은 파일럿 디바이스(104) 및 피드백 압력 센서(106)의 동작을 통해 달성된다. 예를 들어, 하나의 버전에서, 피드백 압력 센서(106)는 매 25 밀리초마다 출구(116)에서의 압력을 검출하고 파일럿 디바이스(104)의 내장 제어기(154)에 신호를 전송한다. 내장 제어기(154)는 출구(116)에서의 압력을 표시하는, 이 신호를 원하는 설정-값 압력과 비교하고 출구 압력이 설정-값 압력보다 작은지, 동일한지, 또는 큰지를 결정한다. 이 결정에 기초하여, 파일럿 디바이스(104)는 돔(152)에서의 압력을 조절하기 위해 흡입 및 배기 밸브들(136, 138) 중 어느 하나 또는 양자를 조작한다. 즉, 감지된 출구 압력이 원하는 설정-값 압력보다 낮은 경우, 내장 제어기(154)는 흡입 밸브(136)를 활성화시킨다(예를 들어, 흡입 밸브(136)가 개방하도록 그리고 배기 밸브(138)가 폐쇄하도록 지시한다). 이 구성에서, 가스는 파일럿 디바이스(104)의 흡입구(144)에 진입하여 돔(152)에서의 압력을 증가시키는데, 이는 다이어프램 어셈블리(124)가 제어 요소(122)를 도 2의 배향에 관해 하향으로 유도하게 하며, 이는 조정기(102)를 개방하고 출구(116)에서의 흐름 및 궁극적으로 압력을 증가시킨다. 대조적으로, 피드백 압력 센서(106)에 의해 출구(116)에서 감지된 압력이 원하는 설정-값 압력보다 큰 것으로 결정되는 경우, 내장 제어기(154)는 배기 밸브(138)를 활성화시킨다(즉, 배기 밸브(138)가 개방되고 흡입 밸브(136)가 폐쇄하도록 지시한다). 이 구성에서, 돔(152)에서의 가스가 다이어프램(126)의 상면(132) 상의 압력을 감소시키기 위해 파일럿 디바이스(104)의 배기구(146)를 통해 배출한다. 이는 출구 압력이 다이어프램 어셈블리(124) 및 제어 요소(122)를 도 2의 배향에 관해 상향으로 유도하는 것을 가능하게 하는데, 이는 조정기(102)를 폐쇄하고 출구(116)에서의 흐름 및 궁극적으로 압력을 감소시킨다.

앞에서의 설명에 기초하여, 파일럿 디바이스(104) 및 피드백 압력 센서(106)는 간헐적으로 서로 결합하여 작동하나, 빈번하게, 조정기(102)의 출구(116)에서의 압력을 모니터링하고 출구(116)에서의 압력이 설정-값 압력과 동일할 때까지 돔(152)에서의 압력을 조절한다.

실시예들에서, 도 2를 참조하여 설명된 개인용 컴퓨팅 디바이스(108)는 메모리 디바이스(예를 들어, 플래시 메모리, RAM, 자기 매체들 등과 같은 비-휘발성 또는 휘발성 메모리 디바이스들) 또는 다른 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체들(예를 들어, 광 디스크들 등) 상에 저장된 컴퓨터-판독가능한 명령들로 구현되는, 하나 이상의 루틴을 포함한다. 하나 이상의 루틴은 개인용 컴퓨팅 디바이스(108)의 사용자가 자체 정보 처리 능력을 갖춘 조정기(100)와 상호작용하는 것 가능하게 한다. 개인용 컴퓨팅 디바이스(108)(컴퓨터로서 상호 교환가능하게 지칭되는)는 예로서, 유니버설 직렬 버스(USB), RS-232, RS-485, WiFi, 블루투스, 또는 임의의 다른 적합한 통신 연결을 포함하는, 임의의 알려진 방법으로 자체 정보 처리 능력을 갖춘 조정기(100)에 통신가능하게 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터(108) 및 조정기(100) 간 연결은 일시적이다. 예를 들어, 컴퓨터(108)는 조정기(100)를 프로그램하기 위해, 조정기(100)로부터 정보를 다운로드하기 위해, 조정기(100)에 정보를 업로드하기 위해, 조정기(100) 상에서 진단들을 수행하는 등을 위해 조정기(100)에 연결된다. 다른 실시예들에서, 컴퓨터(108) 및 조정기 간 연결은 영구적이거나 반-영구적이다. 예를 들어, 컴퓨터(108)는 예시적인 실시예에서, 제어기(11)에 결합되는 워크스테이션(14)에 대응한다.

컴퓨터(108),및 구체적으로, 컴퓨터(108)의 프로세서는 프로세서가 조정기(100)의 구성, 관리, 유지, 진단들, 및/또는 동작에 관한 동작들을 수행하게 하기 위해 하나 이상의 루틴을 실행할 수 있다. 예를 들어, 루틴들 중 하나는 조정기(100)의 자동 조정 절차를 수행할 수 있다. 루틴들 중 하나는 조정기(100)의 수동 조정을 가능하게 할 수 있다. 루틴은 프로세서가 조정기의 하나 이상의 자극에 대한 응답을 디스플레이하게 할 수 있고, 실시예들에서, 디스플레이된 응답은 사실상 그래픽일 수 있다(예를 들어, 플롯 스크린일 수 있다). 루틴은 사용자가 레귤레이터(100)의 설정값을 프로그램하게 할 수 있다. 제어기(154)는 비례-적분-미분(PID) 제어기를 포함 또는 구현할 수 있고, 하나 이상의 루틴은 사용자가 PID 제어기의 비례, 미분, 및/또는 적분 상수들 및/또는 적분 제한들 및/또는 불감대 파라미터들을 조절하게 할 수 있다. 다른 루틴들은 사용자가 조정기(100)가 데이터를 취득 및 저장하게 하는 것을 가능하게 할 수 있고, 사용자가 조정기(100)로부터 저장된 데이터를 검색하는 것을 가능하게 할 수 있다. 또 다른 루틴은 사용자가 특정 환경들에서 데이터를 수집하도록 트리거들을 셋 업하는 것을 가능하게 할 수 있다(예를 들어, 특정한 압력, 에러, 또는 입력 신호가 임계값에 도달할 때). 다른 루틴들은 사용자가 제어 모드들을 설정하고, 캘리브레이션을 수행하고, 제어 제한들을 설정하고, 다이어프램 보호값들을 설정하고, 진단 절차들(예를 들어, 솔레노이드 리크 시험)을 실행하는 것 등을 가능하게 할 수 있다. 또한, 하나 이상의 루틴은 조정기(100) 상의 프로파일들의 사용을 가능하게 할 수 있다.

실시예에서, 하나 이상의 루틴은 조정기(100)의 제어기(154)의 초기 셋업을 가능하게 하고 컴퓨팅 디바이스(108) 및 제어기(154) 간 통신을 셋 업하는 셋업 루틴을 포함한다. 도 3은 실시예에 따라, 셋업 루틴에 의해 생성되는 몇몇 예시적인 디스플레이(170)를 도시한다. 디스플레이들(170)은 예를 들어 디바이스(100)의 설치 및 개시 시, 디스플레이들의 시퀀스로 사용자에게 제시될 수 있다. 노드 및 모델 윈도우(170a)는 사용자가 조정기(100)의 노드 어드레스 및 조정기(100)의 모델 정보(예를 들어, 모델 유형)를 입력하는 것을 가능하게 하기 위해 사용자에게 제시될 수 있다. 노드 및 모델 윈도우(170a)는 사용자가 컴퓨팅 디바이스(108)와 통신하는 조정기(100)의 단일 노드 어드레스를 입력하는 것을 가능하게 할 수 있고/있거나 컴퓨팅 디바이스(108)와 통신하는 다수의 조정기가 데이지-체인 방식으로 연결될 때 사용자가 컴퓨팅 디바이스(108)와 통신하는 다수의 조정기 중 각 하나에 대한 수 개의 노드 어드레스를 입력하는 것을 가능하게 할 수 있다. 제어 모드 윈도우(170b)는 사용자가 제어기(154)에 대한 피드백 모드를 선택하는 것을 가능하게 하기 위해 사용자에게 제시될 수 있다. 드롭다운 메뉴는 사용자에게 피드백 모드들 중 몇몇 옵션을 제시할 수 있다. 피드백 모드 동작들은 외부 피드백 모드, 내부 피드백 모드 및 캐스케이드 피드백 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 외부 피드백을 선택하는 것은 외부 소스로부터, 이를테면 피드백 센서(106)로부터 피드백을 수신하도록 제어기(154)를 셋업할 수 있다. 내부 피드백 모드가 선택될 때, 제어기(154)의 내부 센서가 피드백을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 캐스케이드 피드백 모드가 선택될 때, 외부 센서 및 내부 센서가 실시예에서, 예를 들어, 캐스케이드 방식으로 피드백을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

센서 범위 윈도우(170c)는 사용자가 제어기(154)로부터 수신되는 피드백을 도해하기 위해 사용될 측정의 디폴트 범위 및 디폴트 유닛들을 입력하는 것을 가능하게 할 수 있다. 윈도우(170c)에 입력될 적절한 범위들은 윈도우(170b)에서 선택된 피드백 모드에 의존할 수 있다. 예를 들어, 외부 피드백 모드가 선택될 때, 측정의 적절한 유닛들은 "％" 일 수 있고 적절한 범위는 0 내지 100일 수 있다. 다른 예로서, 내부 피드백이 선택될 때, 적절한 유닛들은 평방 인치당 파운드("psig")일 수 있고, 적절한 범위는 0 내지 100일 수 있다.

조정기 윈도우(170d)는 사용자가 조정기(100)에 대한 정보, 이를테면 조정기(100)의 부품 번호, 조정기(100)의 시리얼 번호 등을 입력하는 것을 가능하게 하기 위해 사용자에게 제시될 수 있다. 다음으로, 윈도우(170e)는 사용자가 제어기(154)에 디폴트 PID 제어기 설정들을 다운로드하는 것을 가능하게 할 수 있다. 추가로, 윈도우(170f)는 사용자가 (아래에서 보다 상세하게 설명될) 다이어프램 보호 모드를 이네이블하는 것을 가능하게 하기 위해 사용자에게 제시될 수 있다. 디스플레이들(170a-170f) 중 일부가 스타트업 루틴으로부터 생략될 수 있고/있거나 추가적인 디스플레이들이 스타트업 루틴에 추가될 수 있다는 것이 주의된다. 추가로, 스타트업 루틴들의 디스플레이들은 임의의 원하는 순서로 사용자에게 제시될 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 예시적인 디스플레이(200)는 컴퓨터(108) 상에서 작동하는 하나 이상의 루틴에 의해 생성되는 스크린을 도시한다. 디스플레이(200)는 플롯 스크린(202), 플롯 스크린 변수 제어들(204)의 세트, 기능 탭 영역(206), 및 푸터 영역(208)을 도시한다. 플롯 스크린(202)은 사용자에게 조정기(100)의 설정값 설정 및 설정값에 대한 조정기(100)의 응답 간 각각 상호 작용의 정밀한 시각적 디스플레이를 제공한다. 동시에, 플롯 스크린 변수 제어들(204)은 플롯 스크린(202)에 디스플레이되는 변수들의 선택 및 제어를 가능하게 한다. 플롯 스크린 변수 제어들(204)은 플롯 스크린(202)에서 트랙/플롯될 수 있는 변수들을 디스플레이하고, 사용자가 트랙 및/또는 플롯하기 원하는 제어기(154)에 대한 입력 소스들을 사용자가 선택하는 것을 가능하게 할 수 있다. 플롯 스크린(202)에 트랙/플롯되는 입력 소스들은 하나 이상의 디폴트 변수를 포함할 수 있고, 이는 플롯 스크린(202)에서의 디폴트 및/또는 플롯 스크린(202)에 플롯되도록 선택될 수 있는 사용자-선택 변수에 의해 플롯된다. 예시적인 디스플레이(200)에서, 플롯 스크린 변수 제어들(204)은 설정값 및 피드백 데이터가 디폴트에 의해 플롯되고, 사용자가 두 개 까지의 추가적인 변수, 이를테면 조정기(100) 내부 다양한 센서들에 의해 제공되는 데이터를 트랙/플롯하도록 선택하는 것을 가능하게 한다는 것을 표시한다. 실시예들에서, 하나 이상의 추가적인 변수가 플롯 스크린(202)에 디스플레이되도록 선택될 때, 제2 수직축이 하나 이상의 추가적인 변수를 디스플레이하기 위해 스크린(202)에 디스플레이될 수 있다.

기능 탭 영역(206)은 상술된 다양한 루틴들의 구현 및 그것들과의 상호 작용을 가능하게 한다. 예를 들어, 탭(210a)의 활성화(즉, 탭(210a) 상의 정보를 포어그라운드로 가져오는 것)는 조정기(100)의 파라미터들을 조정하는 것에 관한 제어들을 디스플레이할 것이고, 탭(210b)의 활성화(도 4의 디스플레이(200)에 도시된 바와 같은)는 조정기(100)로 프로파일들을 사용하는 것에 관한 제어들을 디스플레이할 것이고; 탭(210c)의 활성화는 조정기(100)의 데이터에 관한 다른 동작들을 트랙, 레코드, 다운로드, 및 수행하는 것에 관한 제어들을 디스플레이할 것이고, 탭(210d)의 활성화는 조정기(100)의 구성에 관한 제어들을 디스플레이할 것이며; 탭(210e)의 활성화는 조정기(100) 상의 진단 루틴들을 수행하는 것에 관한 제어들을 디스플레이할 것이다.

푸터 영역(208)은 컴퓨터(108)에 통신가능하게 결합되고 루틴들이 현재 작동하고 있는 조정기(100)에 대한 정보를 디스플레이한다. 예를 들어, 도 3의 디스플레이들(170)을 통해 입력되는 몇몇 또는 모든 정보는 푸터 영역(208)에 디스플레이될 수 있다. 푸터 영역(208)에서의 정보는 예를 들어, 모델 정보, 시리얼 번호 정보, 노드 어드레스 정보, 부품 번호 정보, 현재 루틴들과 통신하고 있는 유닛(예를 들어, 다수의 조정기가 데이지-체인 방식으로 연결되는 경우) 등을 포함할 수 있다.

상술된 바와 같이, 컴퓨터(108) 상에서 작동하는 루틴들은 제어기(154)와의 상호 작용 및 그것의 제어를 가능하게 할 수 있다. 실시예에서, 제어기(154)는 내장 제어기(154)의 메모리 디바이스 상에 저장된 기계-판독가능한 명령들을 실행하도록 작동가능한 다-목적 프로세서를 포함한다. 다른 실시예들에서, 제어기(154)는 프로그램가능 로직 디바이스, 이를테면 FPGA, DSP, ASIC 등을 포함한다. 임의의 경우, 내장 제어기(154)는 조정기(100)가 시작/정지 동작들, 설정값 변화들, 동작 상황의 변화들 등과 같은 상황들에서 자가-조정하는 것을 가능하게 하도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 내장 제어기(154)가 PID 제어기를 포함 또는 구현하는 경우, 제어기(154)는 컴퓨터(108)와, 그리고 보다 구체적으로, 사용자가 PID 제어기의 제어 파라미터들을 구성 및 조정하는 것을 가능하게 하기 위해, 컴퓨터(108)에 의해 실행되는 하나 이상의 루틴과 통신하도록 구성되는 조정 모듈(예를 들어, 메모리 디바이스에 저장된 기계-판독가능한 명령들의 형태의)을 포함할 수 있다. 제어기(154)의 조정 모듈은 제어 파라미터들을 수신된 제어 파라미터 값들로 설정하기 위해, 수신된 제어 파라미터 값들로 설정된 제어 파라미터들로 제어 루프 응답을 측정하기 위해, 그리고 컴퓨터(108)에 사용자에게 디스플레이될 컴퓨터(108)에 측정된 응답 데이터를 제공하기 위해, 값들이 컴퓨터(108)에서 사용자에 의해 조절됨에 따라 컴퓨터(108)로부터의 값들로서 제어 파라미터 값들을 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 실-시간 응답 데이터는 사용자가 원하는 제어 루프 응답을 달성하기 위해 PID 제어기의 제어 파라미터를 조정하는 것을 가능하게 하도록 이용가능하게 만들어질 수 있다.

일반적으로 말해서, PID 제어기는 출구(116)에서의 원하는 압력(설정값) 및 압력 조정기(102)의 출구(116)에서의 실제 압력 간 차이에 기초하여 에러 신호를 생성하도록 작동한다. 특히, PID 제어기는 출구(116)에서의 원하는 압력을 표시하는 설정값을 출구(116)에서 측정되고 피드백 압력 센서(106)로부터 수신되는 실제 압력과 비교할 수 있고, 출구(116)에서의 원하는 압력 및 실제 압력 간 차이를 나타내는 에러 신호를 생성할 수 있다. 원하는 압력 및 실제 압력 간 차이가 무시가능하거나 비-존재(제로)할 때, 파일럿 디바이스(104)에서의 어떤 조절도 수행될 필요가 없다. 그러나, 무시가능하지 않거나 비-제로 에러 신호가 PID 제어기에 의해 생성될 때, 제어기(154)는 에러를 최소화하기 위해 작동할 수 있다. 에러가 제어기(154)에 제공되는 설정값의 변화에 의해 야기될 때, 제어기(154)는 출구(116)에서의 압력을 새로운 설정값으로 낮추거나 상승시키기 위해 돔(152)에서의 압력을 조절하도록 작동한다. 설정값이 일정하게 유지되고, 에러가 디바이스(100)의 작동 파라미터들의 변화로 인한 것일 때, 제어기(154)는 출구 압력을 설정값에 의해 표시되는 원하는 압력으로 회귀시키기 위해 돔 압력을 조절하도록 작동한다.

잠시 도 5를 참조하면, 예시적인 PID 제어기(248)의 블록도는 비례 블록(250), 적분 블록(251) 및 미분 블록(252)를 가지는 것으로서 예시된다. 피드백 신호(예를 들어, 도 2의 센서(106)로부터의)은 피드백 신호의 미분(또는 변화 속도)가 피드백 신호를 합산 접합부(253)에서의 설정값과 비교하기 전에 피드백 신호를 감쇠시키기 위해 미분 상수 K _d 에 의해 곱해지는 미분 블록(252)에 인가된다. 가산 접합부(253)의 출력에서의 에러 신호는 비례 블록(250)에 그리고 적분 블록(251)에 인가된다. 비례 블록(250)은 에러 신호와 비례 상수 K _p 를 곱한다. 적분 블록(251)은 누적된 에러들의 적분을 계산하거나 다르게 결정하고, 누적된 에러들의 적분과 적분 상수 K _i 를 곱한다. 블록들(250, 251)의 출력들은 PID 제어기(248)의 출력 에러 신호를 생성하는 합산 접합부(254)에 인가된다.

돌아가 PID 제어기를 조절하는 것은 일반적으로 제어 루프의 원하는 응답 특성들을 달성하기 위해 비례 상수 K _p , 적분 상수 K _i 및/또는 미분 상수 K _d 와 같은, PID 제어기(248)의 제어 파라미터들에 대한 최적값들을 선택하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, PID 제어기(248)를 조정하는 것은 원하는 설정값이 제어 루프에 의해 얼마나 빨리 도달되는지를 정의하는 상승 시간, 설정값 변경에 대한 제어 루프의 응답에서의 오버슈트 및/또는 링깅의 양을 정의하는 제어 루프의 불안정성, 응답의 정착 시간, 오프셋, 또는 응답에서의 정상 에러와 같은, 제어 루프의 다양한 작동상 파라미터들 간 원하는 균형을 달성하기 위해 제어 파라미터들의 값을 조절하는 것을 수반한다. 예를 들어, 비례 상수 K _p 의 값의 증가는 PID 제어기에 의해 발생되는 에러의 변화에 대한 더 빠른 응답을 야기할 수 있으나, 또한 응답에서의 더 큰 오버 슈트 및 더 큰 링깅의 정도를 야기할 수 있다. 오버슈트 및/또는 링깅의 정도를 감소시키기 위해, 비례 상수 K _p 의 더 낮은 값이 요구될 수 있다. 그러나, 비례 상수 K _p 의 더 낮은 값은 또한 루프의 더 느린 응답 시간을 야기한다.

일부 상황들에서, 제어 루프는 설정값에 의해 표시되는 원하는 값보다 약간 크거나 약간 낮은 값으로 정착하여, 오프셋, 또는 응답의 정상 상태 에러를 야기한다. 그러한 오프셋은 적분 상수 K _i 의 값을 증가시킴으로써 정정될 수 있다. 미분 상수 K _d 의 값을 조절하는 것은 응답에서 오버슈트 및 링킹에 대해 정정할 수 있으나, 또한 시스템을 과제동할 수 있어, 더 느린 시스템 응답을 야기한다. 실시예들에서, 제어기(154)의 PID 제어기 부분의 신중한 선택 및 제어 파라미터들(예를 들어, 비례 상수, 적분 상수, 미분 상수, 및/또는 아래에서 보다 상세하게 설명될 다른 PID 제어 파라미터들)의 조정이 컴퓨터(108) 상에서 작동하는 하나 이상의 루틴에 의해 용이해진다.

일부 실시예들에서, 제어기(154)에 포함되는 PID 제어기는 적분 블록(251) 및/또는 미분 블록(252)을 생략한다. 예를 들어, 적분 블록(251) 및 미분 블록(252)이 생략될 때, PID 제어기는 비례 제어기로서의 역할을 하고 단지 비례 상수 K _p 에 의해 가중되는 비례항에 기초하여 에러를 생성한다. 다른 예로서, 미분 블록(252)이 생략될 때, PID 제어기는 비례 및 적분 제어기로서의 역할을 하고 비례 상수 K _p 에 의해 가중되는 비례항 및 적분 상수 K _i 에 의해 가중되는 적분항의 합에 기초하여 에러 신호를 생성한다.

이제 도 6a를 참조하면, 기능 탭 영역(206)의 상세 도면이 예시되고 조정 탭(210a)이 선택되었다. 조정 탭(210a)은 사용자가 제어기(154)에 설정값 변화를 제공하는 것, 제어기(154)의 PID 제어기의 제어 파라미터들을 조정하는 것, 및 PID 제어기의 제어 파라미터들이 선택된 제어 파라미터 값들로 설정될 때 제공된 설정값 변화에 대한 시스템(100)의 응답을 관측하는 것을 가능하게 한다. 조정 탭(210a)은 설정 패널(302) 및 PID 파라미터 패널(304)을 포함한다. 설정값 패널(302)은 사용자가 제어기(154)의 PID 제어기를 조정하기 위해 사용될 설정값 소스를 선택하는 것을 가능하게 한다. 드롭 박스, 리스트, 또는 몇몇 이용가능한 옵션으로부터 하나의 옵력의 선택을 가능하게 하는 디스플레의 다른 형태일 수 있는, 영역(306)은 사용자가 설정값 소스를 선택하는 것을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 설정값 소스의 옵션들은 아날로그 입력 소스, 외부 디바이스 설정값 소스, 컴퓨터(108) 내부에서 생성되는 설정값을 포함하고, 이 경우 레귤러 모드 또는 토글 모드가 이용가능하다. 아날로그 입력 설정값 옵션을 선택하는 것은 제어기(154)를 아날로그 입력 소스(예를 들어, 4-20mA 입력 소스, 1-5V 아날로그 입력 소스 등)로부터 설정값을 수신하는 모드로 설정한다. 아날로그 입력 설정값 옵션을 선택하는 것은 제어기(154)를 프로그램가능 로직 제어(PLC) 또는 토글 스위치와 같은, 외부 디지털 디바이스로부터 설정값을 수신하는 모드로 설정한다. 내부 설정값 생성기 모드가 선택될 때, 설정값 신호는 컴퓨터(108) 내부에서 생성된다. 이 경우, 설정값 패널(302)은 사용자가 설정값 신호의 생성의 토글 모드 또는 램프 모드 사이를 추가로 선택하는 것을 가능하게 한다.

토글 모드가 선택될 때, 설정값 변경이 컴퓨팅 디바이스(108)를 통해 제어기(154)에 제공된다. 사용자는 박스(308)내에 제1 설정값을 입력함으로써 제1, 또는 최소 설정값을 지정하고 박스(310)내에 제2 설정값을 입력함으로써 제2, 또는 최대 설정값을 지정할 수 있다. 그 후 사용자는 예를 들어 대응하는 라디오 버튼들(312, 314)을 사용함으로써, 스페이스바를 침으로써, 또는 다른 적합한 방식으로, 제1 설정값 및 제2 설정값 사이를 토글할 수 있다.

램프 모드가 선택될 때, 컴퓨팅 디바이스(108)는 설정값을 사용자에 의해 지정된 최대값으로 및 사용자에 의해 지정된 속도로 램핑함으로써, 예를 들어 설정값들을 교차로 상승 및 하강하는 삼각파를 생성함으로써 설정값 신호를 생성한다. 도 6b는 램프 모드가 선택될 때 사용자에게 디스플레이되는 설정값 패널(302)을 예시한다. 박스(316)는 사용자가 설정값 변경을 램핑하는 속도를 지정하기 위해 속도값을 입력하는 것을 가능하게 하고, 박스(318)는 사용자가 설정값의 최대값을 지정하는 것을 가능하게 한다. 시작 버튼(320)을 치는 것은 설정값 신호의 생성을 개시할 수 있고, 설정값 램프 변화에 대한 시스템(100)의 응답은 스크린(202)에서 관찰될 수 있다(도 4).

다시 도 6a를 참조하면, PID 제어기의 제어 파라미터들의 값들은 PID 패널(304)을 사용하여 조절될 수 있다. PID 패널(304)은 비례 상수((K _p )조절 섹션(322a), 미분 상수(K _d )조절 섹션(322b), 및 적분 상수((K _i )조절 섹션(322c)을 포함한다. PID 패널(304)은 또한 적분 제한 섹션(322d)을 포함한다. 적분 제한 섹션(322d)은 사용자가 섹션(322d)에서의 대응하는 제한 세트 초과 및 미만으로 에러들을 누적하기 위해 PID 제어기의 적분항을 제한하도록 최대 적분 제한 및 최소 적분 제한을 설정 또는 조정하는 것을 가능하게 한다. 섹션(322d)에서의 적분 제한들을 설정하는 것은 시스템(100)의 설정값 변경에 응답하여 오버슈트, 링킹 및/또는 와인드업의 리스크를 감소 또는 최소화하면서 적분 상수의 더 높은 값들의 사용을 가능하게 할 수 있다. 적분 상수의 더 높은 값들은 결과적으로, 예를 들어 제어 루프의 동작 동안 정상 상태 에러들을 보다 빠르게 감소 및/또는 제거함으로써, 제어 루프의 정상 상태 성능을 향상시킬 수 있다. PID 패널(304)은 추가적으로 사용자가 PID 제어기에 제공되는 설정값 주위에 불감대 범위를 지정하는 것을 가능하게 하는 불감대 조절 섹션(322e)을 포함한다. PID 제어기의 동작 동안, 지정된 불감대 범위 내 에러들이 PID 제어기에 의해 무시된다. PID 제어기에 대한 불감대 범위를 설정하는 것은 시스템 잡음 및/또는 일시적인 에러들에 의해 야기되는 PID 제어기에 의한 프로세스 조절들을 트리거하는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 사용자는 대응하는 파라미터 섹션(322)에서의 박스(324) 내에 값을 입력함으로써 패널(304)에 파라미터를 입력할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 사용자는 대응하는 파라미터 섹션(322)에서의 슬라이딩 바(326)를 사용함으로써 파라미터 값을 조정할 수 있을 수 있다. 패널(304)에서의 값들의 조절을 추가로 가능하게 하기 위해, 명확성을 위하여, 섹션(322a)에 예시된 바와 같이, 각 박스(326)는 상향 화살표(328) 및 하향 화살표(330)를 포함할 수 있다.

도 6a에 예시된 바와 같이, 사용자는 원하는 파라미터에 대해 대응하는 박스(324)에 새로운 파라미터 값을 입력함으로써 PID 패널(302)에서의 제어 파라미터의 조절에 영향을 줄 수 있거나, 대응하는 슬라이딩 바(326)를 슬라이딩함으로써 값을 조절할 수 있다. PID 제어기 조정 프로세스에서 사용자를 돕기 위해, PID 패널(304)은 상기에서 논의된 다양한 제어 파라미터들에 대한 추천 범위들을 디스플레이한다. 예를 들어, 라인(예를 들어, 녹색 라인)은 대응하는 제어 파라미터에 대한 추천 범위를 표시하기 위해 섹션(322)에서의 슬라이딩 바들 중 하나 이상의 각각의 부근에 디스플레이될 수 있다. 예를 들어 라인은 대응하는 제어 파라미터에 대한 추천 범위를 표시하기 위해 섹션들(322)에서의 슬라이딩 바의 우측 하단에 또는 우측 상단에 디스플레이될 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 디바이스(100)에 손상을 줄 수 있는 제어 파라미터 값들과 같은, 제어 파라미터들의 특정한 값들을 입력하는 것이 방지된다. 다시 말해서, 제어 파라미터의 선택은 제어 파라미터의 값들의 특정한 제한된 범위 내로 제한될 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 바들(326)의 각각의 모션은 제어 파라미터들의 특정한 범위들로 제한될 수 있고, 여기서 사용자는 파라미터를 조절하기 위해 사용되는 슬라이딩 바의 모션 범위의 밖의 값들로 제한 파라미터를 설정하는것이 방지된다. 유사하게, 각 박스(324)의 상향 화살표(328) 및 하향 화살표(330)는 대응하는 제어 파라미터에 대한 각각의 최대 및 최소값으로 제한될 수 있다. 예를 들어, 상향 화살표(328)는 사용자가 제한된 범위 내 최대값에 도달할 때까지 관련 파라미터 값을 계속하여 변경하는 것을 가능하게 할 수 있고, 하향 화살표(330)는 사용자가 제한된 범위 내 최소값에 도달할 때까지 제어값을 계속적으로 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 추가로, 각 박스(324)는 대응하는 파라미터에 대해 수용가능한 값의 특정한 범위 또는 특정한 범위들 밖의 값들을 수용하지 않도록 셋 업될 수 있다.

도 7은 선택된 프로파일 탭(210b)을 갖는 기능 탭 영역(206)(도 4)의 상세도를 도시한다. 프로파일 탭(210b)은 사용자가 프로파일을 구성하고 제어기(154)에 프로파일을 다운로드하는 것을 가능하게 한다. 실시예들에서, 프로파일은 제어기(154)의 메모리에 저장될 수 있는 다-단계 명령 시퀀스이고 제어기(154)에서 하나 이상의 명령을 구현하기 위해 제어기(154)의 프로세서 상에서 실행될 수 있다.

도 8은 선택된 데이터 탭(210c)을 갖는 기능 탭 영역(206)(도 4)의 상세도를 도시한다. 데이터 탭(210c)이 활성화되면, 기능 탭 영역은 취득 패널(350), 출력 패널(352) 및 트리거 패널(354)을 디스플레이한다. 취득 패널(350)은 사용자가 제어기(154)에 의해 수집되고 제어기(154)에서 컴퓨팅 디바이스(108)로 전송될 수 있는 데이터의 획득에 관한 파라미터들을 입력하는 것을 가능하게 하는 몇몇 박스를 포함한다. 특히, 샘플 레이트 박스(356)는 사용자가 제어기(154)에 의해 데이터를 수집하기 위한 샘플 레이트를 입력하는 것을 가능하게 하고, 수집 시간 박스(358)는 사용자가 데이터가 수집되어야 할 시간의 양을 입력하는 것을 가능하게 한다. 출력 패널(352)은 사용자가 제어기(154)로부터 취득되는 데이터를 출력하는 포맷을 지정하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 제어기(154)로부터 취득되는 데이터는 데이터 파일에 기록되고 데이터 파일은 컴퓨팅 디바이스(108)의 메모리에 저장된다. 사용자는 출력 패널(352)에서의 박스(359)에 출력 파일명을 입력할 수 있을 수 있고/있거나 브라우저 버튼(361)을 사용함으로써 파일명을 선택할 수 있을 수 있다. 출력 패널(352)은 또한 사용자가 데이터 파일의 데이터 컬럼들을 구분하는 구획 문자를 선택하는 것을 가능하게 하는, 드롭 다운 박스(360)와 같은, 선택가능한 메뉴를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메뉴(360)에 제공되는 선택가능한 구획 문자 옵션들은 "스페이스" 분리자, "콤마" 분리자, 및 "탭" 분리자를 포함한다. 코멘트 블록 박스(362)는 사용자가 데이터 파일에 추가될 코멘트를 입력하는 것을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 박스(362)에 입력된 코멘트는 데이터 파일의 헤더에 추가된다.

데이터 취득은 탭(210c)에 제공되는 시작 버튼(364)을 침으로써 사용자에 의해 개시될 수 있다. 일부 실시예들에서, 탭(210c)은 또한 사용자가 자동으로 데이터 취득을 트리거할 트리거 이벤트들을 셋 업하는 것을 가능하게 한다. 특히, 트리거 패널(354)은 데이터를 수집하도록 및/또는 수집된 데이터를 컴퓨팅 디바이스(108)에 전송하도록 제어기(154)를 트리거하기 위해 사용자에 의해 셋 업될 수 있는 트리거들에 대한 몇몇 옵션을 포함할 수 있다. 데이터 취득 트리거 옵션들은 예를 들어, 내부 압력 트리거, 피드백 압력 트리거, 검출된 에러 트리거, 및 디지털 입력 트리거 등을 포함할 수 있다. 이용가능한 트리거들의 각각에 대해, 트리거 패널(354)은 사용자가 제어기(154)로부터 데이터 취득을 트리거하기 위한 임계값들을 셋 업하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어 사용자는 이용가능한 트리거에 대해 대응하는 임계값들로서 사용될 "보다 작은" 값 및/또는 "보다 큰" 값을 입력할 수 있다. 일 실시예에서, 패널(354)은 사용자가 트리거에 대해 단지 보다 작거나 단지 보다 큰 임계값을 지정하는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 패널(354)은 사용자가 트리거에 대해 보다 작은 임계값 또는 보다 큰 임계값 중 다른 하나에 대해 "디세이블"을 입력하는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 트리거에 대한 임계는 "낮은" 또는 "높은"의 용어들로 지정될 수 있다.

사용자는 개별적으로 트리거 패널(354)에 제공되는 트리거들의 일부 또는 전부를 선택할 수 있다. 선택된 트리거 이벤트들 및 트리거들에 대해 지정된 임계값들의 표시들은 제어기(154)에 전송된다. 제어기(154)는 트리거 이벤트들 또는 상태들을 검출하기 위해 시스템을 모니터링하기 위해, 그리고 모니터링된 트리거 이벤트들 또는 상태들이 검출될 때 데이터 취득을 자동적으로 개시하기 위해, 트리거 이벤트들 또는 상태들 및 트리거 이벤트들 또는 상태들에 대한 지정된 임계값들의 표시들을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(154)는 데이터 취득 모듈을 포함할 수 있는데, 이는 제어기(154)의 메모리 디바이스에 저장되고 제어기(154)의 프로세서세 의해 실행가능한 기계-판독가능한 명령들의 형태일 수 있다. 데이터 취득 모듈은 프로세서 상에서 실행될 때, 프로세서가 예를 들어 데이터 탭(210c)을 통해 사용자에 의해 지정된 파라미터들을 트리거링하는 것 및 데이터 취득에 따라, 트리거 모니터링 및 데이터 취득을 수행하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 취득 모듈은 데이터가 제어기(154)에 의해 취득되어야 하는 하나 이상의 변수의 표시들을 수신하도록 구성될 수 있다. 데이터 취득 모듈은 또한 제어기(154)에 의해 데이터의 수집을 트리거하는데 사용될 하나 이상의 트리거 이벤트의 표시들을 수신하도록 구성될 수 있다. 동작 동안, 데이터 취득 모듈은 지정된 트리거 이벤트들에 대응하는 파라미터 값들(예를 들어, 압력, 에러 등)을 측정, 산출 또는 다르게 획득함으로써 표시된 트리거 이벤트들을 모니터링할 수 있다. 데이터 취득 모드는 획득된 파라미터 값들을 대응하는 트리거들에 대해 지정된 임계값(또는 값들)과 비교할 수 있다. 측정된 값이 트리거에 대해 지정된 임계값(또는 값들)을 벗어날 때, 모듈은 디바이스(100)에서의 하나 이상의 변수에 대해 데이터를 수집하기 위해 데이터 취득 루틴을 개시할 수 있다. 데이터가 수집되어야 할 하나 이상의 변수는 플롯 스크린 변수 제어들(204)(도 4)을 통해 사용자에 의해 지정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 데이터가 수집되어야 하는 하나 이상의 디폴트 변수들은 제어기(154)에서 미리-프로그램될 수 있다. 이 경우, 데이터 취득 모듈은 컴퓨터(108)로부터 이들 변수들의 표시들을 수신할 필요가 없을 수 있다. 임의의 경우, 하나 이상의 변수에 대한 데이터는 샘플 레이트 박스(356)에서 지정된 샘플 레이트로 그리고 수집 시간 박스(358)에서 지정된 시간의 양 동안 제어기(154)에 의해 제어될 수 있다. 데이터 수집의 완료 시, 제어기(154)는 데이터가 컴퓨팅 디바이스(108)에 전송되게 할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(108)는 출력 패널(352)에 지정된 포맷에 따라 데이터 파일에 데이터를 저장할 수 있다. 저장된 데이터 파일은 이후에 사용자에 의해 검색될 수 있고 적절한 뷰잉 애플리케이션을 사용하여 보여질 수 있거나, 플롯 영역(202)(도 4)에 플롯될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수집된 데이터는 제어기(154)의 메모리에 저장될 수 있고 컴퓨팅 디바이스(108)와 같은, 컴퓨팅 디바이스에 의한 후속 검색을 위해 이용가능할 수 있다.

도 9는 구성 탭(210d)을 갖는 기능 탭 영역(206)(도 4)의 상세도를 도시한다. 구성 탭(210d)은 사용자가 디바이스(100)에 관한 정보를 입력하는 것, 또는 디스플레이들(170)(도 3)을 통해 셋-업 동안 입력된 디바이스(100)에 관한 정보를 업데이트하는 것을 가능하게 하는 조정기 패널(400) 및 제어기 설정 패널(402)을 포함한다. 추가적으로, 구성 탭(201d)은 사용자가 제어기(154)에 의해 모니터링되어야 하는 다양한 제어 조건들을 입력하는 것을 가능하게 하는 제어 제한 패널(406)을 포함한다. 제어 조건 제한들은 예를 들어, 제어기(154)에 제공되는 아날로그 설정값에 대한 최대 및/또는 최소값, 제어기(154)의 내부 센서(예를 들어 압력 센서, 온도 센서 등)에 대한 최대 및/또는 최소값, 제어기(154) 외부 센서(예를 들어, 압력 센서, 온도 센서 등)에 대한 최대 및/또는 최소값, 제어기(154)에 의해 검출되는 내부 에러에 대한 최대 및/또는 최소값, 설정값 제어기(154)에 의해 검출되는 외부 에러에 대한 최대 및/또는 최소값을 포함할 수 있다. 제어 제한 패널(406)은 사용자가 제어기(154)에 의해 모니터링되기 원하는 각 제어 제한에 대한 최대 및/또는 최소값을 입력하는 것을 가능하게 하고, 사용자가 조건 제한들 각각에 대한 최대 및/또는 최소 제한 값에 대한 모니터링을 디세이블하는 것을 가능하게 한다. 제어 제한 패널(406)은 또한 사용자가 조건 제한이 초과되는 것을 검출 시 제어기(154)가 활성화할 제어 제한 조건을 선택하는 것을 가능하게 한다. 제어 제한 조건들은 예를 들어, 동시에 파일럿 디바이스(104)의 흡입 밸브(136)를 폐쇄하는 것 및 배기 밸브(138)를 폐쇄하는 것을 포함할 수 있다. 제어 제한 조건들은 또한 예를 들어, 동시에 파일럿 디바이스(104)의 흡입 밸브(136)를 폐쇄하는 것 및 배기 밸브(138)를 개방하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 제어 제한 조건들은 또한 예를 들어, 동시에 파일럿 디바이스(104)의 흡입 밸브(136)의 폐쇄 및 배기 밸브(138)의 개방을 포함할 수 있다.

다이어프램 보호 패널(408)은 사용자가 디바이스(100)의 다이어프램 보호를 이네이블 또는 디세이블하는 것을 가능하게 한다. 이네이블될 때, 다이어프램 보호 피처는 예를 들어 하향 수요의 갑작스런 중단의 결과로서, 디바이스(100)의 다이어프램(126)에 걸친 압력의 임의의 불균형의 크기를 감소시킬 수 있다. 추가로, 다이어프램 보호는 갑작스런 중단 후 하향 수요가 복귀될 때 스타트-업 응답 시간들을 향상시키고, 그렇게 함으로써 다이어프램(126)을 보호하고 보호(126)의 수명을 연장할 수 있다.

도 10은 선택된 진단 툴 탭(210e)을 갖는 기능 탭 영역(206)(도 4)의 상세도를 도시한다. 진단 툴 탭(210e)은 디바이스(100)가 갖는 진단 문제들을 용이하게 한다. 예를 들어, 진단 툴 탭(210e)은 사용자가 리크 테스트와 같은, 자동화된 테스트를 실행하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 사용자는 진단 탭(210e)에 제공되는 버튼을 누름으로써 자동화된 테스트를 개시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 진단 툴 탭(210e)은 사용자가 디바이스(100)에서의 문제들을 진단하기 위한 다양한 팁들을 나열하는 문서 또는 문서들을 검색하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 시스템 체크를 수행하기 위한 또는 조정기 리크 테스트를 수행하기 위한 다양한 팁들, 예시들 등을 나열하는 문서는 진단 탭(210e)을 통해 검색될 수 있다. 추가적으로, 진단 툴 탭(210e)은 디바이스(100)의 PID 제어기를 조정하기 위한 조정 팁들과 같은, 디바이스(100)를 제어하기 위한 팁들을 나열하는 문서 또는 문서들의 검색을 가능하게 할 수 있다.

도 11은 일부 실시예들에서 기능 영역(206)(도 4)에 포함되는 파워 사용자 탭(210f)의 상세도를 도시한다. 일 실시예에서, 파워 사용자 탭(210f)은 디스플레이(200)의 디폴트에 의해 활성화되지 않고 디스플레이(200)의 도움말 메뉴를 액세스함으로써 활성화될 수 있다. 파워 사용자 탭(210f)은 추가적인 설정 패널(450), 판독/기록 패널(452), 솔레노이드 설정 패널(454), 및 알고리즘 업데이트 레이트 패널(456), 및 펄스 모드 패널(458)을 포함한다. 추가적인 설정 패널(450)은 사용자가 플롯 영역(202)(도 4)에 디스플레이되는 피드백 신호로서 사용될 외부 피드백 소스를 선택하는 것을 가능하게 하는 외부 피드백 소스 영역을 포함한다. 추가적으로, 추가적인 설정 패널은 사용자가 제로 설정값 파워 업 모드를 이네이블(또는 디세이블)하는 것을 가능하게 하는 파워 업 영역 상의 제로(0)에 대한 설정값을 포함한다. 제로 설정값 파워 업 모드가 이네이블될 때, 조정기(154)는 초기에 제로의 값으로 설정된 설정값으로 파워 업하도록 프로그램된다. 제로 설정값 파워 업 모드가 디세이블될 때, 조정기(154)는 초기에 조정기(154)가 마지막으로 파워 다운되었던 값으로 설정된 설정값으로 파워 업한다(조정기(154)가 마지막으로 파워 다운되었던 값은 예를 들어, 조정기(154)의 메모리에 저장될 수 있다).

판독/기록 패널(452)은 사용자가 조정기(154)의 다양한 내부 변수들을 보고/보거나 수정하는 것을 가능하게 한다. 파워 사용자 탭(210f)을 통해 보기 및/또는 수정에 대해 이용 가능한 변수들은 드롭 박스 메뉴(460)와 같은, 선택가능한 메뉴를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 판독/기록 패널(452)은 변수의 보기 또는 수정이 각각, 요청되는지를 선택하기 위해 판독 라디오 버튼(462) 및 기록 라디오 버튼(463)을 포함한다. 기록 라디오 버튼(463)이 활성화될 때, 사용자는 박스(464)로 변수에 대한 값을 입력할 수 있고 또한 입력된 값이 선택가능한 메뉴(465)를 통해 사인되는지 또는 사인되지 않는지를 지정할 수 있다. 사용자는 각각, 데이터가 조정기(154)로부터 취득되는 변수들의 세트에 변수를 추가하거나 데이터가 조정기(154)로부터 취득되는 변수들의 세트에서 변수를 제거할 수 있다.

솔레노이드 설정 패널(454)은 사용자가 파일럿 디바이스(104)의 흡입 밸브(136) 및 배출 밸브(138)에 대한 펄스 폭 변조기에 대한 최소값을 설정하는 것을 가능하게 한다. 최소값을 증가시키는 것은 제어기(154)에 의해 대응하는 값(136, 138)으로 송신되는 출력의 펄스 폭을 증가시켜, 일 실시예에서, 에러가 제어기(154)에 의해 발생될 때 활성화의 더 낮은 임계값을 야기한다. 솔레노이드 설정 패널(454)은 또한 사용자가 라디오 버튼들(466, 467)을 통해 조정기(154)의 정상 응답을 역전시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 역전 라디오 버튼(467)이 활성화될 때, 흡입 밸브(136) 및 배기 밸브(138)의 개폐 동작들이 상술된 정상 동작과 비교할 때 역전된다. 역 동작은 이를테면 쿨링 에러가 예를 들어, 온도에 대해 조정될 때, 흐름을 증가시키는 것이 피드백(예를 들어, 온도)을 감소시키는 애플리케이션들에서 사용하기 위한 제어기(154)를 구성하도록 선택될 수 있다.

알고리즘 업데이트 패널(456)은 사용자가 조정기(154)가 작동하는 레이트를 설정하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 피드백이 감지되고 피드백에 대한 응답이 제어기(154)에 의해 생성되는 레이트가 알고리즘 업데이트 패널(456)을 통해 조절될 수 있다. 펄스 모드 패널(456)은 사용자가 도 6a와 관련하여 상술된 조정 탭(210a) 상에서 지정된 불감대 영역에서 검출되는 에러들에 응답하여 펄스 모드로 작동하도록 조정기(154)를 구성하는 것을 가능하게 한다. 특히, 펄스 모드를 이네이블하는 것은 솔레노이드 밸브(136, 138)의 단락, 펄스된 활성화로 불감대 범위 내에서 검출되는 에러에 응답하도록 제어기(154)를 구성한다. 펄스 모드 패널(456)은 사용자가 펄스 동작을 개시하기 전에 알고리즘 업데이트를 통해 조정기(154) 사이클들의 횟수들을 지정하기 위한 "기간" 파라미터, 솔레노이드 밸브(136, 138)가 펄스 동안 얼마나 오래 개방 상태를 유지하는지를 지정하기 위한 "폭" 파라미터 및 펄싱이 활성화되지 않는 범위를 지정하기 위한 "불감대" 파라미터와 같은, 다양한 파라미터들을 설정하는 것을 더 가능하게 한다.

도 12의 흐름도는 프로세스 제어 시스템에서 작동하는 압력 조정 디바이스로부터 데이터를 취득하기 위한 방법(500)을 도시한다. 방법(500)은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 저장되고(일시적 신호들을 제외하고) 예를 들어, 전자 제어기(154)의 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 명령들에 의해 구현되는 컴퓨터-구현 방법이다. 프로세서는 데이터의 수집을 트리거하기 위한 하나 이상의 트리거 이벤트의 표시를 수신한다(블록(502)). 프로세서는 또한 하나 이상의 트리거 이벤트의 각각와 연관되는 하나 이상의 임계값을 수신한다(블록(504)). 전자 제어기(154)의 동작 동안, 프로세서는 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링한다(블록(506)). 예를 들어, 프로세서는 트리거 이벤트과 연관된 하나 이상의 변수의 측정들을 수신하고 수신된 측정들을 트리거 이벤트들과 연관된 임계값들과 비교한다. 하나 이상의 트리거 이벤트와 연관된 트리거 이벤트 변수 중 적어도 하나가 대응하는 트리거 이벤트에 대해 수신된 하나 이상의 임계값들을 가로지를 때, 프로세서는 데이터 수집을 개시한다(블록(508)).

도 13의 흐름도는 필드 디바이스의 PID 제어기를 조정하기 위한 방법(550)을 도시한다. 방법(500)은 컴퓨터-판독가능 매체 상에 저장되고(일시적 신호들을 제외하고) 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(108)의 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 명령들에 의해 구현되는 컴퓨터-구현 방법이다. 제어 파라미터에 대한 값을 선택하기 위해 제한된 범위가 제공된다(블록(552)). 제어 파라미터의 값이 선택되고, 여기서 값의 선택은 제한된 범위 내로 제한된다(블록(554)). 제어 파라미터의 선택된 값이 필드 디바이스로 전송되고(블록(556)), 설정값 변경에 응답한 필드 디바이스 응답의 측정이 필드 디바이스로부터 획득된다(블록(558)). 그 후, 획득된 측정이 사용자에게 디스플레이된다(블록(560)).

실시예들에서, 방법(500)(도 12) 및/또는 방법(550)(도 13)과 관련하여 위에서 열거된 단계들의 일부가 생략, 조합, 보충 또는 재순서화될 수 있다는 것이 주의된다.

특히 다르게 언급되지 않는 한, "프로세싱", "컴퓨팅", "산출", '결정", "식별", "제공", "디스플레이" 등과 같은 용어들을 사용하는 본 출원에서의 논의들을 하나 이상의 메모리(예를 들어, 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 또는 그것들의 조합), 레지스터, 또는 정보를 수신, 저장, 전송, 또는 디스플레이하는 다른 기계 구성요소들 내에서 물리(예를 들어, 전기, 자기, 또는 광학)량들로서 표현되는 데이터를 조작 또는 변환하는 기계(예를 들어, 컴퓨터)의 동작들 또는 프로세스들을 나타낼 수 있다.

소프트웨어로 구현될 때, 본 출원에서 설명된 임의의 애플리케이션들, 서비스들, 엔진들, 루틴들, 및 모듈들은 이를테면 자기 디스크, 레이저 디스크, 고체 상태 메모리 디바이스, 분자 메모리 저장 디바이스, 광 디스크, 또는 다른 저장 매체 상에, 컴퓨터 또는 프로세서의 RAM 또는 ROM 기타의 임의의 유형의, 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 메모리에 저장될 수 있다. 본 출원에 개시된 예시적인 시스템들이 다른 구성요소들 중에서도, 하드웨어 상에서 실행되는 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 포함하는 것으로 개시되지만, 그러한 시스템들이 단지 예시적이고 제한하는 것으로서 고려되지 않아야 한다는 것이 주의되어야 한다. 예를 들어, 임의의 또는 모든 이들 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어 구성요소들이 하드웨어에서 배타적으로, 소프트웨어로 배타적으로, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합으로 구현될 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 해당 기술분야의 통상의 기술자들은 제공된 예들이 그러한 시스템들을 구현하기 위한 유일한 방법이 아니라는 것을 용이하게 이해할 것이다.

따라서, 본 발명은 단지 예시적이고 본 발명을 제한하지 않는 것으로 의도되는, 특정한 예들을 참조하여 설명되었지만, 해당 기술 분야에서의 통상의 기술자들에게 변경들, 추가들 또는 삭제들이 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 개시된 실시예들에 대해 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims

공급 압력원에 결합되는 흡입구, 제어되는 압력을 출력하기 위한 배출구, 및 배기구를 가지는 조정기 본체;
흡입 밸브의 입력에서 상기 공급 압력에 그리고 상기 흡입 밸브의 출력에서 상기 배출구에 결합되는 상기 흡입 밸브;
배출 밸브의 입력에서 상기 배출구에 그리고 상기 배출 밸브의 출력에서 상기 배기구에 결합되는 상기 배출 밸브; 및
상기 조정기 본체 내에 배치되고 상기 배출구에 전달되는 상기 제어되는 압력을 조절하기 위해 상기 흡입 밸브 및 상기 배출 밸브를 작동시키도록 작동가능한 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 프로세서, 상기 프로세스 상에서 실행가능한 컴퓨터 판독가능한 명령들을 가지는 컴퓨터 판독가능한 메모리, 및 상기 메모리에 저장된 데이터 수집 모듈을 포함하고, 상기 데이터 수집 모듈은 상기 프로세서 상에서 실행될 때:
데이터가 수집되어야 하는 하나 이상의 변수의 표시들을 수신하고,
데이터 수집을 트리거하기 위한 하나 이상의 트리거 이벤트의 표시들을 수신하는 것으로서, 상기 하나 이상의 트리거 이벤트 각각은 각각의 변수와 연관되는, 상기 트리거 이벤트의 표시들을 수신하고,
상기 하나 이상의 트리거 이벤트 각각과 연관되는 하나 이상의 임계값을 수신하고,
상기 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링하며,
상기 하나 이상의 트리거 이벤트 중 적어도 하나가 대응하는 상기 트리거 이벤트와 연관되는 상기 임계값들 중 하나 이상을 가로지를 때 데이터 수집을 개시하도록 구성되는 전기 압력 조정기.
청구항 1에 있어서, 상기 하나 이상의 트리거 이벤트 중 각 트리거 이벤트와 연관되는 상기 하나 이상의 임계값은 최대 임계값 및 최소 임계값 중 하나 또는 양자를 포함하는 전기 압력 조정기.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링하는 것은:
상기 트리거 이벤트와 연관된 파라미터의 측정값을 획득하기 위해 상기 하나 이상의 트리거 이벤트 중 하나의 트리거 이벤트에 대응하는 상기 파라미터를 측정하는 것, 및
상기 측정값이 상기 최대 임계값보다 큰지 또는 상기 최소 임계값보다 작은지 여부를 결정하기 위해 상기 트리거 이벤트와 연관되는 상기 최대 임계값 및 상기 최소 임계값 중 상기 하나 또는 양자 각각의 상기 측정값을 비교하는 것을 포함하는 전자 압력 조정기.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 수집 모듈은, 상기 프로세서 상에서 실행될 때,
데이터 수집에 대한 샘플 레이트의 표시를 수신하고,
데이터가 수집될 시간의 지속기간의 표시를 수신하며,
데이터 수집 개시 시, 상기 샘플 레이트에 의해 표시되는 상기 샘플 레이트로 그리고 상기 수집 시간에 의해 표시되는 시간의 시간 지속기간 동안 상기 데이터를 수집하도록 더 구성되는 전자 압력 조정기.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 수집 모듈은, 상기 프로세서 상에서 실행될 때, 상기 데이터 수집의 완료 시, 상기 데이터가 컴퓨팅 디바이스에 전송되게 하도록 더 구성되는 전기 압력 조정기.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 수집 모듈은, 상기 프로세서 상에서 실행될 때, 상기 데이터가 상기 제어기의 메모리에 저장되게 하도록 더 구성되는 전기 압력 조정기.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터는 사용자-지정 데이터 파일 포맷에 따라 상기 메모리에 저장되는 전기 압력 조정기.
프로세스 제어 시스템에서 작동하는 압력 조정 필드 디바이스에서 데이터를 수집하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
프로세서에서, 데이터가 수집되어야 하는 하나 이상의 변수의 표시들을 수신하는 단계;
프로세서에서, 데이터의 수집을 트리거하기 위해 하나 이상의 트리거 이벤트의 표시들을 수신하는 단계;
프로세서에서, 상기 하나 이상의 트리거 이벤트 각각과 연관되는 하나 이상의 임계값을 수신하는 단계;
프로세서에 의해, 상기 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링하는 단계; 및
프로세서에 의해, 상기 하나 이상의 트리거 이벤트 중 적어도 하나가 대응하는 상기 트리거 이벤트와 연관되는 상기 임계값들 중 하나 이상을 가로지를 때 데이터 수집을 개시하는 단계를 포함하는 방법.
청구항 8에 있어서, 트리거 이벤트에 대한 상기 하나 이상의 임계값은 상기 트리거 이벤트에 대한 최대 임계값 및 최소 임계값 중 하나 또는 양자를 포함하는 방법.
청구항 8 또는 9에 있어서, 상기 하나 이상의 트리거 이벤트를 모니터링하는 단계는:
측정값을 획득하기 위해 상기 트리거 이벤트와 연관된 지정된 변수를 측정하는 단계, 및
상기 측정값이 상기 하나 이상의 임계값에 의해 정의되는 범위 밖에 있는지를 결정하기 위해 대응하는 상기 트리거 이벤트에 대한 상기 하나 이상의 임계값과 상기 측정값을 비교하는 단계를 포함하는 방법.
청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
데이터 수집에 대한 샘플 레이트의 표시 및 상기 데이터 수집에 대한 수집 시간의 표시를 수신하는 단계, 및
상기 데이터 수집 개시 시, 상기 샘플 레이트에 의해 표시되는 레이트로 그리고 상기 수집 시간에 의해 표시되는 시간의 시간 지속기간 동안 상기 데이터를 수집하는 단계를 더 포함하는 방법.
청구항 8 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 수집의 완료 시, 상기 데이터를 압력 조정 디바이스에 통신가능하게 결합된 컴퓨팅 디바이스에 전송하게 하는 단계를 더 포함하는 방법.
청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴퓨팅 디바이스에 의해 상기 데이터를 수신하는 단계 및 상기 컴퓨팅 디바이스의 메모리에 데이터 파일의 수신된 상기 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
청구항 8 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터는 사용자-지정 데이터 파일 포맷에 따라 상기 데이터 파일에 저장되는 방법.
필드 디바이스의 비례-적분-미분(PID) 제어기를 조정하는 방법으로서, 상기 방법은:
상기 PID 제어기의 제어 파라미터에 대한 값을 선택하기 위해 제한된 범위를 설정하는 단계;
상기 제어 파라미터의 상기 값을 선택하는 단계로서, 선택된 상기 값은 제한된 상기 범위 내로 제한되는, 상기 값을 선택하는 단계;
상기 필드 디바이스에 선택된 상기 값을 전송하는 단계;
상기 필드 디바이스로부터, 설정값 변경에 대한 상기 필드 디바이스의 응답의 측정을 획득하는 단계; 및
사용자에게 획득된 상기 응답의 측정을 디스플레이하는 단계를 포함하는 방법.
청구항 15에 있어서, 제한된 상기 범위를 설정하는 단계는 상기 제어 파라미터의 상기 값을 선택하기 위한 슬라이딩 바를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 슬라이딩 바는 최소값 및 최대값에 의해 제한되는 방법.
청구항 15 또는 16에 있어서, 제한된 상기 범위를 설정하는 단계는 상향 화살표 및 바닥 화살표를 가지는 박스를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 상향 화살표는 상기 사용자가 제한된 상기 범위 내 최대값에 도달할 때까지 상기 제어 파라미터 값을 계속적으로 변경하는 것을 가능하게 하고 상기 바닥 화살표는 상기 사용자가 제한된 상기 범위 내 최소값에 도달할 때까지 제어 값을 계속적으로 감소시키는 것을 가능하게 하는 방법.
청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 제한된 상기 범위를 설정하는 단계는 상기 제어 파라미터에 대한 추천 범위의 표시를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 추천 범위는 제한된 상기 범위의 서브셋인 방법.
청구항 15 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 파라미터들은 비례항, 미분항, 적분항, 최대 적분 제한, 최소 적분 제한 및 불감대 중 하나 이상을 포함하는 방법.