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用于压力介质驱动的执行机构的调节装置.pdf

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用于 压力 介质 驱动 执行机构 调节 装置
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摘要
申请专利号:

CN200710159912.3

申请日:

2007.12.20

公开号:

CN101205940A

公开日:

2008.06.25

当前法律状态:

撤回

?#34892;?#24615;:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F15B 21/08申请公布日:20080625|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: F15B21/08; G05D7/06; G05B19/04 主分类号: F15B21/08
申请人: ABB专利有限公司
发明人: ?#35828;隆?#20811;里普纳; ?#26032;?#26031;·克里格列维; 阿明·加施; 德特?#25764;頡?#24085;佩; 沃尔夫冈·拉萨尔兹克; 沃尔夫冈·舒尔茨; 乌尔斯·E·迈尔
地址: 德国拉登伯格
优?#28909;ǎ?/td> 2006.12.21 DE 102006060601.9
专利代理机构: 中国国际贸?#29366;?#36827;委员会专利商标事务所 代理人: 赵 科
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710159912.3

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2013.08.07|||2009.12.16|||2008.06.25

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及在过程自动化领域的驱动受压介质的执行机构的调节装置(5),尤其是用于通过气动的连续工作的驱动器连续调节工业环境中的材料电流。所述调节装置(5)具有接收电阈值的通信接口和用于输出压力介质的输出端,根据调节偏差更改压力介质的压力。所接收的电阈值与过程参数相适应。调节装置(5)通过通信信道(6,11)与实际值发生器(7)连接,该实际值发生器用于输出对应于相同过程参数的实际值的电信号。

权利要求书

权利要求书
1.  一种压力介质驱动的执行机构的调节装置,其中所述执行机构用于操纵用以控制管线中材料流的过程阀,所述调节装置具有用于接收电额定值的通信接口,并且根据调节偏差在其输出端改变压力介质的压力,其特征在于,所接收的电额定值与过程参数相适应,所述调节装置(5)通过通信信道(6,11)与实际值发生器(7)连接,所述实际值发生器被构造用于输出对应于相同过程参数的实际值的电信号。

2.  根据权利要求1所述的调节装置,其特征在于,所述实际值发生器(7)具有现场总线接口,并且通过所述现场总线接口与现场总线构造的通信信道(6)连接。

3.  根据权利要求1所述的调节装置,其特征在于,实际值发生器(7)经由直接连接(11)与所述调节装置(5)连接。

4.  根据权利要求3所述的调节装置,其特征在于,所述直接连接(11)由无线的通信信道构成。

说明书

说明书用于压力介质驱动的执行机构的调节装置
?#38469;?#39046;域
本发明涉及过程自动化领域中压力介质驱动(druckmittelbetrieben)的执行机构的调节装置,尤其是用于通过气动的连续工作的驱动器连续调节工业环境中的材料流(Stoffstroemen)。
背景?#38469;?
为了在工业过程中、尤其是在化学和石化工业中以及在汽车中进行流量调节,采用连续工作的过程阀(Prozessventil)。这样的过程阀大多由压力介质驱动的执行机构操纵。这样的执行机构一般由汽缸构成,在该汽缸中通过压力介质(Druckmittel)移动活塞。该活塞在机械上与过程阀耦接。通过所谓的位置调节器来对汽?#36164;?#21152;压力介质。
由公开的在先使用已知两种类型的执行机构。对于所谓的简单作用的执行机构,位置调节器只对活塞的一个面施加压力介质。为了在相反方向上移动活塞,设置弹簧。对于双重作用的执行机构,位置调节器对活塞的两个面?#38469;?#21152;压力介质。由此,不需要机械复位元件就可以在两个方向上移动活塞,并因此移动与活塞耦接的过程阀。
通过通信接口向位置调节器预先给定过程阀的阀门位置的电额定值。其中,该通信接口可以被数?#20540;?#23454;施为现场总线接口或被模拟地实施为4..20mA接口。
通过执行机构和过程阀之间机械耦接处的传感器元件获取阀门位置的实际值。然后,位置调节器在其输出端调节压力介质的压力,使得阀门位置达到或保持在预定的额定值。
虽然在这种位置调节器中通过调节阀门位置快速达到阀门位置的预定额定值,但是在自动化?#38469;?#24212;用中,过程阀的实际位置仅具有?#25105;?#30340;意义。相反,对于自动化?#38469;?#24212;用来说,诸如管线中的体积流量或锅炉中的水位高度等过程参数具有明显更大的意义。这些过程参数在调节阀门位置时必须被控制系统中与位置调节器重叠(ueberlagert)的调节器转换为过程阀的额定值预定值,即过程阀的阀门位置,并?#20918;?#20256;送到位置调节器。相应延时地跟踪有决定意义的过程参数。此外,认为需要向位置调节器预先给定额定值的控制系统是有缺陷的。由于没有向位置调节器提供关于真实过程参数的信息,因此只能通过控制系统中单独的软件模块来实现监控任务。
此外,阀门位置获取装置的安装及其校准非常费事。为此,阀门的基准移动(Referenzfahrt)是必需的,并因此需要?#31245;?#36807;程。
发明内容
因此,本发明要解决的?#38469;?#38382;题是提供一种用于压力介质驱动的执行机构的调节装置,该调节装置避免了公知调节装置的缺点,尤其是可以更快地达到过程额定值。
按照本发明,该?#38469;?#38382;题是由权利要求1的装置解决的。本发明的优选实施方式在从属权利要求中给出。
本发明基于压力介质驱动的执行机构的调节装置,该执行机构用于操纵用以控制管线中材料流的过程阀,所述调节装置具有用于接收电额定值的通信接口,并且根据调节偏差而在其输出端改变压力介质的压力。
按照本发明,所接收的电额定值与过程参数相适应,并且因此与过程阀的特定阀门位置无关。调节装置通过通信信道与实际值发生器连接,该实际值发生器被构造为输出对应于相同过程参数的实际值的电信号。
优选地,过程参数的实际值的电信号在其被确定之后立即直接被提供给调节装置以便与预定额定值比较。由此,过程阀能够更快地对过程参数的调节偏差进行反应。
此外,通过去掉阀门驱动装置与调节装置之间的机械耦接,简化了执行机构的安装和启动。尤其是由于没有机械耦接的校准而导致的时间节省导致投产费用的明显?#26723;汀?
阀门驱动装置和调节装置的去耦接还使得调节装置与?#25105;?#25191;行机构的多种可用性,因为过程阀的工作方式对选择调节装置不再有意义。
附图说明
下面借助实施例详?#38468;?#37322;本发明的其他细节和优点。在为此所需要的附图中:
图1?#22659;?#29992;于调节过程参数的调节电路的原理图,
图2?#22659;?#20855;有诊断功能的用于调节过程参数的调节电路的原理图。
具体实施方式
在图1中示意性地?#22659;?#20102;用于调节过程参数的调节电路。在两个用于容纳过程介质(Prozessmedium)的容器1和2之间设置过程阀3,用于释放或截止容器1和2之间过程介质的流动,其中这些容器在图1中被示为管线段。过程阀3由执行机构4操纵,其中执行机构由调节装置5根据调节偏差来控制。用于过程参数的实际值的传感器(Fuehler)8被设置在容器1中,并且与实际值发生器7连接。
另外,假设流量被用作待调节的过程参数。但是,在本发明的?#27573;?#20869;,待调节的过程参数也可以是材料流的其它过程参数,诸如体积流量或液位。在给定的假设下,由与实际值发生器7连接的传感器8确定和输出流过容器1的实际流量。
在本发明的第一实施方式中,实际值发生器7具有现场总线接口,并且通过该现场总线接口与现场总线6连接。此外,调节装置5和控制系统10也连接到现场总线。在该实施方式中,由控制系统10预先给定待调节过程参数的额定值,即特定的流量。待调节的过程参数的实际值从实际值发生器7经?#19978;?#22330;总线6被传送到调节装置5。在调节装置5中,确定作为额定值与实际值之间差值的调节偏差,并且这样控制执行机构4,使得实际值接近额定值。
在本发明的第二实施方式中,在实际值发生器7与调节装置5之间设置直接连接11。在该实施方式中,由控制系统10预先给定待调节过程参数的额定值,即特定的流量,并通过现场总线6传送到调节装置5。相反,实际值直接通过直接连接11被传送到调节装置5。直接连接11可以通过实际值发生器7与调节装置5之间的连接导线来实现。
可替换地,在实际值发生器7与调节装置5之间设置无线连接。为此,优选设置快速的标准化无线接口用于通信。
有利地,由?#31169;档?#36890;过现场总线6传送的数据量,即所谓的总线负荷。其中,尤其是最大数据率与现场总线6上总线用户的数量无关。由此可以实现对流量的实时调节。
通过这种方式,通常可以实?#32622;饗员?#24635;线通信更快的数据?#21097;?#36825;通过传送实际值发生器7的原始值允许调节装置5中的附加诊断功能。在本发明的另一实施方式中,还可以在实际值发生器7中进行阀门诊断,并且只向调节装置5传送结果。
此外,实际值发生器7可以通过调节装置5与控制系统10通信,而不需要本身具有现场总线接口。
但是,还可以将实际值发生器7与直接连接11并行地与现场总线6连接。由此使得可以在实际值发生器7和控制系统10之间交换诊断信息和/或错误消息。
有利地,本发明的教导已经在该实施方式中实现了简单的诊断功能。从而,可以通过流量不能被调节直到额定值预定值0?#35789;?#21035;阀座中的泄漏。相反,只要即?#26500;?#31243;阀3完全打开也不能达到额定值预定值,就识别出驱动系统中的?#25910;稀?
在本发明的另一实施方式中,图2在对相同装置采用相同附图标记的情况下示意性地?#22659;?#20102;具有诊断的用于调节过程参数的调节电路。与图1所示的不同,实际值发生器7由差压测量变换器构成,其中差压测量变换器通过两个脉冲导线13连接到容器1。容器1在脉冲导线13的端子之间具有节流板(Blende)12。利用差压测量变换器7测量容器1中节流板12前后的压力差。所测得的压力差是流过节流板12的体积流量的度量。差压测量变换器7优选被安装在过程阀3的直接相邻处。调节电路的工作方式已在上面描述。
为了诊断,差压测量变换器7在内部分析压力和压力差测量的原始数据,以便从中推导出过程阀3的状态。
此外,可以将差压测量变换器7作为麦克风来运行,以便获得在过程介质中传播的阀门噪声和/或过程噪声。
差压测量变换器7将所获得的诊断数据传送到调节装置5。此外,诊断数据可以被转发到控制系统10。
附图标记列表
1,2容器
3过程阀
4执行机构
5调节装置
6现场总线
7实际值发生器
8传感器
9压力介质入口
10控制系统
11直接连接
12节流板
13脉冲导线

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