СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНОМ Российский патент 2018 года по МПК F15B13/43 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка заявляет приоритет на основании предварительной патентной заявки США №61/894254, поданной 22 октября 2013, описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Данное изобретение относится к системам управления технологическими процессами, а более конкретно, к управлению клапаном с батарейным питанием.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Системы управления технологическими процессами, такие как распределенные или масштабируемые системы управления технологическими процессами, подобные тем, что используются в химических, нефтеперерабатывающих и других технологических процессах, как правило, содержат один или более контроллеров технологического процесса, коммуникативно присоединенных по меньшей мере с одной главной рабочей станцией или рабочей станцией пользователя и с одним или более полевыми устройствами через аналоговые, цифровые или комбинированные аналоговые/цифровые шины. Полевые устройства, которые могут включать, например, регулирующие клапаны, позиционеры клапанов, переключатели и передатчики (например, датчики температуры, давления и расхода) выполняют в технологическом процессе такие функции, как открытие или закрытие клапанов и измерение параметров технологического процесса. Контроллер технологического процесса принимает сигналы, характерные для измерений технологического процесса, выполняемых полевыми устройствами, и/или другую информацию, относящуюся к полевым устройствам, и использует эту информацию, чтобы реализовать управляющую программу для генерирования управляющих сигналов, которые передаются по шинам на полевые устройства с целью управления ходом технологического процесса. Информация от каждого из полевых устройств и контроллера, как правило, доступна для одной или более прикладных программ, выполняемых рабочей станцией пользователя, для того, чтобы дать возможность оператору выполнить любую требуемую функцию, относящуюся к технологическому процессу, такую как просмотр текущего состояния технологического процесса и/или изменение хода технологического процесса. В случае отказа полевого устройства, рабочее состояние всей системы управления технологическим процессом может быть подвержено риску.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Один аспект настоящего изобретения направлен на способ управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, внедренным в систему управления технологическим процессом. Способ включает временное приведение в действие или активацию узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя, получение измеренного значения температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием, определение, что измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры, и непрерывное приведение в действие или активацию узла управляющего клапана с батарейным питанием для поддержания выпускного клапана в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

[0005] Другой аспект настоящего изобретения содержит способ управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, внедренным в систему управления технологическим процессом. Способ включает временное приведение в действие или активацию узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя, осуществление контроля температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием, определение, что контролируемая температура ниже порогового уровня температуры, и непрерывное приведение в действие или активацию узла управляющего клапана с батарейным питанием для поддержания выпускного клапана в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

[0006] Следующий аспект настоящего изобретения направлен на систему управления удаленным клапаном с пневматическим приводом. Система содержит узел управляющего клапана с батарейным питанием, функционально связанный с выпускным клапаном, один или более процессоров, функционально связанных с узлом управляющего клапана с батарейным питанием, и запоминающее устройство, функционально связанное с процессором. Система содержит температурный датчик, функционально связанный с одним или более процессорами, при этом температурный датчик облегчает осуществление контроля температуры, связанной с узлом управляющего клапана с батарейным питанием. Система дополнительно содержит модуль управления, сохраняемый в запоминающем устройстве, который при его выполнении на одном или более процессорах, временно приводит в действие или активирует узел управляющего клапана с батарейным питанием для установки выпускного клапана в положение переключателя и непрерывно приводит в действие узел управляющего клапана с батарейным питанием для поддержания выпускного клапана в положении переключателя, если значение температуры ниже порогового уровня температуры.

[0007] Следующий аспект настоящего изобретения включает материальный машиночитаемый носитель информации, содержащий сохраняемые в нем команды, выполнение которых одним или более процессорами побуждает один или более процессоров временно привести в действие или активировать узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя, получить измеренное значение температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием, сравнить полученное измеренное значение температуры с пороговым уровнем температуры, и непрерывно приводить в действие или активировать узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

[0008] Далее, в соответствии с описанными в настоящей заявке аспектами изобретения, любой один или более из упомянутых выше вариантов реализации изобретения может дополнительно включать один любой или более из следующих форм реализации изобретения.

[0009] В одной форме, способ включает определение, был ли позиционирован выпускной клапан, и прекращение непрерывного приведения в действие или активации узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

[0010] В другой форме, способ включает приведение в действие или активацию первого управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан в первое положение; или приведение в действие или активацию второго управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

[0011] В следующей форме, узел управляющего клапана включает первый управляющий клапан с батарейным питанием для получения управляющего сигнала от одного или более процессоров, чтобы установить выпускной клапан в первое положение, и второй управляющий клапан с батарейным питанием для получения управляющего сигнала от одного или более процессоров, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

[0012] В следующей форме, выпускной клапан содержит поворотный золотниковый клапан или золотниковый клапан с поступательным перемещением.

[0013] В следующей форме, выпускной клапан представляет собой пьезоэлектрический клапан.

[0014] В следующей форме, пороговый уровень температуры составляет - 10°С.

[0015] В следующей форме, период времени для временной передачи управляющего сигнала, чтобы привести в действие узел управляющего клапана, составляет три секунды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0016] Фиг. 1 является схематичным представлением системы управления типовым технологическим процессом, имеющей одно или более полевых устройств, сконструированных в соответствии с принципами данного изобретения.

[0017] Фиг. 2А является схематичным представлением типового узла регулирующего клапана, сконструированного в соответствии с принципами данного изобретения.

[0018] Фиг. 2В является схематичным представлением внутренних элементов управляющего клапана, проиллюстрированного на Фиг. 2А.

[0019] Фиг. 2С является схематичным представлением электрического эквивалента управляющего клапана, проиллюстрированного на Фиг. 2А и 2В.

[0020] Фиг. 3 представлена блок-схема типового способа управления клапаном.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0021] Теперь обратимся к Фиг. 1, система управления технологическим процессом 10, сконструированная в соответствии с одним из вариантов реализации данного изобретения, проиллюстрирована как содержащая одно или более полевых устройств 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 в коммуникации с контроллером технологического процесса 11. Контроллер технологического процесса 11 коммуникативно присоединен к архивному хранилищу данных 12 и к одной или нескольким рабочим станциям пользователя 13. Каждая рабочая станция 13 содержит пользовательский интерфейс 14 для осуществления взаимодействия с системой управления технологическим процессом 10. Пользовательский интерфейс 14 может содержать одно или более устройств, таких как, например, экран дисплея, сенсорный экран, клавиатура, и мышка. В такой конфигурации контроллер 11 подает сигналы к и принимает сигналы от полевых устройств 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, а также от рабочих станций 13 для дальнейшего управления системой управления технологическим процессом.

[0022] В дополнение, контроллер технологического процесса 11 системы управления технологическим процессом 10 согласно варианту, проиллюстрированному на Фиг. 1, соединен через аппаратную систему связи с полевыми устройствами 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 посредством плат ввода/вывода 26 и 28. Архивным хранилищем данных 12 может быть любой требуемый тип блока сбора данных, содержащий любой требуемый тип запоминающего устройства и любые требуемые или известные программные, аппаратные или программно-аппаратные средства для хранения данных. Более того, в то время как архивное хранилище данных 12 проиллюстрировано в виде отдельного устройства на Фиг. 1, оно вместо или дополнительно может быть частью одной из рабочих станций 13 или другого устройства, такого как сервер. Контроллер 11, который может быть, например, контроллером DeltaV™, реализуемым компанией Emerson Process Management, соединен с возможностью осуществления связи с рабочими станциями 13 и архивом 12 данных через сеть 24 связи, которая может представлять собой, например, подключение через Интернет или Ethernet.

[0023] Полевые устройства 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 проиллюстрированы в коммуникативном подключении к контроллеру 11 с применением схемы аппаратной системы связи, которая может включать применение любого требуемого аппаратного средства, программного обеспечения и/или программно-аппаратного средства для реализации аппаратной связи, включая, например, стандартные устройства связи на 4-20 мА и/или любые другие устройства связи с применением любого интеллектуального протокола связи, такого как протокол связи FOUNDATION^® Fieldbus, протокол связи HART^® и т.д. Полевые устройства 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 могут быть любыми типами устройств, такими как, например, датчики, узлы регулирующих клапанов, передатчики, позиционеры, в то время как платы ввода/вывода 26 и 28 могут быть любыми типами устройств ввода/вывода, которые соответствуют любому желаемому протоколу связи или контроллера. В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1, полевые устройства 15, 16, 17, 18 являются стандартными устройствами на 4-20 мА, которые сообщаются через аналоговые линии с платой ввода/вывода 26, в то время как цифровые полевые устройства 19, 20, 21, 22 могут быть представлены интеллектуальными устройствами, такими как устройства связи HART^® и полевые устройства Fieldbus, которые сообщаются по цифровой шине с платой ввода/вывода 28, с применением связей по протоколу Fieldbus. Конечно, полевые устройства 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 могут соответствовать любому другому требуемому стандарту (стандартам) или протоколам, в том числе любым стандартам и протоколам, разработанным в будущем.

[0024] Система управления технологическим процессом 10, проиллюстрированная на Фиг. 1, содержит также ряд беспроводных полевых устройств 23, 30, 31, 32, 33, 34, расположенных на промышленной установке для осуществления контроля и/или управления. Полевое устройство 23 проиллюстрировано в виде узла регулирующего клапана, содержащего, например, регулирующий клапан, в то время как полевые устройства 30, 31, 32, 33, 34 проиллюстрированы в виде передатчиков, например, датчиков параметров процесса. Беспроводная связь может быть установлена между контроллером 11 и полевыми устройствами 23, 30, 31, 32, 33, 34 с использованием любого требуемого оборудования беспроводной связи, включая аппаратные, программные, аппаратно-программные средства или любое их сочетание, известное в настоящем или разработанное в будущем. В варианте, проиллюстрированном на Фиг. 1, антенна 25 соединена с узлом регулирующего клапана 23 с целью осуществления беспроводной связи для узла регулирующего клапана 23. Аналогичным образом, антенна 35 соединена с передатчиком 30 и предназначена для осуществления видов беспроводной связи для него, в то время как беспроводной маршрутизатор или другой модуль 36, имеющий антенну 37, соединен с совместно управляемыми видами беспроводной связи для передатчиков 31, 32, 33, 34. Полевые устройства или связанные аппаратные устройства 23, 30, 31, 32, 33, 34, 36 могут реализовывать стековые операции протоколов, используемые соответствующими беспроводными протоколами связи для получения, декодирования, маршрутизации, кодирования и отправления беспроводных сигналов посредством антенн 25, 35, 37 для реализации беспроводной связи между контроллером технологического процесса 11 и узлом регулирующего клапана 23 и передатчиками 30, 31, 32, 33, 34.

[0025] При необходимости, узел регулирующего клапана 23 может обеспечить измерения, выполненные посредством датчиков в узле регулирующего клапана 23 или может обеспечить другие данные, генерируемые или вычисляемые посредством узла регулирующего клапана 23 для контроллера 11, как часть его работы. Конечно, как известно, узел регулирующего клапана 23 может также принимать управляющие сигналы от контроллера 11, чтобы влиять на физические параметры, например, потока, в рамках всего технологического процесса. Кроме того, передатчики 30, 31, 32, 33, 34 могут составлять единственную связь между различными датчиками процесса (передатчиками) и контроллером технологического процесса 11 и, как таковые, применяются для передачи точных сигналов на контроллер 11 для обеспечения того, чтобы производительность технологического процесса не была нарушена. Передатчики 30, 31, 32, 33, 34, часто упоминаемые как передатчики переменных технологического процесса (PVTs), тем не менее могут играть значительную роль в управлении общим процессом управления.

[0026] Контроллер технологического процесса 11 функционально связан с одним или более устройствами ввода - вывода 40, 41, каждое из которых соединено с соответствующей антенной 42, 43, причем такие устройства ввода-вывода и антенны действуют как передатчики/приемники для осуществления беспроводной связи с беспроводными полевыми устройствами 23, 30, 31, 32, 33, 34 посредством одной или большего числа сетей беспроводной связи. Беспроводная связь между полевыми устройствами 23, 30, 31, 32, 33, 34 может осуществляться с использованием одного или большего количества известных протоколов беспроводной связи, таких как протокол WirelessHART^®, протокол Ember, протокол Wi-Fi, стандарт беспроводной связи IEEE и т.д. Более того, устройства ввода - вывода 40, 41 могут реализовывать стековые операции протоколов, используемые этими протоколами связи для получения, декодирования, маршрутизации, кодирования и отправления беспроводных сигналов посредством антенн 42, 43 для реализации беспроводной связи между контроллером 11 и узлом регулирующего клапана 23 и передатчиками 30, 31, 32, 33, 34.

[0027] Как проиллюстрировано на Фиг. 1, контроллер 11 обычно содержит один или более процессоров 44, которые реализуют или контролируют одну или более программ управления технологическим процессом и/или диагностических программ 45 (или любой их модуль, блок или подпрограмму), сохраняемых в запоминающем устройстве 46. Программы управления технологическим процессом и/или диагностические программы 45, сохраняемые в запоминающем устройстве 46, могут включать контуры управления или же могут быть связаны с контурами управления, которые реализованы в технологической установке. В целом и как известно, контроллер технологического процесса 11 выполняет одну или более управляющих программ 45 и взаимодействует с полевыми устройствами 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 33, 34, рабочими станциями пользователя 13 и архивным хранилищем данных 12 для управления процессом в любой требуемой форме.

[0028] В одной определенной конфигурации, удаленное полевое устройство 23 может включать узел регулирующего клапана, который обеспечивает выходную величину жидкостного типа, например, пневматическое или гидравлическое давление. В некоторых вариантах реализации полевое устройство 23 может подпитываться от источника питания с конечным количеством энергии, такого как батарея, топливный элемент, и т.п. В целях экономии энергии, полевое устройство 23 может содержать или использовать узел управляющего клапана, изготовленный в соответствии с принципами настоящего изобретения для управления выпускным клапаном посредством контроллера технологического процесса 11.

[0029] Далее со ссылкой на Фиг. 2А-2С, для описания, беспроводное полевое устройство 23 по Фиг. 1 проиллюстрировано на Фиг. 2А как узел регулирующего клапана 200. Узел регулирующего клапана 200 содержит узел управляющего клапана с батарейным питанием 202, функционально связанный с выпускным клапаном 204. Выпускной клапан 204 может представлять собой регулирующий клапан направленного действия, который позволяет текучей среде протекать в и/или из различных путей. Выпускной клапан 204 может содержать поворотный золотниковый клапан или золотниковый клапан с поступательным перемещением, механически или электрически управляемый внутри цилиндра. Перемещение золотника клапана позволяет или ограничивает протекание потока текучей среды к или от пары патрубков, например, выходных патрубков или выпускных патрубков 206, 208 узла регулирующего клапана 200. Первый выходной патрубок 206 и второй выходной патрубок 208 могут взаимодействовать для перемещения исполнительного привода в первом и втором направлении между первым и вторым положением, например, для открытия и закрытия клапана. То есть, когда текучая среда вытекает из первого выпускного патрубка 206, исполнительный привод может быть перемещен в первом направлении в первое положение, а когда текучая среда вытекает из второго патрубка 208, исполнительный механизм может быть перемещен назад, или во втором направлении, во второе положение.

[0030] Узел управляющего клапана с батарейным питанием 202 содержит пару управляющих клапанов с батарейным питанием 210, 212, функционально связанных с контроллером и одним или более процессорами, такими как контроллер 11 и процессор 44 системы управления 10 по Фиг. 1. Следует понимать, что хотя термин "с батарейным питанием" используется для обозначения, что управляющие клапаны 210, 212 имеют питание от батареи, в описание батарейного питания включены другие источники накопленной энергии, такие как топливный элемент, аккумуляторные батареи и т.п. По меньшей мере один управляющий клапан 210, 212 использует или зависит от батареи в большей степени, когда управляющий клапан 210, 212 "включен", приведен в действие, или активирован по сравнению с тем, когда управляющий клапан 210, 212 "выключен", не приведен в действие, или не активирован. Пьезоэлектрический клапан может хорошо подходить для использования в качестве одного или обоих управляющих клапанов 210, 212 в узле управляющего клапана с батарейным питанием 202 из-за его свойств низкого энергопотребления; однако также могут использоваться другие типы клапанов.

[0031] Как проиллюстрировано на Фиг. 2В детального чертежа управляющего клапана, каждый управляющий клапан 210, 212 функционально связан с батареей 205. Каждый управляющий клапан 210, 212 содержит питающий патрубок (а), общий/выходной патрубок (b), и выпускной патрубок (с). Общий патрубок (b) первого управляющего клапана 210 имеет жидкостное сообщение с первым выходным патрубком 214 узла управляющего клапана 202, который дополнительно присоединен к первому входному патрубку 218 выпускного клапана 204. Общий патрубок (b) второго управляющего клапана 212 имеет жидкостное сообщение со вторым выходным патрубком 216 узла управляющего клапана 202, который дополнительно присоединен ко второму входному патрубку 220 выпускного клапана 204.

[0032] Каждый управляющий клапан 210, 212 также выполнен с возможностью приема управляющего сигнала от контроллера 11. В процессе работы, при получении управляющего сигнала, управляющий клапан 210, 212 может приводиться в действие или активироваться для соединения общего патрубка (b) с питающим патрубком (а) или выпускным патрубком (с), как проиллюстрировано на электрическом эквиваленте управляющего клапана 210, 212 на Фиг. 2С. Например, управляющий клапан с батарейным питанием 210, 212 может приводиться в действие или активироваться, чтобы соединить подачу текучей среды в питающем патрубке (а) с общим патрубком (b), который обеспечит подачу текучей среды в соответствующий входной патрубок 218, 220 выпускного клапана 204. В альтернативном варианте, каждый управляющий клапан с батарейным питанием 210, 212 может приводиться в действие или активироваться, чтобы соединить общий патрубок (b) с выпускным патрубком (с), который позволит текучей среде вытекать из выпускного клапана 204. Как таковой, каждый управляющий клапан 210, 212 может откликаться на электрический управляющий сигнал для открытия/закрытия пневматических патрубков, что позволяет подачу текучей среды из питающего патрубка (а) доставляться к выпускному клапану 204 или позволяет текучей среде вытекать из выпускного клапана 204 в выпускной патрубок (с). Иначе говоря, открытые/закрытые пневматические патрубки управляющего клапана 210, 212 подают и/или выпускают сжатый воздух к входу 218, 220 выпускного клапана 204, при этом выпускной клапан 204 оперирует своим выходом в определенном порядке. Выпускной клапан 204 способен поддерживать свой выходной поток без необходимости для управляющего клапана 210, 212 обеспечивать постоянный ввод в выпускной клапан 204. Таким образом, как только выпускной клапан 204 изменил свой выход, управляющему клапану 210, 212 больше нет необходимости поддерживать свой выходной поток и, следовательно, электрический управляющий сигнал, передаваемый или подаваемый из контроллера 11 для приведения в действие или активации соответствующего управляющего клапана, может быть отключен.

[0033] В варианте реализации узла управляющего клапана с батарейным питанием 202, проиллюстрированном на Фиг. 2А, пара управляющих клапанов 210, 212 встроена внутрь узла управляющего клапана 202. Первый управляющий клапан 210 приводится в действие или активируется управляющим сигналом от контроллера 11, который позволяет подаваемой текучей среде достичь выпускного клапана 204, и переместить положения выпускного клапана 204 между первым и вторым. Более конкретно, электрический управляющий сигнал может быть временно обеспечен для первого управляющего клапана 210 в течение количества времени, достаточного для обеспечения подачи текучей среды в питающем патрубке (а) достичь выпускного клапана 204 и для обеспечения правильного позиционирования выпускного клапана 204. Если выпускной клапан 204 находится в правильной позиции, то управляющий сигнал от процессора отключается, и прекращаются приведение в действие или активация управляющего клапана 210, а использование электрической энергии от батареи питания 205 значительно снижается или фактически прекращается. Для перемещения и возврата выпускного клапана 204 в исходное положение, другой управляющий сигнал может передаваться контроллером 11 для приведения в действие или активации второго управляющего клапана 212 в течение количества времени, достаточного обеспечения подачи текучей среды в питающем патрубке (а) достичь выпускного клапана 204 и для обеспечения другого позиционирования выпускного клапана 204. Аналогично, если управляющий сигнал от контроллера 11 прекращается или не передается, то приведение в действие или активация управляющего клапана 212 прекращается, а использование электрической энергии от батареи питания 205 значительно снижается или фактически прекращается.

[0034] Управляющие клапаны 210, 212 узла управляющего клапана 202 используются в сочетании с выпускным клапаном 204, чтобы создать пневматический выход для промышленного инструмента. То есть, выпускной клапан 204 может функционировать в качестве второй ступени, что позволяет управляющим клапанам 210, 212 в узле управляющего клапана 202 быть приведенными в действие или активированными лишь в течение короткого периода времени. Иными словами, как только выпускной клапан 204 отреагировал на выходной сигнал из узла управляющего клапана 202 (например, из одного или обоих управляющих клапанов 210, 212) и достиг требуемого позиционирования, электрический управляющий сигнал, переданный к управляющим клапанам 210, 212, может останавливаться или прекращаться, потому что выпускной клапан 204 способен поддерживать свой вторичный пневматический выходной поток, не нуждаясь в том, чтобы управляющий клапан(ы) 210, 212 поддерживал(и) свой(и) выход(ы). Таким образом, узел регулирующего клапана 200 на постоянной основе обеспечивает временное приведение в действие или активацию управляющих клапанов 210, 212, что снижает потребление энергии конечного источника питания 205.

[0035] Тем не менее, в некоторых рабочих средах эксплуатационные характеристики управляющего клапана с батарейным питанием 210, 212 могут оказаться под нежелательным воздействием, при котором выходной поток управляющего клапана 210, 212 может отклоняться. Например, при низких температурах, общий патрубок (b) управляющего клапана с батарейным питанием 210, 212 может отклонять поток от питающего патрубка (а) к выпускному патрубку (с), что может позволить текучей среде, поступающей к выпускному клапану 204, вытекать из выпускного клапана 204 и таким образом изменить или влиять на способность выпускного клапана 204 поддерживать свой собственный выходной поток. То есть, общий патрубок (b) не снабжаемого энергией или не активированного управляющего клапана 210, 212 при низких температурах может отклонять поток и становиться непреднамеренно соединенным с выпускным патрубком (с), что может вызвать отток текучей среды из выпускного клапана 204, что может изменить выходной поток выпускного клапана 204. Аналогично, общий патрубок (b) не снабжаемого энергией управляющего клапана 210, 212 при низких температурах может отклонять поток и становиться непреднамеренно соединенным с питающим патрубком (а), что может позволить подачу текучей среды, к выпускному клапану 204, что может изменить выходной поток выпускного клапана 204.

[0036] Чтобы предотвратить непреднамеренное отклонение общего патрубка (b) неактивных управляющих клапанов 210, 212, которое может способствовать изменению выходного потока в выпускном клапане 204 при определенных условиях эксплуатации, процессор 44 может контролировать рабочие условия вблизи узла регулирующего клапана 202, такие как: температура, атмосферное давление, влажность, например, посредством датчика состояния окружающей среды 222. В случае осуществления контроля температуры, если измеренное значение температуры меньше, чем пороговый уровень температуры (например, - 10°С), процессор 44 может непрерывно передавать управляющий сигнал узлу управляющего клапана 202 для поддержания выходного потока 214, 216 узла управляющего клапана 202 посредством непрерывного приведения в действие или активации одного или обоих управляющих клапанов 210, 212, таким образом поддерживая выходной поток или позиционирование каждого управляющего клапана 210, 212 при низкой температуре, что дополнительно поддерживает состояние входного потока 218, 220 выпускного клапана 204, что дополнительно поддерживает выходной поток или позиционирование 206, 208 выпускного клапана 204. Непрерывное приведение в действие или активация управляющих клапанов 210, 212 узла управляющего клапана 202 в течение времени, когда температура может оказать неблагоприятное влияние на эксплуатационный диапазон управляющего клапана 210, 212, будет обеспечивать поддержание выходного потока выпускного клапана 206, 208 в его последнем, наиболее актуальном положении.

[0037] При температурах выше порогового уровня температуры, общий патрубок (b) управляющего клапана 210, 212 оказывается менее восприимчивым к отклонению, и непрерывное приведение в действие или активация управляющего клапана 210, 212 могут быть прекращены. Таким образом, если процессор 44 определяет посредством температурного датчика 222, что температура выше порогового уровня температуры, управляющий сигнал, непрерывно обеспечиваемый или передаваемый контроллером 11 для приведения в действие или активации управляющего клапана 210, 212, может быть остановлен. Перед прекращением непрерывного приведения в действие или активации узла управляющего клапана 202, или прекращением непрерывной передачи управляющего сигнала, процессор 44 может в начале определить, перемещается ли выпускной клапан 204 в тот конкретный момент времени, чтобы удостовериться, что выпускной клапан 204 не остановлен преждевременно до достижения заданного положения. Процессор 44 может определить, перемещается ли выпускной клапан 204, имея информацию о том, что процессор 44 передает электрический управляющий сигнал в узел управляющего клапана 202. К тому же, датчик перемещения 224, расположенный вблизи выпускного клапана 204, может использоваться совместно с процессором 44 для определения, перемещается ли выпускной клапан 204. Если выпускной клапан 204 не перемещается и температура выше порогового уровня температуры, процессор 44 прекратит передачу электрического управляющего сигнала управляющему клапану 210, 212. Вдобавок к этому, если выпускной клапан 204 перемещается в период времени, когда определено, что температура выше порогового уровня температуры, процессор 44 позволит завершение позиционирования выпускного клапана 204, чтобы обеспечить достижение выпускным клапаном 204 заданного положения. Иногда после остановки перемещения выпускного клапана 204, если температура остается выше порогового уровня температуры, процессор 44 остановит непрерывную передачу электрического управляющего сигнала в управляющий клапан 210, 212 или останавливает непрерывное приведение в действие управляющего клапана 210, 212, и вместо этого по мере необходимости обеспечивает временное или повторяющееся приведение в действие или активацию управляющего клапана 210, 212. В альтернативном варианте, передача электрического управляющего сигнала может быть остановлена или не быть обеспечена контроллером 11, если температура выше порогового уровня температуры независимо от того, перемещается ли выпускной клапан 204 или нет.

[0038] Следует понимать, что непрерывное приведение в действие управляющего клапана 210, 212 обозначает непрекращающееся, бесперебойное приведение в действие или активацию управляющего клапана 210, 212, например, непрерывную передачу управляющего сигнала; в то время как временное или повторяющееся приведение в действие управляющего клапана 210, 212 обозначает нерегулярное, часто повторяемое приведение в действие или активацию управляющего клапана 210 212, например, дискретную или нерегулярную передачу управляющего сигнала.

[0039] На Фиг. 3 изображена блок-схема 300 типового способа управления удаленным пневматически управляемым клапаном, выполненным с возможностью внедрения в систему технологического процесса, проиллюстрированную на Фиг. 1. Данный способ может быть интегрирован в модуль 45, сохраняемый в запоминающем устройстве 46, и допускающий выполнение процессором 44. Управляющий сигнал передается от контроллера 11 для временного приведения в действие или активации узла управляющего клапана с батарейным питанием 202, чтобы установить выпускной клапан 204 в положение переключателя (блок 302). Положение выпускного клапана 204 может перемещать или побуждать к действию исполнительный привод для открытия или закрытия другого клапана. Контроллер 11 осуществляет контроль температуры узла управляющего клапана с батарейным питанием 202 посредством температурного датчика 222 (блок 304). Контролируемая температура сравнивается с пороговым уровнем температуры, который может быть предоставлен пользователем (блок 306). Если определено, что контролируемая температура ниже порогового уровня температуры, то электрический контролирующий сигнал непрерывно передается контроллером 11 для непрерывного приведения в действие или активации узла управляющего клапана с батарейным питанием 202, чтобы обеспечить последнее или актуальное положение управляющего клапана 210, 212, и таким образом поддерживается выпускной клапан 204 (блок 308). Если определено, что контролируемая температура выше порогового уровня температуры, то контроллер 11 определяет, правильно ли позиционируется выпускной клапан 204 (блок 310). Если выпускной клапан 204 в это время не перемещается, передача управляющего сигнала от контроллера 11 прекращается и больше не приводит непрерывно в действие или не активирует управляющий клапан 210, 212 в узле управляющего клапана с батарейным питанием 202 (блок 314). Однако если выпускной клапан 204 позиционируется, контроллер 11 задержит прекращение непрерывной передачи приводящего в действие сигнала к одному из управляющих клапанов 210, 212 до тех пор, пока выпускной клапан 204 не перестанет перемещаться и не расположится точно (блок 314).

[0040] Из приведенного выше описания, очевидно, что функциональность узла регулирующего клапана, включая свойства энергосбережения, может быть сохранена в суровых условиях за счет применения выпускного клапана совместно с узлом управляющего клапана, как описано в контексте данного изобретения.

[0041] Повсеместно в этом описании изобретения в многочисленных примерах могут использоваться узлы, операции или конструкции, описанные как отдельный пример. Хотя индивидуальные операции одного или большего числа способов проиллюстрированы и описаны как отдельные операции, одна или большее число индивидуальных операций может выполняться одновременно, и никакие обстоятельства не требуют, чтобы операции выполнялись именно в проиллюстрированном порядке. Конструкции и функциональные средства, присутствующие как отдельные компоненты в иллюстративных конфигурациях, могут быть реализованы в виде комбинированной конструкции или компонента. Аналогично, конструкции и функциональные средства, присутствующие как отдельный компонент, могут быть реализованы как отдельные компоненты. Эти и другие варианты, модификации, добавления и усовершенствования находятся в пределах объема представленного здесь предмета изобретения.

[0042] К тому же, в некоторые описанные здесь варианты реализации включены логические схемы либо ряд программ, подпрограмм, прикладных программ, или команд. Это может образовывать как программные средства (например, код, реализованный на машиночитаемом носителе информации), так и аппаратные средства. В аппаратных средствах, программах и т.п. физические блоки способны выполнять определенные операции и могут быть определенным способом скомпонованы или размещены. В иллюстративных вариантах реализации изобретения одна или большее число вычислительных систем (например, автономная, клиентская или служебная вычислительная система), или один или большее число аппаратных модулей вычислительной системы (например, процессор или группа процессоров) могут быть сконфигурированы программными средствами (например, прикладной программой или частью прикладной программы) в виде аппаратного модуля, который работает с целью выполнения определенных операций, как это описано в настоящем изобретении.

[0043] В различных вариантах реализации изобретения аппаратный модуль может быть реализован механически или в электронном виде. Например, аппаратный модуль может содержать специализированную схему или алгоритм, который жестко настроен (например, как специализированный процессор, такой как программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) или интегральная схема специального назначения (ASIC)) для выполнения определенных операций. Аппаратный модуль может также содержать программируемый алгоритм или схему (например, находящуюся внутри процессора общего назначения или другого программируемого процессора), которую временно настраивают при помощи программного обеспечения для выполнения определенных операций. Следует иметь в виду, что решение реализовать аппаратный модуль механически в выделенной и настроенной на длительное время схеме или во временно настроенной схеме (например, настроенной при помощи программного обеспечения) может быть обусловлено факторами стоимости и времени.

[0044] Соответственно, термин "аппаратный модуль" следует понимать как включающий материальный элемент, будь то созданный физически, жестко настроенный (например, аппаратно-реализованный), либо временно настроенный (например, запрограммированный) для работы определенным образом или для выполнения определенных операций, описанных в контексте данного изобретения. С учетом вариантов реализации изобретения, в которых аппаратные модули настроены временно (например, запрограммированы), не обязательно, чтобы каждый из аппаратных модулей был настроен или инстанцирован в любой момент времени. Например, когда аппаратные модули содержат процессор общего назначения, настроенный при помощи программного обеспечения, процессор общего назначения может быть настроен в качестве соответствующих различных аппаратных модулей в различные периоды времени. Программное обеспечение может соответственно настроить процессор, например, на создание конкретного аппаратного модуля в некоторый момент времени и создать другой аппаратный модуль в другой момент времени.

[0045] Аппаратные модули могут предоставлять информацию другим аппаратным модулям и получать от них информацию. Соответственно, описанные аппаратные модули могут рассматриваться как коммуникативно соединенные. Когда несколько таких аппаратных модулей существуют одновременно, связь может быть достигнута посредством передачи сигнала (например, через соответствующие схемы и шины), что соединяет аппаратные модули. В вариантах реализации изобретения, в которых множество аппаратных модулей настроены или инстанцированы в разные моменты времени, связь между такими аппаратными модулями может быть достигнута, например, путем хранения и извлечения информации в структурах запоминающих устройств, к которым имеют доступ множество аппаратных модулей. Например, один аппаратный модуль может выполнить операцию и сохранить выходные данные по этой операции в запоминающем устройстве, к которому он коммуникативно подключен. Затем, спустя некоторое время, дополнительный аппаратный модуль может получить доступ к запоминающему устройству для извлечения и обработки сохраненных выходных данных. Аппаратные модули могут также инициировать связь с устройствами ввода или вывода и могут управлять каком-либо ресурсом (например, сбором информации).

[0046] Различные операции типовых способов, описанных в контексте данного изобретения, могут быть выполнены, по меньшей мере частично одним или более процессорами которые настроены временно (например, при помощи программного обеспечения) или настроены жестко для выполнения соответствующих операций. Независимо от того, настроены такие процессоры временно или жестко, они могут представлять собой реализуемые посредством процессора модули, работающие для выполнения одной или более операций или функций. Модули, указанные в контексте данного изобретения, в некоторых типовых вариантах реализации изобретения могут включать модули, реализуемые посредством процессора.

[0047] Аналогично, способы или программы, описанные в контексте данного изобретения, могут быть по меньшей мере частично реализованы посредством процессора. Например, по меньшей мере некоторые операции способа могут выполняться одним или более процессорами или модулями реализуемого посредством процессоров аппаратного обеспечения. Выполнение определенных операций может быть распределено между одним или большим числом процессоров, не только находящихся в одной машине, но и используемых на нескольких машинах. В некоторых типовых вариантах реализации изобретения процессор или процессоры могут находиться в одном месте (например, в домашней обстановке, офисе или в виде группы серверов), в то время как в других вариантах реализации изобретения процессоры могут быть распределены по нескольким местам.

[0048] Выполнение определенных операций может быть распределено между одним или большим числом процессоров, не только находящихся в одной машине, но и используемых на нескольких машинах. В некоторых иллюстративных вариантах реализации изобретения один или более процессоров или модулей реализуемых посредством процессоров могут быть расположены в одном географическом местоположении (например, в домашней обстановке, офисе или в виде группы серверов). В некоторых иллюстративных вариантах реализации изобретения один или более процессоров или модулей реализуемых посредством процессоров могут быть распределены по нескольким географическим местоположениям.

[0049] Если специально не оговорено иное, обсуждения в настоящей заявке с использованием таких слов как "обработка", "вычисление", "расчет", "определение", "представление", "вывод на экран" или тому подобное, может относиться к действиям или процессам в машине (например, компьютере), которая обрабатывает или преобразовывает данные, представленные в виде физических (например, электронных, магнитных или оптических) величин внутри одного или большего числа запоминающих устройств (например, энергозависимого запоминающего устройства, энергонезависимого запоминающего устройства или их сочетания), регистров или других компонентов машины, которые получают, сохраняют, передают или выводят информацию на экран.

[0050] Как используется в данном документе, любая ссылка на "один вариант реализации изобретения" или на "вариант реализации изобретения" означает, что конкретная деталь, особенность, структура или характеристика, описанная в связи с вариантом реализации изобретения, включены, по меньшей мере, в один вариант реализации изобретения. Появление фразы "в одном варианте реализации изобретения" в различных местах по всему описанию изобретения не обязательно предполагает ссылку на один и тот же вариант реализации изобретения.

[0051] Некоторые варианты реализации изобретения могут быть описаны посредством выражения "связанные" и "соединенные" вместе со своими производными. Например, некоторые варианты реализации изобретения могут быть описаны посредством термина "связанные", чтобы указать, что два или большее число элементов находятся в прямом физическом или электрическом контакте. Хотя термин "связанные", может также означать, что два или более элементов не находятся в прямом контакте друг с другом, но тем не менее по-прежнему действуют совместно или взаимодействуют друг с другом. В этом контексте варианты реализации изобретения не ограничены.

[0052] Как используется в данном документе, термины "содержит", "содержащий", "включает в себя", "включающий в себя", "имеет", "имеющий" или любые другие их варианты, предназначены для того, чтобы охватить неисключительные включения в изобретение. Например, процесс, способ, изделие или устройство, которое включает перечень элементов, не обязательно ограничивается этими элементами, но может включать другие элементы, не перечисленные в явном виде или свойственные для такого процесса, способа, изделия или устройства. Также, если иное не оговорено в явном виде, "или" относится к включающему "или", но не к исключающему "или". Например, условие А или условие В удовлетворяется за счет любого из следующих утверждений: А-истинно (или присутствует), а В-ложно (или не присутствует), А-ложно (или не присутствует), а В-истинно (или присутствует), и А и В вместе истинны (или присутствуют).

[0053] Кроме того, использование (в англоязычном оригинале) неопределенных артиклей "а" или "an" применяется для описания элементов и компонентов вариантов реализации изобретения в настоящей заявке. Это сделано для удобства и для придания описанию широкого смысла. В настоящем описании и последующей формуле изобретения следует понимать, что включение одного или по меньшей мере одного и единственное число также подразумевает множественное число, если только не очевидно, что такой термин означает иное.

[0054] Разумеется, применения и преимущества систем, способов и методик, описанных в настоящей заявке, не ограничиваются только приведенными выше примерами. При использовании систем, способов и методик, описанных в настоящей заявке, возможны многие другие применения и преимущества.

[0055] Также должно быть понятно, что, если только термин не определен в явном виде в этом патенте с использованием предложения "В контексте настоящего изобретения термин '__________' таким образом определен как означающий…" или аналогичного предложения, здесь нет намерения ограничить значение такого термина, в явном виде или косвенно, вне его общепринятого или обычного значения, и такой термин не должен интерпретироваться как ограниченный в применении на основании любого утверждения сделанного в любом разделе настоящего патента (за исключением формулировки формулы изобретения). В той степени, в какой любой термин, содержащийся в формуле изобретения в конце этого патента, упоминается в этом патенте в смысле совместимом с единственным значением, это делается только с целью ясности изложения, так, чтобы не смутить читателя, и не подразумевается, что такой термин формулы изобретения будет ограничен, косвенно или иным способом, этим единственным значением.

[0056] Более того, хотя приведенный ниже текст излагает подробное описание многочисленных различных вариантов реализации изобретения, таких как способы, устройства, машиночитаемый носитель, и промышленные изделия; следует понимать, что объем изобретения определяется описанием формулы изобретения, изложенной в заключительной части данного патента. Подробное описание следует рассматривать только как иллюстративное, а не такое, которое описывает каждый возможный вариант реализации изобретения, поскольку описание каждого возможного варианта реализации изобретения было бы непрактичным или даже невозможным. Многочисленные альтернативные варианты реализации изобретения могут быть реализованы с применением либо современной технологии, либо технологии, разработанной после даты подачи данного патента, которая все еще попадает под объем формулы изобретения. В качестве примера, но не ограничения, описание изобретения в настоящей заявке подразумевает, по меньшей мере, следующие аспекты:

[0057] Аспект 1: Способ управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, внедренным в систему управления технологическим процессом, включающий: временное приведение в действие или активацию узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя; получение посредством одного или более процессоров измеренного значения температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием; определение посредством одного или более процессоров, что измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры; и непрерывное приведение в действие посредством одного или более процессоров узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

[0058] Аспект 2: Способ по аспекту 1, дополнительно включающий определение температуры вблизи узла управляющего клапана посредством температурного датчика.

[0059] Аспект 3: Способ по любому одному из аспектов 1 и 2, дополнительно включающий прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры.

[0060] Аспект 4: Способ по любому одному из аспектов 1-3, дополнительно включающий определение одним или более процессорами, был ли позиционирован выпускной клапан; прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

[0061] Аспект 5: Способ по любому одному из аспектов 1-4, отличающийся тем, что определение, был ли позиционирован выпускной клапан, включает выявление перемещения выпускного клапана посредством датчика перемещения.

[0062] Аспект 6: Способ по любому одному из аспектов 1-5, отличающийся тем, что временное приведение в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием включает: приведение в действие первого управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан в первое положение; или приведение в действие второго управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

[0063] Аспект 7: Способ управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, внедренным в систему управления технологическим процессом, включающий: временное приведение в действие посредством одного или более процессоров узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя; осуществление контроля температуры, посредством температурного датчика, при этом температура связана с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием; определение посредством одного или более процессоров находится ли контролируемая температура ниже порогового уровня температуры; и непрерывное приведение в действие посредством одного или более процессоров узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

[0064] Аспект 8: Способ по аспекту 7, дополнительно включающий определение температуры вблизи узла управляющего клапана посредством температурного датчика.

[0065] Аспект 9: Способ по любому одному из аспектов 7 и 8, дополнительно включающий: прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если температура выше порогового уровня температуры.

[0066] Аспект 10; Способ по любому одному из аспектов 7-9, дополнительно включающий: определение одним или более процессорами, был ли позиционирован выпускной клапан; и прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

[0067] Аспект 11. Способ по любому одному из аспектов 7-10, отличающийся тем, что определение, был ли позиционирован выпускной клапан, включает выявление перемещения выпускного клапана посредством датчика перемещения.

[0068] Аспект 12. Способ по любому одному из аспектов 7-11, отличающийся тем, что временное приведение в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием включает: приведение в действие первого управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан в первое положение; или приведение в действие второго управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

[0069] Аспект 13: Система управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, содержащая: узел управляющего клапана с батарейным питанием, функционально связанный с выпускным клапаном; один или более процессоров, функционально связанные с узлом управляющего клапана с батарейным питанием; запоминающее устройство, функционально связанное с одним или более процессорами; температурный датчик, функционально связанный с одним или более процессорами, температурный датчик облегчает осуществление контроля температуры, связанной с узлом управляющего клапана с батарейным питанием; и модуль управления, сохраняемый в запоминающем устройстве, который при выполнении на одном или более процессорах, временно приводит в действие узел управляющего клапана с батарейным питанием для установки выпускного клапана в положение переключателя, и если температура ниже порогового уровня температуры, то непрерывно приводит в действие узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя.

[0070] Аспект 14: Система по аспекту 13, отличающаяся тем, что модуль управления, при выполнении на одном или более процессорах, определяет, был ли позиционирован выпускной клапан, и прекращает непрерывное приведение в действие узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

[0071] Аспект 15: Система по любому одному из аспектов 13 и 14, дополнительно содержащая датчик перемещения, функционально связанный с одним или более процессорами и расположенный вблизи выпускного клапана.

[0072] Аспект 16: Система по любому одному из аспектов 13-15, отличающаяся тем, что узел управляющего клапана с батарейным питанием содержит: первый управляющий клапан с батарейным питанием для получения сигнала от одного или более процессоров, чтобы установить выпускной клапан в первое положение; и второй управляющий клапан с батарейным питанием для получения сигнала от одного или более процессоров, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

[0073] Аспект 17: Система по любому одному из аспектов 13-16, отличающаяся тем, что первый и второй управляющие клапаны являются пьезоэлектрическими клапанами.

[0074] Аспект 18: Система по любому одному из аспектов 13-17, отличающаяся тем, что выпускной клапан содержит один из следующих: поворотный золотниковый клапан, золотниковый клапан с поступательным перемещением.

[0075] Аспект 19: Система по любому одному из аспектов 13-18, отличающаяся тем, что пороговый уровень температуры составляет около - 10°С.

[0076] Аспект 20: Система по любому одному из аспектов 13-19, отличающаяся тем, что период времени для временного приведения в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием составляет приблизительно три секунды.

[0077] Аспект 21: Система по любому одному из аспектов 13-20, отличающаяся тем, что период времени для временного приведения в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием находится в диапазоне от приблизительно двух до приблизительно пяти секунд.

[0078] Аспект 22: Материальный энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, содержащий сохраняемые в нем команды, выполнение которых одним или более процессорами побуждает один или более процессоров: временно активировать узел управляющего клапана с батарейным питанием для установки функционально связанного выпускного клапана в положение переключателя; получить измеренное значение температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием; сравнить полученное измеренное значение температуры с пороговым уровнем температуры; и непрерывно активировать узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

[0079] Аспект 23: Материальный энергонезависимый машиночитаемый носитель информации по аспекту 22, дополнительно содержащий команды, побуждающие один или более процессоров прекратить непрерывную активацию узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры.

[0080] Аспект 24: Материальный энергонезависимый машиночитаемый носитель информации по аспекту 22, дополнительно содержащий команды, побуждающие один или более процессоров: определить, был ли позиционирован выпускной клапан; и прекратить непрерывную активацию узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

Система, способ и машиночитаемый носитель информации предназначены для управления удаленным клапаном и обеспечения временного приведения в действие или активации узла управляющего клапана с батарейным питанием для установки функционально связанного выпускного клапана в положение переключателя. Один или более процессоров получают измеренное значение температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием, сравнивают полученное измеренное значение температуры с пороговым уровнем температуры и непрерывно приводят в действие узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры. Технический результат – энергосбережение. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, внедренным в систему управления технологическим процессом, включающий:

временное приведение в действие посредством процессора узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя;

получение одним или более процессорами измеренного значения температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием;

определение одним или более процессорами, находится ли измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры; и

непрерывное приведение в действие посредством одного или более процессоров узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

определение температуры вблизи узла управляющего клапана посредством температурного датчика.

3. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий:

прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры.

4. Способ по любому из пп. 1 или 2, дополнительно включающий:

определение одним или более процессорами, был ли позиционирован выпускной клапан; и

прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

5. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что определение, был ли позиционирован выпускной клапан, включает выявление перемещения выпускного клапана посредством датчика перемещения.

6. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что временное приведение в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием включает:

приведение в действие первого управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан в первое положение; или

приведение в действие второго управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

7. Способ управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, внедренным в систему управления технологическим процессом, включающий:

временное приведение в действие посредством одного или более процессоров узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя;

осуществление контроля температуры посредством температурного датчика, при этом температура связана с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием;

определение посредством одного или более процессоров, находится ли контролируемая температура ниже порогового уровня температуры; и

непрерывное приведение в действие посредством одного или более процессоров узла управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

8. Способ по п. 7, дополнительно включающий:

определение температуры вблизи узла управляющего клапана посредством указанного температурного датчика.

9. Способ по любому из пп. 7 или 8, дополнительно включающий:

прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если температура выше порогового уровня температуры.

10. Способ по любому из пп. 7 или 8, дополнительно включающий:

определение одним или более процессорами, был ли позиционирован выпускной клапан; и

прекращение непрерывного приведения в действие одним или более процессорами узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

11. Способ по любому из пп. 7 или 8, отличающийся тем, что определение, был ли позиционирован выпускной клапан, включает выявление перемещения выпускного клапана посредством датчика перемещения.

12. Способ по любому из пп. 7 или 8, отличающийся тем, что временное приведение в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием включает:

приведение в действие первого управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан в первое положение; или

приведение в действие второго управляющего клапана с батарейным питанием в течение некоторого периода времени, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

13. Система управления удаленным клапаном с пневматическим приводом, содержащая:

узел управляющего клапана с батарейным питанием, функционально связанный с выпускным клапаном;

один или более процессоров, функционально связанных с узлом управляющего клапана с батарейным питанием;

запоминающее устройство, функционально связанное с одним или более процессорами;

температурный датчик, функционально связанный с одним или более процессорами, при этом температурный датчик облегчает осуществление контроля температуры, связанной с узлом управляющего клапана с батарейным питанием; и

модуль управления, сохраняемый в запоминающем устройстве, который при его выполнении на одном или более процессорах временно приводит в действие узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить выпускной клапан в положение переключателя, и, если значение температуры ниже порогового уровня температуры, непрерывно приводит в действие узел управляющего клапана с батарейным питанием для поддержания выпускного клапана в положении переключателя.

14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что модуль управления при выполнении на одном или более процессорах определяет, был ли позиционирован выпускной клапан, и прекращает непрерывное приведение в действие узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.

15. Система по любому из пп. 13 или 14, дополнительно содержащая датчик перемещения, функционально связанный с одним или более процессорами и расположенный вблизи выпускного клапана.

16. Система по любому из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что узел управляющего клапана с батарейным питанием содержит:

первый управляющий клапан с батарейным питанием для получения управляющего сигнала от одного или более процессоров, чтобы установить выпускной клапан в первое положение; и

второй управляющий клапан с батарейным питанием для получения управляющего сигнала от одного или более процессоров, чтобы установить выпускной клапан во второе положение.

17. Система по любому одному из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что первый и второй управляющие клапаны являются пьезоэлектрическими клапанами.

18. Система по любому одному из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что выпускной клапан содержит один из следующих: поворотный золотниковый клапан, золотниковый клапан с поступательным перемещением.

19. Система по любому одному из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что пороговый уровень температуры составляет около -10°С.

20. Система по любому из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что период времени для временного приведения в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием составляет приблизительно три секунды.

21. Система по любому из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что период времени для временного приведения в действие узла управляющего клапана с батарейным питанием находится в диапазоне от приблизительно двух до приблизительно пяти секунд.

22. Материальный энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, содержащий сохраняемые в нем команды, выполнение которых одним или более процессорами побуждает один или более процессоров:

временно активировать узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы установить функционально связанный выпускной клапан в положение переключателя;

получить измеренное значение температуры, связанной с рабочей средой узла управляющего клапана с батарейным питанием;

сравнить полученное измеренное значение температуры с пороговым уровнем температуры; и

непрерывно активировать узел управляющего клапана с батарейным питанием, чтобы поддерживать выпускной клапан в положении переключателя, если измеренное значение температуры ниже порогового уровня температуры.

23. Материальный энергонезависимый машиночитаемый носитель информации по п. 22, дополнительно содержащий команды, которые побуждают один или более процессоров прекратить непрерывную активацию узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры.

24. Материальный энергонезависимый машиночитаемый носитель информации по любому из пп. 22 или 23, дополнительно содержащий команды, побуждающие один или более процессоров:

определить, был ли позиционирован выпускной клапан; и

прекратить непрерывную активацию узла управляющего клапана, если измеренное значение температуры выше порогового уровня температуры, а выпускной клапан в данный момент не позиционирован.