MX2014012638A - Metodos y aparatos para analizar los efectos de la friccion sobre dispositivos de control de proceso. - Google Patents

Metodos y aparatos para analizar los efectos de la friccion sobre dispositivos de control de proceso.

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Abstract

Se describen en la presente métodos y aparatos para analizar los efectos de la fricción en dispositivos de control del proceso. Un ejemplo de método incluye determinar un valor que corresponde a la fricción de un accionador y un dispositivo de control del proceso a ser accionado por el accionador y determinar un valor que indica un efecto de la fricción sobre el funcionamiento del dispositivo de control del proceso mediante el accionador según el valor que corresponde a la fricción y un valor predeterminado.

Description

MÉTODOS Y APARATOS PARA ANALIZAR LOS EFECTOS DE LA FRICCIÓN SOBRE DISPOSITIVOS DE CONTROL DEL PROCESO Campo de la Invención Esta Invención se refiere generalmente a dispositivos de control del proceso y, más particularmente, a métodos y aparatos para analizar los efectos de la fricción sobre los dispositivos de control del proceso.
Antecedentes de la Invención Los sistemas de control del proceso generalmente usan una variedad de dispositivos de control del proceso (por ejemplo, válvulas giratorias, válvulas lineales, etcétera) para controlar un proceso. Los dispositivos de control del proceso son accionados a menudo por un accionador mediante un vástago o eje. Durante el funcionamiento, la fricción del dispositivo de control del proceso y el accionador resisten el movimiento del vástago o eje. Con el tiempo, la fricción del dispositivo de control del proceso y el accionador puede aumentar o disminuir.
Breve Descripción de la Invención Un ejemplo de método incluye determinar una fuerza o potencia que corresponde a la fricción de un dispositivo de control del proceso y un accionador operativamente acoplado al dispositivo de control del proceso mediante un vástago o eje. El ejemplo de método también incluye determinar un valor que indica una respuesta del accionador a un comando para accionar el dispositivo de control del proceso mediante el vástago o eje según la fuerza o potencia que corresponde a la fricción.
Otro ejemplo de método incluye determinar un valor que corresponde a la fricción de un accionador y un dispositivo de control del proceso que debe ser accionado por el accionador y determinar un valor que indica un efecto de la fricción sobre el funcionamiento del dispositivo de control del proceso mediante el accionador según el valor que corresponde a la fricción y un valor predeterminado.
Breve Descripción de las Figuras Figura 1 ¡lustra un ejemplo de sistema de control del proceso en el cual se pueden implementar las enseñanzas de esta descripción.
Figura 2 ilustra un ejemplo de dispositivo de control del proceso que se puede usar para implementar los ejemplos de métodos descritos en la presente.
Figura 3 es un diagrama de flujo que representa un ejemplo de método descrito en la presente.
Figura 4 es un diagrama de flujo que representa otro ejemplo de método descrito en la presente.
Descripción de la Invención Si bien el siguiente ejemplo de aparato y métodos se describen junto con una válvula lineal y un accionador lineal, el ejemplo de aparato y métodos también se puede usar con cualquier dispositivo de control del proceso accionado por un accionador lineal o giratorio tal como, por ejemplo, válvulas de mariposa, válvulas de aislamiento, válvulas giratorias y/o cualquier otro dispositivo de control del proceso.
A menudo los procesos industriales (por ejemplo, sistemas de distribución de aceite y gas, plantas de procesamiento químico, etcétera) se controlan por una variedad de dispositivos de control del proceso (por ejemplo, válvulas lineales, válvulas giratorias, válvulas de mariposa, válvulas de aislamiento, etcétera). A menudo un dispositivo de control del proceso es accionado por un accionador mediante un vástago o eje. El accionador proporciona una fuerza o potencia al vástago o eje para mover un miembro de control de flujo (por ejemplo, un tapón, un disco, una bola, etcétera) del dispositivo de control del proceso. Durante el funcionamiento, el fluido fluye por el dispositivo de control del proceso y somete al miembro de control de flujo y, por lo tanto, al vástago o eje, a una variedad de fuerzas. Además, durante el funcionamiento, la fricción del dispositivo de control del proceso y el accionador resiste el movimiento del vástago o eje. Si la fricción aumenta, una cantidad de movimiento del vástago o eje en respuesta a una cantidad dada de fuerza de potencia del accionador puede variar entre ciclos de funcionamiento, el movimiento puede ser lento, o el vástago o eje puede no moverse en respuesta a la fuerza o potencia proporcionada por el accionador. Si la fricción disminuye, la cantidad de movimiento del vástago o eje en respuesta a una cantidad dada de fuerza o potencia del accionador puede aumentar.
Los ejemplos descritos en la presente se pueden usar para analizar o evaluar un efecto de fricción en el funcionamiento de un dispositivo de control del proceso accionado por un accionador. En algunos ejemplos, el efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso se presenta como un desgaste de una característica de movimiento de un vástago o eje del accionador, lo que puede indicar un desgaste o incapacidad del dispositivo de control del proceso o el accionador (por ejemplo, desgaste de una junta hermética, presión de aire de suministro inadecuada al accionador, bloqueo de una vía de flujo del dispositivo de control del proceso, etcétera).
Un ejemplo de método descrito en la presente incluye determinar un valor que corresponde a la fricción del accionador y el dispositivo de control del proceso accionado por el accionador. En algunos ejemplos, el valor que corresponde a la fricción es una diferencia entre una fuerza o potencia aplicada por el accionador al vástago o eje en una primera posición y una fuerza o potencia aplicada por el accionador al vástago o eje en una segunda posición durante el movimiento del vástago desde la primera posición a la segunda posición (es decir, una fuerza diferencial que corresponde a una fricción dinámica que opone el movimiento del vástago desde la primera posición hacia la segunda posición). El ejemplo de método incluye además determinar un valor que indica un efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso mediante el accionador según el valor que corresponde a la fricción y un valor predeterminado.
El efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso puede corresponder a una característica del movimiento del vástago o eje del dispositivo de control del proceso tal como, por ejemplo, una sensibilidad, una precisión y/o una receptividad de movimiento del vástago o eje en respuesta a una fuerza o potencia aplicada por el accionador al vástago o eje. En algunos ejemplos, el valor predeterminado es una diferencia entre una fuerza o potencia máxima del accionador y una fuerza o potencia del accionador para realizar una acción. Para determinar el valor que indica el efcto de la fricción, el valor que corresponde a la fricción se puede comparar con el valor predeterminado usando, por ejemplo, una proporción. Se puede enviar un mensaje de alerta cuando la proporción indica que el efecto de la fricción ha alcanzado un nivel predeterminado.
Figura 1 ilustra un ejemplo de sistema de control del proceso 100 que se puede usar para implementar el ejemplo de aparato y métodos descritos en la presente. El ejemplo de sistema de control de proceso 100 incluye cualquier cantidad de dispositivos de control del proceso 102 tal como dispositivos de entrada y/o dispositivos de salida. En algunos ejemplos, los dispositivos de entrada incluyen válvulas, bombas, ventiladores, calentadores, enfriadores, mezcladores y/u otros dispositivos, y los dispositivos de salida incluyen termómetros, medidores de presión, medidores de concentración, medidores de nivel de fluido, medidores de flujo, sensores de vapor, controladores de válvula y/u otros dispositivos. Los dispositivos de entrada y salida están acoplados comunicativamente a un controlador 104 (por ejemplo, un controlador DeltaV™) mediante un bus de datos (por ejemplo, Foundation Fieldbus™ y HART™) o red de área local (LAN) 106. Los dispositivos de entrada y salida pueden estar acoplados comunicativamente y de forma inalámbrica al controlador 104. El controlador 104 transmite instrucciones a los dispositivos de entrada para que controlen el proceso y recibe y/o recaba información (por ejemplo, información del proceso medido, información ambiental y/o información de dispositivo de entrada, etcétera) trasmitida por los dispositivos de salida. El controlador 104 genera notificaciones, mensajes de alerta y/u otra información. El controlador 104 también está acoplado comunicativamente a una terminal de trabajo 108, que incluye una interfaz 110 que muestra información del control del proceso (por ejemplo, información del control del proceso medido, mensaje de alerta, etcétera). Pese a que en la Figura 1 se muestra un solo controlador 104, se pueden incluir uno o más controladores adicionales en el ejemplo de sistema 100 sin alejarse de las enseñanzas de esta descripción.
Figura 2 ilustra un ejemplo de dispositivo de control del proceso 200 que se puede usar para implementar los ejemplos descritos en la presente. El ejemplo de dispositivo de control del proceso 200 ilustrado en la Figura 2 es una válvula lineal (por ejemplo, una válvula Fisher® ED). Sin embargo, se pueden usar otros dispositivos de control del proceso tales como, por ejemplo, válvulas giratorias (por ejemplo, una válvula Fisher® Vee-Ball™ V150, una válvula Fisher® Vee-Ball™ V300, etcétera), válvulas de mariposa, válvulas de aislamiento y/u otros dispositivos de control del proceso para implementar los ejemplos descritos en la presente. El ejemplo de dispositivo de control del proceso 200 incluye un miembro de control de flujo (no se muestra) (por ejemplo, un tapón, un disco, una bola, etcétera) acoplado a un vástago 202. Un accionador lineal 204 (por ejemplo, accionador Fisher® 667) está operativamente acopado al vástago 202 para mover el vástago 202 durante el funcionamiento. Algunos ejemplos de dispositivos de control del proceso que se pueden usar para implementar los ejemplos descritos en la presente incluyen una válvula giratoria u otro dispositivo acoplado operativamente a un accionador giratorio. En el ejemplo ilustrado, el accionador 204 es un accionador neumático. Sin embargo, otros accionadores tales como, por ejemplo, accionadores eléctricos o hidráulicos se pueden usar para implementar los ejemplos descritos en la presente. Una fuerza o potencia máxima estimada del accionador 204 se puede determinar en base a las características del accionador 204 y el sistema de control del proceso 100 tales como, por ejemplo, una presión de suministro de aire disponible, un área eficaz del accionador 204, una longitud del brazo de palanca y/u otras características. El ejemplo de dispositivo de control del proceso 200 también incluye una junta hermética (no se muestra).
En el ejemplo ilustrado, el dispositivo de control del proceso 200 incluye un controlador de válvula digital 206 ("DVC"), (por ejemplo, un controlador de válvula digital Fisher® FIELDVUE™ DVC6200) para recabar información tal como, por ejemplo, una posición del vastago 202, una dirección del desplazamiento del vástago, un recuento de ciclos de funcionamiento, presiones del accionador, una fuerza o potencia proporcionada por el accionador 204 y/u otra información. El DVC 206 está acoplado comunicativamente al accionador 204 y el controlador 104. Durante el funcionamiento, el DVC 206 transmite la información al controlador 104 y recibe información del controlador 104. Según la información, el DVC 206 trasmite comandos al accionador 204 (por ejemplo, mediante una señal neumática).
En respuesta a un comando del DVC 206, el accionador 204 aplica una fuerza al vástago 202 para desempeñar una acción (por ejemplo, mover el miembro de control de flujo, acoplar herméticamente o desacoplar el miembro de control de flujo y un asiento, etcétera). La fricción del dispositivo de control del proceso 200 y el accionador 204 resiste el movimiento del vástago 202. Los factores que afectan la cantidad de fricción incluyen, por ejemplo, diseño de válvula, área eficaz del accionador, tamaño de puerto de la válvula, área de desequilibrio del regulador, tamaño del vástago, clasificación de corte de la válvula, tipo de asiento de válvula y/u otros factores. Las condiciones de proceso (por ejemplo, presión de entrada de válvula, presión de salida de válvula, dirección de flujo de fluidos, etcétera) también puede resistir o promover el movimiento del vástago 202.
Por lo tanto, cuando el dispositivo de control del proceso 200 está encendido (es decir, se está usando para controlar el proceso), la fuerza aplicada al vástago 202 para desempeñar la acción es fuerza neta o suma necesaria para superar la fricción del dispositivo de control del proceso 200 y el accionador 204; una fuerza sobre el vástago 202 ocasionada por las condiciones del proceso y cualesquiera fuerzas adicionales para realizar la acción (por ejemplo, una fuerza para comprimir un resorte de accionador, una fuerza para lograr una clasificación de corte deseada, etcétera). Una fuerza estimada del accionador 204 necesaria para realizar la acción se puede determinar según las condiciones de proceso estimadas (por ejemplo, presión de entrada de la válvula estimada, presión de salida de la válvula estimada, etcétera) y/o características de la acción tales como, por ejemplo, clasificación de corte deseada, distancia de desplazamiento del vástago, etcétera.
La fricción afecta el funcionamiento del dispositivo de control del proceso 200 mediante el accionador 204. Más específicamente, con el paso del tiempo, la fricción del dispositivo de control del proceso 200 y/o el accionador 204 puede aumentar o disminuir debido a, por ejemplo, desgaste, bloqueos de vía de flujo, acumulación de medio de proceso, etcétera. Como resultado, las características de movimiento del vástago 202 en respuesta a fuerzas aplicadas al vástago 202 por el accionador 204 pueden cambiar o desgastarse, afectando así una respuesta del accionador 204 y, por lo tanto, el dispositivo de control del proceso 200 a un comando para accionar el dispositivo de control del proceso 200 mediante el vástago 202. Además, un intervalo de velocidades de ajuste de controlador adecuadas puede disminuir.
En algunos ejemplos, una de las características de movimiento que se ven afectadas por la fricción del dispositivo de control del proceso 200 y el accionador 204 es una sensibilidad de movimiento del vástago 202. En tales ejemplos, si la fricción aumenta, una fuerza para mover el vástago 202 una primera distancia puede aumentar durante ciclos de funcionamiento posteriores. Por ejemplo, en una primera cantidad de fricción, el vástago 202 puede mover la primera distancia solo cuando el accionador 204 proporciona al menos una primera cantidad de fuerza. Luego de varios ciclos de funcionamiento (por ejemplo, 10,000), la fricción del dispositivo de control del proceso 200 y el accionador 204 puede aumentar a una segunda cantidad de fricción y el vástago 202 se desplaza la primera distancia solo cuando el accionador 204 proporciona al menos una segunda cantidad de fuerza que es mayor que la primera cantidad de fuerza al vástago 202. En algunos ejemplos, un aumento mínimo de desplazamiento del vástago 202 en respuesta a la fuerza dada proporcionada por el accionador 204 aumenta en ciclos de funcionamiento posteriores a medida que la fricción aumenta. Por ejemplo, el vástago 202 se desplaza en aumentos solo tan pequeños como, por ejemplo, una distancia que corresponde a 0.25 por ciento del displazamiento o tramo posible total en la primera cantidad de fricción. Sin embargo, en la segunda cantidad de fricción, el vástago 202 se desplaza en aumentos solo tan pequeños como, por ejemplo, una distancia que corresponde al dos por ciento del desplazamiento posible total.
En algunos ejemplos, una de las características de movimiento que se ve afectada por la fricción del dispositivo de control del proceso 200 y el accionador 204 es una precisión del movimiento del vástago 202. En tales ejemplos, una cantidad de movimiento de desplazamiento del vástago 202 en respuesta a la fuerza proporcionada por el accionador 204 puede variar o volverse más variable a medida que la fricción aumenta. Por ejemplo, en la primera cantidad de fricción, el vástago 202 se desplaza una distancia de alrededor de 0.50 pulgadas en respuesta a la primera cantidad de fuerza aplicada al vástago 202 por el accionador 204. Sin embargo, si la fricción aumenta a la segunda cantidad de fricción que es mayor que la primera cantidad de fricción, la cantidad de movimiento del vástago 202 puede variar entre, por ejemplo, alrededor de 0.35 pulgadas y 0.50 pulgadas en respuesta a la primera cantidad de fuerza durante ciclos de funcionamiento posteriores.
En algunos ejemplos, una de las características de movimiento que se ven afectadas por la fricción del dispositivo de control del proceso 200 y el accionador 204 es una receptividad de movimiento del vástago 202. En tales ejemplos, a medida que la fricción aumenta, un tiempo para mover inicialmente el vástago 202 en respuesta a la fuerza proporcionada al vástago 202 mediante el accionador 204 aumenta durante ciclos de funcionamiento posteriores. Por ejemplo, en la primera cantidad de fricción, el vástago 202 se desplaza inicialmente una primera cantidad de tiempo luego de que la primera cantidad de fuerza se aplica al vástago 202. En la segunda cantidad de fricción, el vástago 202 se desplaza inicialmente una segunda cantidad de tiempo que es mayor que la primera cantidad de tiempo luego de que se aplica la primera cantidad de fuerza al vástago 202. En algunos ejemplos, cuando la fricción aumenta de la primera cantidad de fricción a la segunda cantidad de fricción, un tiempo para mover el vástago 202 por una distancia (por ejemplo, una pulgada) aumenta (es decir, el vástago 202 se mueve más despacio) cuando, por ejemplo, la primera cantidad de fuerza se aplica al vástago 202.
Figuras 3-4 son gráficas de flujo que representan los ejemplos de métodos descritos en la presente. Alguno o todos los ejemplos de métodos de las Figuras 3-4 se pueden realizar por un procesador, el controlador 104 y/o cualquier otro dispositivo de procesamiento adecuado. En algunos ejemplos, algunos o todos los ejemplos de métodos de las Figuras 3-4 se incorporan en instrucciones codificadas almacenadas en un medio tangible legible o accesible por máquinas tal como memoria flash, una memoria ROM y/o memoria RAM de acceso aleatorio asociado con un procesador. De manera alternativa, alguno o todos los ejemplos de métodos de las Figuras 3-4 se pueden implementar usando una o más combinaciones cualquiera de circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC, uno o más dispositivos lógicos programables (PLD), uno o más dispositivos lógicos programables de campo (FPLD), puerta lógica, hardware, firmware, etcétera. Además, una o más de las operaciones ilustradas en las Figuras 3-4 se pueden implementar manualmente o como cualquier combinación de cualquiera de las técnicas que anteceden, por ejemplo, cualquier combinación de firmware, software, puerta lógica y/o hardware. Además, pese a que los ejemplos de métodos se describen en referencia a los diagramas de flujo ilustrados en las Figuras 3-4, se pueden emplear muchos otros métodos para implementar los ejemplos de métodos. Por ejemplo, el orden de ejecución de los bloques se puede cambiar y/o algunos de los bloques descritos se pueden cambiar, eliminar, subdividir o combinar. Además, alguno o todos los ejemplos de métodos de las Figuras 3-4 se pueden realizar secuencialmente y/o realizar en paralelo mediante, por ejemplo, hilos de procesamiento separados, procesadores, dispositivos, puerta lógica, circuitos, etcétera.
Si bien los ejemplos de métodos que siguen de las Figuras 3-4 se describen junto con una válvula lineal y un accionador lineal 204, también se pueden implementar otros ejemplos de métodos usando cualquier dispositivo de control del proceso accionado por un accionador lineal o un accionador giratorio tal como, por ejemplo, válvulas de mariposa, válvulas de aislamiento, válvulas giratorias y/o cualquier otro dispositivo de control del proceso.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, el ejemplo de método o proceso 300 de la Figura 3 comienza por determinar un valor que corresponde a la fricción del accionador 204 y el dispositivo de control del proceso 200 accionado por el accionador 204 (bloque 302). En algunos ejemplos, la determinación del valor que corresponde a la fricción incluye determinar una diferencia entre una fuerza aplicada al vástago 202 mediante el accionador 204 en una primera posición y una fuerza aplicada al vástago 202 por el accionador 204 en una segunda posición durante el movimiento del vástago 202 desde la primera posición a la segunda posición. La primera y segunda fuerzas proporcionadas por el accionador 204 se pueden determinar por el DVC 206 cuando el dispositivo de control de proceso 200 está encendido o apagado.
En el bloque 304, un valor que indica un efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso 200 por el accionador 204 se determina según el valor que corresponde a la fricción y un valor predeterminado. En algunos ejemplos, el efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control de proceso 200 es un cambio o desgaste de una característica de movimiento del vástago 202 en respuesta a una fuerza aplicada por el accionador 204 al vástago 202. Por ejemplo, para accionar el dispositivo de control del proceso 200, el DVC 206 envía un comando al accionador 204 (por ejemplo, mediante una señal neumática) que proporciona la fuerza al vástago 202 según el comando. La característica de movimiento puede ser una sensibilidad, precisión o receptividad del movimiento del vástago 202 en respuesta a la fuerza proporcionada por el accionador 204. Si la fricción aumenta o disminuye durante el funcionamiento, el efecto de la fricción en el funcionamiento puede ser un aumento o disminución de la sensibildiad, precisión y/o la receptividad del movimiento del vástago 202 en respuesta a la fuerza proporcionada por el accionador 204.
En el ejemplo ilustrado, el valor predeterminado es una fuerza estimada. En algunos ejemplos puestos en práctica utilizando un accionador giratorio, el valor predeterminado es una potencia estimada. La fuerza o potencia estimada puede ser una diferencia entre una fuerza o potencia máxima estimada del accionador 204 y una fuerza o potencia estimada del accionador 204 para realizar una acción (por ejemplo, mover el miembro de control de flujo, acoplar herméticamente o desacoplar el miembro de control de flujo y una junta hermética, etcétera). La fuerza o potencia máxima estimada del accionador 204 se determina en base a las características del accionador 204, el vástago 202 y/o el sistema de control del proceso 100 tales como, por ejemplo, una presión de suministro disponible, un área eficaz del accionador, una longitud del brazo de palanca, una fuerza de cizallamiento máxima del vástago 202 y/u otras características. La fuerza o potencia estimada del accionador 204 para realizar la acción se puede determinar en base a las condiciones de proceso estimadas (por ejemplo, presión de entrada de la válvula estimada, presión de salida de la válvula estimada) y/o características de la acción como, por ejemplo, clasificación de corte deseada, distancia de desplazamiento del vástago, etcétera.
El valor que indica el efecto de la fricción sobre el funcionamiento del dispositivo de control del proceso 200 se puede determinar comparando el valor correspondiente a la fricción a la fuerza estimada mediante, por ejemplo, una proporción. La proporción de la fuerza estimada sobre el valor que corresponde a la fricción puede ser igual a, por ejemplo, 15, lo que puede indicar que el vástago 202 se desplaza una distancia que corresponde al 0.25 por ciento del desplazamiento posible total del vástago en respuesta a la primera cantidad de fuerza aplicada al vástago 202 mediante el accionador 204. Sin embargo, si la proporción posteriormente equivale a 5, la proporción puede indicar que la característica de movimiento se ha desgastado. Por ejemplo, la proporción que equivale a 5 puede indicar que el vástago 202 se desplaza una distancia que corresponde al 0.25 por ciento del desplazamiento posible total del vástago en respuesta a la segunda cantidad de fuerza que es mayor que la primera cantidad de fuerza.
En el bloque 306, se determina si el valor que indica el efecto de la fricción indica que el efecto de la fricción ha alcanzado un nivel predeterminado. Por ejemplo, se puede indicar el nivel predeterminado mediante la proporción que es menor o igual a 15. Si el valor indica que el efecto de la fricción ha alcanzado el nivel predeterminado, se envía un mensaje de alerta (bloque 308). Por ejemplo, el DVC 206 y/o el controlador 104 genera y envía el mensaje de alerta a la terminal de trabajo 108 si la proporción es igual a 15 o menos.
Si el valor indica que el efecto de la fricción no ha alcanzado el nivel predeterminado, se determina una tasa de cambio del valor que indica el efecto de la fricción (bloque 310). En algunos ejemplos, la determinación de la tasa de cambio del valor que indica el efecto de la fricción se basa en el valor que indica el efecto de la fricción determinada en el bloque 304 y uno o más valores que indican el efecto de la fricción. Por ejemplo, durante el funcionamiento, el dispositivo de control del proceso 200 puede someterse a varios ciclos de funcionamiento en los que el accionador 204 acciona el dispositivo de control del proceso 200 mediante el vástago 202 (por ejemplo, emite una fuerza para mover el vástago 202). El DVC 206 y/o el controlador 104 puede determinar y/o registrar en una tabla o base de datos una frecuencia de salida de fuerza y un valor que indica el efecto de la fricción que corresponde a la salida de fuerza para cada uno de los ciclos de funcionamiento. Si, en el bloque 306, el valor indica que el efecto de la fricción determinado en el bloque 304 no ha alcanzado el nivel predeterminado, en el bloque 310, la frecuencia, el valor determinado en el bloque 304, y los valores de la tabla o base de datos se pueden utilizar para determinar la tasa de cambio del valor que indica el efecto de la fricción. Por ejemplo, correspondiente a la salida de fuerza durante un período de tiempo de alrededor de cinco horas, los valores de la tabla o la base de datos puede ser de 18.5, 18.4, 18.3 y 18.15 y el valor determinado en el bloque 304, puede ser de 18.0. Como resultado, el DVC 206 o el controlador 104 determina que la frecuencia de la salida de fuerza es de 1 por hora y la tasa de cambio del valor es, por lo tanto, de alrededor de 0.1 por hora.
En base a la tasa de cambio y el valor que indica el efecto de la fricción, se determina un tiempo restante hasta que el valor indica que el efecto de la fricción ha alcanzado el nivel predeterminado (bloque 312). Por ejemplo, si el valor es de 18, la tasa del cambio del valor es de 0.1 por hora y el nivel predeterminado se indica mediante el valor que equivale a 15, el tiempo restante hasta que el valor indica que el efecto de la fricción ha alcanzado el nivel predeterminado es de 30 horas.
En el bloque 314, se determina si el tiempo es menor o igual que un tiempo predeterminado. Si el tiempo es mayor que el tiempo predeterminado, el método del ejemplo 300 vuelve al bloque 302. Si el tiempo es igual o menor que el tiempo predeterminado, se envía un mensaje de alerta (bloque 308). Por ejemplo, el DVC 206 y/o el controlador 104 genera y envía un mensaje de alerta a la terminal de trabajo 108 si el tiempo es igual o menor que un día y/o cualquier otro tiempo adecuado.
La Figura 4 es un diagrama de flujo que representa otro ejemplo de método descrito en la presente. Con referencia a las Figuras 1 y 2, el ejemplo de método o proceso 400 de la Figura 4 comienza determinando un valor correspondiente a la fricción del dispositivo de control del proceso 200 y el accionador 204, que se acopla operativamente al dispositivo de control del proceso 200 mediante el vástago 202 (bloque 402). En algunos ejemplos, la determinación del valor que corresponde a la fricción incluye determinar una diferencia entre una fuerza aplicada al vástago 202 mediante el accionador 204 en una primera posición y una fuerza aplicada al vástago 202 mediante el accionador 204 en una segunda posición durante el movimiento del vástago 202 desde la primera posición hacia la segunda posición. La primera y segunda fuerzas proporcionadas por el accionador 204 se pueden determinar mediante el DVC 206 cuando el dispositivo de control de proceso 200 está encendido o apagado.
En el bloque 404, en base a la fuerza que corresponde a la fricción, se determina un valor que indica una respuesta del accionador 204 a un comando para accionar el dispositivo de control del proceso 200 mediante el vástago 202. En algunos ejemplos, el valor indica que la respuesta del accionador corresponde a una característica de movimiento del vástago 202 en respuesta a una fuerza aplicada mediante el accionador 204 al vástago 202. La característica de movimiento puede ser una sensibilidad, precisión o receptividad del movimiento del vástago 202. Por ejemplo, el DVC 206 envía el comando al accionador 204 (por ejemplo, mediante una señal neumática) para accionar el dispositivo de control del proceso 200. En base al comando, el accionador 204 aplica la fuerza al vástago. Si la fricción aumenta o disminuye durante el funcionamiento, la sensibilidad, la precisión y/o la receptividad del vástago 202 puede aumentar o disminuir en respuesta a la fuerza aplicada mediante el accionador 204 al vástago 202. Como resultado, la respuesta del accionador 204 al comando para accionar el dispositivo de control del proceso 200 puede cambiar o desgastarse. Por ejemplo, si la fricción aumenta, puede aumentar la fuerza para mover el vástago 202 mediante el accionador 204 a una posición comandada.
En algunos ejemplos, la determinación del valor que indica la respuesta del accionador 204 incluye comparar la fuerza que corresponde a la fricción a una fuerza o potencia estimada. La fuerza o potencia estimada puede ser una diferencia entre una fuerza o potencia máxima estimada del accionador 204 y una fuerza o potencia estimada del accionador 204 para realizar una acción (por ejemplo, mover el miembro de control de flujo, acoplar herméticamente o desacoplar el miembro de control de flujo y una junta hermética, etcétera). La fuerza o potencia máxima estimada del accionador 204 se determina en base a las características del accionador 204, el vástago 202 y/o el sistema de control del proceso 100 tales como, por ejemplo, una presión de suministro disponible, un área eficaz del accionador, una longitud del brazo de palanca, una fuerza de cizallamiento máxima del vástago 202 y/u otras características. La fuerza o potencia estimada del accionador 204 para realizar la acción se puede determinar en base a las condiciones de proceso estimadas (por ejemplo, presión de entrada de la válvula estimada, presión de salida de la válvula estimada) y/o características de la acción como, por ejemplo, clasificación de corte deseada, distancia de desplazamiento del vástago, etcétera.
En algunos ejemplos, la fuerza que corresponde a la fricción se compara con la fuerza estimada utilizando una proporción. Por ejemplo, la proporción de la fuerza estimada sobre el valor que corresponde a la fricción puede ser igual a, por ejemplo, 15, lo que puede indicar que el accionador 204 responde a un comando para que el vástago 202 se desplace una distancia que corresponde al 0.25 por ciento del desplazamiento posible total del vástago aplicando la primera cantidad de fuerza. Sin embargo, si la proporción posteriormente equivale a 5, la proporción puede indicar que la respuesta del accionador 204 se ha desgastado. Por ejemplo, la proporción que equivale a 5 puede indicar que la fricción del accionador 204 y/o el dispositivo de control del proceso 200 aumentó, y el accionador 204 responde al comando para que el vástago 202 se desplace una distancia que corresponde al 0.25 por ciento del desplazamiento posible total del vástago aplicando la segunda cantidad de fuerza que es mayor que la primera cantidad de fuerza al vástago 202.
En el bloque 406, se determina si el valor que indica la respuesta del accionador 204 indica que la respuesta del accionador 204 se ha desgastado hasta o por debajo de un nivel predeterminado. Por ejemplo, se puede indicar el nivel predeterminado mediante la proporción que es igual a 15. Si el valor indica que la respuesta del accionador 204 se ha desgastado hasta o por debajo del nivel predeterminado, se envía un mensaje de alerta (bloque 408). Por ejemplo, el DVC 206 y/o el controlador 104 genera y envía el mensaje de alerta a la terminal de trabajo 108 si la proporción es igual a 15 o menos.
Si el valor indica que la respuesta del accionador 204 no se ha desgastado hasta o por debajo del nivel predeterminado, se determina una tasa de cambio del valor que indica la respuesta del accionador 204 (bloque 410). En algunos ejemplos, la determinación de la tasa de cambio del valor que indica la respuesta del accionador 204 se basa en el valor que indica la respuesta del accionador 204 determinada en el bloque 404 y uno o más valores que indican la respuesta del accionador 204. Por ejemplo, durante el funcionamiento, el dispositivo de control del proceso 200 puede someterse a varios ciclos operativos en los que el accionador 204 emite una fuerza al vástago 202. El DVC 206 y/o el controlador 104 puede determinar y/o registrar en una tabla o base de datos una frecuencia de salida de fuerza y un valor que indica la respuesta del accionador 204 que corresponde a la salida de fuerza para cada uno de los ciclos de funcionamiento. Si, en el bloque 406, el valor indica que la respuesta del accionador 204 determinada en el bloque 404, no se ha desgastado hasta o por debajo del nivel predeterminado, en el bloque 410, la frecuencia, el valor determinado en el bloque 404, y los valores de la tabla o base de datos se pueden utilizar para determinar la tasa de cambio del valor que indica la respuesta del accionador 204. Por ejemplo, correspondiente a la salida de fuerza durante un período de tiempo de alrededor de cinco horas, los valores de la tabla o la base de datos puede ser de 16.5, 16.4, 16.3 y 16.15 y el valor determinado en el bloque 404, puede ser de 16.0. Como resultado, el DVC 206 o el controlador 104 determina que la frecuencia de la salida de fuerza es de 1 por hora y la tasa de cambio del valor es, por lo tanto, de alrededor de 0.1 por hora.
En base a la tasa de cambio y el valor que indica la respuesta del accionador 204 determinada en el bloque 404, se determina un tiempo restante hasta que el valor indica que la respuesta del accionador 204 se ha desgastado hasta o por debajo del nivel predeterminado (bloque 412). Por ejemplo, si el valor es de 16, la tasa del cambio del valor es de 0.1 por hora y el nivel predeterminado se indica mediante el valor que equivale a 15, el tiempo restante hasta que el valor indica que la respuesta del accionador 204 se ha desgastado hasta el nivel predeterminado es de 10 horas.
En el bloque 414, se determina si el tiempo es menor o igual que un tiempo predeterminado. Si el tiempo es mayor que el tiempo predeterminado, el método del ejemplo 400 regresa al bloque 402. Si el tiempo es igual o menor que el tiempo predeterminado, se envía un mensaje de alerta (bloque 408). Por ejemplo, el DVC 206 y/o el controlador 104 genera y envía el mensaje de alerta a la terminal de trabajo 108 si el tiempo es igual o menor que un día y/o cualquier otro tiempo adecuado.
Aunque se han descrito en la presente determinados ejemplos de métodos y aparatos, el alcance de cobertura de esta patente no se limita a los mismos. Al contrario, esta patente cubre todos los métodos, aparatos y artículos de fabricación incluidos verdaderamente dentro del alcance de las reivindicaciones anexas ya se literalmente o según la doctrina de los equivalentes.
El resumen de la invención al final de la presente descripción se proporciona para cumplir con 37 C.F.R. §1.72(b) para permitir que el lector reconozca rápidamente la naturaleza de la descripción técnica. Se presenta con la comprensión de que no se utilizará para interpretar o limitar el alcance o significado de las reivindicaciones.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1. Un método que comprende: determinar una fuerza o potencia que corresponde a la fricción de un dispositivo de control del proceso y un accionador operativamente acoplado al dispositivo de control del proceso mediante un vástago o eje; y determinar un valor que indica una respuesta del accionador a un comando para accionar el dispositivo de control del proceso mediante el vástago o eje según la fuerza o potencia que corresponde a la fricción.
2. El método de la reivindicación 1, donde la determinación del valor que indica la respuesta del accionador comprende comparar la fuerza o potencia que corresponde a la fricción a una fuerza o potencia estimada.
3. El método de la reivindicación 2, donde la fuerza o potencia estimada se basa en una diferencia entre una fuerza o potencia máxima estimada del accionador y una fuerza o potencia estimada del accionador para realizar una acción.
4. El método de la reivindicación 1, donde el valor que indica la respuesta del accionador corresponde a una característica de movimiento del vástago o eje en respuesta a una fuerza o potencia aplicada al vástago o eje mediante el accionador.
5. El método de la reivindicación 4, donde la característica de movimiento es una sensibilidad.
6. El método de la reivindicación 4, donde la característica de movimiento es una precisión.
7. El método de la reivindicación 4, donde la característica de movimiento es una receptividad.
8. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente enviar un mensaje de alerta cuando el valor indica que la respuesta del accionador se ha desgastado hasta o por debajo de un nivel predeterminado.
9. El método de la reivindicación 1, donde la determinación de la fuerza o potencia que corresponde a la fricción comprende determinar una diferencia entre una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje en una primera posición y una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje en una segunda posición durante el movimiento del vástago o eje desde la primera posición hacia la segunda posición.
10. Un método que comprende: determinar un valor que corresponde a la fricción de un accionador y un dispositivo de control del proceso que debe ser accionado por el accionador; y determinar un valor que indica un efecto de la fricción sobre el funcionamiento del dispositivo de control del proceso mediante el accionador según el valor que corresponde a la fricción y un valor predeterminado.
11. El método de la reivindicación 10, donde la determinación del valor que corresponde a la fricción comprende determinar una diferencia entre una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje en una primera posición y una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje en una segunda posición durante el movimiento del vástago o eje desde la primera posición hacia la segunda posición.
12. El método de la reivindicación 10, donde el efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso es un aumento o disminución de una sensibilidad de movimiento de un vástago o eje del dispositivo de control del proceso en respuesta a una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje.
13. El método de la reivindicación 10, donde el efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso es una disminución de una precisión de movimiento de un vástago o eje del dispositivo de control del proceso en respuesta a una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje.
14. El método de la reivindicación 10, donde el efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso es un aumento o disminución de una receptividad de movimiento de un vástago o eje del dispositivo de control del proceso en respuesta a una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje.
15. El método de la reivindicación 10, donde el valor predeterminado es una diferencia entre una fuerza o potencia máxima del accionador y una fuerza o potencia del accionador para realizar una acción.
16. El método de la reivindicación 10, que comprende adicionalmente enviar un mensaje de alerta cuando el valor que indica que el efecto de la fricción indica que el efecto de la fricción ha alcanzado un nivel predeterminado.
17. El método de la reivindicación 10, que comprende adicionalmente determinar una tasa de cambio del valor que indica el efecto de la fricción.
18. El método de la reivindicación 17, donde determinar la tasa de cambio comprende determinar una frecuencia de salida de fuerza o potencia del accionador.
19. Un artículo de fabricación tangible que almacena instrucciones legibles por máquina que, cuando se ejecutan, hacen que una máquina: determine un valor que corresponde a la fricción de un accionador y un dispositivo de control del proceso que debe ser accionado por el accionador; y determine un valor que indica un efecto de la fricción sobre el funcionamiento del dispositivo de control del proceso mediante el accionador según el valor que corresponde a la fricción y un valor predeterminado.
20. El artículo de fabricación tangible según se define en la reivindicación 19, donde el efecto de la fricción en el funcionamiento del dispositivo de control del proceso es un desgaste de una característica de movimiento de un vástago o eje del dispositivo de control del proceso en respuesta a una fuerza o potencia aplicada mediante el accionador al vástago o eje.
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