(57)【要約】空気圧式アクチェエータを制御及び／又は監視するための方法及び装置が、開示される。例示的な装置は、制御アプリケーションを実行するプロセッサと、空気圧式アクチュエータに結合されたバルブの位置を監視し、上記制御アプリケーションに該バルブの位置情報を提供する位置センサと、上記アクチュエータに空気圧信号を供給するラッチ型バルブであって、該ラッチ型バルブと該空気圧信号がプロセス制御システム内の別の装置からの上記位置情報又は制御信号の少なくとも１つに基づいて上記制御アプリケーションによって制御されるラッチ型バルブとを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御アプリケーションを実行するプロセッサと、
空気圧式アクチュエータに結合されたバルブの位置を監視し、前記制御アプリケーションに前記バルブの位置情報を提供する位置センサと、
前記アクチュエータに空気圧信号を供給するラッチ型バルブであって、前記ラッチ型バルブと前記空気圧信号がプロセス制御システム内の別の装置からの前記位置情報又は制御信号の少なくとも１つに基づいて前記制御アプリケーションによって制御される、ラッチ型バルブと
を有する、装置。
【請求項２】
前記装置が、前記空気圧式アクチュエータに取り付けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
プロセス制御システム内で無線通信する無線トランシーバをさらに有する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、前記装置の動作のエラー又は前記バルブのエラーを検出し、前記エラーの検出に応じて前記アクチュエータを制御して前記バルブをバルブ故障状態に移す、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記エラーが、装置内部障害、通信障害、プロセスインターロック条件又はカスケードループ制御条件のうちの少なくとも１つに基づく、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記バルブ故障状態が、閉位置、開位置、ゼロ空気圧出力を有する最後の現在位置、ゼロ空気圧出力を有するプリセット位置又はゼロ空気圧出力での閉位置のうちのいずれか１つに対応する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
オペレータインタフェースをさらに有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記バルブをテスト位置に動かすことと、前記バルブを初期位置に戻すこととにより前記バルブの動きを検証する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
スケジュールに基づいて前記バルブの動きを検証する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記バルブのうちの少なくとも１つが前記空気圧信号に基づいて所期のように動くことに失敗したとき、前記バルブが第１の所定長の時間、同じ位置に留まっているとき、又はメンテナンスが前記装置、前記空気圧式のアクチュエータ又は前記バルブのいずれかに行われてから第２の所定長の時間よりも長い時間が経過したときに診断情報を提供する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御アプリケーションが、前記バルブの行程範囲と前記範囲の限界とを決定することによって前記装置を自動的に較正する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記空気圧信号が、遅延期間後前記バルブを動かす、又はプリセット時間間隔の間、前記バルブの位置を変更する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
バルブに結合された空気圧式アクチュエータに取り付けられ位置センサを有する制御装置内のプロセッサを介して制御設定を処理することと、
前記位置センサを介して前記バルブの位置を監視することと、
前記制御設定と前記バルブの監視された位置に基づいて決定された空気圧信号を、前記制御装置を介して前記アクチュエータに提供し、前記バルブを動かすことと
を有する、方法。
【請求項１４】
前記制御装置を介して前記アクチュエータに前記空気圧信号を供給し、前記バルブをテスト位置に動かすことと、
他の空気圧信号を、前記制御装置を介して前記アクチュエータに提供し、前記バルブを動作位置に戻すことと、
前記空気圧信号に基づいて前記バルブが所期のように動くことを検証することと
によって、
前記バルブの動きをテストすることをさらに有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記制御設定が、前記バルブの動きをテストするためのスケジュールを定義することである、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記制御装置のオペレータインタフェース、プロセス制御システムホスト、前記プロセス制御システム内のフィールドデバイス又はハンドヘルドフィールド通信機器のうちのいずれか１つを介して、前記制御設定を受け取ることと、
前記制御装置の前記オペレータインタフェース、前記プロセス制御システムホスト又は前記ハンドヘルド構成装置のうちのいずれか１つに、前記バルブの位置の監視の結果を通信することと
をさらに有する、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記制御設定及び前記結果が、前記プロセス制御システムホストと前記制御装置との間で無線通信される、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記空気圧信号が、前記制御装置によって決定される、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
装置内部障害、通信障害、プロセスインターロック条件又はカスケードループ制御条件のうちの少なくとも１つに基づいて、前記制御装置の動作のエラーを検出することと、
前記エラーに基づいて、閉位置、開位置、ゼロ空気圧出力を有する最後の現在位置、ゼロ空気圧出力を有するプリセット位置又はゼロ空気圧出力での閉位置のうちのいずれか１つに対応するバルブ故障状態を可能にすることをさらに有する、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記制御装置を使用不能モードに切り替えることをさらに有する、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
実行時に、機械に少なくとも、
バルブに結合された空気圧式のアクチュエータに取り付けられ位置センサを有する制御装置内のプロセッサを介した制御設定を処理させ、
前記位置センサを介した前記バルブの位置を監視させ、
前記制御設定と前記バルブの監視された位置に基づいて決定された空気圧信号を、前記制御装置を介して前記アクチュエータに提供させ、前記バルブを動かす
命令を有する、有形機械可読記憶媒体。
【請求項２２】
前記機械可読命令が、実行時に、さらに前記機械に、
前記制御装置を介して前記アクチュエータに前記空気圧信号を供給し、前記バルブをテスト位置に動かすことと、
他の空気圧信号を、前記制御装置を介して前記アクチュエータに提供し、前記バルブを動作位置に戻すことと、
前記空気圧信号に基づいて前記バルブが所期のように動くことを検証することと
によって、
前記バルブをテストさせる、請求項２１に記載の有形機械可読媒体。
【請求項２３】
前記制御設定及び前記結果が、前記制御システムホストと前記制御装置との間で無線通信される、請求項２１又は２２に記載の有形機械可読記憶媒体。
【請求項２４】
前記空気圧信号が、前記制御装置によって決定される、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の有形機械可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にプロセス制御システムに関し、より詳細には、空気圧式アクチェエータを制御及び／又は監視するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学、石油や他のプロセスに用いられるようなプロセス制御システムは、所望の通信媒体（例えば、有線、無線等）及びプロトコル（例えば、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ（登録商標）、ＨＡＲＴ（登録商標）等）を用いて、アナログ、デジタル又はアナログ／デジタル混合バスを介して、少なくとも１つのホスト又はオペレータワークステーションに、及び１つ以上のフィールドデバイス又は機器に通信可能に結合された１つ以上のプロセスコントローラ及び入出力（Ｉ／Ｏ）装置を、一般に有する。フィールドデバイスは、例えば、バルブ、バルブ位置調整器、スイッチ、トランスミッタ（例えば、温度、圧力、流量のセンサ）であるが、バルブの開閉やプロセス制御パラメータの測定などのプロセス内のプロセス制御機能を実行する。コントローラは、フィールドデバイスによって行われたプロセス測定を示す信号を受け、この情報を処理して制御ルーチンを実行し、これらのバス又は他の通信ラインでフィールドデバイスに送られる制御信号を生成し、プロセスの動作を制御する。このように、コントローラは、これらのバス及び／又はフィールドデバイスに通信可能に結合する他の通信リンクを介し、フィールドデバイスを用いて、制御の戦略又はルーチンを実行及び調整する。
【０００３】
フィールドデバイス及び／又はコントローラからの情報は、通常、データハイウェイ又は通信ネットワークを介して、オペレータワークステーション、パーソナルコンピュータ、データヒストリアン、レポートジェネレータ、集中データベース等の１つ以上の他のハードウェアデバイスへ取得可能とされる。そのようなデバイスは、一般的に、より過酷なプラント環境に対して遠隔的に配置された制御室及び／又は他の場所に設置される。これらのハードウェアデバイスは、例えば、オペレータが、プロセスの現在の状態を観察すること、作動状態を変更すること、プロセス制御ルーチンの設定を変更すること、プロセスコントローラ及び／又はフィールドデバイスの動作を修正変更すること、フィールドデバイス及び／又はプロセスコントローラにより生成されたアラームを見ること、人員の訓練をする及び／又はプロセスの評価をする目的でプロセスの動作をシミュレーションすることなど、プロセス制御システムのプロセスに関する任意の様々な機能を実行可能とするアプリケーションを実行する。
【発明の概要】
【０００４】
空気圧式アクチェエータを制御及び／又は監視するための方法及び装置が、開示される。例示的な装置は、制御アプリケーションを実行するプロセッサと、空気圧式アクチュエータに結合されたバルブの位置を監視し、前記制御アプリケーションに該バルブの位置情報を提供する位置センサと、前記アクチュエータに空気圧信号を供給するラッチ型バルブであって、該ラッチ型バルブと該空気圧信号がプロセス制御システム内の別の装置からの前記位置情報又は制御信号の少なくとも１つに基づいて前記制御アプリケーションによって制御されるラッチ型バルブとを有する。
【０００５】
例示的な方法は、バルブに結合された空気圧式アクチュエータに取り付けられ、位置センサを有する制御装置内のプロセッサを介して制御設定を処理することと、前記位置センサを介して前記バルブの位置を監視することと、前記制御設定と該バルブの監視された位置に基づいて決定された空気圧信号を、前記制御装置を介して前記アクチュエータに提供し、前記バルブを動かすこととを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本件開示の教示が実装される例示的なプロセス制御システムの模式図である。
【図２】図１の例示的な制御装置を実装する例示的な方法を示す。
【図３Ａ】図２の例示的な制御装置の上面図である。
【図３Ｂ】図２の例示的な制御装置の側面図である。
【図３Ｃ】図２の例示的な制御装置の底面図である。
【図４】ロータリバルブに結合されたロータリアクチュエータに取り付けられた図３の例示的な制御装置を示す。
【図５Ａ】リニアバルブに結合されたリニアアクチュエータに取り付けられた図３の例示的な制御装置の背面を示す。
【図５Ｂ】リニアバルブに結合されたリニアアクチュエータに取り付けられた図３の例示的な制御装置の側面を示す。
【図６】図２の例示的な制御装置を実装して空気圧式アクチェエータを制御及び／又は監視するために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図７】、図２の例示的な制御装置を実装し特定のバルブと共に使用するために較正することを可能にするために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図８】図２の例示的な制御装置を実装してバルブの動きをテストするために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図９】図２の例示的な制御装置を実装してバルブに関連付けられたプロセス制御システム内のエラー（複数可）を検出し応答するために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図１０】図２の例示的な制御装置を実装して設定された期間、バルブの位置を変更するために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図１１】図２の例示的な制御装置を実装してバルブの動きを遅延させるために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図１２】図２の例示的な制御装置を実装してバルブに関連付けられた診断情報を提供するために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図１３】図６〜図１２の例示的なプロセスを実行して図２の例示的な制御装置を実装するために用いること及び／又はプログラムすることができる例示的なプロセッサプラットフォーム、及び／又は、より一般的には、図１の例示的なシステム１００の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
プロセス制御システムにおいては、暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）システムと共に、しばしば、その中のフロー制御部材の位置の変更なしに長時間、動作を維持する多くのバルブがある。例えば、安全遮断バルブは、システム内の障害によって遮断しなければ開放位置に留まることができる。あまり頻繁に動かないバルブ（ディスク、プラグ、又は他のバルブ制御部材はあまり頻繁に動かないことを意味する）は、動かなくなり、必要なときに所期のように機能しないことがある。そのように、システムの全体の信頼性は、システムを管理するオペレータ（及び／又はエンジニア）が有する、要求されたときバルブが動くであろうという信頼に依存する。従って、バルブの動きをテストする及び／又は検証するために及び／又は動かないバルブを特定するためにバルブを動かす方法（例えば、部分ストロークテスト法）が知られている。バルブの動きを検証することに加えて、このようにしてバルブを動かすことは、バルブが動かなくなることを防止することを支援することもでき、これによってバルブの使用寿命を延ばすことになる。
【０００８】
部分ストロークテスト及び他のバルブ動作保証処理手順が知られているが、制御システム内の全てのバルブ（数百或いは数千にもなり得る）を制御システムのネットワークに接続して各バルブを監視し及び／又は各バルブの自動的作動及び位置のフィードバックを可能とすることは、多大なコストがかかる。結果として、オペレータは、いつバルブをテストすべきかを常時監視し、そのようなテストを開始させることが要求されるようにすることができ、これによって制御システムの他の側面から離れて彼らの時間と注意を向けることができる。さらに、制御システム内でバルブが監視されるように及び／又は制御されるように構成されたときであっても、複数の構成要素が関与し、システムの構成、オペレーション及びメンテナンスにおける複雑さとコストの増加となる。例えば、そのようなシステムの構成要素は、バルブの動きをテストする制御シーケンスを規定する、制御システムホスト、制御シーケンスを実行しバルブを動かすアクチェエータに信号を供給するコントローラ、バルブアクチュエータへ制御信号を通信する構成要素（例えば、物理的なワイヤ又は無線ゲートウェイ）、アクチュエータを駆動するポジショナ又はソレノイド、並びに／或いはバルブの動き及び／又は位置を検証する位置センサを含み得る。
【０００９】
ここに開示された教示に従って、空気圧で作動する装置の少なくとも上述した障害を克服する例示的な制御装置が開示される。以下にさらにより詳細に記載されたように、この例示的な制御装置は、空気圧式アクチュエータに直接取り付けられて、アクチュエータを動かす空気圧の信号（例えば、アクチュエータに結合されたバルブのフロー制御部材を動かすための）を提供できる。加えて、この例示的な制御装置は、バルブを制御するために用いられる論理及び／又は制御ルーチンをローカルで実行するプロセッサを含むことができる。さらにその上、この例示的な制御装置は、バルブの動きを検証するための位置情報を取得するセンサを含むことができる。従って、ここに開示されたこの例示的な装置は、バルブの完全な監視及び制御を可能にする。また、この例示的な制御装置は、バルブアクチュエータに直接に取り付けることができるため、制御はローカルで行うことができ、その結果、分析のためにシステムホストにデータを伝えそして制御信号を供給する応答を待つ必要を回避することによってシステムにおける効率を向上させる。さらに、ここに開示された例示的な制御装置は、バルブを独立に制御するように構成することができる一方、この制御装置は、制御システム内の他の構成要素とインタフェースして機能するように構成することができる。以下に、この例示的な制御装置のこれらの及び他の側面を、提供されている図面のそれぞれと関連付けて、さらにより詳細に説明する。さらに、ここに開示された装置及び方法は、バルブに結合された空気圧式のアクチュエータを制御し及び／又は監視することと関連付けて説明されるが、制御される及び／又は監視される空気圧式アクチュエータは、他の選択肢として、任意の空気圧式に制御される装置に結合することもできる。
【００１０】
図１は、本開示の教示が実行できる例示的なプロセス制御システム１００の模式図である。この例示的なプロセス制御システム１００は、分散制御システム（ＤＣＳ）、監視制御及びデータ収集（ＳＣＡＤＡ）システム、ＨＶＡＣシステム、又は他の制御システムの任意のものであってよい。図１の例示的なシステム１００は、１つ以上のプロセスコントローラ（そのうちの１つは、参照番号１０２で参照される）、１つ以上のオペレータステーション（そのうちの１つは、参照番号１０４で参照される）、１つ以上のワークステーション（そのうちの１つは、参照番号１０６で参照される）を有する。この例示的なプロセスコントローラ１０２、この例示的なオペレータステーション１０４及びこの例示的なワークステーション１０６は、バス及び／又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１０８（これは通常アプリケーション制御ネットワーク（ＡＣＮ）と呼ばれる）を介して通信可能に結合されている。
【００１１】
図１の例示的なコントローラ１０２は、例えば、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔの一企業であるＦｉｓｈｅｒ−Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社により販売されているＤｅｌｔａＶ（商標）でもよい。しかし、これに代えて、他の任意のコントローラも使用できる。さらに、図１にただ１つのコントローラ１０２が示されているが、任意の所望の種類の及び／又は種類を組み合わせた追加のコントローラ及び／又はプロセス制御プラットフォームが、ＬＡＮ１０８に結合され得る。いずれの場合も、例示的なコントローラ１０２は、オペレータステーション１０４を用いてシステムエンジニア及び／又は他のシステムオペレータによって生成されそしてコントローラ１０２にダウンロードされ及び／又はインスタンス化された、プロセス制御システム１００に関連付けられた１以上のプロセス制御ルーチンを実行する。
【００１２】
図１の例示的なオペレータステーション１０４は、オペレータがプロセス制御システムの変数、状態、状況、アラームを観察すること、プロセス制御システム設定（例えば、設定ポイント、動作状態、クリアアラーム、静音アラーム等）を変更すること、プロセス制御システム１００内の装置を構成及び／又は較正すること、プロセス制御システム１００内の装置の診断を実行すること、及び／又は、その他の場合には、プロセス制御システム１００内の機器とやり取りすることをオペレータに可能にさせる１つ以上のオペレータディスプレイスクリーン及び／又はアプリケーションを見ること及び／又は操作することを可能とする。
【００１３】
図１の例示的なワークステーション１０６は、１つ以上の情報技術アプリケーション、ユーザインタラクティブアプリケーション及び／又は通信アプリケーションを実行するアプリケーションステーションとして構成することができる。例えば、他のアプリケーションステーション（不図示）が、プロセス制御システム１００が任意の所望の通信媒体（例えば、無線、有線等）及びプロトコル（例えば、ＨＴＴＰ、ＳＯＡＰ等）を用いて他の機器又はシステムと通信することを可能にする通信アプリケーションを主として実行するように構成することができる一方、ワークステーション１０６は、主にプロセス制御に関連するアプリケーションを実行するように構成することができる。図１の例示的なオペレータステーション１０４と例示的なワークステーション１０６は、１つ以上のワークステーション及び／又は任意の他の適切なコンピュータシステム及び／又は処理システムを用いて、実装することができる。例えば、オペレータステーション１０４及び／又はワークステーション１０６は、シングルプロセッサパーソナルコンピュータ、シングル又はマルチプロセッサワークステーション等を用いて実装することができる。
【００１４】
図１の例示的なＬＡＮ１０８は、任意の所望の通信媒体とプロトコルを用いて実装することができる。例えば、例示的なＬＡＮ１０８は、有線及び／又は無線イーサネット（登録商標）通信方式をベースとすることができる。しかし、任意の他の適切な通信媒体（複数可）及び／又はプロトコル（複数可）を使用できる。さらに、図１には１つのＬＡＮ１０８が示されているが、図１の例示的なシステム間の冗長通信パスを提供するために２つ以上のＬＡＮ及び／又は他の代わりの通信ハードウェアを使用することができる。
【００１５】
図１の例示的なコントローラ１０２は、データバス１１６と入出力（Ｉ／Ｏ）ゲートウェイ１１８を介して複数のスマートフィールドデバイス１１０，１１２，１１４に結合されている。スマートフィールドデバイス１１０，１１２，１１４は、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ準拠のバルブ、アクチュエータ、センサ等であってよく、この場合スマートフィールドデバイス１１０，１１２，１１４は、公知のＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄｂｕｓプロトコルを用いてデータバス１１６を介して通信する。もちろん、その代わりに、他のタイプのスマートフィールドデバイス及び通信プロトコルを用いることができる。例えば、スマートフィールドデバイス１１０，１１２，１１４は、その代わりに、公知のＰｒｏｆｉｔｂｕｓ及びＨＡＲＴ通信プロトコルを用いてデータバス１１６を介して通信するＰｒｏｆｉｂｕｓ及び／又はＨＡＲＴ準拠の装置でもよい。追加のＩ／Ｏ装置（Ｉ／Ｏゲートウェイ１１８と同様の及び／又は同一の）は、コントローラ１０２に結合されてスマートフィールドデバイスの追加のグループ（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄｂｕｓ装置、ＨＡＲＴ装置等であってもよい）をコントローラ１０２と通信可能とするものでもよい。
【００１６】
これらの例示的なスマートフィールドデバイス１１０，１１２，１１４に加えて、１つ以上の非スマートフィールドデバイス１２０，１２２が、例示的なコントローラ１０２に通信可能に結合されてもよい。図１のこれらの例示的な非スマートフィールドデバイス１２０，１２２は、例えば、それぞれのハードウェアリンクを介してコントローラ１０２と通信する、従来の４〜２０ミリアンペア（ｍＡ）又は０〜２４ボルト直流（ＶＤＣ）装置であってもよい。
【００１７】
さらに、ここに記載したように、他のフィールドデバイス（空気圧式アクチュエータ１２４などの）は、制御装置１２６を介して例示的なシステム１００の残りと相互作用することができる。制御装置１２６は、アクチュエータ１２４に最も近くてよく（例えば、アクチュエータ１２４に取り付けられて）、アクチュエータ１２４のための局所的制御を提供し対応するバルブを動かす。監視、分析及び位置フィードバック情報への制御された応答が全て同一の装置によって達成されるため、局所制御は、効率を向上させ、従って例えば通信ネットワークを介してシステムホストへデータを伝え、そのネットワークを介して新たな制御信号を受け取るために必要な時間及び資源を回避できる。アクチュエータ１２４を制御するために、例えば、例示的な制御装置１２６は、アクチュエータ１２４に空気圧信号を供給する空気圧出力、アクチュエータ１２４及び／又は対応するバルブの実際の動きを監視する位置センサ、及び位置フィードバックデータを分析し局所的制御アルゴリズムを実行するプロセッサを含む。一部の例では、例示的な制御装置１２６は、アクチュエータ１２４及びコントローラ１０２及び／又はシステム１００内の他の構成要素（例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）及び／又は他のフィールドデバイス１１０，１１２，１１４）との間の有線及び／又は無線通信を可能にする。図１の例示的な制御装置１２６を実装する例示的な方法は、以下に図２に関連して述べる。
【００１８】
図１は、バルブを監視し、テスト及び／又は制御する、ここに開示された本方法及び装置が有利に使用される例示的なプロセス制御システム１００を示すが、ここに記載された本方法及び装置は、望むなら、図１に示された例よりもより複雑な又はより複雑でない他のプロセスプラント及び／又はプロセス制御システム（例えば、２つ以上の地理的場所にわたって２つ以上のコントローラを有するような）に有利に使用されてもよい。
【００１９】
図２は、図１の例示的な制御装置１２６を実装する例示的な方法を示す。例示的な制御装置１２６は、プロセッサ２００、オペレータインタフェース２０２、通信インタフェース２０４、位置センサ２０６、ラッチ型バルブ２０８、及び電源２１０を有する。例示的な制御装置１２６の例示的なプロセッサ２００は、例示的なオペレータインタフェース２０２、例示的な通信インタフェース２０４、例示的な位置センサ２０６、例示的なラッチ型バルブと相互作用しローカルで空気圧式アクチュエータ１２４を制御してバルブ１２４を動かすことによって制御ルーチン（複数可）を実行する１つ以上のアプリケーション（複数可）を実行する。空気圧式アクチュエータ１２４は、任意のリニア又はロータリバルブを作動させるために使用される任意の適切なリニア又はロータリ空気圧式アクチュエータでよい。空気圧式アクチュエータ１２４は、これに代えて、プロセス制御システムの任意の空気圧で制御される要素を作動させるために用いられてもよい。
【００２０】
オペレータがプロセッサ２００を介して例示的な制御装置１２６とやり取りできるように、例示的なオペレータインタフェース２０２は、任意のタイプの出力構成要素（例えば、ＬＣＤ表示スクリーン）及び任意のタイプの入力構成要素（例えば、押しボタン、タッチスクリーン等）を有する。さらに、例示的な通信インタフェース２０４は、例えば、プロセス制御システムホストアプリケーション及び／又は他のアプリケーション（複数可）（例えば、図１のオペレータステーション１０４及び／又はアプリケーションステーション１０６で実行される）、ラップトップコンピュータ、モバイル装置（例えば、スマートフォン、及び／又はハンドヘルドフィールド通信機器）等などの、任意の適切な外部装置（複数可）を介してオペレータが例示的な制御装置１２６とやり取りすることを可能にする。さらに、図２の例示的な通信インタフェース２０４は、コントローラ（例えば、コントローラ１０２）、他のフィールドデバイス（例えば、図１のフィールドデバイス１１０，１１２，１１４）及び／又は図１の例示的なプロセス制御システム１００内の任意の他の構成要素と制御装置が相互作用することを可能とする。
【００２１】
図２の例示的な制御装置１２６の位置センサ２０６は、アクチュエータ１２４の動きに基づいてバルブ２１２の位置及び／又は動きを監視しプロセッサ２００に位置フィードバック情報を提供するために用いられる。従って、位置センサ２０６は、制御装置１２６内に配置され、制御装置１２６は、図３Ａ〜図５Ｂに関連してより詳細に記載されているように位置センサ２０６が所望の読み取りを取得することを可能にする方法で、アクチュエータ１２４に搭載され又は最も近くに配置される。
【００２２】
例示的なラッチ型バルブ２０８は、プロセッサ２００によって制御され、空気圧式アクチュエータ１２４に空気圧信号を供給する。従って、空気圧パワー供給部２１４が、ラッチ型バルブ２０８に提供される。ラッチ型バルブ２０８は、１つ以上の空気圧出力（複数可）２１６を提供してアクチュエータ１２４を作動させるように作動される。この例示では、空気圧パワー供給部２１４から受けた全ての超過の空気圧は、空気圧排出器２１８として制御装置１２６から開放される。
【００２３】
また、例示的な制御装置１２６は、電源２１０を有してもよい。一部の例では、電源２１０は、以下に図３Ａ〜図３Ｃに関連して記載されたハウジング内で制御装置１２６の全ての機能を完全に有する、内部バッテリ及び／又はバッテリモジュールでよい。他の例では、制御装置１２６の電力供給部２１０は、任意の適切な電力コードを介して外部ソースから電力を供給されてもよい。
【００２４】
図２に示された、１つ以上の要素、処理及び／又は装置は、組み合わせられ、分割され、再編成され、省略され、削除され及び／又は任意の他の方法で実装されてもよい。さらに、例示的なプロセッサ２００、例示的なオペレータインタフェース２０２、例示的な通信インタフェース（複数可）２０４、例示的な位置センサ２０６、例示的なラッチ型バルブ２０８、及び例示的な電源２１０、及び／又は、より一般的に、図２の例示的な制御装置１２６は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア及び／又は任意のハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアの組合せによって実装されてもよい。従って、例えば、例示的なプロセッサ２００、例示的なオペレータインタフェース２０２、例示的な通信インタフェース（複数可）２０４、例示的な位置センサ２０６、例示的なラッチ型バルブ２０８、及び例示的な電源２１０、及び／又はより一般的に、例示的な制御装置１２６のいずれも、１つ以上の、回路（複数可）、プログラマブルプロセッサ（複数可）、特定用途向け集積回路（複数可）（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（複数可）（ＰＬＤ）及び／又はフィールドプログラマブル論理デバイス（複数可）（ＦＰＬＤ）等を用いて実装されてもよい。またさらに、図２の例示的な制御装置１２６は、図２に示された要素に加えて又はこれらに代えて、１つ以上の、要素、処理及び／又は装置を含んでも、並びに／或いは、示された要素、処理及び装置のいずれか２つ以上又は全てを含んでもよい。
【００２５】
図３Ａ〜図３Ｃは、それぞれ、図２の例示的な制御装置１２６の上面図、側面図及び底面図である。図３Ａに示されたように、例示的な制御装置１２６は、内部構成要素を取り巻くハウジング３００を有する。さらに、図３Ａ〜図３Ｃの例示的な制御装置１２６は、有線接続する必要はなく、他の装置及び／又はプロセス制御システムの他の構成要素（例えば、図１のシステム１００）と無線で通信するアンテナ３０２を備えてもよい。他の例では、制御装置１２６は、プロセス制御システム１００に有線接続されてもよい。一部の例では、ハウジング３００は、爆発又は他の危険のリスクを引き起こす可能性のある危険な環境（例えば、クラスＩ、可燃性のガス又は蒸気、クラスＩＩ、可燃性のごみ等）において、制御装置１２６の使用を可能にするように本質的に安全に設計される。
【００２６】
例示では、制御装置１２６は、図２のオペレータインタフェース２０２の構成要素として、オペレータが制御装置１２６とやり取りすることができる、ＬＣＤスクリーン３０４及びボタン３０６を有する。例示的な制御装置１２６は、また、これを通して磁石及び／又は磁石アレイが動かされて位置センサ（例えば、図２の例示的な位置センサ２０６）によって監視されるチャネル３０８を備えてもよい。このようにして、例示的な位置センサ２０６は、チャネル３０８に沿って例示的な制御装置１２６内に配置されて、リンクレス及び／又は非接触方式で磁石及び／又は磁石アレイの動きを検出する。このように、アクチュエータ１２４の動き及び対応するバルブ２１２は、磁石及び／又は磁石アレイをアクチュエータ１２４のシャフト又はステムに結合させてチャネル３０８内に配置されることによって、邪魔にならずに監視することができる。チャネル３０８を用いてアクチュエータ１２４に結合された磁石及び／又は磁石アレイの位置合せを支援するために、例示的な制御装置１２６は、それを通して制御装置１２６が直接的に又は間接的にアクチュエータ１２４に取り付けることができるねじ孔３１０を有してもよい。
【００２７】
図３Ａ〜図３Ｃの例示的な制御装置１２６は、また、空気圧出力（例えば、図２の２１６）を提供してアクチュエータ１２４（例えば、接続チューブを介して）、及び制御ポート３１８，３２０に対応する第１と第２の排気ポート３１２，３１６を駆動するために、空気圧パワー供給部（例えば、図２の空気圧パワー供給部２１４）を制御装置１２６、第１及び第２制御ポート３１８，３２０に接続する空気圧供給ポート３１４を間に有する空気圧ポート３１２，３１４，３１６，３１８，３２０を有する。
【００２８】
図４は、ロータリバルブ４０２に結合されたロータリアクチュエータ４００に取り付けられた図３の例示的な制御装置１２６を示す。例示では、アクチュエータ４００は、図３Ｃの対応する第１及び第２の制御ポート３１８，３２０と（例えば、チューブを介して）連絡しバルブ４０２を開く又は閉じる空気圧信号を受け取る第１及び第２の吸気口ポート４０４，４０６を有する複動式のロータリアクチュエータである。
【００２９】
例示的な制御装置１２６は、アクチュエータ４００に最も近く制御装置１２６を確実に固定する搭載用ブラケット４０８を介してアクチュエータ４００に取り付けられる。例示では、磁石アレイ４１０は、バルブ４０２の反対端でアクチュエータシャフトに取り付けられる。搭載用ブラケット４０８と磁石アレイ４１０とは、磁石アレイ４１０を例示的な制御装置１２６のチャネル３０８内に配置することを可能にする任意の適切なサイズ及び／又は形状を有する。このようにして、アクチュエータ４００は、バルブ４０２を開き及び／又は閉じ、制御装置１２６は、チャネル３０８内の磁石アレイ４１０の回転を検出することによって位置センサ２０６（図２）を介して位置フィードバック情報を取得することができる。位置情報を用いて、制御装置１２６は、プロセッサ２００を介して実行される制御アルゴリズムに基づいて及び／又は制御システムホスト及び／又は任意の他の外部装置を介して受けた制御信号に基づいてバルブ４０２を調整することができる。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、リニアバルブ５０２に結合されたリニアアクチュエータ５００に取り付けられた図３の例示的な制御装置１２６の背面図及び側面図を示す。この例示では、例示的な制御装置１２６は、アクチュエータ５００のヨークの足５０６を通して制御装置１２６のねじ孔３１０に貫通させたボルト５０４を介してアクチュエータ５００に直接的に固定される。しかし、他の例では、制御装置１２６は、任意の適切なブラケット、クランプ及び／又は他の手段を介して、アクチュエータ５００に間接的に取り付けられてもよい。例示的な制御装置１２６は、チャネル３０８がアクチュエータステム５０８と平行となるようにアクチュエータ５００に対して向けられる。さらに、例示的な制御装置１２６は、空気圧ポート３１２，３１４，３１６，３１８，３２０はチューブが取り付けられるようにアクセス可能であって、チャネル３０８は磁石アレイ５１０を受け取るようにアクセス可能となるように、位置決めされる。
【００３１】
図５Ａ、図５Ｂに示された例は、また、磁石アレイ５１０をアクチュエータステム５０８に結合し磁石アレイ５１０を例示的な制御装置１２６のチャネル３０８内に保持するために用いられる磁石アレイブラケットアセンブリ５１２を示す。この方法で、アクチュエータ５０８が動いてバルブ５０２を開く及び／又は閉じるとき、磁石アレイ５１０は、チャネル３０８内で動き、制御装置１２６の位置センサ２０６が動きを監視することを可能とする。監視されている動きは、プロセッサ２００を介して実行される制御アルゴリズムに基づいて及び／又は制御システム又は任意の他の外部装置を介して受け取る制御信号に基づいて制御装置１２６がバルブ５０２を調整することを可能にするバルブ５０２の位置情報を提供する。
【００３２】
図６〜１２は、図２の例示的な制御装置１２６を実装して空気圧式アクチェエータを制御及び／又は対応するバルブを監視するために実行することができる例示的なプロセスを示すフローチャートである。より詳細には、図６〜１２の例示的なプロセスは、図１３に関連して後述する例示的なプロセッサプラットフォーム１３００内に示されたプロセッサ１３１２などのプロセッサによって実行されるプログラムを含む機械可読命令を表すものであってよい。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピディスク、ハードドライブ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、又はプロセッサ１３１２に関連付けられたメモリなどの有形のコンピュータ可読媒体に保存されたソフトウェアに埋め込まれてもよい。これに代えて、図６〜１２の例示的なプロセスの一部又は全ては、特定用途向け集積回路（複数可）（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（複数可）（ＰＬＤ）及び／又はフィールドプログラマブル論理デバイス（複数可）（ＦＰＬＤ）、ディスクリートロジック、ハードウェア、ファームウェア、その他の任意の組合せ（複数可）を用いて実装されてもよい。また、図６〜１２の１つ以上の例示的な動作は、手動で、又は前述の技術の任意の組合せ（複数可）、例えば、ファームウェア、ソフトウェア、ディスクリートロジック及び／又はハードウェアの任意の組合せとして実装されてもよい。さらに、例示的なプロセスは、主に、図２の例示的な制御装置１２６を参照して記載されるが、これに代わり、図６〜１２の例示的なプロセスを実行する多くの他の方法が、用いられてもよい。例えば、ブロックの実行の順序は、変更することができ、及び／又は、記載されたブロックのいくつかは、変更され、削除され、又は結合されてもよい。また、図６〜１２の例示的なプロセスの各々の全て又は任意の部分は、シーケンシャルに及び／又は並行して、例えば、別々の処理スレッド、プロセッサ、装置、ディスクリートロジック、回路等によって実行されてもよい。
【００３３】
上述したように、図６〜１２の例示的なプロセスは、情報が任意の期間（例えば、長期間、恒久的に、短期間、一時的なバッファリングの間及び／又は情報をキャッシュしている間）保存される、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び／又は任意の他の記憶媒体などの有形のコンピュータ可読媒体に保存されたコード化された命令（例えば、コンピュータ可読命令）を用いて実行されてもよい。ここで用いられるように、有形のコンピュータ可読媒体という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読記憶装置を含み伝播している信号を除くことが明示的に定義される。さらに又はこれに代えて、図６〜１２の例示的なプロセスは、情報が任意の期間（例えば、長期間、恒久的に、短期間、一時的なバッファリングの間及び／又は情報をキャッシュしている間）保存される、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読出し専用メモリ、コンパクトディスク、デジタルバーサタイルディスク、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ及び／又は任意の他の記憶媒体などの、非一時的なコンピュータ可読媒体に保存されたコード化された命令（例えば、コンピュータ可読命令）を用いて実行されてもよい。ここで用いられているように、「少なくとも」という文言は、クレームのプリアンブルに遷移語として用いられると、それは、「含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）という文言と同じように無制限である（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）。このように、プリアンブルに遷移語として「少なくとも」を用いるクレームは、クレームに明示的に記載された文言に加えた要素を含むことができる。
【００３４】
図６は、図２の例示的な制御装置１２６を実装して空気圧式アクチェエータを制御及び／又は監視するために実行することができる例示的なプロセスを表すフローチャートである。この例示的なプロセスは、制御装置（例えば、例示的な制御装置１２６）が、バルブ（例えば、２１２）を動かすための制御パラメータ又は設定を受けたときに、開始する（ブロック６００）。一部の例では、制御設定は、１つ以上の通信インタフェース（複数可）（例えば、２０４）を通して制御装置（例えば、１２６）と通信する外部装置を介してオペレータから受信される。例えば、制御装置（例えば、１２６）は、ＳＣＡＤＡシステムホスト、ＤＣＳホスト、コントローラ、ハンドヘルドフィールド通信器、又はプロセス制御システムの任意の他の構成要素のいずれかから制御設定を受けてもよい。他の例では、制御装置（例えば、１２６）は、制御装置（例えば、１２６）に直接組み込まれたオペレータインタフェース（例えば、２０２）を介してオペレータから制御設定を受けてもよい。一部の例では、通信インタフェース（例えば、２０４）は、異なる構成要素間で無線通信を可能とする。他の例では、異なる構成要素は、物理的にワイヤ接続されてもよい。
【００３５】
制御設定に基づいて、制御装置（例えば、１２６）は、空気圧信号をアクチュエータ（例えば、１２４）に提供する（ブロック６０２）。一部の例では、制御設定は、特定の制御信号であってもよい。そのような例では、制御装置（例えば、１２６）内のプロセッサ（例えば、２００）は、制御信号を空気圧信号に変換し、ラッチ型バルブ（例えば、２０８）を作動させて、アクチュエータ（例えば、１２４）に適切な量の空気圧パワーを提供してもよい。他の例では、制御設定は、制御システム内の他のフィールドデバイスからの測定パラメータの値であってもよい。そのような例では、プロセッサ（例えば、２００）は制御アルゴリズムを実行して正しい制御信号が何であるかを決定し、それをアクチュエータ（例えば、１２４）に電力を供給する空気圧信号に変換してもよい。このように、制御装置（例えば、１２６）は、リモートのプロセス制御システムホスト及び／又は他の装置から命令を介してアクチュエータ（例えば、１２４）を制御できる一方、アクチュエータ（例えば、１２４）の制御は、制御装置（例えば、１２６）によって完全にローカルで完遂することができる。以下により詳細に説明するように、一部の例では、制御装置（例えば、１２６）は、システムホスト及び／又は他の装置を介して制御システム内の他の構成要素からのデータに依存しながら、制御装置（例えば、１２６）の位置センサ（例えば、２０６）を介して受けた位置フィードバック情報に基づいて制御アルゴリズムをローカルで実行してもよい。他の例では、制御装置（例えば、１２６）は、他のフィールドデバイスと直接的に通信し（例えば、無線網ネットワーク上で）、制御装置（例えば、１２６）がローカルでバルブ（例えば、２１２）を制御するために全ての関連する情報を直接的に取得することを可能にしてもよい。そのような局所的制御は、全てのパラメータ及び／又は設定をシステムホストに通信し、制御ルーチンを実行して、適切な制御信号を戻り受ける時間を無くすため、既知の制御システムに対し効率を向上させる。
【００３６】
空気圧信号が、アクチュエータ（例えば、１２４）に提供されるので、アクチュエータ（例えば、１２４）と対応するバルブ（例えば、２１２）は動く。従って、図６の例示的なプロセスでは、制御装置（例えば、１２６）は、バルブ（例えば、２１２）の位置を監視する（ブロック６０４）。バルブ（例えば、２１２）の位置は、制御装置（例えば、１２６）内の位置センサ（例えば、２０６）を介して監視される。その方法で、制御装置（例えば、１２６）は、アクチュエータ（例えば、１２４）を制御してバルブ（例えば、２１２）を動かすことができると共に、制御装置（例えば、１２６）は、また、バルブ（例えば、２１２）の動きと位置を検証するための位置情報を取得できる。そのように、例示的なプロセスは、さらに、バルブ（例えば、２１２）の動きの検証を提供することを含む（ブロック６０６）。この検証は、通信インタフェース（複数可）（例えば、２０４）を通して検証を通信することによって、オペレータインタフェース（例えば、２０２）の一部として含まれたディスプレイ及び／又は任意の他の装置を介して提供される。その後、図６の例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）を監視すること及び／又は制御することを続けるかどうかを決定する（ブロック６０８）。制御装置（例えば、１２６）は、バルブ（例えば、２１２）を監視すること及び／又は制御することを続ける場合、例示的なプロセスの制御は、ブロック６００に戻る。そうでない場合は、プロセスは終了する。
【００３７】
図７は、図２の例示的な制御装置１２６を特定のバルブと共に使用するために較正することを可能にするために実行することができる例示的なプロセスを表すフローチャートである。この例示的なプロセスは、制御装置（例えば、制御装置１２６）がバルブ（例えば、２１２）と共に使用するために較正されるための命令を受け取るときに、開始する（ブロック７００）。他の一部の例では、命令は、上述したように１つ以上の通信インタフェース（例えば、２０４）を介して制御装置（例えば、１２６）と連絡する外部装置を介してオペレータから受け取ることになる。他の例では、制御装置（例えば、１２６）は、直接的に制御装置（例えば、１２６）に組み込まれたオペレータインタフェース（例えば、２０２）を介してオペレータから命令を受け取ることができる。
【００３８】
これらの命令に基づいて、制御装置（例えば、１２６）は、１つの限界（例えば、完全閉鎖）から他の限界（例えば、完全開放）へとバルブを動かす（ブロック７０２）。バルブは、バルブ（例えば、２１２）に結合されたアクチュエータ（例えば、１２４）に空気圧信号を供給してバルブ（例えば、２１２）を移動範囲全体にわたって動かす制御装置（例えば、１２６）によって動かされる。図７の例示的なプロセスは、また、バルブ（例えば、２１２）の動きを監視することを含む（ブロック７０４）。バルブ（例えば、２１２）の動きは、制御装置（例えば、１２６）内で位置センサ（例えば、２０６）を介して監視される。位置センサ（例えば、２０６）を介して受けた位置フィードバックに基づいて、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）の最大行程又は範囲及びその範囲の対応する限界を決定する（ブロック７０６）。一部の例では、バルブ（例えば、２１２）がロータリバルブである場合、この範囲は、位置センサ（例えば、２０６）によって検出されたアクチュエータシャフトの回転の全体の距離に基づく。他の例では、バルブ（例えば、２１２）は、リニアバルブである場合、最大行程は、バルブステムが位置センサ（例えば、２０６）によって検出されたと解釈する全体の距離に基づく。バルブ（例えば、２１２）の全体の行程範囲と対応する限界が決定されると（ブロック７０６）、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）の行程範囲と限界を保存する（ブロック７０８）。これらのパラメータが保存された後、図７の例示的なプロセスは、終了する。
【００３９】
図８は、図２の例示的な制御装置１２６を実装してバルブの動きをテストするために実行することができる例示的なプロセスを表すフローチャートである。この例示的なプロセスは、制御装置（例えば、例示的な制御装置１２６）がバルブの動きをテストする又は検証する要求を受けたときに、開始する（ブロック８００）。図６と７の例示的なプロセスと同様に、テストの処理手続きを実行するための要求は、制御装置（例えば、１２６）と連絡する外部装置を介してリモートに、又は制御装置（例えば、１２６）に直接的に組み込まれたオペレータインタフェース（例えば、２０２）を介してローカルで受け取ることができる。要求に沿って、図８の例示的なプロセスは、また、テストの処理手続きのためのスケジュールを受け取ることを伴う（ブロック８０２）。一部の例では、オペレータは、特定のバルブ（例えば、２１２）に対して実行される１回のテストを要求してもよい。他の例では、オペレータは、毎回テストの処理手続きを開始させる必要なしに、テストのスケジュール（例えば、周期的に又は非周期的に繰り返す）を立てることを望むであろう。従って、そのようなスケジュールを立てるためのパラメータ又は設定は、ブロック８０２で収集されてもよい。
【００４０】
その後、図８の例示的なプロセスは、入力されたスケジュールに基づいて、現在テストの処理手続きの時刻であるかを決定する（ブロック８０４）。処理手続きを実行する時刻ではない場合には、制御は、ブロック８０４に戻る。処理手続きが実行されるべき時刻であると決定された場合には、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）の動きを監視することを伴う（ブロック８０８）。バルブ（例えば、２１２）の動きは、上述したように制御装置（例えば、１２６）の位置センサ（例えば、２０６）を介して監視されてもよい。その後、図８の例示的なプロセスは、テスト位置（例えば、２１２）へバルブを移動する（ブロック８１０）。バルブの動きは、上述したように、バルブ（例えば、２１２）に結合されたアクチュエータ（例えば、１２４）に対し空気圧信号を供給する制御装置（例えば、１２６）によって遂行される。一部の例では、テストの処理手続きの間、バルブ（例えば、２１２）が初期の位置からテスト位置まで移動する距離は、バルブ（例えば、２１２）の全体の行程範囲に比べて相対的に小さくてもよい。しかし、他の例では、バルブは、テストの処理手続きの間、実質的にバルブ（例えば、２１２）の動きの全体の範囲にわたって移動してもよい。他の例では、バルブ（例えば、２１２）は、移動の全範囲にわたって移動してもよい。
【００４１】
バルブ（例えば、２１２）を動かした（ブロック８１０で）後、例示的な処理は、バルブ（例えば、２１２）をその初期の位置に戻す（ブロック８１２）。これに代えて、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）を初期の位置以外の異なる位置へ動かしてもよい。他の例では、例示的なプロセスは、ブロック８１０でバルブ（例えば、２１２）が移動されたテスト位置にバルブ（例えば、２１２）をそのままにしてもよい。その後、バルブ（例えば、２１２）の監視された動き（ブロック８０８）に基づいて、図８の例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）がテストの処理手続きをパスしたか又は失敗したかを（例えば、プロセッサ２００を介して）決定する（ブロック８１４）。そして、図８の例示的なプロセスは、テストの処理手続きの結果を提供する（ブロック８１６）。例えば、バルブ（例えば、２１２）がテストを失敗した場合（例えば、バルブが動かなくなった又は期待したように動かなかった）、エラーメッセージ、アラーム、及び／又は失敗の他の指標が、制御装置（例えば、１２６）のオペレータインタフェース（例えば、２０２）に出力されてもよく及び／又はオペレータが見るために他の外部装置に送られてもよい。同様に、バルブ（例えば、２１２）がテストをパスした（例えば、期待したように動いた）場合、バルブ（例えば、２１２）の成功の指標が、任意の適切なインタフェースに出力されてもよい。
【００４２】
テストの処理手続きの結果を提供した（ブロック８１６）後、例示的なプロセスは、スケジュールされた次のテストの処理手続きがあるかどうかを決定する（ブロック８１８）。ある場合、制御は、ブロック８０４に戻り次のスケジュールされたテストを待つ。例示的なプロセスが追加のテストはスケジュールされていないと決定した場合には、例示的なプロセスは、終了する。
【００４３】
図９は、図２の例示的な制御装置１２６を実装してバルブ（例えば、２１２）に関連付けられたプロセス制御システム（例えば、１００）内のエラー（複数可）を検出し応答するために実行することができる例示的なプロセスを表すフローチャートである。例示的なプロセスは、制御装置（例えば、例示的な制御装置１２４）がバルブ（例えば、２１２）に関連付けられた制御システムにエラーを検出したときに（ブロック９００）、開始する。一部の例では、検出されたエラーは、制御装置（例えば、１２６）の内部障害に基づいてもよい。内部障害の例は、制御装置（例えば、１２６）の動作温度範囲を上まわる又は下まわる温度、センサボード障害（例えば、制御装置（例えば、１２６）が位置センサ（例えば、２０６）を介して如何なるバルブ位置情報をも受けていない）、無線制御装置（例えば、１２６）の場合には、内部バッテリ又は電力モジュールからの低い電圧出力を含む。他の例では、エラーは、安全計装システム（ＳＩＳ）及び／又はバルブ（例えば、２１２）のバルブ状態及び／又は位置を変更するトリガをトリップするインターロック条件に基づいてもよい。他の例では、エラーは、カスケードループ制御状態及び／又はシステムの動作に関するオペレータ構成の他の任意の状態に基づいてもよい。さらに別の他の例では、検出されたエラーは、通信障害（例えば、制御装置（例えば、１２６）と制御システムホストの間でネットワーク接続性が失われた）に基づく。その後、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）に対して失敗状態を開始するかどうかを決定する（ブロック９０２）。一部の例では、検出されたエラーは、失敗状態を実行する必要性の元とならなくてもよい。例えば、制御装置（例えば、１２６）が、バルブ（例えば、２１２）の制御をローカルで実行し、それが制御システムホスト（管理機能のみを提供する）との連絡を失っている場合、バルブ（例えば、２１２）のローカル制御は依然として機能しているので、失敗状態に入ることは必要ではない。しかし、他の例では、全ての制御信号が制御システムホストから届き、通信障害がある場合、何もバルブ（例えば、２１２）を制御しないように失敗状態を開始することが望ましいこともある。失敗状態が望ましいかどうかは、任意の関連するファクタに基づいて事前にオペレータによって定義されてもよい。
【００４４】
（ブロック９０２で）失敗状態が可能であると決定された場合には、図９の例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）を適切な失敗状態に設定する（ブロック９０４）。失敗状態は、例えば、バルブ閉鎖、バルブ開放、バルブの最後の現在位置を保持し（ｆａｉｌ-ｌａｓｔ）空気圧出力ゼロ、バルブがプリセット位置に動き（ｆａｉｌ-ｓｅｔ）空気圧出力ゼロ、空気圧出力ゼロでバルブが閉鎖し（ｆａｉｌ-ｚｅｒｏ）空気圧出力ゼロなどの任意のオペレータ定義のバルブ（例えば、２１２）の状態及び／又は位置でもよい。一部の例示的なプロセスでは、例示的な失敗状態のいずれも、エラーの種類、関係する構成要素、関係するアプリケーション、及び／又は任意の他の関連するファクタに基づいて事前にオペレータにより適切に構成されたように上述した例示的なエラーのいずれに対しても可能とされてよい。
【００４５】
バルブ（例えば、２１２）が適切な失敗状態に設定された後、図９の例示的なプロセスは、使用不能モードに入る（ブロック９０６）。同様に、例示的なプロセスが失敗状態は開始されないと決定した場合には（ブロック９０２）、制御は、直接的にブロック９０６に進み使用不能モードに入る。この使用不能モードは、制御システムホスト及び／又は他のシステム機器からのいずれの制御信号（例えば、設定ポイントへの変更）をも受信されること及び／又は制御装置（例えば、１２６）によって応答されることを防ぐ。一部の例では、使用不能モードは、制御装置（例えば、１２６）及び／又は関連付けられたアクチュエータ（例えば、１２４）及び／又はバルブ（例えば、２１２）のメンテナンスを行う間に実行されてもよいモードと同じである。その後、図９の例示的なプロセスは、失敗状態からの復帰を待つ（ブロック９０８）（例えば、オペレータが検出されたエラーの原因を修正した後）。失敗状態からの復帰が行われると、例示的なプロセスは、復帰モードに入る（例えば、稼動モード）（ブロック９１０）。一部の例では、復帰モードに入るに際しての制御装置（例えば、１２６）のデフォルトの動作は、何もしないことである。すなわち、制御装置（例えば、１２６）が稼動に戻るとしても、制御装置（例えば、１２６）は、新たな設定ポイント及び／又は他の制御パラメータが制御装置（例えば、１２６）に手動で提供されるまで、制御装置（例えば、１２６）は、バルブ（例えば、２１２）を動かさなくてもよい。他の例では、復帰モードは、運用状態に再度入るに際し、制御装置（例えば、１２６）がバルブ（例えば、２１２）を適切な位置に動かせるように制御パラメータの定義を含んでもよい。復帰モードに入った後、図９の例示的なプロセスは、終了する。
【００４６】
図１０は、図２の制御装置を実装してパルス状のタイミングに基づいてバルブを制御するために実行することができる例示的なプロセスを表すフローチャートである。パルス状のタイミングに基づく制御は、他の制御パラメータ（例えば、タンクレベル等）に関わらず、設定された時間間隔の間、そのバルブの位置を変更することを伴う。例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）の位置が変更される時間間隔を定義する制御信号を受け取る制御装置（例えば、例示的な制御装置１２６）によって開始されるブロック（１０００）。一部の例では、制御信号は、上述したように、１つ以上の通信インタフェース（複数可）（例えば、２０４）を介して制御装置（例えば、１２６）と通信する外部装置を介してオペレータから受け取ることになる。他の例では、制御装置（例えば、１２６）は、制御装置（例えば、１２６）に直接的に組み込まれたオペレータインタフェース（例えば、２０２）を介してオペレータから命令を受けてもよい。
【００４７】
制御信号に基づいて、制御装置（例えば、１２６）は、制御信号によって定義された位置にバルブ（例えば、２１２）を動かす（ブロック１００２）。バルブ（例えば、２１２）は、上述したように、空気圧信号を供給する制御装置（例えば、１２６）によって動かされてもよい。バルブ（例えば、２１２）が変更された位置にあれば、例示的なプロセスは、制御信号によって特定される時間間隔の持続を待つ（ブロック１００４）。その時間間隔が経過した後、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）をその初期の位置に戻す（ブロック１００６）。一部の例では、制御信号は、バルブ（例えば、２１２）がその時間間隔が経過した後に移動すべき初期の位置以外の異なる位置を定義してもよい。ブロック１００６でバルブ（例えば、２１２）を動かした後、図１０の例示的なプロセスは終了する。
【００４８】
バルブを制御する既知の方法に対する図１０の例示的なプロセスの１つの利点は、現在の技術は別々の制御信号が特定の送信機に送られ得る速度に制限されることである。例えば、いくつかの既知の無線制御システムでは、バルブを開くように命令する第１の信号とバルブを閉じるように命令する第２の信号との間の時間は、約３０秒の遅延を必要とする。従って、いくつかの既知のシステムを用いて、１０秒間（又はより短い期間）、バルブを開き、それを再び閉じること（例えば、パルス状の時間間隔）は、不可能であろう。しかし、上述したように例示的な制御装置１２６を用いた図１０の例示的なプロセスの実行は、この障害を克服する。例えば、ブロック１０００で受け取る制御信号は、バルブ（例えば、２１２）の位置の変更と変更の期間とを含んでもよく、制御装置（例えば、１２６）は、バルブ（例えば、２１２）をローカルで制御して、所望の時間、バルブの位置を変更してもよい。
【００４９】
図１１は、図２の制御装置１２６を実装してバルブ（例えば、２１２）の動きを遅延させるために実行することができる例示的なプロセスを表すフローチャートである。この例示的なプロセスは、制御装置（例えば、例示的な制御装置１２６）が遅延されるバルブの動きを定義する制御パラメータ又は設定を受けたときに、開始する（ブロック１１００）。一部の例では、制御の設定は、上述したように、制御装置（例えば、１２６）の１つ以上の通信インタフェース（複数可）（例えば、２０４）を介して制御装置（例えば、１２６）と連絡している外部装置を介してオペレータから受信される。他の例では、制御装置（例えば、１２６）は、制御装置（例えば、１２６）に直接的に組み込まれたオペレータインタフェース（例えば、２０２）を介してオペレータから命令を受けてもよい。一部の例では、制御設定は、バルブ（例えば、２１２）が移動させられるべき位置、バルブ（例えば、２１２）が動かされる前の時間に対応する遅延期間及び／又は遅延をトリガする（例えば、遅延期間のカウントダウン）１つ以上の条件（複数可）を含む。一部の例では、条件（複数可）と遅延期間は、制御システムにおけるタスクの順序付け（例えば、別のバルブが閉じたなら（例えば、条件）、バルブ（例えば、２１２）を開く前に２分間待つ（例えば、遅延期間））を定義してもよい。他の例では、制御設定が受信されるやいなや遅延期間が始まるように（例えば、バルブ（例えば、２１２）の位置を変更する前に２時間待つ）、条件がなくてもよい。他の例では、遅延期間がなくてもよいが、ある動作が未来のいつかの時点でとられる（例えば、午後１０：００まで待ってバルブ（例えば、２１２）をフラッシュする）ように遅延が条件（複数可）に組み込まれる。さらに、制御信号は、上述した条件（複数可）が繰り返し適用される繰り返しスケジュール（例えば、毎夜午後１０：００にバルブ（例えば、２１２）をフラッシュする）を定義してもよい。
【００５０】
制御設定が受けいれられたなら、例示的なプロセスは、条件（複数可）が満たされたかどうかを決定する（ブロック１１０２）。満たされていない場合は、例示的なプロセスは、これらの条件（複数可）を待つ。条件がない例では、例示的なプロセスは、全ての条件が満たされたかのように進行する。従って、図１１の例示的なプロセスが条件（複数可）は満たされたと決定する（条件がない場合を含む）場合は、例示的なプロセスは、遅延期間の間、待って（ブロック１１０６）、バルブ（例えば、２１２）を特定の位置に動かす（ブロック１１０８）。遅延期間がない例では、例示的なプロセスは、遅延期間が既に経過したかのようにブロック１１０６を扱い、直ちにブロック１１０８に進む。バルブ（例えば、２１２）が特定の位置に動かされた後、図１１の例示的なプロセスは、終了する。
【００５１】
図１２は、図２の制御装置１２６を実装してバルブ（例えば、２１２）に関連付けられた診断情報を提供するために実行することができる例示的なプロセスを表すフローチャートである。この例示的なプロセスは、制御装置（例えば、例示的な制御装置１２６）がバルブ（例えば、２１２）を監視し及び／又は制御するときに、開始する（ブロック１２００）。例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）が所期のように動くことに失敗したかどうか（例えば、テスト処理手順の間及び／又は任意の他の制御信号に応答して）を決定することを含む（ブロック１２０２）。バルブ（例えば、２１２）が所期のように動くことに失敗したと決定された場合には、例示的なプロセスは、対応する診断情報を提供する（ブロック１２０４）。一部の例では、診断情報は、如何なる理由及び／又は検出されたバルブ動作障害の考えられる理由、バルブ障害を改善するための可能性のある対処、又は検出された障害に対応するアラームを含む。一部の例では、診断情報は、制御装置（例えば、１２６）のオペレータインタフェース（例えば、２０２）の一部であるディスプレイを介して提供される。さらに又はこれに代えて、診断情報は、制御装置（例えば、１２６）の通信インタフェース（複数可）（例えば、２０４）を介して任意の他の装置（例えば、制御システムホスト）に提供されてもよい。
【００５２】
診断情報が提供された後、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）が長すぎる期間（例えば、オペレータによってプリセットされたような）、同じ位置にあったかどうかを決定する（ブロック１２０６）。これに代えて、（ブロック１２０２で）バルブ（例えば、２１２）が正常に（例えば、所期のように）動いたと決定された場合には、例示的なプロセスは、直接的にブロック１２０６に進む。バルブ（例えば、２１２）が長すぎる期間、同じ位置にあった場合は（ブロック１２０６）、例示的なプロセスは、対応する診断情報を提供する（ブロック１２０８）。診断情報は、オペレータが望むバルブ（例えば、２１２）が動く頻度（例えば、予め構成された時間に基づいて）に対してバルブ（例えば、２１２）が動かなかった時間の長さに関連付けられてもよい。この方法では、オペレータは、バルブを動かすか又は運動させてそれが正常に働くことを確実にする及び／又はバルブ（例えば、２１２）が動かなくなるリスクを減少させる必要性を知らされてもよい。
【００５３】
（ブロック１２０８で）診断情報が提供された後、例示的なプロセスは、バルブ（例えば、２１２）のメンテナンスが期日経過かどうかを（例えば、オペレータによって定義されたスケジュールに基づいて）決定する（ブロック１２１０）。これに代えて、（ブロック１２０６で）バルブ（例えば、２１２）が長すぎる期間、同じ位置にはなかったと決定された場合には、図１２の例示的なプロセスは、直接ブロック１２１０に進む。バルブ（例えば、２１２）のメンテナンスが期日経過していると決定された場合には（ブロック１２１０）、例示的なプロセスは、対応する診断情報を提供する（ブロック１２１２）。診断情報が提供された後、例示的なプロセスは、ブロック１２１４に進み、バルブ（例えば、２１２）の監視及び／又は制御を続けるかどうかを決定する。同様に、（ブロック１２１０で）メンテナンスが期日経過ではないと決定された場合は、例示的なプロセスは、直接的にブロック１２１４に進みバルブ（例えば、２１２）の監視及び／又は制御を続けるかどうかを決定する（ブロック１２１４）。例示的なプロセスがバルブ（例えば、２１２）の監視及び／又は制御を続けると決定した場合は、例示的なプロセスは、例示的なプロセスが繰り返され得るブロック１２００に戻る。バルブ（例えば、２１２）の監視及び／又は制御を続行すべきではないと決定された場合には、図１２の例示的なプロセスは、終了する。
【００５４】
図１３は、図６から図１２の例示的なプロセスを実行して図２の例示的な制御装置１２６、及び／又は、より一般的には、図１の例示的なシステム１００を実装するために用いること及び／又はプログラムすることができる例示的なプロセッサプラットフォーム１３００の模式図である。本例のプラットフォーム１３００は、プロセッサ１３１２を有する。例えば、プロセッサ１３１２は、任意の所望のファミリ又は製造者からの１つ以上のマイクロプロセッサ又はコントローラによって実装することができる。
【００５５】
プロセッサ１３１２は、ローカルメモリ１３１３（例えば、キャッシュ）を有し、バス１３１８を介して揮発性メモリ１３１４と不揮発性メモリ１３１６を含むメインメモリと連絡している。揮発性メモリ１３１４は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、ＲＡＭＢＵＳダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）及び／又は任意の他の種類のランダムアクセスメモリデバイスによって実装されてもよい。不揮発性メモリ１３１６は、フラッシュメモリ及び／又は他の所望の種類のメモリデバイスによって実装されてもよい。メインメモリ１３１４，１３１６へのアクセスは、メモリコントローラによって制御される。
【００５６】
また、プロセッサプラットフォーム１３００は、インタフェース回路１３２０を有する。インタフェース回路１３２０は、イーサネット（登録商標）インタフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、及び／又はＰＣＩエクスプレスインタフェースなどの任意の種類のインタフェース標準によって実装することができる。１つ以上の入力デバイス１３２２が、インタフェース回路１３２０に接続される。入力デバイス（複数可）１３２２は、ユーザがプロセッサ１３１２にデータとコマンドを入力することを可能にする。入力デバイス（複数可）は、例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン、トラックパッド、トラックボール、イソポイント及び／又は音声認識システムによって実装されてもよい。１つ以上の出力デバイス１３２４もインタフェース回路１３２０に接続されている。出力デバイス１３２４は、例えば、ディスプレイデバイス（例えば、液晶ディスプレイ、陰極線管ディスプレイ（ＣＲＴ）、プリンタ及び／又はスピーカ）によって、実装することができる。従って、インタフェース回路１３２０は、一般的に、グラフィックドライバカードを含む。
【００５７】
インタフェース回路１３２０は、また、ネットワーク１３２６（例えば、イーサネット（登録商標）接続、デジタルサブスクライバライン（ＤＳＬ）、電話回線、同軸ケーブル、携帯電話システム等）を介して外部コンピュータを用いてデータの交換を容易にするモデム又はネットワークインタフェースカードなどの通信デバイスを含む。
【００５８】
プロセッサプラットフォーム１３００は、また、ソフトウェアとデータを保存する１つ以上のマスストレージデバイス１３２８を有する。そのようなマスストレージデバイス１３２８の例は、フロッピディスクドライブ、ハードディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ及びデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）ドライブを含む。
【００５９】
図６から１２の例示的なプロセスのコード化された命令１３３２は、マスストレージデバイス１３２８に、揮発性メモリ１３１４に、不揮発性メモリ１３１６、及び／又はＣＤ又はＤＶＤなどのリムーバブル記憶媒体に保存することができる。
【００６０】
方法、装置及び製造部品の一定の例をここに記載したが、本発明のカバーする範囲は、これには限られない。そのような例は、制限のない事例であることが意図されている。むしろ、本発明は、文言上又は均等論の下に後尾に付されているクレームの範囲内に完全に入る全ての方法、装置及び製造部品に及ぶ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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