專利名稱：用于控制設(shè)備的塞和座定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用來將閥移動到所要位置的定位裝置，更具體地說，是涉及用于這樣的定位裝置的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在流體通過管道系統(tǒng)、處理設(shè)備以及類似裝置的傳輸中，必需精確和快速地控制系統(tǒng)中的閥。例如，在的石油加工廠或化學制造設(shè)備中，集成控制方案在整個系統(tǒng)中通常需要根據(jù)所給的一套操作參數(shù)依次打開和關(guān)閉各種閥以及打開和關(guān)閉到各種程度。那些操作參數(shù)可以包括所要的流速、定時的流體排放、所要加工的特定流體等等。
因為這樣的控制系統(tǒng)變得越來越自動化，所以就要求精確和響應(yīng)靈敏地定位控制閥。在接收到位置命令信號和實際將閥定位到所要位置之間的任何滯后時間會在產(chǎn)量和效益方面對生產(chǎn)造成不利的影響。
結(jié)果，人們就已研制出用來響應(yīng)靈敏地定位控制閥的系統(tǒng)。例如，在我以前的一個發(fā)明，公開于轉(zhuǎn)讓給本受讓人的美國專利號4,509,403中，提供了一種定位裝置系統(tǒng)，它采用單個的反饋循環(huán)來動態(tài)地控制閥的位置。此外，在美國專利號5,884,894中公開了一個采用第一和第二控制循環(huán)來控制滑閥位置的定位系統(tǒng)。但是滑閥一般存在較嚴重的滲漏，并且如果設(shè)計成減少滲漏，就會導致在閥操作范圍內(nèi)的相對較大的“死區(qū)域”。這會不利地影響到閥的靈敏度。不僅如此，這樣的滑閥還需要按照高精度公差來制造，就增加了閥的成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種控制閥組件，它包括一個控制閥、一個塞座閥、一個第一位置傳感器、一個第二位置傳感器以及一個比較器。塞座閥與控制閥操作地相連。第一位置傳感器適于監(jiān)測控制閥的位置并產(chǎn)生一個第一位置信號。第二位置傳感器適于監(jiān)測塞座閥的位置并產(chǎn)生一個第二位置信號。比較器適于將第一位置信號與一個第一設(shè)定點相比較并產(chǎn)生一個第二設(shè)定點，并且它還適于將第二位置信號與第二設(shè)定點相比較并產(chǎn)生一個修正信號。修正信號被傳送到塞座閥以定位控制閥。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種閥控制系統(tǒng)，它包括一個控制閥、一個控制閥致動器、一個第一位置傳感器、一個塞座閥、一個第一比較器、一個第二位置傳感器、一個第二比較器以及一個變換器?？刂崎y致動器與控制閥可操作地相連，并且適于改變控制閥的位置。第一位置傳感器靠近控制閥，并適于檢測控制閥的位置。第一位置傳感器產(chǎn)生一個表示控制閥位置的信號。塞座閥與控制閥致動器流體連通，并適于產(chǎn)生一個供控制閥致動器使用的壓力信號。第一比較器適于將控制閥位置與一個控制閥設(shè)定點相比較，并產(chǎn)生一個塞座閥位置設(shè)定點。第二位置傳感器靠近塞座閥，并適于檢測塞座閥的位置，且產(chǎn)生一個表示塞座閥位置的信號。第二比較器適于將塞座閥位置與塞座閥位置設(shè)定點相比較，并產(chǎn)生一個塞座閥修正信號。變換器適于接受塞座閥修正信號并產(chǎn)生一個傳送到塞座閥的相應(yīng)壓力信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種用來定位由控制閥致動器驅(qū)動的控制閥的系統(tǒng)包括一個第一控制循環(huán)和第二控制循環(huán)，且該系統(tǒng)中控制閥致動器與一塞座閥連通。第一控制循環(huán)將一個表示控制閥位置的信號與一個第一設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個第二設(shè)定點。第二控制循環(huán)將一個表示塞座閥位置的信號與第二設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個控制閥致動器驅(qū)動信號，該控制閥致動器驅(qū)動信號被傳送到控制閥致動器以定位控制閥。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用來定位由控制閥致動器驅(qū)動的控制閥的系統(tǒng)，其中控制閥致動器與一控制閥致動器閥連通。該系統(tǒng)包括一個第一控制循環(huán)、一個第二控制循環(huán)以及一個可調(diào)的增益調(diào)整電路。在第一控制循環(huán)中，將一個表示控制閥位置的信號與一個第一設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個第二設(shè)定點。在第二控制循環(huán)中，將一個表示控制閥致動器閥位置的信號與第二設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個控制閥致動器驅(qū)動信號，該控制閥致動器驅(qū)動信號被傳送到控制閥致動器以定位控制閥。可調(diào)的增益調(diào)整電路設(shè)在第二控制循環(huán)中，并且適于改變表示控制閥致動器閥位置的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用來定位控制閥的方法，它包括以下的步驟監(jiān)測控制閥的位置、將控制閥的位置與一個第一設(shè)定點相比較、基于比較步驟產(chǎn)生一個第二設(shè)定點、監(jiān)測一個塞座閥的位置、將塞座閥的位置與第二設(shè)定點相比較、基于塞座閥位置與第二設(shè)定點的比較產(chǎn)生一個修正信號以及基于修正信號定位控制閥。
本發(fā)明的這些和其它的方面以及特征會從下面結(jié)合附圖的詳細描述中變得更為清晰。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個定位系統(tǒng)的較佳實施例的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個塞座閥的較佳實施例的剖面圖，圖示為關(guān)閉位置；圖3是與圖2相似的塞座閥的剖面圖，但所示為塞座閥處于第一打開位置時的情況；圖4是與圖2相似的塞座閥的剖面圖，但所示為塞座閥處于第二打開位置是的情況；圖5是根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個塞座閥的第二實施例的剖面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個控制閥定位系統(tǒng)的實施例的方框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個控制閥定位系統(tǒng)的第三實施例的方框圖。
盡管本發(fā)明易于進行種種修改并有種種可替代的結(jié)構(gòu)，但在附圖中示出其某些示例性實施例，并在下文對其進行詳細描述。應(yīng)予以理解的是，這決非要將本發(fā)明局限于所公布的特殊形式，而是相反地，本發(fā)明涵蓋了所有落入所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明原理和保護范圍之內(nèi)的修改變型、可替代構(gòu)造及等效物。
具體實施例方式
現(xiàn)在請參見附圖，并特別地參見圖1，一個根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個控制閥定位系統(tǒng)總的由參考標號20標識。如圖中所示，定位系統(tǒng)20用來基于從過程控制裝置26接收來的一控制閥移動設(shè)定點24來控制一個控制閥22的定位。過程控制裝置26可以設(shè)置為在各種環(huán)境(如石油加工廠、化工廠、天然氣管道系統(tǒng)或者類似的環(huán)境)中用來控制如壓力、流量、儲罐液位、溫度以及諸如此類的變量的綜合系統(tǒng)的一部分。
請再參見圖1，所示的定位系統(tǒng)20包括一個第一控制循環(huán)28和一個第二控制循環(huán)30，它們提供了增大的阻力并一起使控制閥22的實際位置與控制閥移動設(shè)定點24的匹配更為準確和靈敏。第一控制循環(huán)28較佳的是采用一個控制閥處理器32、一個塞和座定位系統(tǒng)34、一個控制閥致動器36以及一個控制閥移動傳感器38。控制閥致動器36較佳地是這樣一種類型，它接收一氣動或其它壓力信號40，并且將信號40轉(zhuǎn)換成一個相應(yīng)的機械移動42，以向設(shè)定點24標識的所想要的位置驅(qū)動控制閥22。人們可以購得任何數(shù)量的這樣的致動器，如在轉(zhuǎn)讓給本受讓人的美國專利號4,509,403所公布的，該專利所公開的內(nèi)容已結(jié)合入本文，以供參考。第一控制循環(huán)28可以通過數(shù)字電路系統(tǒng)、模擬電路系統(tǒng)或者數(shù)字電路系統(tǒng)和模擬電路系統(tǒng)兩者的混合來實現(xiàn)。
控制閥移動傳感器38設(shè)在靠近控制閥致動器36和控制閥22的位置處，以對其位置進行監(jiān)測。在較佳的實施例中，是對控制閥致動器36的位置進行監(jiān)測，但應(yīng)予以理解的是，在可替代的實施例中，可以改為使用控制閥移動傳感器38去監(jiān)測控制閥22的位置?？刂崎y移動傳感器3 8較佳的是一個電位計的形式。可替代地，控制閥移動傳感器38可以是霍爾效應(yīng)傳感器的形式，在這樣的傳感器中，緊挨控制閥致動器36放置一個磁體，并且控制閥致動器36的任何移動都會使該磁體的磁場發(fā)生變化；或者控制閥移動傳感器38也可以是多個其它位置傳感器的形式，這些傳感器包括大磁阻裝置(GMRs)或其它電子傳感器。
控制閥移動傳感器38產(chǎn)生一個指示控制閥致動器36位置的控制閥移動信號44，且信號44被送入控制閥處理器32。在控制閥處理器32處，將控制閥移動信號44與控制閥移動設(shè)定點24相比較以產(chǎn)生一個位置命令設(shè)定點46。對控制閥移動信號44和控制閥移動設(shè)定點24進行比較的電子電路可使用帶有一微處理器的模擬電子電路系統(tǒng)、數(shù)字電子電路系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者也可以是模擬和數(shù)字結(jié)構(gòu)方式兩者的結(jié)合。可以連續(xù)不斷地向控制閥處理器32供給控制閥移動信號44，也可以基于輪班循環(huán)地運轉(zhuǎn)以在順序的間隔進行讀取，從而有益地減少電力的消耗?？刂崎y處理器32可以包括一個偏差放大器或一個比較儀，或者可以具有增益、偏壓及過濾能力以改善定位性能。
位置命令設(shè)定點46供給形成塞和座定位系統(tǒng)34的第二控制循環(huán)30。更具體地說，塞和座定位系統(tǒng)34包括一個定位處理器或電子比較電路48、電動氣動繼電致動器50、一個較佳的是一塞座閥組件52形式的控制閥致動器閥以及一個塞座閥位置傳感器54?？刂崎y致動器閥可以為包括滑閥之類的其它類型閥的形式，但不局限于滑閥。
塞座閥組件52是用來產(chǎn)生傳送到一控制閥致動器36的氣動或壓力的致動信號40。如上所述，控制閥致動器36使用壓力信號40來產(chǎn)生機械移動42，以向一個所想要的位置驅(qū)動控制閥22。這里將對塞座閥組件52的機構(gòu)和功能作進一步的描述。
在靠近塞座閥組件52的位置上設(shè)有一個塞座閥位置傳感器54，以對塞座閥組件52的位置進行監(jiān)測，并產(chǎn)生一個表示塞座閥組件52位置的信號60。塞座閥位置傳感器54可以是前述的電位計、霍爾效應(yīng)傳感器、大磁阻裝置(GMRs)或者其它的電子檢測裝置。
塞座閥位置信號60供給到定位處理器48，該定位處理器48接著將塞座閥位置傳感器信號60與從控制閥處理器32接收來的位置命令設(shè)定點46比較。應(yīng)予以理解的是，盡管所述的為兩個處理器32、48，但是可以設(shè)置能完成這兩個任務(wù)的單個處理器。
定位處理器48基于塞座閥位置信號60與位置命令設(shè)定點46的比較結(jié)果，產(chǎn)生一個塞座閥驅(qū)動或修正信號62。驅(qū)動或糾正信號62連到電磁繼電致動器50，繼電致動器50將電信號62轉(zhuǎn)換成一個氣動或壓力信號64，接著這個信號64被塞座閥組件52使用以產(chǎn)生致動器壓力信號40。電動氣動繼電致動器50可從任何眾多的商業(yè)上可購得的電流—壓力(I到P)轉(zhuǎn)換器或變換器中得到提供，這些轉(zhuǎn)換器和變換器如在我以前的專利中的一個，已轉(zhuǎn)讓給本受讓人且其公布的內(nèi)容已結(jié)合入本文以供參考的美國專利號5,532,925中所公布的。
現(xiàn)在請參見圖2至4，所示為根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個塞座閥組件52的第一較佳實施例。如上所示，塞座閥組件52接受一個氣動致動信號64并產(chǎn)生一個傳達到控制閥致動器36的氣動致動信號40。在較佳的實施例中，產(chǎn)生了兩個氣動輸出以例如操作一個活塞致動器(未圖示)的上和下壓力腔。如圖中所示，塞座閥組件52包括第一和第二塞座閥66、68。第一和第二塞座閥66、68結(jié)構(gòu)相同。因此，為了方便閱讀和理解，僅在圖中全面地標識了第一塞座閥組件66。但應(yīng)予以理解的是，所述的相同部件處參考標號也是相同的。
第一和第二塞座閥66、68由一根致動梁70連結(jié)在一起以同步但反向地移動。致動梁70繞一中心樞軸72轉(zhuǎn)動。當?shù)谝缓偷诙y66、68之中的一個打開，第一和第二塞座閥66、68之間的另一個就關(guān)閉，或至少關(guān)閉到與另一個的打開程度相同的程度。通過這樣做，從第一和第二塞座閥66、68來的輸出信號都可以利用在例如對綜合控制方案的前述活塞致動器或各種參數(shù)的控制中。
第一和第二塞座閥66、68中的每一個安裝在一個主殼體73內(nèi)，并包括一個固定的殼體件74，且一筒夾75連在該固定殼體件74上。各個固定殼體件74中放置了一個可動殼體件76。一個可動閥塞78置于各筒夾75的中心孔79內(nèi)，如下文會進一步詳細描述的。根據(jù)諸可動殼體件76和諸閥塞78相對諸固定殼體件74的位置，可以向控制閥致動器36供給力變化的氣動壓力以控制其相應(yīng)的位置。
各固定殼體件74包括一個供壓入口80和一個徑向延伸的出口82。供壓入口80與一個供壓源(未圖示)流體相通以用來操作閥66、68。諸中心孔79中的一個將入口80連到出口82的一個。在各筒夾75中的入口80和其中心孔79之間設(shè)有一個固定閥座86。
可動殼體件76包括一個上環(huán)88和一個下環(huán)90。上環(huán)88包括一個形成可動閥座93的環(huán)形肩狀部分92，并且上環(huán)88置于固定殼體件74的一凹進部分94內(nèi)。一條連通道96將上環(huán)88與下環(huán)90流體相通地連接起來。下環(huán)90包括一個環(huán)形肩狀部分100和一個排出口102，將在下文對它們作更為詳細的描述。排出口102引向一個排出腔104。排出腔104通常地是由一第二彈性體隔膜106與凹進部分94隔開。固定殼體件74和可動殼體件76包括多個圓周凹槽110，彈性體密封圈112就置于其中以將塞座閥組件52密封在主殼體73內(nèi)。
各可動閥塞78可滑動地設(shè)置在一個固定殼體件74內(nèi)和一個可動殼體件76內(nèi)。更具體地說，各閥塞78包括一個大致呈圓柱形的中心軸114，該中心軸114帶有相對的第一和第二頭部116、118。第一頭部116的尺寸構(gòu)造成與固定閥座86密封地接合，第二頭部118的尺寸構(gòu)造成與可動殼體件76的可動閥座93密封地接合。各個閥塞78還包括一個與一彈簧122相連的末端固定件120，彈簧122把閥塞78偏壓至圖2所示的關(guān)閉的位置上。
致動梁70包括從中心樞軸伸出的第一和第二杠桿臂124、126。在第一杠桿臂124的一端128設(shè)有一個第一附加件127，在第二杠桿臂126的一端132設(shè)有一個第二附加件130。各個附加件127、130置于兩下環(huán)90中的一個內(nèi)。在致動梁70上與各個第一和第二附加件127、130相對地設(shè)有一個致動墊137。
在圖3所示的位置中，可注意到，左可動殼體件76已相對與其相關(guān)聯(lián)的閥塞78向下移動，這又會使閥塞78的第二頭部118移動，不再與可動閥座93接合。第一頭部116在彈簧122的作用下，保持與固定閥座的接合。通過這樣做，就產(chǎn)生出一條由箭頭α標識出來的通路，這條通路使凹進部分94與排出口102和排出腔104流體連通。
對于右可動殼體件76，它在圖3中已向上移動，如由致動梁70的樞軸轉(zhuǎn)動所致使的那樣。通過這樣做，可動閥座93保持與第二頭部118的接合，但是第一頭部116已移動，不再與固定閥座86接合。彈簧112發(fā)生變形以允許該移動。結(jié)果就產(chǎn)生出一條通路β，以允許入口80和出口82之間的流體流動。
因此，在所述的位置，左側(cè)的凹進部分94中的壓力就向致動器36提供一個相對較低的輸出壓力，而在右側(cè)的凹進部分94中的壓力則向致動器36提供一個相對較高的輸出壓力。在活塞致動器的情況下，這樣的信號將會進給入上和下壓力腔以使活塞上移或下移。在其它的應(yīng)用中，無需同時使用兩個信號。
致使閥塞78向上移動所需要的力由電動氣動繼電致動器50向其施加。電動氣動繼電致動器50產(chǎn)生一個增加在致動梁70的致動墊137和塞座閥組件52的一基底142之間的致動腔138內(nèi)壓力的信號64。一個彈性體隔膜144隔離了致動腔138。
偏壓的腔體145在致動梁70上施加了一個與致動腔138所施加的力反向作用的力。這樣，當致動腔138內(nèi)的壓力減少時，偏壓腔145就使致動梁70向一個相反的方向移動。偏壓腔145可以包括一個彈簧或者一個獨立的壓力進給裝置以產(chǎn)生這樣的偏壓，但較佳地是與供壓壓力流體相通地來產(chǎn)生偏壓。
從而，本技術(shù)領(lǐng)域中的一個中等水平的人會理解，根據(jù)由電動氣動繼電致動器50給予致動腔138的信號，閥塞78可以移動到沿著圖2至4定義的移動范圍的任何位置上。如果在致動腔138中的壓力增大至大于在偏壓腔145中的壓力，那么靠近致動腔138的閥塞78就向上移動，并且另一個閥塞78就向下移動。反過來，如果在致動腔138中的壓力減少到低于偏壓腔145中的壓力，那么靠近偏壓腔145的閥塞78就向上移動，并且靠近致動腔138的閥塞78向下移動。根據(jù)閥塞78的位置，對產(chǎn)生到致動器36的輸出信號進行了調(diào)整，該信號又接著對控制閥22的位置進行調(diào)整。
通過使用如上所述的第二控制循環(huán)30來監(jiān)控閥塞78的位置，就可以精確地控制閥塞78的位置，這又接著提高了可對控制閥22的位置進行控制的精確性和靈敏度。
現(xiàn)在請參見圖5，所示為塞座閥組件52的第二個實施例。盡管只使用了單個的塞座閥52，但它的機構(gòu)與第一較佳實施例所述的相同。這樣，在采用了相同的部件之處使用了相同的參考標號。
現(xiàn)在參見圖6，根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)建的一個定位系統(tǒng)的第二可替代實施例總的標記為參考標號200。系統(tǒng)200大致與第一較佳實施例相同，并且因此，在采用了相同的部件之處使用了相同的參考標號。但圖6可替代實施例的一個不同之處是使用了一個可調(diào)的增益調(diào)整電路202?？烧{(diào)的增益調(diào)整電路202向使用者提供了一個調(diào)整回饋給定位處理器48的位置信號58的跨度的裝置。這就產(chǎn)生了一種調(diào)節(jié)定位系統(tǒng)200響應(yīng)的方法。例如，可調(diào)增益調(diào)整電路202可以由包括一個將定位處理器48的信號放大一個常數(shù)倍的比例循環(huán)。本技術(shù)領(lǐng)域中的一位中等水平的人員會認識到，除了比例循環(huán)，還可以使用一個積分循環(huán)以提供一個PI控制，以及可以使用一個微分循環(huán)以提供一個PID控制系統(tǒng)。可調(diào)增益調(diào)整電路202的使用無需局限于采用塞座閥的系統(tǒng)中，而是可以用于采用包括滑閥在內(nèi)的任何類型閥的系統(tǒng)中。
現(xiàn)在請參見圖7，根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的一個定位系統(tǒng)的第三較佳實施例總的標識為參考標號300。如圖中所示，第一控制循環(huán)28無需對控制閥22的位置進行監(jiān)測并將所得的信號與一控制信號設(shè)定點24比較，而是可以使用本發(fā)明所述的內(nèi)容來提供一個也監(jiān)控其它諸變量的控制循環(huán)302。在所述的實施例中，其它的變量可以是一個專門與所控制的過程304相關(guān)的變量。例如，在一化學處理設(shè)備中，可以利用各種儲罐并且可需要對一儲罐中的液位進行連續(xù)的監(jiān)控。在這樣的例子中，過程可變信號306可以代表在一儲罐內(nèi)的剩余體積量。這個體積量可由一個適合的體積傳感器308來進行監(jiān)測，且傳感器308產(chǎn)生一個表示該體積的信號310，并將該信號310傳輸?shù)揭粋€過程控制器312。然后，過程控制器312可接著將測得的過程信號310與一個由一個更高級別的處理器(未圖示)所提供的過程設(shè)定點314進行比較。系統(tǒng)300的其余部分是相同，它們也使用一個塞座閥組件52和一個內(nèi)循環(huán)控制來將一個壓力信號送向一控制閥致動器。
從前面的描述可見，根據(jù)本發(fā)明的指導構(gòu)造的系統(tǒng)提供了所控制的參數(shù)的更強的阻力、更好的精確性和靈敏度。
權(quán)利要求
1.一種控制閥組件，它包括一個控制閥；一個與控制閥操作地相連的塞座閥；一個適于監(jiān)測控制閥的位置并產(chǎn)生一個第一位置信號的第一位置傳感器；一個適于監(jiān)測塞座閥組件的位置并產(chǎn)生一個第二位置信號的第二位置傳感器；以及一個比較器，它適于將第一位置信號與一個第一設(shè)定點相比較并產(chǎn)生一個第二設(shè)定點，并且它還適于將第二位置信號與第二設(shè)定點相比較并產(chǎn)生一個修正信號，修正信號被傳送到塞座閥組件以定位控制閥。
2.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于塞座閥組件包括一個固定閥座、一個可動閥座以及一個帶有可分別置于固定和可動閥座中的第一和第二頭部的閥塞。
3.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于至少第一和第二位置傳感器中的一個是一個電位計。
4.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于至少第一和第二位置傳感器中的一個是一個大磁阻裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于至少第一和第二傳感器中的一個是一個霍爾效應(yīng)傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于它還包括一個適于改變第二位置信號的可調(diào)增益調(diào)整電路。
7.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于它還包括比例、積分或微分控制電路。
8.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于它還包括一個控制閥致動器，且控制閥致動器適于接受從塞座閥組件來的壓力信號并產(chǎn)生機械移動以驅(qū)動控制閥到一個所要求的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的控制閥組件，其特征在于它還包括一個變換器，且變換器適于接受從比較器來的電修正信號并產(chǎn)生一個傳送到塞座閥組件的壓力信號。
10.如權(quán)利要求1所述的控制閥組件，其特征在于塞座閥包括由一公共的致動梁連結(jié)在一起的第一和第二塞座閥組件，第一和第二塞座閥組件中的一個在一個第一方向上的移動使第一和第二塞座閥組件中的另一個在一個相反的、第二方向上移動。
11.如權(quán)利要求10所述的控制閥組件，其特征在于塞座閥組件的可動閥座由裝配在致動梁上的一個環(huán)形部分形成。
12.一種閥控制系統(tǒng)，它包括一個控制閥；一個與控制閥可操作地相連并適于改變控制閥位置的控制閥致動器；一個第一位置傳感器，它靠近控制閥，適于檢測控制閥位置并產(chǎn)生一個表示控制閥位置的信號；一個與控制閥致動器流體連通的塞座閥，它適于產(chǎn)生一個供控制閥致動器使用的壓力信號；一個第一比較器，它適于將控制閥位置與一個控制閥設(shè)定點相比較，并產(chǎn)生一個塞座閥位置設(shè)定點；一個第二位置傳感器，它靠近塞座閥，適于檢測塞座閥的位置并產(chǎn)生一個表示塞座閥位置的信號；一個第二比較器，它適于將塞座閥位置與塞座閥位置設(shè)定點相比較并產(chǎn)生一個塞座閥修正信號；以及一個變換器，它適于接受塞座閥修正信號并產(chǎn)生一個傳送到塞座閥的相應(yīng)壓力信號。
13.如權(quán)利要求12所述的閥控制系統(tǒng)，其特征在于塞座閥包括至少一個塞座閥組件。
14.如權(quán)利要求12所述的閥控制系統(tǒng)，其特征在于至少一個位置傳感器是一個電位計。
15.如權(quán)利要求12所述的閥控制系統(tǒng)，其特征在于諸位置傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器。
16.如權(quán)利要求12所述的閥控制系統(tǒng)，其特征在于它還包括一個適于改變表示塞座閥位置的信號的可調(diào)增益調(diào)整電路。
17.如權(quán)利要求12所述的閥控制系統(tǒng)，其特征在于塞座閥還包括由一致動梁連結(jié)在一起的第一和第二塞座閥組件。
18.如權(quán)利要求17所述的閥控制系統(tǒng)，其特征在于塞座閥組件包括一個固定閥座、一個可動閥座以及一個帶有可分別置于固定和可動閥座中的第一和第二頭部的閥塞。
19.如權(quán)利要求18所述的閥控制系統(tǒng)，其特征在于塞座閥組件的可動閥座由裝配在致動梁上的一個環(huán)形部分形成。
20.一種用來定位由控制閥致動器驅(qū)動的控制閥的系統(tǒng)，且其中控制閥致動器與一塞座閥連通，所述系統(tǒng)包括一個第一控制循環(huán)，在其中將一個表示控制閥位置的信號與一個第一設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個第二設(shè)定點；和一個第二控制循環(huán)，在其中將一個表示塞座閥位置的信號與第二設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個控制閥致動器驅(qū)動信號，控制閥致動器驅(qū)動信號被傳送到控制閥致動器以定位控制閥。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于第一設(shè)定點由控制閥用于其中的生產(chǎn)流水線的一個控制器提供。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于第一控制循環(huán)將過程的一個檢測的變量與第一設(shè)定點相比較以產(chǎn)生第二設(shè)定點。
23.一種用來定位由控制閥致動器驅(qū)動的控制閥的系統(tǒng)，且其中控制閥致動器與一控制閥致動器閥連通，所述系統(tǒng)包括一個第一控制循環(huán)，在其中將一個表示控制閥位置的信號與一個第一設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個第二設(shè)定點；一個第二控制循環(huán)，在其中將一個表示控制閥致動器閥位置的信號與第二設(shè)定點相比較以產(chǎn)生一個控制閥致動器驅(qū)動信號，控制閥致動器驅(qū)動信號被傳送到控制閥致動器以定位控制閥；以及一個設(shè)在第二控制循環(huán)中的可調(diào)的增益調(diào)整電路，可調(diào)的增益調(diào)整電路適于改變表示控制閥致動器閥位置的信號。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于控制閥致動器閥是一個塞座閥。
25.一種用來定位控制閥的方法，它包括以下的步驟監(jiān)測控制閥的位置；將控制閥的位置與一個第一設(shè)定點相比較；基于比較步驟產(chǎn)生一個第二設(shè)定點；監(jiān)測一個塞座閥的位置；將塞座閥的位置與第二設(shè)定點相比較；基于塞座閥位置與第二設(shè)定點的比較產(chǎn)生一個修正信號；以及基于修正信號定位控制閥。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于監(jiān)測步驟使用霍爾效應(yīng)傳感器來完成。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于定位步驟使用一電流-壓力變換器和一個控制閥致動器來完成。
全文摘要
公開了一種用來定位控制閥的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用了第一和第二控制循環(huán)以及一個塞座閥組件。第一控制循環(huán)監(jiān)控的被控制閥或者裝置的位置或變量，并且將其與一個提供的設(shè)定點相比較，以產(chǎn)生一個塞座閥的設(shè)定點。第二控制循環(huán)將測得的塞座閥位置與第二設(shè)定點相比較，以產(chǎn)生一個修正信號來精確定位塞座閥。通過采用第一和第二控制循環(huán)，提高了控制閥定位的精確性和靈敏度。
文檔編號G05D3/12GK1436325SQ01810936
公開日2003年8月13日 申請日期2001年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月9日
發(fā)明者G·W·加斯曼 申請人:費希爾控制產(chǎn)品國際公司