MX2015004936A - Metodos y aparatos para limitar un cambio de valor de accionamiento en un controlador electroneumatico. - Google Patents

Metodos y aparatos para limitar un cambio de valor de accionamiento en un controlador electroneumatico.

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Abstract

Se describen métodos y aparatos de ejemplo para limitar un cambio de valor de accionamiento en un controlador electroneumático. Un método de ejemplo descrito incluye la determinación de un límite de giro de un controlador en función del ruido en una señal de control y/o en una señal de respuesta, calculando un valor de accionamiento en función de la señal de control y la señal de respuesta y cambiando el valor de accionamiento calculado si existiera una diferencia entre el valor de accionamiento y un valor de accionamiento anterior mayor que el límite de giro del controlador.

Description

La presente descripción se refiere en general a controladores y, más particularmente, con metodos y aparatos para limitar el cambio de valor de accionamiento en un controlador electroneumático.
Antecedentes de la Invención Normalmente, se usan dispositivos de control electrónicos (por ejemplo, controladores electroneumáticos, controladores programables, circuitos de control análogos, etcétera) para controlar dispositivos de control de procesos (por ejemplo, válvulas de control, bombas, amortiguadores, etcétera) . Estos dispositivos de control electrónicos provocan una operación específica en los dispositivos de control de procesos. A los efectos de la seguridad , rentabilidad y fiabilidad , se usan muchos accionadores neumáticos conocidos, de diafragma o de pistón, para activar los dispositivos de control de procesos y normalmente se acoplan a la totalidad del sistema de control de procesos mediante un controlador electroneumático. Los controladores electroneumáticos se configuran generalmente para recibir una o más señales y convertir aquellas señales de control en una presión que se aplica a un accionador neumático para que provoque una operación deseada en el dispositivo de control de procesos acoplado al accionador neumático. Por ejemplo, si un procedimiento de control de procesos requiere que una válvula activada de forma neumática pase un volumen mayor de un fluido del proceso, la magnitud de la señal de control aplicada a un controlador electroneumático asociada a la válvula puede aumentarse (por ejemplo, de 10 miliamperios (mA) a 15 mA en caso de que el controlador electroneumático se configure para recibir una señal de control de 4-20 mA) .
Los controladores electroneumáticos usan normalmente una señal de retroalimentación generada por un elemento o sistema de detección de retroalimentación (por ejemplo, un sensor de posición) que percibe o detecta una respuesta operativa en un dispositivo de control activado de forma neumática. Por ejemplo, en el caso de una válvula activada de forma neumática, la señal de retroalimentación puede corresponder a la posición de la válvula medida o determinada por un sensor de posición. El controlador electroneumático compara la señal de retroalimentación con un valor de referencia deseado o señal de control y usa un proceso de control de posición para generar un valor de accionamiento (por ejemplo, una diferencia) basado en la señal de retroalimentación y la señal de control. Este valor de accionamiento corresponde a una presión que se aplica al accionador neumático para lograr una operación deseada del dispositivo de control (por ejemplo, una posición deseada de una válvula) acoplado al accionador neumático.
Breve Descripción de la Invención Se describen ejemplos de métodos y aparatos para limitar un cambio de valor de accionamiento en un controlador electroneumático. Un ejemplo de método incluye la determinación de un límite de giro de un controlador basado en ruido en al menos una de las señales de control o de retroalimentación , calculando un valor de accionamiento basado en la señal de control y la señal de retroalimentación y cambiando el valor de accionamiento calculado si existe una diferencia entre el valor de accionamiento y un valor de accionamiento previo que sea mayor que el límite de giro del controlador.
Un ejemplo descrito de aparatos incluye un detector de ruido y un limitador de giro por corriente de accionamiento. El detector de ruido de ejemplo sirve para identificar ruido en al menos una señal de control o de retroalimentación . El ejemplo de limitador de giro por corriente de accionamiento sirve para determinar un límite de giro basado en el ruido, para recibir un valor de accionamiento y un valor de accionamiento previo y cambiar el valor de accionamiento si existiese una diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento previo mayor que el límite de giro.
Breve Descripción de las Figuras Figura 1 es un diagrama de un ejemplo de un ensamblado de válvula de control que incluye ejemplos de un controlador de válvula y de una válvula.
Figura 2 es un diagrama de bloques de la unidad de control y el ejemplo de limitador de giro por corriente de accionamiento l/P de Figura 1 .
Figura 3A es una gráfica de corriente de accionamiento de una corriente de accionamiento l/P calculada y una corriente de accionamiento l/P real del controlador de la válvula de Figura 1 sin el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P de ejemplo de la Figura 1 y Figura 2.
Figura 3B es una gráfica de corriente de accionamiento de una corriente de accionamiento l/P calculada y una corriente de accionamiento l/P real del controlador de la válvula de Figura 1 que incluye el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P de ejemplo de la Figura 1 y Figura 2.
Figura 4A y Figura 4B son gráficas del límite de giro basadas en corrientes de accionamiento l/P promedio.
Figura 5, Figura 6 y Figura 7 son diagramas de flujo de ejemplos de metodos que pueden usarse para implementar el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P de ejemplo, el procesador de control servo de ejemplo, la placa de circuito de ejemplo y/o el controlador de válvula digital de la Figura 1 y Figura 2.
Figura 8 es un diagrama de bloques de un sistema procesador de ejemplo que puede usarse para implementar los ejemplos de métodos y aparatos descritos en la presente.
Descripción Detallada de la Invención Si bien a continuación se describen ejemplos de metodos y aparatos que incluyen , entre otros componentes, software y/o firmware ejecutados en hardware, debe considerarse que tales sistemas son meramente ilustrativos y no deben considerarse taxativos. Por ejemplo, se contempla que cualquiera de estos componentes de hardware, software y firmware, o todos ellos, pueden usarse exclusivamente en hardware, exclusivamente en software o en cualquier combinación de hardware y software. Por consiguiente, si bien a continuación se describen ejemplos de métodos y aparatos, los ejemplos proporcionados no constituyen una única forma de implementar tales métodos y aparatos.
El rendimiento de un proceso de control de posición puede verse perjudicado por la inductancia elevada de un devanado de bobina (por ejemplo, bobinado de solenoide) dentro de un controlador electroneumático. Específicamente, esta inductancia elevada puede limitar la velocidad a la que puede aumentarse la corriente eléctrica en el solenoide o bobinado del controlador electroneumático debido a las características de la fuente de energía que dirigen el bobinado. Sin embargo, cuando la corriente a través del solenoide o bobinado disminuye, la velocidad de disminución puede limitarse mediante un diodo Zener que puede usarse para configurar el voltaje de abrazadera del solenoide o bobinado en lugar de permitir que otras características del circuito de control de corriente limite la disminución . Normalmente se usan abrazaderas para mantener el voltaje a un nivel mayor que el voltaje de la fuente de energía, lo que permite que la corriente disminuya a una velocidad mayor que la velocidad a la que aumenta la corriente.
Como resultado de la diferencia de velocidad a las que la corriente electrica puede aumentarse y disminuirse en el bobinado o solenoide, el controlador electroneumático muestra una respuesta de control asimétrica que, en algunos casos, provoca que la corriente del solenoide promedio varíe o se aparte (por ejemplo, se desvíe) en relación a la corriente del solenoide direccionada o el valor de accionamiento proporcionado por el proceso de control de posición. En otras palabras, puede aumentarse la inductancia elevada del bobinado o solenoide en el controlador electroneumático en un límite de giro total del controlador electroneumático que se define por la velocidad a la que la corriente en el bobinado o solenoide. El límite de giro menor asociado con el aumento de la corriente del bobinado o solenoide con respecto a la velocidad de giro asociada con la disminución de la corriente del bobinado o solenoide tiene como resultado una respuesta de control asimétrica para el controlador electroneumático. Esta respuesta de control asimétrica del controlador electroneumático puede, en algunos casos, tener como resultado, en última instancia , una degradación de la precisión del control de posición del accionador neumático acoplado al controlador electroneumático.
Adicionalmente, el proceso de posición de control puede verse perjudicado por el ruido dentro de una señal de retroalimentación y/o de control. Por ejemplo, el ruido que causa que los cálculos de valor de accionamiento excedan el 100% pero no caigan por debajo de 0%, o cuando el valor de accionamiento excede ambos límites por una cantidad asimetrica, el promedio real de potencia de salida de valor de accionamiento es diferente al promedio de valor de accionamiento calculado. Estos resultados diferentes en un cambio en el punto de referencia eficaz del proceso de control de posición tienen como consecuencia un error en el control de posición en el accionador neumático y el dispositivo de control.
Los ejemplos de métodos y aparatos descritos en la presente puede usarse para corregir una respuesta de control asimétrica de un controlador electroneumático, como un controlador de válvula , debido a la inductancia elevada en un solenoide o bobinado de un controlador electroneumático y/o debido al ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o control. Más generalmente, los ejemplos de métodos y aparatos descritos en la presente pueden usarse para corregir una respuesta de control asimétrica de un controlador electroneumático debido a, por ejemplo, limitaciones operativas del controlador electroneumático (por ejemplo, dificultad para dirigir cargas inductivas), limitaciones operativas de la válvula, ruido del sistema de alta frecuencia, ruido ambiental y/o latencia de control.
Un controlador electroneumático incluye normalmente una unidad de control que proporciona una corriente a un convertidor electroneumático como un convertidor de corriente (l/P) a neumático. La unidad de control calcula una señal de accionamiento basada en una señal de control y una señal de retroalimentación. La señal de control corresponde a un punto de referencia especificado para un dispositivo de control (por ejemplo, una válvula) y la señal de retroalimentación corresponde a una posición y/o una presión del dispositivo de control. La diferencia o error de señal entre la señal de control y la señal de retroalimentación corresponde a un valor de accionamiento (por ejemplo, voltaje) que se usa para provocar que el convertidor l/P mueva un accionador acoplado al dispositivo de control para lograr el punto de referencia especificado. Más específicamente, la unidad de control usa el valor de accionamiento para generar y/o controlar una corriente a traves del solenoide o bobinado en el convertidor l/P, que genera una presión neumática basada en la magnitud de la corriente. La presión neumática puede amplificarse entonces y usarse para activar el dispositivo de control (por ejemplo, la válvula) .
El convertidor l/P funciona como un transductor para convertir una corriente en una presión neumática mediante un solenoide (por ejemplo, una bobina de inductancia o bobinado de impedancia elevada). El solenoide controla magnéticamente una aleta que funciona con respecto a una boquilla para variar una restricción de flujo a traves de la boquilla/aleta para proporcionar una presión neumática que varía según la corriente promedio que pasa por el solenoide. La impedancia inductiva elevada del solenoide y las características de la fuente de energía aplicada al solenoide limitan la velocidad (es decir, define una velocidad de giro) a la que puede aumentarse la corriente que pasa por el solenoide dentro del conversor l/P. Sin embargo, la impedancia elevada no limita de forma similar la velocidad a la que se disminuye la corriente, como se describió anteriormente, debido al voltaje elevado sostenido por abrazaderas en el costado del solenoide en comparación con la fuente de energía. Esta diferencia en las velocidades a la que puede aumentarse o disminuirse la corriente crea una limitación de control asimétrica de modo tal que si la unidad de control calcula un aumento de corriente, las limitaciones de inductancia elevadas del conversor l/P limitan la velocidad (es decir, define un límite de giro) la cual, si no es considerada en el proceso de control de posición del conversor electroneumático, tiene como consecuencia una disparidad entre la corriente calculada del solenoide como se desea mediante el proceso de control de posición y la corriente real en el solenoide. Esta disparidad o diferencia tiene como resultado una disminución de la precisión en el control de posición de, por ejemplo, un accionador neumático acoplado a un dispositivo de control como una válvula.
Los ejemplos de metodos y aparatos descritos en la presente pueden usarse para corregir la respuesta de control asimétrica antemencionada de un controlador electroneumático mediante la limitación de un cambio en el valor de accionamiento en una unidad de control del controlador electroneumático en donde el cambio en el valor de accionamiento corresponde a un cambio en la corriente en el solenoide de un controlador electroneumático. Más específicamente, los ejemplos de métodos y aparatos descritos en la presente pueden implementarse mediante la recepción de una señal de control y una señal de retroalimentación, calculando a partir de la sea de control y de la señal de retroalimentación un valor de accionamiento y determinando si existe una diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento previo mayor que el límite de giro del controlador electroneumático. Los ejemplos de métodos y aparatos pueden cambiar entonces el valor de accionamiento calculado basado en el límite de giro.
El límite de giro puede ser un valor predeterminado basado en las características y/o límites del controlador electroneumático, un conversor l/P del controlador electroneumático y/o el dispositivo de control acoplado al accionador neumático. El límite de giro puede tener un único valor o, de forma alternativa, puede ser una función del valor de accionamiento calculado. De manera adicional, el límite de giro puede ser una función del ruido (por ejemplo, ruido calculado) dentro del controlador electroneumático y/o dentro de la señal de retroalimentación y/o la señal de control.
Los metodos y aparatos descritos se relacionan generalmente con la restricción de un cambio en el valor de accionamiento en un controlador electroneumático. Si bien los métodos y aparatos se describen junto con ejemplos que involucran una válvula activada de forma neumática, los métodos y aparatos descritos pueden implementarse con válvulas activadas de otras formas y/o dispositivos de control de procesos que no sean válvulas.
Figura 1 es un diagrama de ensamblado de válvula de control 100 que incluye un controlador de válvula 102 (por ejemplo, un controlador electroneumático) y una válvula 104 (por ejemplo, un dispositivo de control de procesos). La válvula 104 y el controlador de válvula 102 pueden encontrarse acoplados, ya sea de forma física y/o comunicados entre sí, dentro de un ejemplo de ensamblado de válvula de control 100. De manera alternativa, la válvula 104 y el controlador de válvula 102 pueden ser componentes separados que se acoplan con comunicación entre ellos y/o de manera neumática. En otros ejemplos, el controlador de válvula 102 puede acoplarse a una o más válvulas diferentes y/o la válvula 104 puede acoplarse a uno o más controladores de válvula 102 diferentes.
El ejemplo de ensamblado de válvula de control 100 incluye un conector 106 acoplado al controlador de válvula 102. El controlador de válvula 102 recibe energía y envía una señal de control mediante el conector 106. El conector 106 puede recibir la energía y/o las señales de control mediante una vía de comunicación 107. La energ ía puede ser proporcionada por una fuente de energía externa, un sistema de control, una fuente solar, energ ía de baterías, etcetera. Adicionalmente, las señales de control (por ejemplo, señales de entrada) pueden incluir, por ejemplo, una señal de 4-20 mA, una señal VCC de 0-10 y/o comandos digitales, etcétera. El controlador de válvula 102 puede configurarse para recibir una o más señales de una fuente externa (por ejemplo, un sistema huésped ubicado en una sala de control) a la que puede encontrarse acoplado con comunicación. Las señales de control especifican o corresponde a un estado de válvula para el ejemplo de válvula 104. Por ejemplo, las señales de control pueden causar que el accionador neumático 105 acoplado a la válvula 104 se abra, se cierre o quede en una posición intermedia.
La energía y/o señales de control pueden compartir un único cable dentro de la vía de comunicación 107 o, de manera alternativa, el conector 106 puede recibir la energía y/o señales de control mediante múltiples cables dentro de la vía de comunicación 107. Por ejemplo, en caso de que una señal de control sea una señal de 4-20 mA, puede usarse un protocolo de comunicación de datos digital como, por ejemplo, el conocido protocolo Highway Addressable Remóte Transducer (HART) para que haya comunicación con el controlador de válvula 102. Tal comunicación digital puede ser usada por un sistema de control de procesos para recuperar información de identificación , información del estado de las operaciones e información de diagnóstico del controlador de válvula 102. Por ejemplo, si se usa el protocolo de comunicación HART y una configuración de dos cables, la señal de control en forma de datos digitales se combina con la energía para el controlador de válvula 102 en un único par de cables torneados. La energía para el controlador de válvula 102 y los datos digitales superpuestos en una señal de control análoga 4-20 mA pueden enviarse desde un sistema huésped como, por ejemplo, un sistema huésped de una sala de control y filtrarse para separar la energ ía de la señal de control. De manera alternativa o de forma adicional, la comunicación digital puede usarse para controlar o dirigir el controlador de válvula 102 para que cumpla una o más funciones de control. .
En otros ejemplos, la señal de control puede ser una señal de 0-10 VCC . De manera adicional, la vía de comunicación 107 puede incluir cables o líneas de energía separadas (por ejemplo, 24 VCC o 24 voltios de corriente alterna (VCA)) para alimentar el controlador de válvula 102. En otros ejemplos, la energía y/o la señal de control pueden compartir cables o líneas con señales de datos digitales. Por ejemplo, puede implementarse una configuración con el ejemplo de aparato controlador 100 con un protocolo de comunicación digital Fieldbus, en donde los datos digitales se combinan con la energía en una configuración de dos cables.
Adicionalmente, el conector 106 puede remplazarse o complementarse con uno o más enlaces de comunicación inalámbricos. Por ejemplo, el controlador de válvula 102 puede incluir una o más unidades de transceptor inalámbricas para permitir que el controlador de válvula 102 intercambie información de control (punto de referencia), información del estado de las operaciones, etcetera) con la totalidad del sistema de control. En caso de que el controlador de válvula 102 use uno o más transceptores inalámbricos, la energ ía puede suministrarse al controlador de válvula 102 mediante, por ejemplo, cables de una fuente de energía local a una remota.
El ejemplo de válvula de 104 incluye un asiento de válvula que define un orificio que proporciona un pasaje de flujo de fluidos entre una entrada y una salida. La válvula 104 puede ser, por ejemplo, una válvula giratoria, una válvula cuarto de vuelta, una válvula a motor, un amortiguador o cualquier otro dispositivo o aparato de control. El accionador neumático 105 acoplado a la válvula 104 se encuentra acoplado de manera operativa a un miembro de control de flujo mediante un vastago de la válvula, que mueve el miembro de control de flujo en una primera dirección (por ejemplo, lejos del asiento de la válvula) para permitir que el flujo fluya entre la entrada y la salida, y en una segunda dirección (por ejemplo, hacia el asiento de la válvula) para limitar o prevenir que el flujo fluya entre la entrada y la salida.
El accionador 105 acoplado al ejemplo de válvula 104 puede incluir un accionador de pistón de doble acción , un accionador de 5 pistón o diafragma de retorno a resorte de acción simple o cualquier otro accionador o dispositivo de control de procesos adecuado. Para controlar la velocidad de flujo que pasa a traves de la válvula 104, la válvula incluye un sistema detector de retroalimentación 1 1 1 (por ejemplo, un sensor de posición , un ío sensor de presión y/o un transmisor de posición) como, por ejemplo, un potenciómetro, un sensor de matriz magnética, etcétera. El sistema detector de retroalimentación 1 1 1 detecta la posición del accionador 105 y la posición del miembro de control de flujo con respecto al asiento de válvula (por ejemplo, una 15 posición abierta, una posición cerrada, una posición intermedia, etcétera). El sistema detector de retroalimentación 1 1 1 se configura para proporcionar o generar una señal de retroalimentación como, por ejemplo, una señal mecánica, una señal eléctrica, etcétera, para el controlador de válvula 102 20 mediante una vía de comunicación por carrera de válvula de retroalimentación 103. La señal de retroalimentación puede representar una posición del accionador 105 acoplado a la válvula 104 y, por tanto, una posición de la válvula 104. La señal de presión proporcionada por el accionador 105 controla la posición 25 de la válvula 104. La señal de presión puede incluir las presiones de salida 1 16 y 118.
El ejemplo de controlador de válvula 102 de la Figura 1 incluye una unidad de control 108, un limitador de giro de corriente por accionamiento l/P 1 10, un conversor l/P 1 12 y un 5 relé neumático 1 14. En otros ejemplos, el controlador de válvula 102 puede incluir cualesquiera otros componentes para controlar y/o proporcionar el accionador de válvula 105. De manera adicional o de manera alternativa, si bien no se muestra, la unidad de control 108 y/o el controlador de válvula 102 pueden ío incluir otros componentes de proceso de señal tales como, por ejemplo, convertidores de analógico a digital, filtros (por ejemplo, filtros de paso bajo, filtros de paso alto y filtros digitales), amplificadores, etcétera. Por ejemplo, la señal de control puede filtrarse (por ejemplo, con un filtro de alto/bajo paso) antes de 15 que se procese por el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10.
El ejemplo de unidad de control 108, el ejemplo de limitador de giro de corriente por accionamiento l/P 1 10, el ejemplo de convertidor l/P 1 12 y/o el ejemplo de relé neumático 1 14 pueden 20 acoplarse de forma comunicativa como se muestra o en cualquier otra forma adecuada. El ejemplo de controlador de válvula 102 se ilustra como un controlador electroneumático. Sin embargo, en otros ejemplos, el controlador de válvula 102 puede ser un transmisor de presión o cualquier otro aparato o dispositivo 25 controlador adecuado para controlar la válvula 104.
La unidad de control 108 recibe la señal de retroalimentación generada por la válvula 104 a traves de la vía de comunicación de retroalimentación por la carrera de la válvula 103 y una señal de control que se origina de un controlador en un sistema de control de proceso. La señal de control puede ser usada por la unidad de control 108 como una señal de punto de partida o de referencia que corresponde a una operación deseada (por ejemplo, una posición correspondiente a un porcentaje de una válvula de control 104 abierta/cerrada) de la válvula 104. La unidad de control 108 compara esta señal de retroalimentación a la señal de control o señal de referencia al usar la señal de control y la señal de retroalimentación como valores en un algoritmo o proceso de control de posición para determinar un valor de accionamiento (por ejemplo, un valor de accionamiento l/P) que va a ser proporcionado al convertidor l/P 1 12. El proceso de control de posición realizado por la unidad de control 108 determina (por ejemplo, calcula) el valor de accionamiento basado en la diferencia entre la señal de retroalimentación y la señal de control. Esta diferencia calculada corresponde a una cantidad que el controlador de la válvula 102 cambiará la posición del accionador 105 acoplado a la válvula 104. El valor de accionamiento calculado también corresponde a una corriente generada por la unidad de control 108 para provocar que el convertidor l/P 1 12 genere una presión neumática la cual será proporcionada al relé neumático 1 14. La corriente puede ser generada por, por ejemplo, uno o más transistores dentro de la unidad de control 108. El valor de accionamiento calculado (por ejemplo, un voltaje) se puede aplicar al transistor que controla el flujo de corriente a traves del transistor. Un solenoide 1 13 dentro del convertidor l/P 1 12 se encuentra acoplado a este transistor a través de una vía de comunicación 109 para que la misma corriente fluya a través del solenoide 1 13 y el transistor. De esta manera, el valor de accionamiento controla la corriente a través del solenoide 1 13.
Los valores de accionamiento que aumentan la corriente generada por la unidad de control 108 pueden provocar que el relé neumático 1 14 aumente una presión neumática aplicada sobre el accionador neumático 105 para provocar que el accionador 105 posicione la válvula 104 hacia la posición cerrada. De manera similar, los valores de accionamiento que disminuyen la corriente generada por la unidad de control 108 pueden provocar que el relé neumático 1 14 disminuya la presión neumática aplicada sobre el accionador neumático 105 para provocar que el accionador 105 posicione la válvula 104 hacia la posición abierta. Después de calcular un valor de accionamiento, el limitador de giro 1 10 de corriente por accionamiento l/P de ejemplo determina si la señal de accionamiento calculada excede un límite de giro al sustraer el valor de accionamiento calculado de un valor de accionamiento anterior.
La diferencia entre los valores de accionamiento calculados y anteriores es un cambio de valor de accionamiento. Cambios grandes en el valor de accionamiento calculado en períodos de tiempo relativamente cortos crean errores de control de posición dado que la corriente necesita más tiempo para aumentar dentro 5 del solenoide 1 13 del convertidor l/P 1 12 (es decir, a causa del l ímite de giro antemencionado). La alta inductancia del solenoide 1 13 y las características (por ejemplo, impedancia de salida, voltaje, etcétera) de un suministro de energía que proporciona un voltaje a la corriente de los límites de giros del solenoide ío aumenta en el solenoide 1 13 de modo que el proceso de control de posición realizado por la unidad de control 108 puede calcular valores de accionamiento e índices de aumento de la corriente en el solenoide 1 13 que exceden este límite de giro. Sin embargo, las disminuciones en la corriente no se encuentran limitados de i5 forma similar por la alta inductancia del solenoide 1 13 y/o las características del suministro de energía. Como resultado, en la práctica, el convertidor l/P 1 12 puede disminuir la corriente real tan rápidamente como la unidad de control 108 puede disminuir la corriente calculada. 20 El solenoide 1 13 dentro del convertidor l/P 1 12 usa una corriente de accionamiento generada por la unidad de control 108 para generar un campo magnético. El campo magnético se usa para controlar una aleta que controla una restricción de flujo proporcionada por una boquilla. A medida que la corriente de 25 accionamiento aumenta dentro del solenoide 1 13, el campo magnetico producido por el solenoide 1 13 aumenta, provocando que la aleta se acerque hacia la boquilla. El acercamiento de la aleta hacia la boquilla en el solenoide 1 13 provoca un aumento en la presión neumática generada por el convertidor l/P 1 12 y proporcionada al relé neumático 1 14. Por ejemplo, se puede configurar el convertidor l/P 1 12 de modo que una corriente de accionamiento de 0.75 mA se convierta en una presión de 42 libras por pulgada cuadrada (PSI) y que una corriente de accionamiento de 1 .25 mA se convierta en una presión de 57 PSI .
De manera adicional, dado que el convertidor l/P 1 12 convierte la corriente a una presión neumática a través del solenoide 1 13, la retroalimentación a la corriente se ve reflejada de forma más precisa como una corriente promedio a través del solenoide 1 13. Por ejemplo, los cambios de corriente reales relativamente rápidos entre 0.9 mA y 1 .10 mA durante un período de tiempo puede corresponder a una corriente promedio de 1 .0 mA a través del solenoide 1 13. Por lo tanto, si el valor de accionamiento aplica una tensión de puerta sobre el transistor para generar corriente que varía entre 0.9 mA y 1 .1 mA, el solenoide 1 13 dentro del convertidor l/P 112 puede tener una corriente promedio de 1 .0 mA.
En los casos en donde hay ruido en la señal de retroalimentación y/o la señal de control, la unidad de control 108 puede amplificar algo del ruido en los cálculos de accionamiento del proceso de control de posición . Esta amplificación del ruido puede hacer que algunos de los cálculos del valor de accionamiento excedan los límites del valor de accionamiento. Si el ruido excede los limites del valor de accionamiento en una forma asimetrica (por ejemplo, ruido con un desplazamiento desviado de DC promedio), el valor de accionamiento promedio de la señal de corriente de salida puede diferir de un valor de accionamiento calculado promedio. Esta diferencia entre el valor de accionamiento promedio real y el valor de accionamiento promedio calculado también pueden tener como resultado un error en el control de la posición de la válvula 104.
El limitador de giro de la corriente de accionamiento 1 10 del l/P de ejemplo para el ruido asimétrico y/o velocidad de corriente asimétrica aumenta en el solenoide 1 13 del convertidor l/P 1 12 al comparar un cambio del valor de giro calculado del controlador de la válvula 102. El límite de giro puede ser un límite de cambio de valor de giro predeterminado implementado dentro del limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P. El límite de giro puede configurarse o establecerse en función del aumento de la velocidad de corriente real máxima alcanzable en el convertidor l/P 1 12. De manera alternativa, el límite de giro puede ser una función de la corriente de accionamiento promedio calculada en el solenoide 1 13. Por ejemplo, el límite de giro puede basarse en al menos una de una relación cuadrática, una relación lineal , una relación exponencial, una relación logarítmica, o una relación por etapa con el valor de accionamiento promedio calculado. Además, en otras implementaciones, el límite de giro puede basarse en el valor de accionamiento previo, la diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento previo, la señal de control, la señal de retroalimentación, una corriente calculada promedio o una corriente real promedio.
La unidad de control de ejemplo 108 de la Figura 1 puede monitorear si hay ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o la señal de control. Si la unidad de control 108 detecta ruido por sobre un umbral predeterminado, la unidad de control 108 puede implementar un límite de giro de ruido y/o ajustar el límite de giro en función del ruido detectado. En otros ejemplos, el límite de giro puede incluir correcciones para el ruido basándose en mediciones de ruido promedio cuando el controlador de la válvula 102 se encuentra en diferentes estados de funcionamiento.
Si el valor de accionamiento calculado es mayor que el límite de giro, el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P cambia el valor de accionamiento calculado a un valor basándose en el límite de giro. Por ejemplo, en casos en donde la corriente calculada aumenta y el cambio de valor de accionamiento corresponde a un cambio de corriente en el solenoide 1 1 3 que es mayor que el límite de giro, el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P reduce el valor de accionamiento de modo que la diferencia entre el valor de accionamiento cambiado y el valor de accionamiento anterior tenga como resultado una velocidad de aumento de corriente en el solenoide 1 13 que sea menor que y/o igual al límite de giro. De manera similar, en casos en donde la corriente calculada disminuye, el valor absoluto del cambio de valor de accionamiento puede ser mayor que un límite de giro. Si el valor absoluto del cambio de valor de accionamiento es mayor que un límite de giro, el limitador de giro 1 10 de corriente de accionamiento l/P puede aumentar la magnitud del valor de accionamiento de forma que el cambio de valor de accionamiento corresponda a un cambio de corriente que sea menor y/o igual al límite de giro.
Despues de comparar y/o cambiar el valor de accionamiento en función del límite de giro, la unidad de control 108 convierte el valor de accionamiento en una señal de accionamiento (por ejemplo, una corriente a través de un transistor) y aplica la señal de accionamiento al solenoide 1 13 dentro del convertidor l/P 1 12 a través de la vía de comunicación 109. La magnitud de la corriente corresponde al valor de accionamiento. El convertidor l/P 1 12 puede ser un transductor de corriente a presión en cuyo caso la señal de accionamiento es una corriente que es variada, por ejemplo, por un transistor dentro de la unidad de control 108 para alcanzar la condición deseada (por ejemplo, posición) de la válvula 104. De manera alternativa, el convertidor l/P 1 12 puede ser un transductor de voltaje a presión , en cuyo caso la señal de accionamiento es un voltaje que varía para proporcionar una salida de presión variante para controlar la válvula 104. El convertidor I/R 1 12 se acopla de forma fluida a una fuente de suministro de presión 120 (por ejemplo, una fuente de aire presurizada) y convierte la señal de accionamiento de la unidad de control 108 a una señal de presión usando el fluido presurizado (por ejemplo, aire presurizado, fluido hidráulico, etcetera) de la fuente de suministro de presión . El convertidor l/P 1 12 está configurado para enviar la señal de presión al relé automático 1 14.
La Figura 2 es un diagrama de bloques 200 de la unidad de control 108 y el limitador de giro 1 10 de corriente de accionamiento l/P de ejemplo de la Figura 1 . Para recibir señales de control de un sistema de control de proceso a través de la vía de comunicación 107, la unidad de control de ejemplo 108 incluye un receptor de señal de entrada 202. El receptor de señal de entrada 202 recibe señales de control eléctricas y convierte las señales de control eléctricas en información digital para su procesamiento. Las señales eléctricas pueden incluir información análoga, discreta y/o digital reenviada de un sistema de control de proceso.
De manera adicional , el receptor de señal de entrada 202 puede implementarse con un protocolo Highway Addressable Remóte Transducer (HART) para permitir que un sistema de control de proceso se comunique con la unidad de control 108. Además, el receptor de señal de entrada de ejemplo 202 puede filtrar las señales de control para cualquier ruido electromagnetico acoplado del medio en funcionamiento. Después de recibir y/o procesar una señal de control, el receptor de señal de entrada 202 envía la señal de control y/o información dentro de la señal de control a un detector de ruido 206.
Para recibir señales de retroalimentación de carrera de la válvula a través de la vía de comunicación de retroalimentación de la carrera de la válvula 103, la unidad de control de ejemplo 108 incluye un receptor de retroalimentación 204. El receptor de retroalimentación 204 puede incluir una interfaz de sensor de posición para procesar las señales de posición de la válvula 104 de la Figura 1 . De manera adicional, el receptor de retroalimentación de ejemplo 204 puede incluir una interfaz de sensor de presión para las señales de presión de la válvula 104. El receptor de retroalimentación 204 puede ser implementado con un protocolo HART para permitir que la válvula 104 se comunique con la unidad de control 108. Además, el receptor de retroalimentación de ejemplo 204 puede filtrar las señales de retroalimentación (por ejemplo, la presión y/o la señal de posición) para cualquier ruido electromagnético acoplado del medio en funcionamiento. Después de recibir y/o procesar una señal de retroalimentación, el receptor de retroalimentación 204 envía la señal de retroalimentación y/o información dentro de la señal de retroalimentación a un detector de ruido 206.
Para detectar ruido dentro de la señal de control y/o la señal de retroalimentación , la unidad de control de ejemplo 108 de la Figura 2 , incluye el detector de ruido 206. De manera adicional, el detector de ruido 206 puede detectar ruido dentro de la unidad de control 108 de fuentes de medios externos y/o de componentes internos dentro de la unidad de control 108 (por ejemplo, un microprocesador 210) . En otros ejemplos cuando un límite de giro no se basa en un ruido, la unidad de control 108 de ejemplo puede no incluir el detector de ruido 206.
El detector de ruido 206 de ejemplo determina si existe ruido dentro de la señal de control y/o la señal de control de retroalimentación al determinar si un valor de amplitud o promedio del ruido es mayor que un umbral de ruido. Se puede especificar el umbral de ruido por un controlador de un sistema de control de proceso y/o se puede calcular en función de los niveles de ruidos durante diferentes condiciones de funcionamiento del controlador de la válvula 102. Despues de determinar si existe ruido en la señal de control y/o la señal de retroalimentación, el detector de ruido 206 reenvía la señal de control y/o la señal de retroalimentación a un procesador de control de posición 208. De manera adicional, si el detector de ruido 206 determina que hay ruido dentro de la señal de control y/o la señal de retroalimentación, el detector de ruido 206 transmite un mensaje al procesador de control de posición 208. El mensaje puede incluir una indicación de que el ruido dentro de la señal de control y/o la señal de retroalimentación está excediendo el umbral de ruido. De manera adicional, el mensaje puede incluir una aproximación de la magnitud en la que el ruido excede los umbrales de ruido, que señal contiene el ruido, componentes de frecuencia del ruido y/o cualquier otra información relevante al ruido.
Para realizar un algoritmo o proceso de posición para calcular los valores de accionamiento l/P, la unidad de control 108 de ejemplo incluye el procesador de control de posición 208 (por ejemplo, un procesador de control de servo). El procesador de control de posición 208 recibe la señal de retroallmentación y la señal de control a través del detector de ruido 206. El procesador de control de posición 208 puede incluir un servo de control de posición y un servo de control de presión para calcular un valor de accionamiento l/P de una señal de retroalimentación que incluye la señal de posición , la señal de presión y una señal de control .
El procesador de control de posición de ejemplo 208 puede implementar el servo de control de posición o el servo de control de presión usando un control de retroalimentación proporcional integral derivativo ( P I D ) basado en la señal de retroalimentación y la señal de control. Por ejemplo, el control PI D puede sustraer la señal de control y la señal de retroalimentación para generar una señal de error (por ejemplo, una diferencia entre la señal de retroalimentación y la señal de control). Esta señal de error se procesa en un controlador proporcional que incluye un amplificador que tiene regulación de ganancia o que está ajustado de forma apropiada para generar una señal proporcional a la señal de error. La ganancia de cada módulo de control de servo respectivo puede diferir en función de la naturaleza diversa de la señal de retroalimentación y otros aspectos del esquema de control de retroalimentación .
Además, el procesador de control de posición 208 puede incluir un amplificador que tiene una ganancia que prepara la señal de error para un acumulador que integra el error con el tiempo. El acumulador, a su vez, incluye un summer y un elemento de demora que almacena el valor de integración anterior y lo devuelve al summer. Las señales generadas por los controladores proporcionales e integrales se proporcionan junto con una señal derivada a una summer para producir un valor de accionamiento para producir un valor de accionamiento para el limitador de giro 1 10 por corriente de accionamiento l/P. Cada controlador derivado incluye un operador derivado que genera una indicación del derivado con respecto al tiempo de la señal de retroalimentación y un amplificador que tiene una ganancia respectiva. De manera adicional, el procesador de control de posición 208 puede guardar cada valor de accionamiento l/P calculado a una memoria 214 a traves del microprocesador 210. Además, luego de calcular un valor de accionamiento l/P, el procesador de control de posición 208 transmite el valor de accionamiento l/P al limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P.
Para limitar un cambio de un valor de accionamiento l/P, la unidad de control 108 de ejemplo incluye el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P. El limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P recibe el valor de accionamiento 5 del procesador de control de posición 208. El limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P luego calcula una diferencia entre el valor de accionamiento l/P y un valor de accionamiento l/P anterior. La diferencia es un cambio de valor de accionamiento l/P. El limitador de giro 1 10 de la corriente de ío accionamiento l/P puede adquirir el valor de accionamiento l/P anterior si accede a la memoria 214. El valor de accionamiento l/P previo es el valor de accionamiento l/P más reciente transmitido al convertidor l/P 1 12.
El limitador de giro 1 10 por corriente de accionamiento l/P 15 luego determina si un valor absoluto del cambio de valor de accionamiento l/P es mayor que un límite de giro asociado con el convertidor l/P 1 12. Si el valor absoluto del cambio de valor de accionamiento l/P es mayor que el límite de giro, el limitador de giro 1 10 por corriente de accionamiento l/P reduce o aumenta el 20 valor de accionamiento l/P de forma que el cambio de valor de accionamiento l/P corresponda a un cambio de corriente en el solenoide 1 13 que sea igual o menor que el límite de giro. Despues de cambiar el valor de accionamiento l/P o de determinar que el valor de accionamiento l/P no necesita ser 25 cambiado, el limitador de giro 1 10 por corriente de accionamiento l/P transmite el valor de accionamiento l/P al procesador de control de posición 208 para reenviarlo a un generador de corriente de accionamiento l/P 216.
En los casos en que el límite de giro se basa en una corriente promedio calculada, el limitador de giro 1 10 por corriente de accionamiento l/P calcula el límite de giro antes de comparar el cambio de valor de accionamiento l/P con el límite de giro. Por ejemplo, el límite de giro puede basarse en al menos una de una relación cuadrática, una relación lineal, una relación exponencial, una relación logarítmica , o una relación por etapa con el valor de accionamiento l/P promedio calculado. Además, en otras implementaciones, el límite de giro puede basarse en el valor de accionamiento previo, la diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento previo, la señal de control, la señal de retroalimentación, una corriente calculada promedio o una corriente real promedio. En otros casos, el límite de giro puede basarse en un conjunto medido de valores de cambio de corriente máxima del solenoide 1 13 en el convertidor l/P 1 12. El límite de giro y/o una función que relaciona un límite de giro con la corriente de accionamiento promedio puede almacenarse dentro del limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P o, alternativamente, dentro de la memoria 214.
Además, si el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P recibe un mensaje que se origina del detector de ruido 206 que indica la señal de retroalimentación y/o la señal de control incluye ruido, el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P puede calcular un límite de giro de ruido y/o aplicar un límite de giro de ruido al valor de accionamiento l/P calculado. El límite de giro de ruido puede estar predeterminado al caracterizar el ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o la señal de control durante diferentes condiciones de funcionamiento del controlador de la válvula 104. El límite de giro de ruido puede ser un valor único o, alternativamente, puede basarse sobre la cantidad de ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o de la señal de control . De manera adicional, el límite de giro de ruido puede almacenarse dentro del limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P en la memoria 214.
Para generar una corriente de accionamiento a partir del valor de accionamiento l/P (por ejemplo, un voltaje), el ejemplo de unidad de control 108 de Figura 2 incluye un generador de corriente de accionamiento l/P 216. El ejemplo de generador de corriente de accionamiento l/P 216 recibe un valor de accionamiento l/P limitado por giro desde el procesador de control de posición 208. Tras recibir un valor de accionamiento l/P, el generador de corriente de accionamiento l/P 216 genera una corriente con una magnitud que corresponde al valor de accionamiento l/P. El generador de corriente de accionamiento l/P 216 puede generar la corriente con un transistor, una fuente de corriente, un conversor digital a análogo (DAC) y/o cualquier otro componente capaz de generar una señal de corriente controlada. Tras generar la corriente de accionamiento, el generador de corriente de accionamiento l/P 216 causa que la corriente de accionamiento fluya a traves del solenoide 1 13 dentro del conversor l/P 1 12 mediante la vía de comunicación 109. Por ejemplo, el generado de corriente de accionamiento l/P 216 puede incluir un transistor que es controlado con el valor de accionamiento. Mientras se aplica valor de accionamiento al transistor, una corriente de accionamiento basada en el valor de accionamiento aplicado fluye a través del transistor y el solenoide 1 13. De manera alternativa, en ejemplos en donde el convertidor l/P 1 12 requiere una señal de voltaje, el generador de corriente de accionamiento l/P 216 puede incluir componentes para generar un voltaje que incluye información sobre el valor de accionamiento l/P.
Para manejar diagnósticos, comunicación y otras funciones de control general, el ejemplo de unidad de control 108 incluye un microprocesador 210. El ejemplo de microprocesador 210 puede implementarse mediante cualquier tipo de procesador, micro controlador, lógica de control , procesador de señal digital, circuito integrado específico para una aplicación y/o cualquier otro tipo de componente capaz de manejar la unidad de control 108.
El ejemplo de microprocesador 210 recibe valores de accionamiento l/P de giro limitada desde el procesador de control de posición 208 y almacena estos valores de accionamiento l/P en la memoria 214. De manera adicional, el microprocesador 210 procesa cualquier mensaje de comunicación enviado desde un sistema de control de procesos a la unidad de control 108 mediante la vía de comunicación 107. Estos mensajes de comunicación pueden necesitar un estado operativo de la unidad de control 108, información de diagnóstico de la unidad de control 108, valor de accionamiento l/P calculados, valores de accionamiento l/P reales, información de la corriente de accionamiento promedio, información de ruido y/o cualquier otra información funcional. Tras recibir un mensaje de comunicación, el microprocesador 210 genera la respuesta adecuada y envía la respuesta a un transmisor de señal de salida 212.
El ejemplo de microprocesador 210 puede monitorear las funciones dentro de la unidad de control 108 y proporciona toda actualización de estado de estas funciones a un sistema de control de procesos. Por ejemplo, el microprocesador 210 puede monitorear el proceso de control de posición dentro de un procesador de control de posición 208 para verificar que el proceso funciona correctamente. En otro ejemplo, el microprocesador 210 puede monitorear grandes cantidades de ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o de la señal de control. En aun otro ejemplo, el microprocesador 210 puede determinar señales de control y/o señales de retroalimentación que no se reciben en la unidad de control 108. Adicionalmente, el microprocesador 210 puede monitorear el limitador de giro de corriente por accionamiento l/P 1 10 para cualquier desviación al aplicar un límite de giro a un valor de accionamiento l/P calculado. Aun más adicionalmente, el microprocesador 210 puede monitorear el generador de corriente de accionamiento l/P 216 para determinar si la corriente en exceso es atraída por el convertidor l/P 1 12 debido a una situación de posible cortocircuito.
Para transmitir mensajes originado en el microprocesador 210, el ejemplo de unidad de control 108 incluye el transmisor de señal de salida 212. El ejemplo de transmisor de señal de salida 212 convierte mensajes del microprocesador 210 en un formato análogo y/o digital para la transmisión de un sistema de control de procesos mediante la vía de comunicación 107. El transmisor de señal de salida 212 puede formatear datos compatibles con Ethernet, bus universal en serie (USB), I EEE 1394, etcetera. De manera alternativa, el transmisor de señal de salida 212 puede comunicarse de modo inalámbrico a un sistema de control de procesos mediante el uso de un medio de comunicación inalámbrico (por ejemplo, Ethernet, I EEE-802.1 1 , Wi-Fi®, Bluetooth® inalámbrico, etcétera) .
Para almacenar valores de accionamiento l/P calculados, valores de accionamiento l/P con límite de giro, límites de giro, l ímites de giro de ruido y funciones de límites de giro, la unidad de control 108 de Figura 2 incluye la memoria 214. El ejemplo de memoria puede implementarse mediante EEPROM , RAM, ROM y/o cualquier otro tipo de memoria. La memoria 214 se encuentra acoplada a un sistema de control de procesos con comunicación mediante una vía de comunicación 220. Un operador del sistema 5 de control de procesos puede almacenar límites de giro y/o funciones de límites de giro a la memoria mediante la vía de comunicación 220. De manera adicional, el operador puede modificar y/o cambiar los límites de giro y/o funciones de límites de giro almacenados dentro de la memoria 214. ío Si bien se ha ilustrado un ejemplo de modo de implementar la unidad de control 108 en Figura 2, una o más de las interfaces, estructuras de dispositivos, elementos, procesos y/o dispositivos ilustrados en Figura 2 pueden combinarse, dividirse, reorganizarse, omitirse, eliminarse y/o implementarse de 15 cualquier otra manera. Por ejemplo, el receptor de señal de entrada 202 de ejemplo, el ejemplo de receptor de retroalimentación 204, el ejemplo de detector de sonido 206, el ejemplo de procesador de control de posición 208, el ejemplo de microprocesador 210, el ejemplo de transmisor de señal de salida 20 212, el ejemplo de limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10 y/o el ejemplo de generador de corriente de accionamiento l/P 216 que se ¡lustran en las Figura. 2 pueden implementarse por separado y/o en combinación con, por ejemplo, instrucciones legibles o accesibles mediante una máquma que 25 ejecuten uno o más dispositivos informáticos y/o plataformas informáticas (por ejemplo, la plataforma de proceso 810 de ejemplo de Figura 8) .
Adicionalmente, el ejemplo de receptor de señal de entrada 202 , el ejemplo de receptor de retroalimentación 204, el ejemplo 5 del detector de ruido 206, el ejemplo de procesador de control de posición 208, el ejemplo de microprocesador 210, el ejemplo de transmisor de señal de salida 212, el ejemplo de limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10, el ejemplo de generador de corriente de accionamiento l/P 216 y/o de modo más general, ío la unidad de control 108 pueden implementarse mediante hardware, software, firmware y/o cualquier combinación de hardware, software y/o firmware. Por lo tanto, por ejemplo, cualquiera de los ejemplos de receptor de señal de entrada 202 , de receptor de retroalimentación 204, de detector de ruido 206, 15 de procesador de control de posición 208, de microprocesador 210, de transmisor de señal de salida 212, de limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10, de generador de corriente de accionamiento l/P 216 y/o, de forma más general, de la unidad de control 108 pueden implementarse mediante uno o más 20 circuito/s, procesador/es programable/s, circuito/s integrados específicos para cada aplicación (ASIC), dispositivo/s lógico/s programable/s (PLD) y/o dispositivo/s lógico/s programable/s de campo (FPLD), etcetera.
Figura 3A es una gráfica de una corriente de accionamiento 25 300 de una corriente de accionamiento l/P calculada 302 y una corriente de accionamiento l/P real 304 del controlador de válvula 102 de Figura 1 sin el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10 de ejemplo de Figura 1 y Figura 2. La gráfica de corriente de accionamiento 300 incluye un eje x de tiempo y un eje y de corriente. El eje del tiempo puede graduarse según minutos, segundos, milisegundos, nanosegundos, etcetera. El eje de corriente puede graduarse según amperes, miliamperes, microamperes, nanoamperes, etcétera. Adicionalmente, en otros ejemplos en donde la unidad de control 108 genera un voltaje de accionamiento, el eje y incluye un voltaje. El ejemplo de controlador de válvula 102 de la Figura 1 , la gráfica de la corriente de accionamiento 300 de Figura 3 incluye un tiempo T1 a 100 milisegundos, un tiempo T5 a 1500 milisegundos, una corriente 11 a 0.8 miliamperes y una corriente 14 a 1 .20 miliamperes.
El ejemplo de gráfica de corriente de accionamiento 300 muestra la corriente de accionamiento l/P calculada 302 y la corriente de accionamiento l/P real 304 durante un período de tiempo. La corriente de accionamiento l/P calculada 302 corresponde a un valor de accionamiento l/P calculado en la unidad de control 108. La corriente de accionamiento l/P real 304 es la corriente aplicada al convertidor l/P 1 12. Para ser más claros, la corriente de accionamiento l/P calculada 302 y la corriente de accionamiento l/P real 304 se muestran en algunos casos como unidas una a la otra para distinguir cada una de las corrientes de accionamiento l/P 302 y 304. En estos casos, las corrientes de accionamiento l/P 302 y 304 deben encontrarse superpuestas.
La gráfica de corriente de accionamiento 300 muestra que la corriente de accionamiento l/P calculada 302 comienza en la corriente 11 . En el tiempo T1 , la unidad de control aumenta la corriente de accionamiento l/P calculada 302 hasta que la corriente de accionamiento l/P 302 alcanza la corriente I4. Desde el tiempo T2 hasta el tiempo T3, la unidad de control 108 mantiene la corriente de accionamiento l/P 302 a 14. Despues, en el tiempo T4, la unidad de control 108 disminuye la corriente de accionamiento l/P calculada 302 hasta que alcanza 11 en el tiempo T5. Sin embargo, mientras la unidad de control 108 calcula la corriente de accionamiento l/P, el convertidor l/P 1 12 tiene una corriente real que se muestra como la corriente de accionamiento l/P real 304. En el tiempo T1 , el convertidor l/P 1 12 no puede aumentar su corriente a la misma velocidad que la corriente de accionamiento l/P calculada 302. Dado que en este ejemplo la unidad de control 108 no incluye el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10, la corriente de accionamiento l/P calculada 302 no se limita a los límites de aumento de corriente máxima (es decir, el límite de giro) dentro del convertidor l/P 1 12. Como resultado, la corriente de accionamiento l/P real 304 aumenta a una velocidad menor y no alcanza a la corriente I4 hasta un tiempo T3 luego del tiempo T2. La diferencia entre las corrientes de accionamiento l/P 302 y 304 de los tiempos T1 a T3 puede llevar a controlar un error de posición del accionador acoplado a la válvula 104 de Figura 1 . Además, debido a que la inductancia del solenoide 1 13 dentro del convertidor l/P 1 12 no limita de forma similar la velocidad a la que la corriente de accionamiento l/P real 304 puede disminuir, la corriente de accionamiento l/P real 304 comcide con la corriente de accionamiento l/P calculada 302 desde el tiempo T4 a T5.
Adicionalmente, la gráfica de ejemplo de corriente de accionamiento 300 muestra un promedio de las corrientes de accionamiento 306 y 308 para las respectivas corrientes de accionamiento l/P 302 y 304. La corriente de accionamiento calculada promedio 306 corresponde a la corriente de accionamiento calculada l/P 302 y la corriente de accionamiento real promedio 308 corresponde a la corriente de accionamiento l/P real 304. Las corrientes de accionamiento promedio 306 y 308 se muestran como líneas rectas ya que se promedian sobre un período de tiempo mayor que las que se muestran en la gráfica de corriente de accionamiento 300. La corriente de accionamiento promedio real 308 tiene una corriente 12 mientras que la corriente de accionamiento promedio calculada 306 tiene una corriente 13. La corriente de accionamiento promedio real 308 es menor que la corriente de accionamiento promedio calculada 306 porque la corriente de accionamiento l/P real 304 se encuentra limitada en velocidad y requiere más tiempo (por ejemplo, T3-T2) para alcanzar la corriente 14.
Figura 3B es una gráfica de corriente de accionamiento 350 de una corriente de accionamiento l/P calculada 352 y una corriente de accionamiento l/P real 354 para el controlador de válvula digital 102 que incluye el ejemplo de limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10 de Figura 1 y Figura 2. La gráfica de corriente de accionamiento 350 es similar a la gráfica de corriente de accionamiento 300 de Figura 3A con la excepción de que la corriente de accionamiento l/P calculada 352 se encuentra limitada según un límite de giro. En la gráfica de corriente de accionamiento 350 de Figura 3B, el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10 incluye un límite de giro que corresponde al aumento máximo de velocidad de corriente que puede lograrse dentro del convertidor l/P 1 12, como se muestra con la corriente de accionamiento l/P real 304 desde el tiempo T2 a T3 en Figura 3A.
Como resultado del límite de giro aplicado por el limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10, la corriente de accionamiento l/P calculada 352 se encuentra limitada en su velocidad según el aumento máximo de corriente que puede lograrse en el convertidor l/P 1 12. Por lo tanto, la corriente de accionamiento l/P real 354 comcide con la corriente de accionamiento l/P calculada 352 durante todos los períodos de tiempo del T1 al T5. El límite de giro tambien se aplica a la disminución en la corriente de accionamiento l/P desde el tiempo T4 al T5 para proporcionar un control simetrico de la corriente de accionamiento l/P. La comcidencia entre la corriente de accionamiento l/P real 354 y la corriente de accionamiento l/P calculada 352 y el control simétrico proporciona un control de 5 posición preciso para el accionador acoplado a la válvula 104 de Figura 1 .
Adicionalmente, la gráfica de la corriente de accionamiento 350 de Figura 3B incluye una corriente de accionamiento calculada promedio 356 que corresponde a la corriente de ío accionamiento calculada l/P 352 y una corriente de accionamiento real promedio 358 que corresponde a la corriente de accionamiento l/P real 354. Dado que las corrientes de accionamiento l/P real y calculada 352 y 354 coinciden o son básicamente iguales, las corrientes de accionamiento calculadas 15 y reales promedio 356 y 358 coinciden o son básicamente iguales.
Figura 4A y Figura 4B son gráficas de límite de giro 400 y 425 de límites de giro basados en corrientes de accionamiento l/P promedio. El eje x de las gráficas de límite de giro 400 y 425 muestra una corriente de accionamiento promedio. Esta corriente 20 de accionamiento puede graduarse en amperes, miliamperes, microamperes, nanoamperes, etcétera. Adicionalmente, el eje y de las gráficas de límite de giro 400 y 425 muestra una cantidad de un cambio de valor de accionamiento l/P. El cambio de valor de accionamiento l/P puede graduarse en amperes/segundos, 25 miliamperes/segundos, miliamperes/milisegundos, etcétera. El cambio de valor de accionamiento l/P es igual a la diferencia entre un valor de accionamiento de corriente y un valor de accionamiento l/P previo (por ejemplo, la velocidad a la que cambia el valor de accionamiento de corriente l/P a partir del valor de accionamiento l/P previo). Adicionalmente, las gráficas de límite de giro 400 y 425 muestran límites de giro 402 y 426 para cambios de valor de accionamiento l/P bidireccionales.
La gráfica de límite de giro 400 de Figura 4A muestra el límite de giro 402 a un cambio de valor de accionamiento l/P de D1 para cualquier corriente de accionamiento promedio desde C1 a C2. El límite de giro 402 puede ser un cambio máximo de corriente de accionamiento l/P calculada del convertidor l/P 1 12. Adicionalmente, este límite de giro 402 puede determinarse mediante el metodo de ejemplo 500 de la Figura 5. En el ejemplo de Figura 4A, un cambio de valor de accionamiento l/P calculado 404 es mayor que el límite de giro 402. El limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10 cambia el cambio de valor de accionamiento l/P calculado 404 al reducir el cambio de valor de accionamiento l/P calculado 404 a un valor de cambio de accionamiento l/P 406 a un l ímite de giro. En otros ejemplos, el valor de accionamiento l/P 404 puede disminuirse por debajo del límite de giro 402.
La gráfica de límite de giro 425 de Figura 4B muestra un límite de giro 426 que se basa en una corriente de accionamiento promedio. En este ejemplo, el límite de giro disminuye de forma linear desde D2 a D1 así como la corriente de accionamiento promedio aumenta de C 1 a C2. Esta disminución linear puede ser un resultado de un cambio de corriente máxima en el convertidor l/P 1 12. Por ejemplo, mientras la corriente promedio en el 5 convertidor l/P 1 12 se aproxima a la energía proporcionada al convertidor l/P 1 12, la corriente máxima disminuye. En otros ejemplos, el límite de giro 426 puede tener una relación cuadrática, una relación lineal, una relación exponencial, una relación logarítmica y/o una relación por etapa con el valor de ío accionamiento calculado promedio. De manera adicional, el límite de giro puede basarse en el valor de accionamiento calculado, en un valor de accionamiento previo, en una diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento previo, en una señal de control, en una señal de retroalimentación , en un valor 15 de accionamiento calculado promedio y/o en un valor de accionamiento real promedio. En aun otros ejemplos, el límite de giro 426 puede basarse en el ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o la señal de control.
En la gráfica de límite de giro de ejemplo 425, existe un 20 cambio de valor de accionamiento l/P calculado 428 que es mayor que el límite de giro 426. El limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10 reduce el cambio de valor de accionamiento l/P calculado 428 a un cambio de valor de accionamiento l/P modificado 430 a un límite de giro 426. En este 25 ejemplo, el cambio de valor de accionamiento l/P calculado 428 se encuentra a una corriente promedio C3. Esta corriente promedio C3 puede ser la corriente promedio con el cambio de valor de accionamiento l/P calculado 428 o con el cambio de valor de accionamiento l/P 430. De manera alternativa, la corriente de 5 accionamiento promedio C3 puede corresponder a la corriente de accionamiento real promedio antes de incorporar un valor de accionamiento l/P calculado que corresponde al cambio de valor de accionamiento l/P calculado 428.
Figura 5, Figura 6 y Figura 7 son diagramas de flujo de los ío ejemplos de metodos que pueden llevarse a cabo para implementar el ejemplo de controlador de válvula digital 104, el ejemplo de placa de circuito 108, el ejemplo de limitador de giro por corriente de accionamiento l/P 1 10, el ejemplo de detector de ruido 206, el ejemplo de procesador de control servo 208 y/o el 15 ejemplo de microprocesador 210 de Figura 1 y/o Figura 2. Los ejemplos de métodos de Figura 5, Figura 6 y Figura 7 se pueden realizar por un procesador, un controlador y/o cualquier otro dispositivo de procesamiento adecuado. Por ejemplo, los ejemplos de métodos de Figura 5, Figura 6 y Figura 7 pueden 20 incorporarse en instrucciones codificadas almacenadas en cualquier medio tangible y legible por computadora como una memoria flash, un CD , un DVD, un disquete, una ROM, una RAM , una ROM programadle (PROM), una ROM programadle de forma electrónica (EPROM) , una PROM eliminable de forma electrónica 25 (EEPROM) , un disco de almacenamiento óptico, un dispositivo de almacenamiento óptico, un disco de almacenamiento magnetico, un dispositivo de almacenamiento magnético y/o cualquier otro medio que se puede usar para cargar o almacenar códigos y/o instrucciones en forma de métodos o estructuras de datos, y que se pueden acceder a través de un procesador, una computadora para uso general o específico u otra máquma con un procesador, (por ejemplo, el ejemplo de la plataforma de procesador 810 que se trata más adelante en relación con Figura 8). Las combinaciones de los mencionados anteriormente también se incluyen dentro del alcance de los medios legibles por computadora. Los métodos comprenden , por ejemplo, instrucciones y/o datos que provocan que un procesador, una computadora para uso general o una máquina procesadora para uso específico implementen uno o más métodos particulares. De manera alternativa, alguno o todos de los ejemplos de métodos de Figura 5, Figura 6 y Figura 7 pueden implementarse usando una o más combinaciones cualesquiera de ASIC , PLD, FPLD, compuerta lógica, hardware, firmware, etcétera. Además, uno o más de los métodos de ejemplo de Figura 5, Figura 6 y Figura 7 pueden implementarse usando operaciones manuales o como cualquier combinación de cualquiera de las téenicas que anteceden , por ejemplo, cualquier combinación de firmware, software, compuerta lógica y/o hardware. Además, se pueden emplear muchos otros métodos para implementar las operaciones de ejemplo de Figura 5, Figura 6 y Figura 7. Por ejemplo, el orden de ejecución de los bloques se puede cambiar y/o uno o más de los bloques descritos se pueden cambiar, eliminar, subdividir o combinar. Además, alguno o todos los métodos de ejemplo de Figura 5, Figura 6 y Figura 7 pueden realizarse secuencialmente y/o pueden realizarse en paralelo mediante, por ejemplo, hilos de procesamiento separados, procesadores, dispositivos, compuerta lógica, circuitos, etcétera.
El método de ejemplo 500 de la Figura 5 determina un límite de giro para el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P de la Figura 1 . El método de ejemplo 500 de la Figura 5 calcula un límite de giro para las condiciones de funcionamiento de un controlador de conjunto individual de válvulas 102. Otros métodos 500 de ejemplo se pueden implementar para determinar los límites de giro para otras condiciones de funcionamiento del controlador de la válvula 102. De manera adicional , uno o más límites de giro calculados del método 500 de ejemplo pueden combinarse entre sí para formar una relación entre un valor de límite de giro y las condiciones de funcionamiento del controlador de la válvula 102. Además, el método de ejemplo 500 puede ser usado para determinar una relación funcional entre un l ímite de giro y la corriente real aplicada al convertidor l/P 1 12.
El método de ejemplo 500 comienza cuando se activa el conjunto de válvulas de control 100 y se mide una inductancia del solenoide 1 13 dentro del convertidor l/P 1 12 (bloque 502). Un límite de giro se calcula luego de la inductancia medida y las características del suministro de energ ía al convertidor l/P 1 12 (bloque 504). En otros ejemplos, el l ímite de giro se puede calcular a partir del cambio de velocidad de la corriente máxima real en el convertidor l/P 1 12. En aun otros ejemplos, el límite de giro se puede calcular como una función del cambio de velocidad de la corriente máxima en el convertidor l/P 1 12 para diferentes corrientes de accionamiento promedio.
Despues de calcular el límite de giro (bloque 504), se mide el ruido dentro de la carrera de la señal de retroalimentación de carrera (bloque 506). A continuación, se mide el ruido en la señal de control (bloque 508) y se registra el punto de funcionamiento del controlador de la válvula 102 (bloque 510). De manera adicional, se puede medir el ruido dentro del controlador de la válvula 102 , la unidad de control 108 y/o el conector 106. En algunas implementaciones de ejemplo, el cálculo del límite de giro (bloque 504) y la medida del ruido dentro de las señales de retroalimentación y control (bloques 506 y 508) pueden repetirse para diferentes puntos de funcionamiento del controlador de la válvula 102 (bloque 510) o, de manera alternativa, pueden implementarse a intervalos regulares de tiempo, que incluye, por ejemplo , se mide cada instancia de señales de retroalimentación y control.
El método 500 de ejemplo de la Figura 5 continúa cuando se calcula un nuevo límite de giro o se ajusta el límite de giro previo basándose en el ruido medido en el punto de funcionamiento del controlador de la válvula 102 (bloque 512) . Se puede calcular un nuevo límite de giro para los casos cuando el controlador de la válvula 102 detecta ruido dentro de la señal de control y/o la 5 señal de retroalimentación y ajusta el límite de giro en función del ruido determinado. En otros ejemplos, el controlador de la válvula 102 puede activar un control de límite de giro al detectar ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o la señal de control. El metodo 500 de ejemplo termina cuando el o los límites de giro ío calculados se almacenan en la memoria 214 dentro de la unidad de control 108 (bloque 514).
El método 600 de ejemplo de la Figura 6 limita un cambio de un valor de accionamiento calculado por el algoritmo o proceso de control de posición dentro de la unidad de control 108 de la 15 Figura 1 . El método 600 de ejemplo muestra un único cálculo de un valor de accionamiento y una comparación con respecto a un límite de giro. Sin embargo, el método 600 de ejemplo se puede iniciar para cada instancia de una señal de control recibida y/o una señal de retroalimentación de carrera de válvula recibida. El 20 método 600 de ejemplo comienza cuando el conjunto de válvulas de control 100 de la Figura 1 se encuentra en estado de funcionamiento y el controlador de la válvula 102 recibe una señal de control y una señal de retroalimentación (bloques 602 y 604). A continuación , se calcula un valor de accionamiento l/P a partir 25 de la diferencia entre la señal de retroalimentación y la señal de control (bloque 606). Este valor de accionamiento l/P corresponde a la cantidad que el controlador de la válvula 102 abrirá o cerrará el accionador acoplado a la válvula 104.
Despues de calcular el valor de accionamiento l/P, un cambio de valor de accionamiento l/P se calcula a partir de la diferencia entre el valor de accionamiento l/P y un valor de accionamiento l/P previo (bloque 608). El valor de accionamiento l/P anterior es el valor de accionamiento l/P transmitido al convertidor l/P 1 12 antes del controlador de la válvula 102 que recibe la señal de control más reciente y la señal de retroalimentación. El valor de accionamiento l/P previo también puede haber sido cambiado basándose en un límite de giro. A continuación , el cambio de valor de accionamiento l/P se compara con el límite de giro (bloque 610). El l ímite de giro puede estar basado en (por ejemplo, una función) el cambio de valor de accionamiento l/P, la corriente calculada promedio con el valor de accionamiento l/P, el valor de accionamiento l/P y/o la corriente calculada promedio antes de agregar el valor de accionamiento l/P. De manera alternativa, el límite de giro puede ser un valor que corresponde al cambio de valor de accionamiento l/P máximo en el convertidor l/P 1 12.
En casos en donde el cambio de valor de accionamiento l/P es positivo, si el cambio de valor de accionamiento l/P es menor que el límite de giro (bloque 610) , el valor de accionamiento l/P no se modifica y la unidad de control 108 transmite el valor de accionamiento l/P como una corriente al convertidor l/P 1 12 (bloque 614) . Adicionalmente, en casos en donde el cambio de valor de accionamiento l/P es negativo (por ejemplo, un valor l/P que disminuye), si el cambio de valor de accionamiento l/P es menor que el límite de giro (bloque 610) , el valor de accionamiento l/P no se modifica y la unidad de control 108 transmite el valor de accionamiento l/P como una corriente al convertidor l/P 1 12 (bloque 614). Sin embargo, si el cambio de valor de accionamiento l/P es positivo y el cambio de valor de accionamiento l/P es mayor que el límite de giro (bloque 610) o el cambio del valor de accionamiento l/P es negativo y el cambio de valor de accionamiento l/P es mayor que el límite de giro (bloque 610), el valor de accionamiento l/P se cambia basándose en el límite de giro (bloque 612). En los casos de un cambio de valor de accionamiento l/P positivo, el valor de accionamiento l/P se reduce al valor anterior más el límite de giro o se reduce a un valor menor que el valor de accionamiento l/P anterior más el límite de giro. De manera similar, en los casos de un cambio de valor de accionamiento l/P negativo, el valor de accionamiento l/P se aumenta al valor de accionamiento l/P anterior menos el límite de giro o se reduce a un valor mayor que el valor de accionamiento l/P anterior menos el límite de giro. El metodo de ejemplo termina cuando el valor de accionamiento l/P cambiado se transmite como una corriente al convertidor l/P 1 12 (bloque 614) .
El metodo 700 de ejemplo de la Figura 7 limita un cambio de un valor de accionamiento debido al ruido dentro de la señal de retroalimentación y/o la señal de control. El método 700 de ejemplo muestra un único cálculo de un valor de accionamiento y una comparación con respecto a un límite de giro. Sin embargo, el método 700 de ejemplo se puede realizar para cada instancia de una señal de control recibida y/o una señal de retroalimentación de carrera de válvula recibida. En otras implementaciones, el método 700 de ejemplo puede colocar un límite de giro basándose en ruido detectado dentro del controlador de la válvula 102 y/o dentro del conector 106 del ruido del medio externo. El método 700 de ejemplo comienza cuando el conjunto de válvulas de control 100 de la Figura 1 se encuentra en estado de funcionamiento y el controlador de la válvula 102 recibe una señal de control y una señal de retroalimentación (bloques 702 y 704) . A continuación, se revisa la señal de retroalimentación y/o la señal de control en busca de sonido (bloque 706). La revisión en busca de ruido dentro de las señales puede incluir determinar si una amplitud o un valor promedio del ruido es mayor que un umbral de ruido. En algunos ejemplos, la revisión en busca de ruido puede ocurrir luego de que la señal de control y/o la señal de retroalimentación se filtran dentro del controlador de la válvula 102 y/o la unidad de control 108. En otros ejemplos, se puede revisar el ruido antes de realizar cualquier tipo de filtrado.
A continuación , se fija un límite de giro basándose en el ruido medido (bloque 708). La relación del límite de giro con el ruido se puede determinar mediante el metodo 500 de ejemplo de la Figura 5. En los casos en que el ruido no es mayor que un umbral del ruido, el límite de giro solo se puede basar sobre el cambio de valor de accionamiento l/P y/o una corriente calculada promedio basándose en el valor de accionamiento l/P. De manera alternativa, el límite de giro puede corresponder al cambio de corriente máxima en el convertidor l/P 1 12. En los casos en que el ruido es mayor que el umbral del ruido, el límite de giro de ruido se puede basar sobre el ruido y el cambio de valor de accionamiento l/P y/o la corriente calculada promedio. Después se calcula un valor de accionamiento l/P basándose en la diferencia entre la señal de retroalimentación y la señal de control (bloque 710). Después de calcular el valor de accionamiento l/P, un cambio de valor de accionamiento l/P se calcula basándose en la diferencia entre el valor de accionamiento l/P y un valor de accionamiento l/P previo (bloque 712) .
El método 700 de ejemplo de la Figura 7 continúa cuando el cambio de valor de accionamiento l/P se compara con el límite de giro de ruido (bloque 714). En casos en donde el cambio de valor de accionamiento l/P es positivo, si el cambio de valor de accionamiento l/P es menor que el límite de giro de ruido (bloque 714), el valor de accionamiento l/P no se modifica y la unidad de control 108 transmite el valor de accionamiento l/P como una corriente al convertidor l/P 1 12 (bloque 718). Adicionalmente, en casos en donde el cambio de valor de accionamiento l/P es negativo (por ejemplo, un valor l/P que disminuye), si el cambio 5 de valor de accionamiento l/P es menor que el límite de giro de ruido (bloque 714), el valor de accionamiento l/P no se modifica y la unidad de control 108 transmite el valor de accionamiento l/P como una corriente al convertidor l/P 1 12 (bloque 718).
Sin embargo, si el cambio de valor de accionamiento l/P es ío positivo y el cambio de valor de accionamiento l/P es mayor que el límite de giro de ruido o el cambio del valor de accionamiento l/P es negativo y el cambio de valor de accionamiento l/P es mayor que el límite de giro de ruido (bloque 714), el valor de accionamiento l/P se cambia basándose en el límite de giro de 15 ruido (bloque 716) . En los casos de un cambio de valor de accionamiento l/P positivo, el valor de accionamiento l/P se reduce al valor de accionamiento l/P anterior más el límite de giro de ruido o se reduce a un valor menor que el valor de accionamiento l/P anterior más el límite de giro de ruido. De 20 manera similar, en los casos de un cambio de valor de accionamiento l/P negativo, el valor de accionamiento l/P se aumenta al valor de accionamiento l/P anterior menos el límite de giro de ruido o se aumenta a un valor mayor que el valor de accionamiento l/P anterior menos el límite de giro. El metodo de 25 ejemplo termina cuando el valor de accionamiento l/P cambiado se transmite como una corriente al convertidor l/P 1 12 (bloque 718) .
La Figura 8 es un diagrama de bloques de un sistema procesador 810 de ejemplo que puede usarse para implementar los metodos y aparatos de ejemplos descritos en la presente. Por ejemplo, los sistemas procesadores similares o idénticos al sistema procesador 810 de ejemplo puede usarse para implementar el controlador de válvula digital 104, la placa de circuito 108, el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P, el detector de ruido 206, el procesador de control de servo 208 y/o el microprocesador 210 de las Figuras 1 y/o 2. Aunque el sistema procesador 810 de ejemplo se describe a continuación como que incluye una pluralidad de periferales, interfaces, chips, memorias, etcétera. , uno o más de esos elementos pueden omitirse de otros sistemas procesadores de ejemplo usados para implementar uno o más del controlador de válvula digital 104, la placa de circuito 108, el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P, el detector de ruido 206, el procesador de control de servo 208 y/o el microprocesador 210.
Como se muestra en la Figura 8, el sistema procesador 810 incluye un procesador 812 que se acopla a un bus de interconexión 814. El procesador 812 incluye un set de registro o espacio de registro 816, que se describe en la Figura 8 como que se encuentra enteramente en el chip, pero que puede, de forma alternativa , estar ubicado entera o parcialmente fuera del chip y directamente acoplado al procesador 812 mediante conexiones electricas dedicadas y/o mediante el bus de interconexión 814. El procesador 812 puede ser cualquier procesador adecuado, unidad de procesamiento o microprocesador. Aunque no se muestra en la Figura 8, el sistema 810 puede ser un sistema multiprocesador y, por lo tanto, puede incluir uno o más procesadores adicionales que son idénticos o similares al procesador 812 y que se encuentran acoplados de forma comunicativa al bus de interconexión 814.
El procesador 812 de la Figura 8 se acopla a un conjunto de chips 818 que incluye un controlador de memoria 820 y un controlador de entrada/salida (l/O) periférica 822. Como se sabe, un conjunto de chips típicamente proporciona funciones de administración l/O y de memoria así como una pluralidad de registros de propósitos generales y/o especiales, cronómetros, etcétera que son accesibles o son usados por uno o más procesadores acoplados al conjunto de chips 818. El controlador de memoria 820 realiza funciones que permiten que el procesador 812 (o procesadores si hay múltiples procesadores) acceda a una memoria de sistema 824 y a una memoria de almacenamiento masivo 825.
El sistema de memoria 824 puede incluir cualquier tipo deseado de memoria volátil y/o no volátil como, por ejemplo, memoria estática de acceso aleatorio (SRAM) , memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) , memoria flash , memoria de solo lectura (ROM), etcetera. La memoria de almacenamiento masiva 825 puede incluir cualquier tipo de dispositivo de almacenamiento masivo deseado. Por ejemplo, si el sistema procesador 810 de ejemplo se usa para implementar el controlador de la válvula digital 104 (Figura 1 ), la memoria de almacenamiento masiva 825 puede incluir un disco duro, un disco duro óptico, un dispositivo de almacenamiento en cinta, etcétera. De manera alternativa , si el sistema procesador 810 de ejemplo se usa para implementar la placa de circuito 108 , el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P, el detector de ruido 206, el procesador de control de servo 208 y/o el microprocesador 210, la memoria de almacenamiento masiva 825 puede incluir una memoria en estado sólido (por ejemplo, una memoria flash, una memoria RAM , etcétera), una memoria magnética (por ejemplo, un disco duro), o cualquier otra memoria adecuada para almacenamiento en masa en la placa de circuito 108, el limitador de giro 1 10 de la corriente de accionamiento l/P , el detector de ruido 206, el procesador de control de servo 208 y/o el microprocesador 210.
El controlador de l/O periférico 822 realiza funciones que permiten que el procesador 812 se comunique con los dispositivos periféricos de entrada/salida (l/O) 826 y 828 y una interfaz de red 830 a través de un bus periférico l/O 832. Los dispositivos de l/O 826 y 828 pueden ser cualquier tipo deseado de dispositivo de l/O como, por ejemplo, un teclado, una pantalla (por ejemplo, una pantalla de cristal líquido (LCD), una pantalla de tubo de rayos catódicos (CRT), un dispositivo de navegación (por ejemplo, un ratón , una rueda de desplazamiento, un una almohadilla capacitiva sensible al tacto, un joystick, etcetera), etcétera. El interfaz de red 830 puede ser, por ejemplo, un dispositivo Ethernet, un dispositivo de modo de transferencia asincrona (ATM), un dispositivo 802.1 1 , un módem DSL, un módem de cable, un módem de celular, etcétera que le permite al sistema procesador 810 comunicarse con otro sistema procesador Mientras que el controlador de memoria 820 y el controlador de l/O 822 se describen en la Figura 8 como bloques funcionales separados dentro del conjunto de chips 818, las funciones realizadas por estos bloques pueden estar integradas dentro de un circuito semiconductor individual o puede implementarse usando dos o más circuitos integrados separados.
Al menos algunos de los métodos y/o sistemas de ejemplo descritos anteriormente son implementados por uno o más programas de software y/o firmware que se ejecutan en un procesador de computadora. Sin embargo, las implementaciones de hardware dedicadas que incluyen, de modo no taxativo, circuitos integrados específicos de aplicación , conjuntos lógicos programables y otros dispositivos de hardware pueden del mismo modo ser construidos para implementar algunos o todos los métodos y/o aparatos de ejemplo descritos en la presente, ya sea de forma total o en parte. Además, las implementaciones de software alternativas incluyen , de modo no taxativo, procesamiento de distribución o proceso de distribución componente/objeto, procesamiento paralelo, o proceso de máquma virtual tambien puede construirse para implementar los métodos y/o sistemas de ejemplo descritos en la presente.
También debería notarse que las implementaciones de software y/o firmware de ejemplo descritas en la presente están almacenadas en un medio de almacenamiento tangible, como: un medio magnético (por ejemplo, un disco o cinta magnética); un medio magneto-óptico o medio óptico como un disco óptico; o un medio en estado sólido como una tarjeta de memoria u otro paquete que alberga uno o más memorias de solo lectura (volátil), memorias de acceso aleatorio u otras memorias reescribibles (volátiles) . Por consiguiente, el software y/o firmware de ejemplo descritos en la presente se pueden almacenar en un medio de almacenamiento tangible como aquellos descritos anteriormente o en medio de almacenamiento sucesor. En la medida en que la memoria descriptiva anterior describe componentes y funciones de ejemplo que hacen referencia a estándares y protocolos particulares, se entiende que el alcance de esta patente no se limita a tales estándares y protocolos. Por ejemplo, cada uno de los estándares para internet y otra transmisión de red con conmutación de paquetes (por ejemplo, Protocolo de Control de Transmisión (TCP)/Protocolo de Internet (I P) , Protocolo de datagramas de usuario (UDP)/IP, lenguaje de marcas de hipertexto (HTML), protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) representan ejemplos del estado de la teenica actual. Tales estándares se reemplazan periódicamente por equivalentes más rápidos o más eficiente que tienen la misma funcionalidad general. Por consiguiente, los estándares y protocolos de reemplazo que tienen las mismas funciones son equivalentes, las cuales están contempladas por esta patente y se pretende que estén incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones que las acompañan .
De manera adicional, aunque esta patente describe métodos y aparatos de ejemplo que incluyen software o firmware ejecutados en hardware, debe considerarse que tales sistemas son meramente ilustrativos y no deben considerarse taxativos. Por ejemplo, se contempla que cualquiera de estos componentes de hardware y software podría usarse exclusivamente en hardware, exclusivamente en software, exclusivamente en firmware o en alguna combinación de hardware, firmware y/o software. Por consiguiente, si bien la memoria descriptiva anterior describe métodos, sistemas y medios accesibles por máqumas de ejemplo, los ejemplos proporcionados no constituyen la única forma de implementar tales sistemas, métodos y medios accesibles por máquinas. Por lo tanto, aunque se han descrito en la presente determinados métodos, sistemas y medios accesibles por máquinas, el alcance de cobertura de esta patente no se limita a estos. Al contrario, esta patente cubre todos los métodos, sistemas y medios accesibles por máqumas incluidos dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, ya sea literalmente o según la doctrina de los equivalentes.

Claims (25)

REIVINDICACIONES
1 . Un metodo, que comprende: determinar un límite de giro de un controlador basándose en el ruido en al menos una de una señal de control o de una señal de retroalimentación; calcular un valor de accionamiento basándose en la señal de control y la señal de retroalimentación ; y cambiar el valor de accionamiento calculado si una diferencia entre el valor de accionamiento y un valor de accionamiento previo es mayor que el límite de giro del controlador.
2. U n método como se define en la reivindicación 1 , que comprende además transmitir el valor de accionamiento cambiado a un transductor del controlador.
3. Un método como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cambiar el valor de accionamiento calculado comprende: calcular la diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento anterior; y comparar la diferencia con el límite de giro.
4. U n método como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde determinar el límite de giro comprende determinar un primer límite de giro y cambiar el primer límite de giro basándose en una comparación del ruido con respecto a un umbral.
5. Un metodo como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el límite de giro es un cambio de valor de accionamiento máximo por ciclo de ejecución 5 de un proceso de control .
6. U n método como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la señal de control incluye una instrucción para colocar un accionador en una posición específica, y en donde la señal de retroalimentación corresponde ío a una posición del accionador.
7. Un método como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el valor de accionamiento anterior es un valor calculado previo que fue transmitido antes de recibir al menos una de la señal de retroalimentación o la señal 15 de control.
8. Un método como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde determinar el límite de giro comprende calcular un valor de ruido promedio.
9. Un método como se define en cualquiera de las 20 reivindicaciones anteriores, que comprende además determinar que al menos uno de un valor de amplitud o promedio del ruido es mayor que un umbral .
10. Un aparato, que comprende: un detector de ruido para identificar ruido en al menos una 25 de una señal de control o una señal de respuesta; y un limitador de giro de la corriente de accionamiento para: determinar un límite de giro basándose en el ruido; recibir un valor de accionamiento y un valor de accionamiento anterior; y cambiar el valor de accionamiento calculado si una diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento previo es mayor que el límite de giro.
1 1 . Un aparato como se define en la reivindicación 10, que comprende además un procesador de control de posición para: calcular de la señal de control y la señal de retroalimentación el valor de accionamiento y dirigir el valor de accionamiento al limitador de giro de la corriente de accionamiento; y transmitir el valor de accionamiento cambiado a un transductor.
12. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además: un generador de corriente de accionamiento para recibir el valor de accionamiento cambiado del procesador del control de la posición y generar una señal que incluye el valor de accionamiento cambiado a ser enviado al transductor; y una memoria para guardar al menos uno de los valores de accionamiento anteriores, el valor de accionamiento o el límite de giro para el limitador de giro de la corriente de accionamiento.
13. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la memoria va a guardar el límite de giro como un cambio de valor de accionamiento máximo por ciclo de ejecución de un proceso. 5
14. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el limitador de giro de la corriente de accionamiento va a guardar el valor de accionamiento anterior en la memoria como una señal de accionamiento calculada previamente que fue transmitida antes ío de recibir al menos una de la señal de retroalimentación o la señal de control.
15. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el detector de ruido determina si al menos uno de un valor de amplitud o promedio del 15 ruido es mayor que un umbral .
16. Un aparato definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el limitador de giro de la corriente de accionamiento va a determinar el límite de giro basándose en un valor de ruido promedio calculado. 20
17. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el limitador de giro de la corriente de accionamiento determina si la diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento anterior es mayor que el límite de giro al: 25 calcular la diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento anterior; y comparar la diferencia con el límite de giro.
18. U n aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el límite de giro determina el limitador de giro al determinar un primer límite de giro y cambiar el primer límite de giro basándose en una comparación del ruido con respecto a un umbral.
19. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la señal de retroalimentación corresponde a una posición de un accionador, y en donde la señal de control incluye una instrucción para colocar el accionador en una posición específica.
20. U n aparato, que comprende: medios para determinar un límite de giro de un controlador basándose en el ruido en al menos una de una señal de control o de una señal de respuesta; medios para calcular un valor de accionamiento basándose en la señal de control y la señal de retroalimentación ; y medios para cambiar el valor de accionamiento calculado si una diferencia entre el valor de accionamiento y un valor de accionamiento previo es mayor que el límite de giro del controlador.
21 . U n aparato como se define en la reivindicación 20, que comprende además medios para transmitir el valor de accionamiento cambiado a un transductor del controlador electro- neumático.
22. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios para cambiar el valor de accionamiento calculado comprenden : 5 medios para calcular la diferencia entre el valor de accionamiento y el valor de accionamiento anterior; y medios para comparar la diferencia con el límite de giro.
23. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios para determinar ío el valor de accionamiento comprenden : medios para determinar un primer límite de giro; y medios para cambiar el primer límite de giro basándose en el ruido identificado cuando el ruido identificado es mayor que un umbral . 15
24. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde determinar el límite de giro se basa en un valor de ruido promedio calculado.
25. Un aparato como se define en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios para 20 determinar que al menos uno de un valor de amplitud o promedio del ruido es mayor que un umbral de ruido.
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