具有隔膜保护的先导气体调节器制造技术

提供一种具有隔膜保护的先导气体调节器及通过先导装置控制调节器的方法，该方法包括通过反馈压力传感器周期性地探测在所述调节器的出口的出口压力。所述方法还包括比较每个探测的出口压力和设定点控制压力。另外，所述方法包括当确定探测的出口压力大于所述设定点控制压力时打开所述先导装置的排放阀，使得先导装置中施加到所述调节器的隔膜的顶表面的加载气体通过所述排放阀排出，以减小所述隔膜上的负载。所述方法还包括在打开所述排放阀后通过所述加载压力传感器感测在所述先导装置的出口端口中的加载压力，并比较所述加载压力和预定最小阈值压力。当确定所述加载压力等于或小于所述预定最小阈值压力时，所述方法包括关闭所述排放阀。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供一种具有隔膜保护的先导气体调节器及通过先导装置控制调节器的方法，该方法包括通过反馈压力传感器周期性地探测在所述调节器的出口的出口压力。所述方法还包括比较每个探测的出口压力和设定点控制压力。另外，所述方法包括当确定探测的出口压力大于所述设定点控制压力时打开所述先导装置的排放阀，使得先导装置中施加到所述调节器的隔膜的顶表面的加载气体通过所述排放阀排出，以减小所述隔膜上的负载。所述方法还包括在打开所述排放阀后通过所述加载压力传感器感测在所述先导装置的出口端口中的加载压力，并比较所述加载压力和预定最小阈值压力。当确定所述加载压力等于或小于所述预定最小阈值压力时，所述方法包括关闭所述排放阀。【专利说明】具有隔膜保护的先导气体调节器
本公开涉及过程控制系统，更具体地，涉及一种在过程控制系统中使用的诸如压 力调节器等现场设备以及用于压力调节器的先导加载机构。
技术介绍
过程控制系统，例如与化工、石油或其它过程中使用的那些过程控制系统类似的 分布式或可扩展过程控制系统，一般包括经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线可通信 地耦接到至少一个主机或用户工作站并且耦接到一个或多个现场设备的一个或多个过程 控制器。现场设备可以包括例如控制阀、阀定位器、调节器、开关和发射器（例如温度、压力 和流速传感器），其执行过程中的功能，如打开或关闭阀以及测量过程参数。过程控制器接 收用于指示由现场设备做出的过程测量的信号和/或关于现场设备的其它信息，并且使用 该信息来实现控制例程以生成控制信号，该控制信号通过总线发送到现场设备以控制过程 的操作。一般使来自现场设备和控制器中的每一个的信息对于由用户工作站执行的一个或 多个应用可用，以使得操作人员能够执行关于过程的任意希望的功能，例如查看过程的当 前状态、修改过程的操作等等。在现场设备故障的情况下，整个过程控制系统的操作状态可 能受损害。
技术实现思路
本公开的一个方面包括通过先导装置控制调节器的方法，所述先导装置包括具有 入口阀的入口端口、具有排放阀的排放端口、连接到所述调节器的出口端口以及用于探测 所述出口端口中的压力的加载压力传感器。所述方法包括通过反馈压力传感器周期性地探 测在所述调节器的出口处的出口压力。所述方法还包括比较每个探测的出口压力和设定点 控制压力。另外，所述方法包括当确定探测的出口压力大于所述设定点控制压力时打开所 述先导装置的排放阀，使得先导装置中施加到所述调节器的隔膜的顶表面的加载气体通过 所述排放阀排出，以减小所述隔膜上的负载。所述方法还包括在打开所述排放阀以后通过 所述加载压力传感器感测在所述先导装置的出口端口中的加载压力，并比较所述加载压力 和预定最小阈值压力。此外，所述方法包括当确定所述加载压力等于或小于所述预定最小 阈值压力时关闭所述排放阀。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示具有根据本公开的原理构造的一个或多个先导气体调节器的过程控 制系统的不意图。 图2是根据本公开的原理构造的先导气体调节器的一种形式的横截面侧视图。 图3是表示已知的气体调节器的操作的图表。 图4是表示已知的气体调节器的操作的图表。 图5是表示根据本公开构造的先导气体调节器的图表。 图6是本公开的先导气体调节器的一些组件的模块图。 图7是示出了通过根据本公开的先导装置控制调节器的方法的一种形式的过程 流程图。 【具体实施方式】 本公开涉及智能先导调节器，其例如可以是过程控制系统的现场设备。更具体地， 先导调节器装有调节器隔膜保护结构，其向快速改变流动要求在隔膜感应调节器的感应元 件上提供过多压力的应用提供附加的保护层，特别是对于具有金属隔膜的那些应用。 现在参考图1，示出了根据本公开的一种形式构造的过程控制系统10,其包括与 过程控制器11通信的一个或多个现场设备15、16、17、18、19、20、21、22和71，过程控制器 11又与数据历史记录器12以及一个或多个用户工作站13通信，每个用户工作站13具有显 示屏14。通过如此配置，控制器11向现场设备15、16、17、18、19、20、21、22和71以及工作 站13传递信号并且从现场设备15、16、17、18、19、20、21、22和71以及工作站13接收信号 以控制过程控制系统。 更具体而言，图1中所示的形式的过程控制系统10的过程控制器11经由硬线通 信连接并且经由输入/输出（I/O)卡26和28连接到现场设备15、16、17、18、19、20、21和 22。数据历史记录器12可以是任意希望类型的数据采集单元，其具有任意希望类型的存储 器和任意希望或已知的用于存储数据的软件、硬件或固件。此外，虽然在图1中数据历史记 录器12被示出为独立的设备，但是其可以改为或另外是一个工作站13或另一个计算机设 备（如服务器）的一部分。控制器11可以例如是由Emerson Process Management销售的 DeltaV?控制器，其经由可以例如是以太网连接的通信网络29可通信地连接到工作站13和 数据历史记录器12。 如上所述，控制器11被示出为使用硬线通信方案可通信地连接到现场设备15、 16、17、18、19、20、21和22,其中，该硬线通信方案可以包括使用用于实现硬线通信（包括例 如标准4-20mA通信和/或使用任意智能通信协议如FOUNDATION?现场总线通信协 议、HART?通信协议等等的任意通信）的任意希望的硬件、软件和/或固件。现场设备 15、16、17、18、19、20、21和22可以是任意类型的设备，如传感器、控制阀组件、发射器、定位 器等等，而I/O卡26和28可以是符合任意希望的通信或控制器协议的任意类型的I/O设 备。在图1所示的实施方式中，现场设备15、16、17、18是通过模拟线路向I/O卡26进行通 信的标准4-20mA设备，而数字现场设备19、20、21和22可以是智能设备，如HART?通信 设备和现场总线现场设备，其使用现场总线协议通信通过数字总线向I/O卡28进行通信。 当然，现场设备15、16、17、18、19、20、21和22可以符合任意其它希望的标准或协议，包括在 未来开发的任意标准或协议。 另外，图1中描述的过程控制系统10包括设置在将要控制的工厂中的多个无线现 场设备60、61、62、63、64和71。现场设备60、61、62、63、64被描述为发射器（例如过程变 量传感器），而现场设备71被描述为控制阀组件，其包括例如控制阀和致动器。可以使用 任意希望的无线通信设备（包括硬件、软件、固件或现在已知的或以后开发的硬件、软件、 固件的任意组合）在控制器11与现场设备60、61、62、63、64和71之间建立无线通信。在 图1所示的形式中，天线65耦接到发射器60并且专用于执行发射器60的无线通信，而具 有天线67的无线路由器或其它模块66被耦接到集中地处理发射器61、62、63和64的无线 通信。类似地，天线72耦接到控制阀组件71以执行控制阀组件71的无线通信。现场设备 或相关硬件60、61、62、63、64、66和71可以实现由合适的无线通信协议使用的协议栈操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体流动控制装置，其特征在于，包括：调节器，其包括入口、出口、控制元件和隔膜组件，所述隔膜组件具有可操作地耦接到所述控制元件的隔膜，用于响应所述隔膜两侧的压力变化来移动所述控制元件，以控制流体从所述入口到所述出口的流动；先导装置，其耦接到流体调节器以加载所述隔膜的顶表面，所述先导装置包括适于接收加载气体源并具有入口阀的入口端口、具有排放阀的排放端口、与所述调节器的所述隔膜的所述顶表面流体连通的出口端口、设置在所述入口阀和出口阀之间并与所述出口端口和所述隔膜的所述顶表面流体连通的加载压力传感器以及可通信地耦接到所述入口阀、所述出口阀和所述加载压力传感器的板载控制器，所述入口阀能够在打开所述入口端口以将所述加载气体源传送到所述出口端口和所述隔膜的所述顶表面的打开位置以及关闭所述入口端口的关闭位置之间操作，并且所述排放阀能够在打开所述排放端口并从所述隔膜的所述顶表面排出气体的打开位置以及关闭所述排放端口的关闭位置之间操作；反馈压力传感器，其连接在所述调节器的所述出口和所述先导装置的所述板载控制器之间，所述反馈压力传感器适于周期性地感测在所述调节器的所述出口的压力并发送反馈控制信号到先导装置，所述反馈控制信号表示探测的压力的量；所述板载控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的逻辑，其中存储在控制器的所述存储器上的所述逻辑能够通过所述处理器执行以：接收来自所述反馈压力传感器的所述反馈控制信号，比较每个反馈控制信号和设定点控制值，以确定在所述调节器的所述出口的压力是否大于设定点压力，当确定反馈控制信号大于所述设定点控制值时，打开所述先导装置的所述排放阀，使得所述先导装置中的加载气体能够从所述调节器的所述隔膜的所述顶表面排出，在打开所述排放阀以后，接收来自所述先导装置的所述加载压力传感器的加载控制信号，所述加载控制信号表示在所述隔膜的所述顶表面上的压力，比较所述加载控制信号和预定最小阈值，所述预定最小阈值小于所述设定点控制值，当所述加载控制信号等于或小于所述预定最小阈值时，关闭所述排放阀。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·C·缪尔，T·P·弗朗兹瓦，
申请(专利权)人：泰思康公司，
类型：发明
国别省市：美国;US