СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ УСИЛИТЕЛЕЙ СИГНАЛА
METHODS AND DEVICE FOR CONDUCTING PERFORMANCE TESTS OF PNEUMATIC SIGNAL AMPLIFIERS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к пневматическим усилителям сигнала, а, в частности, к способам и устройству для проведения эксплуатационных испытаний пневматических усилителей сигнала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Клапаны с большим или высоким трением часто требуют использования устройства пневматического усиления сигнала, такого как объемный бустер, для получения более высоких скоростей хода клапана. Такие устройства пневматического усиления сигнала могут использоваться в регулирующих клапанах, а также в двухпозиционных клапанах. Когда клапан, использующий устройство пневматического усиления сигнала, не используют (например, открывают или закрывают) часто, обычно неизвестно, может ли устройство пневматического усиления сигнала функционировать надлежащим образом, чтобы обеспечивать желаемую скорость хода клапана. Способность устройства пневматического усиления сигнала обеспечивать требуемую скорость хода клапана часто зависит от того, выполняется ли функция безопасности клапана, особенно в тех случаях, когда клапан выполнен в качестве клапана аварийного отключения (emergency shutdown, «ESD») и/или когда клапан выполнен как часть приборной системы безопасности (safety instrumented system, «SIS»).
[0003] В известных клапанных системах, использующих устройство пневматического усиления сигнала, испытание устройства пневматического усиления сигнала может проводиться после вывода устройства пневматического усиления сигнала и/или клапана из эксплуатации. Помимо неудобства, процесс вывода из эксплуатации устройства пневматического усиления сигнала и/или клапана может также привести к невозможности выполнения своих функций устройством пневматического усиления сигнала и/или клапаном, когда это необходимо, например, в случае чрезвычайной ситуации, требующей быстрого и безотлагательного задействования клапана.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Описаны приведенные в качестве примера способы и устройство для проведения эксплуатационных испытаний пневматических усилителей сигнала. Приведенный в качестве примера способ проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала, функционально соединенного с контроллером клапана и с исполнительным механизмом, включает подачу управляющей текучей среды под давлением к впускному отверстию пневматического усилителя сигнала путем выполнения процессором контроллера клапана одной или более инструкций в ответ на сигнал инициирования испытания. Способ включает определение первого значения давления управляющей текучей среды под давлением путем выполнения процессором одной или более инструкций. Первое значение давления соответствует входному давлению управляющей текучей среды под давлением на впускном отверстии пневматического усилителя сигнала. Способ включает определение второго значения давления управляющей текучей среды под давлением путем выполнения процессором одной или более инструкций. Второе значение давления соответствует выходному давлению управляющей текучей среды под давлением у выпускного отверстия пневматического усилителя сигнала. Способ включает определение значения отношения между первым и вторым значениями давления путем выполнения процессором одной или более инструкций. Способ включает определение, удовлетворяет ли значение отношения пороговому значению, путем выполнения процессором одной или более инструкций. Способ включает формирование уведомления, указывающего на то, что пневматический усилитель сигнала функционирует, путем выполнения одной или более инструкций процессором в ответ на определение того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению.
[0005] Приведенное в качестве примера устройство для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала содержит контроллер клапана, выполненный с возможностью функционального соединения с пневматическим усилителем сигнала и исполнительным механизмом. Контроллер клапана содержит процессор, выполненный с возможностью подачи управляющей текучей среды под давлением на впускное отверстие пневматического усилителя сигнала в ответ на сигнал инициирования испытания. Процессор выполнен с возможностью определения первого значения давления управляющей текучей среды под давлением. Первое значение давления соответствует входному давлению управляющей текучей среды под давлением у впускного отверстия пневматического усилителя сигнала. Процессор выполнен с возможностью определения второго значения давления управляющей текучей среды под давлением. Второе значение давления соответствует выходному давлению управляющей текучей среды под давлением у выпускного отверстия пневматического усилителя сигнала. Процессор выполнен с возможностью определения значения отношения между первым и вторым значениями давления. Процессор выполнен с возможностью определения, удовлетворяет ли значение отношения пороговому значению. Процессор выполнен с возможностью формирования уведомления, указывающего на то, что пневматический усилитель сигнала функционирует, в ответ на определение того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению.
[0006] Приведенный в качестве примера материальный машиночитаемый носитель данных содержит инструкции, при выполнении которых процессором контроллера клапана обеспечена подача управляющей текучей среды под давлением к впускному отверстию пневматического усилителя сигнала в ответ на сигнал инициирования испытания. Усилитель пневматического сигнала функционально соединен с контроллером клапана и исполнительным механизмом. Инструкции обеспечивают определение процессором первого значения давления управляющей текучей среды под давлением. Первое значение давления соответствует входному давлению управляющей текучей среды под давлением у впускного отверстия пневматического усилителя сигнала. Эти инструкции обеспечивают определение процессором второго значения давления текучей среды под давлением. Второе значение давления соответствует выходному давлению управляющей текучей среды под давлением у выпускного отверстия пневматического усилителя сигнала. Инструкции обеспечивают определение процессором значения отношения между первым и вторым значениями давления. Инструкции обеспечивают определение процессором, удовлетворяет ли значение отношения пороговому значению. Инструкции обеспечивают формирование уведомления, указывающего на то, что пневматический усилитель сигнала функционирует, в ответ на определение того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0007] На фиг. 1 показана блок-схема известной клапанной системы.
[0008] На фиг. 2 показана блок-схема приведенной в качестве примера клапанной системы, сконструированной в соответствии с принципами настоящего изобретения, для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала.
[0009] На фиг. 3 показана функциональная схема, представляющая приведенный в качестве примера способ, который может быть реализован на приведенном в качестве примера контроллере клапана по фиг. 2 для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала по фиг. 2.
[0010] На фиг. 4 показана приведенная в качестве примера платформа процессора, выполненная с возможностью выполнения команд для реализации способа по фиг. 3 и приведенный в качестве примера контроллер 108 клапана по фиг. 2.
[0011] Некоторые примеры показаны на вышеуказанных фигурах и подробно описаны ниже. При описании этих примеров, подобные или идентичные ссылочные позиции используются для обозначения тех же или аналогичных элементов. Фигуры не обязательно показаны в масштабе, а некоторые характерные особенности и некоторые виды фигур могут быть показаны в увеличенном масштабе или показаны схематично для ясности и/или краткости.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] В отличие от известных клапанных систем, в которых испытание устройства пневматического усиления сигнала клапанной системы может проводиться только после вывода устройства пневматического усиления сигнала и/или клапана клапанной системы из эксплуатации, способы, устройство и системы, раскрытые в настоящем документе, преимущественно обеспечивают возможность проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала клапанной системы. В результате этого исключаются затраты, неудобства и другие трудности, связанные с выводом пневматического усилителя сигнала и/или клапана клапанной системы из эксплуатации, что обычно требуется при испытании функциональности пневматического усилителя сигнала. Используемый в настоящем документе термин «эксплуатационное испытание» или «испытания в процессе эксплуатации» означает испытание и/или испытания, проводимые на одном или более компонентах клапанной системы (например, клапан, исполнительный механизм, пневматический усилитель сигнала и т.д.) без выключения и/или вывода компонента (компонентов) и/или, в более общем случае, клапанной системы из эксплуатации. Примером эксплуатационного испытания клапанной системы является испытание частичным ходом (partial stroke test, «PST»).
[0013] На фиг. 1 изображена известная клапанная система 100, содержащая клапан 102, исполнительный механизм 104, пневматический усилитель 106 сигнала и контроллер 108 клапана. Клапан 102 по фиг. 1 может представлять собой регулирующий клапан и/или двухпозиционный клапан любого типа, включая, например, запорный клапан, шаровой клапан, двустворчатый клапан или угловой клапан. Клапан 102 содержит элемент 110 регулирования потока и вал клапана (не показан). Элемент 110 регулирования потока функционально соединен с валом клапана. При приложении усилия и/или нагрузки к валу клапана обеспечивается перемещение элемента 110 регулирования потока между открытым положением клапана 102 и закрытым положением клапана 102.
[0014] Исполнительный механизм 104 по фиг. 1 представляет собой пневматический исполнительный механизм одностороннего действия. Исполнительный механизм 104 может быть мембранным исполнительным механизмом или поршневым исполнительным механизмом. Исполнительный механизм 104 функционально соединен с клапаном 102 и, более конкретно, с валом клапана 102. Исполнительный механизм 104 содержит впускное отверстие 112 для управляющей текучей среды, индикатор 114 положения и внутренний шток и/или поршень (не показан).
[0015] Впускное отверстие 112 для управляющей текучей среды исполнительного механизма 104 принимает управляющую текучую среду под давлением (например, сжатый воздух), которая обеспечивает перемещение штока и/или поршня исполнительного механизма 104 в направлении вдоль продольной оси исполнительного механизма 104. Усилие и/или нагрузка, создаваемая перемещающимся штоком и/или поршнем, преобразуют в усилие и/или нагрузку на вал клапана, что обеспечивает перемещение элемента 110 регулирования потока между открытым положением клапана 102 и закрытым положением клапана 102, как описано выше. Функциональное соединение штока и/или поршня исполнительного механизма 104 с валом клапана и/или элементом 110 регулирования потока клапана 102 обеспечивает зависимость между положением штока и/или поршня исполнительного механизма 104 и положением элемента 110 регулирования потока клапана 102. Соответственно, положение элемента 110 регулирования потока клапана 102 может быть определено на основании известного и/или измеренного положения штока и/или поршня исполнительного механизма 104, и наоборот.
[0016] Индикатор 114 положения исполнительного механизма 104 функционально соединен со штоком и/или поршнем исполнительного механизма 104 так, что перемещение штока и/или поршня приводит к соответствующему перемещению индикатора 114 положения. Как описано выше, существует зависимость между положением штока и/или поршня исполнительного механизма 104 и положением элемента 110 регулирования потока клапана 102. Таким образом, индикатор 114 положения может обеспечивать индикацию положения штока и/или поршня исполнительного механизма 104 и/или индикацию положения элемента 110 регулирования потока клапана 102.
[0017] Пневматический усилитель 106 сигнала на фиг. 1 представляет собой объемный бустер. Пневматический усилитель 106 сигнала функционально соединен с исполнительным механизмом 104 и с контроллером 108 клапана. Пневматический усилитель 106 сигнала может усиливать входной регулирующий пневматический сигнал, принимаемый от контроллера 108 клапана, для увеличения скорости перемещения и/или хода штока и/или поршня исполнительного механизма 104 для открывания и/или закрывания элемента 110 регулирования потока клапана 102.
[0018] Пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 1 содержит первое впускное отверстие 116 для управляющей текучей среды, второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды, выпускное отверстие 120 для управляющей текучей среды и отверстие 122 для отвода управляющей текучей среды. Первое впускное отверстие 116 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала принимает управляющую текучую среду под давлением (например, сжатый воздух) от источника 124 управляющей текучей среды под давлением. Пневматический усилитель 106 сигнала может содержать питающий канал (не показан), который при нахождении в закрытом положении предотвращает протекание управляющей текучей среды под давлением, поступающей через первое впускное отверстие 116 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, в и/или через пневматический усилитель 106 сигнала. Второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала принимает управляющую среду под давлением (например, сжатый воздух) от контроллера 108 клапана. Выпускное отверстие 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала подает управляющей текучую среду под давлением (например, сжатый воздух) к впускному отверстию 112 для управляющей текучей среды исполнительного механизма 104. Отверстие 122 для отвода управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала выпускает избыточную находящуюся под давлением управляющую текучую среду в атмосферу. Пневматический усилитель 106 сигнала может содержать выпускной канал (не показан), которое при нахождении в закрытом положении предотвращает вытекание управляющей текучей среды под давлением из отверстия 122 для отвода управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала.
[0019] Управляющая текучая среда под давлением, принимаемая вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, функционирует в качестве входного управляющего сигнала 126 для пневматического усилителя 106 сигнала. Значительное внезапное изменение входного управляющего сигнала 126, принимаемого пневматическим усилителем 106 сигнала (например, значительное внезапное изменение давления управляющей текучей среды под давлением, принимаемой вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала), создает перепад давлений между давлением управляющей текучей среды под давлением, принимаемой вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, и давлением управляющей текучей среды под давлением, подаваемой выпускным отверстием 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала. При возникновении такого перепада давлений обеспечивается перемещение диафрагм (не показаны) пневматического усилителя 106 сигнала для открывания питающего канала (не показан), сообщающегося по текучей среде с первым впускным отверстием 116 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, или выпускного канала (не показан), сообщающегося по текучей среде с отверстием 122 для отвода управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, в зависимости от того, какое действие требуется для уменьшения перепада давлений.
[0020] Например, если перепад давлений возникает в результате значительного внезапного увеличения входного управляющего сигнала 126, принимаемого вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, обеспечивается открывание питающего канала пневматического усилителя 106 сигнала для обеспечения возможности протекания управляющей текучей среды под давлением, поступающей через первое впускное отверстие 116 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, в пневматический усилитель 106 сигнала, тем самым увеличивая давление управляющей текучей среды под давлением, подаваемой выпускным отверстием 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала. После открывания питающий канал остается открытым до тех пор, пока перепад давлений между давлением находящейся под давлением регулирующей текучей среды, принимаемой вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, и давлением находящейся под давлением управляющей текучей среды, подаваемой выпускным отверстием 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, не вернется в пределы порогового значения (например, зоны нечувствительности), определенного пневматическим усилителем 106 сигнала. Этот процесс позволяет пневматическому усилителю 106 сигнала увеличивать скорость перемещения и/или хода штока и/или поршня исполнительного механизма 104 для открывания и/или закрывания элемента 110 регулирования потока клапана 102.
[0021] В качестве другого примера, если перепад давлений возникает в результате значительного внезапного уменьшения входного управляющего сигнала 126, принимаемого вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, обеспечивается открывание выпускного канала пневматического усилителя 106 сигнала для обеспечения возможности выведения избыточной управляющей текучей среды под давлением в атмосферу через отверстие 122 для отвода управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, тем самым уменьшая давление управляющей текучей среды под давлением, подаваемой выпускным отверстием 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала. После открывания выпускной канал остается открытым до тех пор, пока перепад давлений между давлением находящейся под давлением управляющей текучей среды, принимаемой вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, и давлением находящейся под давлением управляющей текучей среды, подаваемой выпускным отверстием 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, не вернется в пределы порогового значения (например, зоны нечувствительности), определенного пневматическим усилителем 106 сигнала. Этот процесс позволяет пневматическому усилителю 106 сигнала увеличивать скорость перемещения и/или хода штока и/или поршня исполнительного механизма 104 для открывания и/или закрывания элемента 110 регулирования потока клапана 102.
[0022] Контроллер 108 клапана на фиг. 1 представляет собой цифровой контроллер клапана. Контроллер 108 клапана функционально соединен с пневматическим усилителем 106 сигнала для управления подачей управляющей текучей среды под давлением и/или входного управляющего сигнала 126 в пневматический усилитель 106 сигнала. Контроллер 108 клапана также функционально соединен с исполнительным механизмом 104 для приема индикации положения, обеспечиваемой индикатором 114 положения исполнительного механизма 104. Контроллер 108 клапана содержит впускное отверстие 128 для управляющей текучей среды, принимающее управляющую текучую среду под давлением (например, сжатый воздух) от источника 124 управляющей текучей среды под давлением. Контроллер 108 клапана дополнительно содержит выпускное отверстие 130 для управляющей текучей среды, которое подает управляющую текучую среду под давлением и/или входной управляющий сигнал 126 во второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала.
[0023] Контроллер 108 клапана известной клапанной системы 100 дополнительно содержит схему 132 управления и электропневматический (current-to-pressure, «I/P») преобразователь 134. Схема 132 управления включает в себя датчик 136 входного давления контроллера, датчик 138 положения, запоминающее устройство 140 и процессор 142, и/или функционально соединена с ними. Датчик 136 входного давления контроллера выполнен с возможностью считывания, измерения и/или обнаружения давления управляющей текучей среды под давлением, подаваемой источником 124 управляющей текучей среды на впускное отверстие 128 для управляющей текучей среды контроллера 108 клапана. Датчик 138 положения функционально соединен с индикатором 114 положения исполнительного механизма 104. Датчик 138 положения выполнен с возможностью считывания, измерения и/или обнаружения положения элемента 110 регулирования потока клапана 102 и/или положения штока и/или поршня исполнительного механизма 104 на основании индикации положения, обеспечиваемой индикатором 114 положения. В некоторых примерах функциональное соединение между датчиком 138 положения и индикатором 114 положения может быть выполнено в форме механической связи, соединяющей индикатор 114 положения с датчиком 138 положения. В других примерах функциональное соединение может являться электронным. В некоторых других примерах функциональное соединение может быть реализовано через систему магнитов и один или более датчиков на основе эффекта Холла.
[0024] Данные и/или информация, полученная и/или предоставленная датчиком 136 входного давления контроллера и/или датчиком 138 положения, может храниться на запоминающем устройстве 140, изображенном на фиг. 1. Запоминающее устройство 140 может быть выполнено как устройство (устройства) хранения любого типа (типов) и количества, такого как накопитель, флэш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), кэш-память и/или любой другой носитель данных, на котором информация хранится на протяжении любого периода времени (например, в течение длительных периодов времени, постоянно, кратковременно, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Информация, хранящаяся на запоминающем устройстве 140, может храниться в любом формате файла и/или структуры данных, организационной схеме и/или конфигурации.
[0025] Процессор 142 по фиг. 1, может получать доступ к данным и/или информации на запоминающем устройстве 140 или альтернативно может получать данные и/или информацию непосредственно от датчика 136 входного давления контроллера и/или датчика 138 положения. Процессор 142 может быть реализован полупроводниковым устройством, таким как микропроцессор, контроллер или микроконтроллер. Процессор 142 выполнен с возможностью руководства и/или управления работой схемы 132 управления и/или, в более общем смысле, работой контроллера 108 клапана.
[0026] Процессор 142 и/или, в более общем смысле, схема 132 управления принимает входной сигнал 144, соответствующий желаемому положению и/или состоянию элемента 110 регулирования потока клапана 102. Например, входной сигнал 144 может указывать, что элемент 110 регулирования потока клапана 102 должен быть открыт на ноль процентов (0%) (т.е. закрыт на сто процентов (100%)). В ответ на прием входного сигнала 144 схема 132 управления посредством процессора 142 определяет текущее давление, связанное с датчиком 136 входного давления контроллера, и также определяет текущее положение элемента 110 регулирования потока на основании текущего положения, связанного с датчиком 138 положения. На основании таких данных и/или информации схема 132 управления посредством процессора 142 формирует приводной сигнал 146, соответствующий изменению положения штока и/или поршня исполнительного механизма 104 и/или изменению положения элемента 110 регулирования потока клапана 102 для размещения элемента 110 регулирования потока в желаемое положение, указанное входным сигналом 144. Приводной сигнал 146 представляет собой переменный ток, изменяемый на основании непрерывной обратной связи, получаемой от и/или предоставляемой датчиком 136 входного давления контроллера и/или датчиком 138 положения.
[0027] Приводной сигнал 146 переменного тока, формируемый схемой 132 управления, передается на электропневматический преобразователь 134. В дополнение к приему приводного сигнала 146, электропневматический преобразователь 134 также принимает управляющую текучую среду под давлением, подаваемую через впускное отверстие 128 для управляющей текучей среды контроллера 108 клапана. В ответ на получение приводного сигнала 146 и управляющей текучей среды под давлением электропневматический преобразователь 134 формирует переменное давление, соответствующее приводному сигналу 146 переменного тока. Переменное давление, создаваемое электропневматическим преобразователем 134, поступает на выпускное отверстие 130 для управляющей текучей среды контроллера 108 клапана, который, в свою очередь, обеспечивает переменное давление на втором впускном отверстии 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала в форме входного управляющего сигнала 126.
[0028] Давление подачи управляющей текучей среды под давлением и/или входного управляющего сигнала 126 на второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала и/или на впускное отверстие 112 для управляющей текучей среды исполнительного механизма 104, обеспечивает соответствующее перемещение штока и/или поршня исполнительного механизма 104. Обеспечивается преобразование усилия и/или нагрузки, создаваемой штоком и/или поршнем исполнительного механизма 104, в усилие и/или нагрузку на стержень клапана 102, что обеспечивает открывание или закрывание элемента 110 регулирования потока клапана 102. Как описано выше, относительное перемещение штока и/или поршня исполнительного механизма 104 и/или элемента 110 регулирования потока клапана 102 передается посредством индикатора 114 положения исполнительного механизма 104 на датчик 138 положения контроллера клапана 108, таким образом обеспечивая непрерывный контур обратной связи, который может быть использован для обновления и/или регулирования приводного сигнала 146 переменного тока.
[0029] Хотя это не показано на фиг. 1, при работе известной клапанной системы 100 источник 124 управляющей текучей среды под давлением сообщается по текучей среде с первым впускным отверстием 116 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала через трубопровод. Другой трубопровод соединяет по текучей среде источник 124 управляющей текучей среды под давлением с впускным отверстием 128 для управляющей текучей среды контроллера 108 клапана. Еще один трубопровод соединяет по текучей среде выпускное отверстие 130 для управляющей текучей среды контроллера 108 клапана со вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала. Еще один трубопровод соединяет по текучей среде выпускное отверстие 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала с впускным отверстием 112 для управляющей текучей среды исполнительного механизма 104.
[0030] В известной клапанной системе 100, описанной выше в связи с фиг. 1, испытание пневматического усилителя 106 сигнала может проводиться только после вывода пневматического усилителя 106 сигнала и/или клапана 102 из эксплуатации. Однако выведение пневматического усилителя 106 сигнала и/или клапана 102 из эксплуатации является дорогостоящим и неудобным, и может также приводить к тому, что пневматический усилитель 106 сигнала и/или клапан 102 не сможет выполнять свои функции при необходимости, например, в случае чрезвычайной ситуации, требующей быстрого и незамедлительного закрывания или открывания клапана 102. В отличие от известной клапанной системы 100, описанной выше в связи с фиг. 1, приведенная в качестве примера клапанная система, описанная в настоящем документе в связи с фиг. 2-4, предоставляет возможность проводить эксплуатационные испытания пневматического усилителя сигнала, такого как пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 1. В результате, удается избежать затрат, неудобств и других трудностей, связанных с выведением пневматического усилителя 106 сигнала и/или клапана 102 по фиг. 1 из эксплуатации (например, как это требуется при испытании пневматического усилителя 106 сигнала известной клапанной системы 100).
[0031] На фиг. 2 показана блок-схема приведенной в качестве примера клапанной системы 200, сконструированной в соответствии с принципами этого изобретения, для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала. В иллюстративном примере по фиг. 2, приведенная в качестве примера клапанная система 200 содержит компоненты известной клапанной системы 100, описанной выше в связи с фиг. 1, и дополнительно содержит приведенный в качестве примера процессор 242 (в дополнение и/или вместо процессора 142 известной клапанной системы 100 по фиг. 1), который выполняет операции процессора 142 известной клапанной системы 100, описанной выше, а также дополнительные операции, описанные в настоящем документе. Приведенная в качестве примера клапанная система 200 дополнительно содержит приведенный в качестве примера датчик 250 входного давления усилителя, приведенный в качестве примера датчик 252 выходного давления усилителя и приведенный в качестве примера пользовательский интерфейс 254.
[0032] В иллюстративном примере по фиг. 2, датчик 250 входного давления усилителя и датчик 252 выходного давления усилителя встроены в контроллер 108 клапана, а более конкретно, в схему 132 управления контроллера 108 клапана. Датчик 250 входного давления усилителя выполнен с возможностью считывания, измерения и/или обнаружения давления управляющей текучей среды под давлением и/или входного управляющего сигнала 126, подаваемого из выпускного отверстия 130 для управляющей текучей среды контроллера 108 клапана во второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала. Датчик 252 выходного давления усилителя выполнен с возможностью считывания, измерения и/или обнаружения давления управляющей текучей среды под давлением, подаваемой из выпускного отверстия 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала во впускное отверстие 112 для управляющей текучей среды исполнительного механизма 104. Таким образом, давление, считанное и/или обнаруженное датчиком 250 входного давления усилителя, может быть сравнено с давлением, измеренным и/или обнаруженным датчиком 252 выходного давления усилителя, для определения перепада давлений в пневматическом усилителе 106 сигнала.
[0033] В некоторых примерах процессор 242 по фиг. 2, может в первый раз обеспечивать считывание, измерение и/или обнаружение датчиком 250 входного давления усилителя давления управляющей текучей среды под давлением и/или входного управляющего сигнала 126, подаваемого на второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, и может также обеспечивать считывание, измерение и/или обнаружение датчиком 252 выходного давления усилителя давления управляющей текучей среды под давлением, подаваемой из выпускного отверстия 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, во второй раз, который следует за первым разом. В некоторых примерах разность и/или задержка между первым и вторым разами может соответствовать известной, заранее определенной и/или назначенной продолжительности времени, необходимой для обеспечения пневматическим усилителем 106 сигнала надлежащего функционального отклика (например, своевременного усиления) на известное и/или заранее определенное изменение входного управляющего сигнала 126, принятого пневматическим усилителем 106 сигнала. Например, если при правильном функционировании пневматический усилитель 106 сигнала подходящим образом усиливает известное изменение входного управляющего сигнала 126 за одну секунду (1 с), процессор 242 может обеспечивать считывание, измерение и/или обнаружение датчиком 252 выходного давления усилителя давления управляющей текучей среды под давлением, подаваемой из выпускного отверстия 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, во второй раз, который следует через одну секунду (1 с) после первого раза, за который процессор 242 обеспечивает считывание, измерение и/или обнаружение датчиком 250 входного давления усилителя давления управляющей текучей среды под давлением и/или входного управляющего сигнала 126, подаваемого во второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала.
[0034] Значения давления, считанные, измеренные и/или обнаруженные датчиком 250 входного давления усилителя и/или датчиком 252 выходного давления усилителя, могут быть сохранены в запоминающем устройстве 140 на фиг. 2. Процессор 242 по фиг. 2 может получать доступ к данным и/или информации из запоминающего устройства 140 по фиг. 2, или может альтернативно принимать данные и/или информацию непосредственно от датчика 136 входного давления контроллера, датчика 138 положения, датчика 250 входного давления усилителя, датчика 252 выходного давления усилителя и/или пользовательского интерфейса 254 по фиг. 2.
[0035] В иллюстративном примере по фиг. 2 процессор 242 сравнивает значение давления, считанное, измеренное и/или обнаруженное датчиком 250 входного давления усилителя, со значением давления, считанным, измеренным и/или обнаруженным датчиком 252 выходного давления усилителя, чтобы определить значение отношения между указанными двумя значениями давления. В некоторых примерах процессор 242 определяет значение отношения между значением давления, считанным, измеренным и/или обнаруженным датчиком 250 входного давления усилителя, и значением давления, считанным, измеренным и/или обнаруженным датчиком 252 выходного давления усилителя, путем деления значения давления, считанного, измеренного и/или обнаруженного датчиком 250 входного давления усилителя на значение давления, считанное, измеренное и/или обнаруженное датчиком 252 выходного давления усилителя.
[0036] Например, если значение давления, считанное, измеренное и/или обнаруженное датчиком 250 входного давления усилителя, равняется значению давления, считанному, измеренному и/или обнаруженному датчиком 252 выходного давления усилителя, отношение между указанными двумя значениями давления составляет 1:1, и процессор 242 по фиг. 2 определяет, что указанные два значения давления имеют значение отношения, равное 1,0 (например, 1/1 = 1,0). В качестве другого примера, если значение давления, считанное, измеренное и/или обнаруженное датчиком 250 входного давления усилителя, в два раза больше значения давления, считанного, измеренного и/или обнаруженного датчиком 252 выходного давления усилителя, отношение между указанными двумя значениями давления составляет 2:1, и процессор 242 по фиг. 2 определяет, что указанные два значения давления имеют значение отношения, равное 2,0 (например, 2/1 = 2,0). В качестве еще одного примера, если значение давления, считанное, измеренное и/или обнаруженное датчиком 250 входного давления усилителя, составляет половину значения давления, считанного, измеренного и/или обнаруженного датчиком 252 выходного давления усилителя, отношение между указанными двумя значениями давления составляет 1:2, и процессор 242 по фиг. 2 определяет, что указанные два значения давления имеют значение отношения, равное 0,5 (например, 1/2 = 0,5).
[0037] Значение отношения, определенное процессором 242 по фиг. 2, может указывать на функциональность и/или функциональное состояние пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2. Например, можно ожидать, что значение отношения, определенное процессором 242, находится в пределах известного и/или заранее определенного диапазона значений отношения, если пневматический усилитель 106 сигнала функционирует должным образом. Таким образом, определенное значение отношения (например, определенное посредством процессора 242 по фиг. 2), находящееся в пределах известного и/или заранее определенного диапазона значений отношения, может указывать на надлежащее функционирование пневматического усилителя 106 сигнала, а определенное значение отношения, находящееся за пределами известного и/или заранее определенного диапазона значений отношения, может вместо этого указывать на то, что пневматический усилитель 106 сигнала не функционирует надлежащим образом.
[0038] Процессор 242 по фиг. 2 сравнивает определенное значение отношения, связанное со значениями давления, считанными, измеренными и/или обнаруженными датчиком 250 входного давления усилителя и датчиком 252 выходного давления усилителя, соответственно, с одним или более пороговыми значениями для определения, удовлетворяет ли значение отношения пороговому значению (значениям) (например, находится ли значение отношения ниже верхней границы или верхнего порогового значения и/или выше нижней границы или нижнего порогового значения). Если процессор 242 определяет, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению (значениям), такое определение указывает на надлежащее функционирование пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2. Например, определение процессором 242 того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению (значениям), может указывать на то, что пневматический усилитель 106 сигнала в достаточной степени увеличивает скорость перемещения и/или хода штока и/или поршня исполнительного механизма 104 для открывания и/или закрывания элемента 110 регулирования потока клапана 102. Если вместо этого процессор 242 определяет, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению (значениям), такое определение указывает на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 не функционирует должным образом. Например, определение процессором 242 того, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению (значениям), может указывать на то, что пневматический усилитель 106 сигнала недостаточно увеличивает скорость перемещения и/или хода штока и/или поршня исполнительного механизма 104 для открывания и/или закрывания элемента 110 регулирования потока клапана 102.
[0039] Процессор 242 по фиг. 2 может формировать одно или более уведомлений, и/или одно или более сообщений, идентифицирующих определенную функциональность и/или функциональное состояние пневматического усилителя 106 сигнала. Например, если процессор 242 определяет, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению (значениям), процессор 242 может формировать одно или более уведомлений, и/или одно или более сообщений, указывающих на функциональность пневматического усилителя 106 сигнала и/или на то, что пневматический усилитель 106 сигнала функционирует надлежащим образом. В качестве другого примера, если вместо этого процессор 242 определяет, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению (значениям), процессор 242 может формировать одно или более уведомлений, и/или одно или более сообщений, указывающих на нефункционирование пневматического усилителя 106 сигнала и/или на то, что пневматический усилитель 106 сигнала не функционирует надлежащим образом.
[0040] В некоторых примерах процессор 242 управляет считыванием, измерением и/или обнаружением соответствующих давлений и/или значений давления датчиком 250 входного давления усилителя и/или датчиком 252 выходного давления усилителя, определяет значение отношения между значением давления, считанным, измеренным и/или обнаруженным датчиком 250 входного давления усилителя, и значением давления, считанным, измеренным и/или обнаруженным датчиком 252 выходного давления усилителя, определяет, удовлетворяет ли значение отношения одному или более пороговым значениям, и формирует одно или более уведомлений, и/или одно или более сообщений, указывающих на определенную функциональность и/или функциональное состояние пневматического усилителя 106 сигнала, в соответствии с эксплуатационным испытанием и/или протоколом эксплуатационного испытания для пневматического усилителя 106 сигналов, проведенным совместно с клапанной системой 200 клапанов по фиг. 2. В некоторых примерах процессор 242 управляет и/или руководит эксплуатационными испытаниями пневматического усилителя 106 сигнала на основании сигнала инициирования испытания и/или в ответ на него. Используемый в настоящем документе термин «сигнал инициирования испытания» означает один или более сигналов, одно или более сообщений, одну или более инструкций, и/или одно или более уведомлений, полученных, принятых и/или доступных процессору 242 контроллера 108 клапана, которые (которое) обеспечивают инициирование процессором (процессорами) 242 эксплуатационного испытания и/или эксплуатационных испытаний усилителя пневматического сигнала (например, пневматического усилителя 106 сигнала на фиг. 2) клапанной системы (например, клапанной системы 200 по фиг. 2). В некоторых примерах сигнал инициирования испытания может обеспечивать осуществление процессором 242 испытания частичным ходом клапана 102 по фиг. 2 и/или, в более общем случае, клапанной системы 200 по фиг. 2, во время которого может быть испытана, оценена и/или определена функциональность пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2, в то время как пневматический усилитель 106 сигнала, клапан 102 и/или, в более общем случае, клапанная система 200 остаются (остается) в эксплуатации.
[0041] В некоторых примерах сигнал инициирования испытания может представлять собой, заменять и/или модифицировать приведенный в качестве примера входной сигнал 144, принимаемый схемой 132 управления контроллера 108 клапана по фиг. 2. В других примерах процессор 242 и/или, в более общем смысле, схема управления по фиг. 2, может принимать сигнал инициирования испытания от пользовательского интерфейса 254 по фиг. 2, как описано ниже. В некоторых примерах процессор 242 может получать сигнал инициирования испытания из запоминающего устройства 140 по фиг. 2 и/или осуществлять доступ к нему. В некоторых примерах сигнал инициирования испытания обеспечивает осуществление процессором 242 известного и/или заранее определенного изменения давления, связанного с входным управляющим сигналом 126 по фиг. 2. Например, сигнал инициирования испытания может обеспечивать формирование приводного сигнала 146, соответствующего известному и/или заранее определенному увеличению или уменьшению давления подачи управляющей текучей среды под давлением из выпускного отверстия 130 для управляющей текучей среды контроллера 108 клапана по фиг. 2 ко второму впускному отверстию 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2, управляющей схемой 132 посредством процессора 242 по фиг. 2. В некоторых примерах известное и/или заранее определенное увеличение или уменьшение относятся к заданному значению (например, заданному значению давления или заданному значению положения), связанному с управляющей текучей средой под давлением, подаваемой во второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала пока эксплуатационные испытания не проводятся.
[0042] В некоторых примерах процессор 242 по фиг. 2 осуществляет испытание частичным ходом клапана 102 по фиг. 2 и/или, в более общем случае, клапанной системы 200 по фиг. 2, для испытания, оценки и/или определения функциональности пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2 на основании вышеописанного способа (способов) управления ходом и/или технологии (технологий), в которых процессор 242 и/или, в более общем случае, контроллер 108 клапана по фиг. 2 через датчик 138 положения по фиг. 2 получает информацию о положении (например, обратную связь о положении и/или ходе) от индикатора 114 положения исполнительного механизма 104 по фиг. 2. В таких примерах элемент 110 регулирования потока клапана 102 по фиг. 2 и/или внутренний шток и/или поршень исполнительного механизма 106 по фиг. 2 обычно перемещаются (перемещается) и/или двигаются (двигается) в сочетании с проведением испытания частичным ходом.
[0043] В других примерах перемещение и/или движение элемента 110 регулирования потока клапана 102 по фиг. 2 и/или внутреннего штока и/или поршня исполнительного механизма 106 по фиг. 2 в сочетании с проведением испытания частичным ходом может являться нежелательным. В таких других примерах процессор 242 по фиг. 2 может проводить испытание частичным ходом путем дополнительного и/или альтернативного осуществления одного или более способов и/или одной или более техник регулирования давления, как описано в патентной заявке США № 15/066 495, поданной 10 марта 2016 г. под названием «Регулирование давления для испытаний частичным ходом» («Pressure Control for Partial Stroke Tests»), и патентной заявке США № 62/135,377, поданной 19 марта 2015 г. под названием «Регулирование давления для испытаний частичным ходом» («Pressure Control for Partial Stroke Tests»), обе из которых включены в настоящий документ в полном объеме посредством ссылки. В некоторых таких примерах процессор 242 по фиг. 2 может реализовывать такой способ (способы) и/или технику (техники) регулирования давления путем: регулирования давления внутри исполнительного механизма 104 по фиг. 2 для перехода от исходного давления к заранее определенному пределу давления; наблюдения положения элемента 110 регулирования потока клапана 102 по фиг. 2 и/или внутреннего штока и/или поршня исполнительного механизма 106 по фиг. 2 для обнаружения его перемещения; и регулирования давления внутри исполнительного механизма 104 для возврата к исходному давлению после достижения одним из давлений в приводном механизме 104 предела давления или после обнаружения перемещения элемента 110 регулирования потока клапана 102 по фиг. 2 и/или внутреннего штока и/или поршня исполнительного механизма 106 по фиг. 2. Таким образом, при использовании способа (способов) и/или техники (техник) регулирования давления, таких как описанные в патентной заявке США № 15/066,495 и патентной заявке США № 62/135,377, процессор 242 по фиг. 2 может преимущественно проводить испытание клапана 102 частичным ходом на фиг. 2 и/или, в более общем случае, клапанной системы 200 по фиг. 2, для испытания, оценки и/или определения функциональности пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2 без перемещения и/или приведения в действие элемента 110 регулирования потока клапана 102 по фиг. 2 и/или внутреннего штока и/или поршня исполнительного механизма 106 по фиг. 2.
[0044] Возвращаясь к примеру на фиг. 2, пользовательский интерфейс 254 по фиг. 2 облегчает взаимодействие и/или связь между пользователем клапанной системы 200 по фиг. 2 и процессором 242 по фиг. 2. Данные и/или информация, передаваемая и/или принимаемая через пользовательский интерфейс 254, может быть любого типа, формы и/или формата, и может храниться на машиночитаемом носителе данных, таком как запоминающее устройство 140, описанное выше. Пользовательский интерфейс 254 содержит одно или более устройств 256 ввода, через которые пользователь может вводить информацию и/или данные в процессор 242 и/или, в более общем случае, в контроллер 108 клапана по фиг. 2. Например, пользовательский интерфейс 254 может содержать одну или более кнопок, один или более переключателей, клавиатуру, мышь, микрофон и/или жидкокристаллический дисплей, имеющий сенсорный экран, позволяющие (позволяющий) пользователю передавать данные и/или команды на процессор 242 и/или, в более общем случае, на контроллер 108 клапана. В некоторых примерах описанный выше сигнал инициирования испытания может быть сформирован посредством пользовательского интерфейса 254 в ответ на одни или более вводимые данные в одно или более устройств 256 ввода пользовательского интерфейса 254.
[0045] Пользовательский интерфейс 254 также содержит одно или более устройств 258 вывода, через которые процессор 242 и/или, в более общем случае, контроллер 108 клапана представляет информацию и/или данные в визуальной и/или звуковой форме пользователю транспортного средства. Например, пользовательский интерфейс 254 может содержать один или более светодиодов для представления визуальной информации, один или более громкоговорителей для представления звуковой информации и/или устройство отображения (например, жидкокристаллический дисплей, дисплей на электронно-лучевой трубке и т.д.) для представления текстовой и/или графической информации. В некоторых примерах уведомление (уведомления) и/или сообщение (сообщения), формируемые процессором 242, связанные с определенной функциональностью и/или определенным функциональным состоянием пневматического усилителя 106 сигнала, могут быть представлены через одно или более устройств 258 ввода пользовательского интерфейса 254.
[0046] Хотя на фиг. 2 показан примерный способ реализации приведенной в качестве примера клапанной системы 200, один или более элементов, способов и/или устройств, изображенных на фиг. 2, могут быть объединены, разделены, переупорядочены, опущены, устранены и/или реализованы любым другим способом. Кроме того, индикатор 114 положения, электропневматический преобразователь 134, датчик 136 входного давления контроллера, датчик 138 положения, запоминающее устройство 140, приведенный в качестве примера процессор 242, приведенный в качестве примера датчик 250 входного давления усилителя, приведенный в качестве примера датчик 252 выходного давления усилителя и/или приведенный в качестве примера пользовательский интерфейс 254 по фиг. 2 может быть реализован посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения, встроенного программного обеспечения и/или любого сочетания аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения. Таким образом, например, любое из индикатора 114 положения, электропневматического преобразователя 134, датчика 136 входного давления контроллера, датчика 138 положения, запоминающего устройства 140, приведенного в качестве примера процессора 242, приведенного в качестве примера датчика 250 входного давления усилителя, приведенного в качестве примера датчика 252 выходного давления усилителя и/или приведенного в качестве примера пользовательского интерфейса 254 может быть реализовано посредством одной или более аналоговой или цифровой схем, логических схем, одного или более программируемых процессоров, одной или более специализированных интегральных схем (ASIC), одного или более программируемых логических устройств (PLD), и/или одного или более программируемых пользователем логических устройств (FPLD). При прочтении любого из пунктов формулы изобретения, относящихся у устройству или системе и раскрывающих вариант реализации исключительно в форме программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения, следует понимать, что по меньшей мере одно из перечисленного: индикатор 114 положения, электропневматический преобразователь 134, датчик 136 входного давления контроллера, датчик 138 положения, запоминающее устройство 140, приведенный в качестве примера процессор 242, приведенный в качестве примера датчик 250 входного давления усилителя, приведенный в качестве примера датчик 252 выходного давления усилителя и/или приведенный в качестве примера пользовательский интерфейс 254 явно предусматривает/предусматривают наличие материального компьютерочитаемого устройства хранения или диска для хранения данных, такого как запоминающее устройство, цифровой универсальный диск (DVD), компакт-диск (CD), диск Blu-ray и т.д., на котором хранится программное обеспечение и/или встроенное программное обеспечение. Дополнительно, приведенная в качестве примера клапанная система 200 по фиг. 2 может содержать один или более элементов, способов и/или устройств в дополнение к или вместо проиллюстрированных на фиг. 2, и/или может включать в себя более одного из любых или всех проиллюстрированных элементов, способов и устройств.
[0047] Блок-схема, отображающая приведенный в качестве примера способ для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2, показана на фиг. 3. В этом примере способ может быть реализован с использованием машиночитаемых инструкций, которые содержат одну или более программ для выполнения контроллером или процессором, таким как приведенный в качестве примера процессор 242 по фиг. 2, описанный выше и показанный в приведенной в качестве примера платформе 400 процессора, описанной ниже в связи с фиг. 4. Указанная одна или более программ может быть реализована в программном обеспечении, хранящемся на материальном компьютерочитаемом носителе данных, таком как компакт-диск, гибкий диск, жесткий диск, цифровой универсальный диск (DVD), диск Blu-ray или запоминающее устройство, связанное с процессором 242, но вся программа (программы) и/или ее части могут альтернативно выполняться устройством, отличным от процессора 242, и/или может быть реализована во встроенном программном обеспечении или специализированных аппаратных средствах. Кроме того, хотя приведенная в качестве примера программа (программы) описана/описаны со ссылкой на блок-схему, показанную на фиг. 3, альтернативно может быть использовано множество других способов проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2. Например, может быть изменен порядок выполнения блоков и/или некоторые описанные блоки могут быть изменены, исключены или объединены.
[0048] Как указано выше, приведенный в качестве примера способ по фиг. 3 может быть реализован с использованием кодированных инструкций (например, копьютерочитаемых и/или машиночитаемых инструкций), хранящихся на материальном компьютерочитаемом носителе данных, таком как жесткий диск, флэш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD), кэш память, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и/или любое другое устройство хранения или диск для хранения данных, на котором информация хранится в течение любого периода времени (например, в течение длительного времени, постоянно, в течение коротких промежутков времени, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Используемый в настоящем документе термин «материальный компьютерочитаемый носитель данных» явно определен таким образом, чтобы включать компьютерочитаемое устройство хранения и/или диска для хранения данных любого типа, и исключает распространяющиеся сигналы и средства передачи. Используемые в настоящем документе термины «материальный компьютерочитаемый носитель данных» и «материальный машиночитаемый носитель данных» используются взаимозаменяемо. Дополнительно или альтернативно, приведенный в качестве примера способ по фиг. 3 может быть реализован с использованием кодированных инструкций (например, компьютерочитаемых и/или машиночитаемых инструкций), хранящихся на постоянном компьютерочитаемом и/или машиночитаемом носителе, таком как жесткий диск, флэш-память, постоянное запоминающее устройство, компакт-диск, цифровой универсальный диск, кэш память, оперативное запоминающее устройство и/или любое другое устройство хранения или диск для хранения данных, на котором информация хранится в течение любого периода времени (например, в течение длительного времени, постоянно, в течение коротких промежутков времени, для временной буферизации и/или для кэширования информации). Используемый в настоящем документе термин «материальный компьютерочитаемый носитель» явно определен таким образом, чтобы включать компьютерочитаемое устройство хранения и/или диска для хранения данных любого типа и исключает распространяющиеся сигналы и средства передачи. Используемая в настоящем документе фраза «по меньшей мере» используется в качестве переходного термина в преамбуле пункта формулы изобретения, является таким же открытым термином, как и термин «содержащий».
[0049] На фиг. 3 показана блок-схема, изображающая приведенный в качестве примера способ 300, который может быть выполнен на приведенном в качестве примера контроллере 108 клапана по фиг. 2 для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2. Приведенный в качестве примера способ 300 по фиг. 3 начинается с обеспечения процессором 242 по фиг. 2 входного управляющего сигнала 126 для подачи управляющей текучей среды под давлением на второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2 (блок 302). В некоторых примерах входной управляющий сигнал 126 подается на второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала вместе с сигналом инициирования испытания, который обеспечивает инициацию процессором 242 эксплуатационного испытания пневматического усилителя 106 сигнала. В некоторых примерах сигнал инициирования испытания и/или входной управляющий сигнал 126 соответствуют (соответствует) известному и/или заранее определенному увеличению или уменьшению давления подачи управляющей текучей среды под давлением на второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала. В некоторых примерах известное и/или заранее определенное увеличение или уменьшение относятся к заданному значению (например, заданному значению давления или заданному значению положения), связанному с управляющей текучей средой под давлением, подаваемой во второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала пока эксплуатационные испытания не проводятся.
[0050] Процессор 242 по фиг. 2 определяет первое значение давления управляющей текучей среды под давлением, связанное со вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2 (блок 304). Например, процессор 242 может определять первое значение давления управляющей текучей среды под давлением, связанное со вторым впускным отверстием 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, на основании данных и/или информации, считанной, измеренной и/или обнаруженной датчиком 250 входного давления усилителя по фиг. 2.
[0051] Процессор 242 по фиг. 2 определяет второе значение давления управляющей текучей среды под давлением, связанное с выпускным отверстием 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2 (блок 306). Например, процессор 242 может определять второе значение давления управляющей текучей среды под давлением, связанное с выпускным отверстием 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, на основании данных и/или информации, считанной, измеренной и/или обнаруженной датчиком 252 выходного давления усилителя по фиг. 2. В некоторых примерах процессор 242 может обеспечивать считывание, измерение и/или обнаружение датчиком 252 выходного давления усилителя давления находящейся под давлением управляющей текучей среды, подаваемой из выпускного отверстия 120 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала, во второй раз, который следует за первым разом, при котором процессор 242 обеспечил считывание, измерение и/или обнаружение датчиком 250 входного давления усилителя давления находящейся под давлением управляющей текучей среды, поданной на второе впускное отверстие 118 для управляющей текучей среды пневматического усилителя 106 сигнала. В некоторых примерах разность и/или задержка между первым и вторым разами может соответствовать известной, заранее определенной и/или назначенной продолжительности времени, необходимой для обеспечения пневматическим усилителем 106 сигнала надлежащего функционального отклика (например, своевременного усиления) на входной управляющий сигнал 126, поданный на пневматический усилитель 106 сигнала.
[0052] Процессор 242 по фиг. 2 сравнивает первое значение давления со вторым значением давления, чтобы определить значение отношения между первым и вторым значениями давления (блок 308). Например, процессор 242 может определять значение отношения между первым и вторым значениями давления путем деления первого значения давления на второе значение давления.
[0053] Процессор 242 по фиг. 2 определяет, удовлетворяет ли значение отношения одному или более пороговых значений (например, находится ли значение отношения ниже верхнего порогового значения и/или выше нижнего порогового значения) (блок 310). Например, процессор 242 может определять, что значение отношения ниже верхнего порогового значения и выше нижнего порогового значения, тем самым удовлетворяя пороговому значению (значениям) (например, находясь в пределах диапазона). Определение в блоке 310 того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению (значениям), указывает на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 функционирует и/или работает надлежащим образом. Определение в блоке 310 того, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению (значениям), указывает, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 не функционирует и/или не функционирует надлежащим образом. Если процессор 242 в блоке 310 определяет, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению (значениям), управление приведенного в качестве примера способа 300 переходит к блоку 312. Если вместо этого процессор 242 в блоке 310 определяет, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению (значениям), управление приведенного в качестве примера способа 300 переходит к блоку 314.
[0054] В блоке 312 процессор 242 по фиг. 2 формирует одно или более уведомлений и/или одно или более сообщений, указывающих на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 функционирует и/или на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 функционирует надлежащим образом (блок 312). В некоторых примерах указанное одно или более уведомлений и/или одно или более сообщений, сформированных процессором 242 в блоке 312, указывают (указывает) на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 в достаточной степени увеличивает скорость перемещения и/или хода штока и/или поршня исполнительного механизма 104 по фиг. 2 для открывания и/или закрывания элемента 110 регулирования потока клапана 102 по фиг. 2. В некоторых примерах процессор 242 может обеспечивать отображение указанного одного или более уведомлений и/или одного или более сообщений, сформированных процессором 242 в блоке 312, посредством одного или более устройств 258 вывода пользовательского интерфейса 254 по фиг. 2.
[0055] В блоке 314 процессор 242 по фиг. 2 формирует одно или более уведомлений и/или одно или более сообщений, указывающих на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 не функционирует и/или на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 не функционирует надлежащим образом (блок 312). В некоторых примерах указанное одно или более уведомлений и/или одно или более сообщений, сформированных процессором 242 в блоке 314, указывают (указывает) на то, что пневматический усилитель 106 сигнала по фиг. 2 не увеличивает скорость перемещения и/или хода штока и/или поршня исполнительного механизма 104 по фиг. 2 в достаточной степени для открывания и/или закрывания элемента 110 регулирования потока клапана 102 по фиг. 2. В некоторых примерах процессор 242 может обеспечивать отображение указанного одного или более уведомлений и/или одного или более сообщений, сформированных процессором 242 в блоке 314, посредством одного или более устройств 258 вывода пользовательского интерфейса 254 по фиг. 2.
[0056] В блоке 316 процессор 242 по фиг. 2 определяет, требуется ли повторное проведение эксплуатационных испытаний пневматического усилителя 106 сигнала по фиг. 2 (блок 316). Например, процессор 242 может принимать одни или более вводимые данные, одно или более уведомлений, и/или одно или более сообщений через пользовательский интерфейс 254 на фиг. 2, указывающие на необходимость повторного проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя 106 сигнала. Если в блоке 316 процессор 242 определяет, что эксплуатационные испытания пневматического усилителя 106 сигнала следует повторить, управление приведенного в качестве примера способа 300 возвращается к блоку 302. Если вместо этого в блоке 316 процессор 242 определяет, что эксплуатационные испытания пневматического усилителя 106 сигнала не требуется повторять, приведенный в качестве примера способ 300 завершается.
[0057] Фиг. 4 изображает приведенную в качестве примера платформу 400 процессора, выполненную с возможностью выполнения инструкций для реализации способа по фиг. 3, и приведенный в качестве примера контроллер 108 клапана на фиг. 2. Платформа 400 процессора иллюстративного примера содержит приведенный в качестве примера процессор 242 по фиг. 2. Процессор 242 в иллюстративном примере является аппаратным обеспечением. Например, процессор 242 может быть реализован одной или большим количеством интегральных схем, логических схем, микропроцессоров или контроллеров любого требуемого семейства или производителя. Процессор 242 в иллюстративном примере содержит локальное запоминающее устройство 402 (например, кэш).
[0058] Процессор 242 в иллюстративном примере сообщается с одним или более приведенными в качестве примера датчиками 404 через шину 406. Приведенные в качестве примера датчики 404 включают датчик 136 входного давления контроллера и датчик 138 положения по фиг. 1 и 2, а также приведенный в качестве примера датчик 250 входного давления усилителя и приведенный в качестве примера датчик 252 выходного давления усилителя по фиг. 2.
[0059] Процессор 242 иллюстративного примера также сообщается с одним или более приведенными в качестве примера преобразователями 408 сигнала через шину 406. Приведенные в качестве примера преобразователи 408 сигнала включают в себя электропневматический преобразователь 134 по фиг. 1 и 2.
[0060] Процессор 242 иллюстративного примера также сообщается с основным запоминающим устройством, которое включает энергозависимое запоминающее устройство 410 и энергонезависимое запоминающее устройство 412, через шину 406. Энергозависимое запоминающее устройство 410 может быть реализовано с помощью синхронного динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (SDRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (DRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой Rambus с внутренней шиной (RDRAM) и/или запоминающего устройства с произвольной выборкой любого другого типа. Энергонезависимое запоминающее устройство 412 может быть реализовано в виде флэш-памяти и/или любого другого желаемого типа запоминающего устройства. Доступ к энергозависимому запоминающему устройству 410 и энергонезависимому запоминающему устройству 412 контролируется контроллером запоминающего устройства.
[0061] Процессор 242 иллюстративного примера также сообщается с одним или более устройствами 414 хранения большой емкости для хранения программного обеспечения и/или данных. Примеры таких устройств 414 хранения большой емкости включают дисководы для гибких дисков, жестких дисков, компакт-дисков, дисков Blu-ray, цифровых универсальных дисков (DVD) и RAID-системы. В иллюстративном примере устройство 414 хранения большой емкости включает приведенное в качестве примера запоминающее устройство 140 по фиг. 2.
[0062] Платформа 400 процессора иллюстративного примера также включает интерфейсную схему 416. Интерфейсная схема 416 может быть реализована любым типом стандарта интерфейса, такого как интерфейс Ethernet, универсальная последовательная шина (USB) и/или интерфейс PCI Express. В иллюстративном примере одно или более приведенных в качестве примера устройств 256 ввода по фиг. 2 подключены к интерфейсной схеме 416. Устройство (устройства) 256 ввода позволяет (позволяет) пользователю вводить данные и команды в процессор 242. Устройство (устройства) 256 ввода может быть реализовано, например, одной или несколькими кнопками, одним или несколькими переключателями, клавиатурой, мышью, микрофоном и/или жидкокристаллическим дисплеем, имеющим сенсорный экран. Одно или более приведенных в качестве примера устройств 258 вывода по фиг. 2 также подключены к интерфейсной схеме 416 иллюстративного примера. Устройство (устройства) 258 вывода может быть реализовано, например, одним или более светодиодами для отображения визуальной информации, одним или более громкоговорителями для представления звуковой информации и/или устройством отображения (например, жидкокристаллический дисплей, дисплей на электронно-лучевой трубке и т. д.) для представления текстовой и/или графической информации. Таким образом, интерфейсная схема 416 иллюстративного примера может включать графический драйвер, такой как чип графического драйвера и/или процессор. В иллюстративном примере устройство (устройства) 256 ввода, устройство (устройства) 258 вывода и интерфейсная схема 416 совместно образуют приведенный в качестве примера пользовательский интерфейс 254 по фиг. 2.
[0063] Платформа 400 процессора иллюстративного примера также включает схему 418 интерфейса сетевой связи для облегчения обмена данными и/или сигналами с внешними машинами через сеть 420. В некоторых примерах проводка 4-20 мА и/или один или более протоколов связи, включая, например, Foundation Fieldbus, магистральный адресуемый дистанционный преобразователь (HART), протокол управления передачей/ протокол сети Internet (TCP / IP), Profinet, Modbus и/или Ethernet, может оказывать вспомогательную функцию для сети 420.
[0064] Кодированные инструкции 422 для реализации способа по фиг. 3 могут храниться в локальном запоминающем устройстве 402, в энергозависимом запоминающем устройстве 410, в энергонезависимом запоминающем устройстве 412, в устройстве 414 хранения большой емкости и/или на съемном материальном компьютерочитаемом носителе данных, таком как CD диск или DVD диск.
[0065] Из вышеизложенного следует понимать, что раскрытые способы, устройство и системы преимущественно обеспечивают возможность проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала клапанной системы. В результате этого исключаются затраты, неудобства и другие трудности, связанные с выводом пневматического усилителя сигнала и/или клапана клапанной системы из эксплуатации, что обычно требуется при испытании функциональности пневматического усилителя сигнала.
[0066] В некоторых раскрытых примерах способ проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала, функционально соединенного с контроллером клапана и исполнительным устройством, включает подачу управляющей текучей среды под давлением на впускное отверстие пневматического усилителя сигнала путем выполнения одной или более инструкций процессором контроллера клапана в ответ на сигнал инициирования испытания. В некоторых раскрытых примерах пневматический усилитель сигнала является объемным бустером. В некоторых раскрытых примерах исполнительное устройство представляет собой исполнительное устройство одностороннего действия, функционально соединенный с клапаном. В некоторых раскрытых примерах исполнительное устройство представляет собой мембранное исполнительное устройство или поршневое исполнительное устройство.
[0067] В некоторых раскрытых примерах способ включает определение первого значения давления управляющей текучей среды под давлением путем выполнения процессором одной или более инструкций, причем первое значение давления соответствует входному давлению управляющей текучей среды под давлением на впускном отверстии пневматического усилителя сигнала. В некоторых раскрытых примерах определение первого значения давления включает измерение входного давления управляющей текучей среды под давлением на впускном отверстии пневматического усилителя сигнала посредством первого датчика давления. В некоторых раскрытых примерах способ включает определение второго значения давления управляющей текучей среды под давлением путем выполнения процессором одной или более инструкций, причем второе значение давления соответствует выходному давлению управляющей текучей среды под давлением на выпускном отверстии пневматического усилителя сигнала. В некоторых раскрытых примерах определение второго значения давления включает измерение выходного давления управляющей текучей среды под давлением на выпускном отверстии пневматического усилителя сигнала посредством второго датчика давления.
[0068] В некоторых раскрытых примерах способ включает определение значения отношения между первым и вторым значениями давления путем выполнения процессором одной или более инструкций. В некоторых раскрытых примерах определение значения отношения включает деление первого значения давления на второе значение давления. В некоторых раскрытых примерах способ включает определение того, удовлетворяет ли значение отношения пороговому значению, путем выполнения процессором одной или более инструкций. В некоторых раскрытых примерах способ включает формирование уведомления, указывающего на то, что пневматический усилитель сигнала функционирует, путем выполнения процессором одной или более инструкций, в ответ на определение того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению. В некоторых раскрытых примерах в ответ на определение того, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению, способ включает формирование уведомления, указывающего на то, что пневматический усилитель сигнала не функционирует, путем выполнения процессором одной или более инструкций.
[0069] В некоторых раскрытых примерах устройство для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала содержит контроллер клапана, выполненный с возможностью функционального соединения с пневматическим усилителем сигнала и исполнительным устройством. В некоторых раскрытых примерах контроллер клапана устройства содержит процессор, выполненный с возможностью подачи управляющей текучей среды под давлением на впускное отверстие пневматического усилителя сигнала в ответ на сигнал инициирования испытания. В некоторых раскрытых примерах пневматический усилитель сигнала является объемным бустером. В некоторых раскрытых примерах исполнительное устройство представляет собой исполнительное устройство одностороннего действия, функционально соединенный с клапаном. В некоторых раскрытых примерах исполнительное устройство представляет собой мембранное исполнительное устройство или поршневое исполнительное устройство.
[0070] В некоторых раскрытых примерах процессор контроллера клапана выполнен с возможностью определения первого значения давления управляющей текучей среды под давлением, причем первое значение давления соответствует входному давлению управляющей текучей среды под давлением на впускном отверстии пневматического усилителя сигнала. В некоторых раскрытых примерах определение первого значения давления включает измерение входного давления управляющей текучей среды под давлением на впускном отверстии пневматического усилителя сигнала посредством первого датчика давления. В некоторых раскрытых примерах процессор контроллера клапана выполнен с возможностью определения второго значения давления управляющей текучей среды под давлением, причем второе значение давления соответствует выходному давлению управляющей текучей среды под давлением на выпускном отверстии пневматического усилителя сигнала. В некоторых раскрытых примерах определение второго значения давления включает измерение выходного давления управляющей текучей среды под давлением на выпускном отверстии пневматического усилителя сигнала посредством второго датчика давления.
[0071] В некоторых раскрытых примерах процессор контроллера клапана выполнен с возможностью определения значения отношения между первым и вторым значениями давления. В некоторых раскрытых примерах определение значения отношения включает деление первого значения давления на второе значение давления. В некоторых раскрытых примерах процессор контроллера клапана выполнен с возможностью определения, удовлетворяет ли значение отношения пороговому значению. В некоторых раскрытых примерах процессор контроллера клапана выполнен с возможностью формирования уведомления, указывающего на то, что пневматический усилитель сигнала функционирует, в ответ на определение того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению. В некоторых раскрытых примерах процессор контроллера клапана выполнен с возможностью формирования уведомления, указывающего на то, что пневматический усилитель сигнала не функционирует, в ответ на определение того, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению.
[0072] В некоторых раскрытых примерах материальный машиночитаемый носитель данных содержит инструкции, которые при выполнении обеспечивают подачу процессором контроллера клапана управляющей текучей среды под давлением на впускное отверстие пневматического усилителя сигнала в ответ на сигнал инициирования испытания, причем пневматический усилитель сигнала функционально соединен с контроллером клапана и с приводным устройством. В некоторых раскрытых примерах пневматический усилитель сигнала является объемным бустером. В некоторых раскрытых примерах исполнительное устройство представляет собой исполнительное устройство одностороннего действия, функционально соединенное с клапаном. В некоторых раскрытых примерах исполнительное устройство представляет собой мембранное исполнительное устройство или поршневое исполнительное устройство.
[0073] В некоторых раскрытых примерах инструкции при их выполнении обеспечивают определение процессором контроллера клапана первого значения давления управляющей текучей среды под давлением, причем первое значение давления соответствует входному давлению управляющей текучей среды под давлением на впускном отверстии пневматического усилителя сигнала. В некоторых раскрытых примерах определение первого значения давления включает измерение входного давления управляющей текучей среды под давлением на впускном отверстии пневматического усилителя сигнала посредством первого датчика давления. В некоторых раскрытых примерах инструкции при их выполнении обеспечивают определение процессором контроллера клапана второго значения давления управляющей текучей среды под давлением, причем второе значение давления соответствует выходному давлению управляющей текучей среды под давлением на выпускном отверстии пневматического усилителя сигнала. В некоторых раскрытых примерах определение второго значения давления включает измерение выходного давления управляющей текучей среды под давлением на выпускном отверстии пневматического усилителя сигнала посредством второго датчика давления.
[0074] В некоторых раскрытых примерах инструкции при их выполнении обеспечивают определение процессором контроллера клапана значения отношения между первым и вторым значениями давления. В некоторых раскрытых примерах определение значения отношения включает деление первого значения давления на второе значение давления. В некоторых раскрытых примерах инструкции при выполнении обеспечивают определение процессором контроллера клапана, удовлетворяет ли значение отношения пороговому значению. В некоторых раскрытых примерах инструкции при выполнении обеспечивают формирование процессором контроллера клапана уведомления, указывающего на то, что усилитель пневматического сигнала функционирует, в ответ на определение того, что значение отношения удовлетворяет пороговому значению. В некоторых раскрытых примерах инструкции при выполнении обеспечивают формирование процессором контроллера клапана уведомления, указывающего на то, что усилитель пневматического сигнала не функционирует, в ответ на определение того, что значение отношения не удовлетворяет пороговому значению.
[0075] Хотя в настоящем документе были описаны определенные приведенные в качестве примера способы, устройство, изделия и системы, объем данного патента не ограничен ими. Наоборот, данный патент включает все способы, устройства, изделия и системы, справедливо находящиеся в пределах объема формулы изобретения данного патента. Например, хотя приведенные в качестве примера способы, устройства, изделия и системы, раскрытые в настоящем документе, ссылаются на исполнительное устройство одностороннего действия, объем данного патента также распространяется на способы, устройства, изделия и системы, реализованные в сочетании с исполнительным устройством двойного действия. При реализации таких способов, устройств, изделий и систем в сочетании с исполнительным устройством двойного действия отдельные пневматические усилители сигнала могут быть функционально соединены с соответствующими впускными отверстиями для управляющей текучей среды исполнительного устройства двойного действия, а контроллер клапана может содержать соответствующие пары датчика входного давления усилителя и датчика выходного давления усилителя для каждого такого пневматического усилителя сигнала.