[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

BG62064B1 - Automatic system and method for the adjustment of the operation of a controllable valve - Google Patents

Automatic system and method for the adjustment of the operation of a controllable valve Download PDF

Info

Publication number
BG62064B1
BG62064B1 BG100184A BG10018495A BG62064B1 BG 62064 B1 BG62064 B1 BG 62064B1 BG 100184 A BG100184 A BG 100184A BG 10018495 A BG10018495 A BG 10018495A BG 62064 B1 BG62064 B1 BG 62064B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
actuator
data
valve
control
noise
Prior art date
Application number
BG100184A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG100184A (en
Inventor
Симеон К. Лекарски
Димитър И. Петров
Original Assignee
"Пойнт Ел-България"-Е00Д
"Микролинкс"-ООД
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by "Пойнт Ел-България"-Е00Д, "Микролинкс"-ООД filed Critical "Пойнт Ел-България"-Е00Д
Priority to BG100184A priority Critical patent/BG62064B1/en
Priority to AU76877/96A priority patent/AU7687796A/en
Priority to PCT/BG1996/000017 priority patent/WO1997021154A1/en
Publication of BG100184A publication Critical patent/BG100184A/en
Publication of BG62064B1 publication Critical patent/BG62064B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/33Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device
    • G05B19/35Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for point-to-point control
    • G05B19/351Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an analogue measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)

Abstract

The invention relates to an intelligent automatic system foradjusting the operation of a controllable valve and to method formonitoring and controlling the operation of at least aninterconnected valve and actuating mechanism. The system containsat least two input devices (20) the one serving to determine thetime position (21), and the second - for noise determination (23)depending on the position of the actuating mechanism (100). Theinput devices (20) are connected to the control devices of theactuation mechanism (50) across an analogue-digital converter (30)coupled to a microprocessor control device (10) which is connectedto devices for producing an output signal (40) and to acommunication receiver-transmitter device (70) for thecoordination of the system elements and for connection to anexternal communication network (80). The microprocessor controldevice (10) is coupled to power-independent memory (60). Themethod consists in initial determination of the characteristiccurves of open-closed position and reverse to the position asregards time and noise depending on the position of thecontrollable valve after which the actual position, the moment ofresistacnce and the noise are continuously measured and computedin the discretization cycle, the data being fed through thecommunication network. Continuous comparison is made with the datebase for the characteristics of the valve and in case ofdifferences a signal is supplied for their mending.

Description

Изобретението се отнася до автоматична система и метод за регулиране действието на управляем вентил и по-специално до интелигентна система за регулиране, способна да разпознава околната среда, и метод за контролиране и управляване действието на свързани вентил и изпълнителен механизъм, например управляван чрез флуид.The invention relates to an automatic control system and method for controlling the operation of a control valve, and in particular to an intelligent control system capable of recognizing the environment, and a method for controlling and controlling the operation of a connected valve and actuator, eg fluid-controlled.

2. ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА2. BACKGROUND OF THE INVENTION

Широко известни в практиката са вентили, чиято позиция се управлява от различни типове изпълнителни механизми. С оглед да се автоматизира и направи поточен процеса на управление на посоката и скоростта на изпълнителния механизъм, се използват различни управляващи устройства, изградени на базата на електронни средства.Valves are widely known in the art, whose position is controlled by various types of actuators. In order to automate and streamline the process of controlling the direction and speed of the actuator, various controls based on electronic means are used.

Известна е електро-хидравлична серво система от ЕР 0294918 за управление позиционирането на управляеми вентили или други серво устройства с възможности за автоматично калибриране. Системата съдържа входящи средства за определяне позицията на изпълнителния механизъм, чрез модулиране на напрежение, микроконтролер за включване на изпълнителния механизъм в режим на автоматично калибриране за получаване на данни от изпълнителния механизъм, средства за запаметяване на данните от калибрирането, микропроцесор за извеждане на данните от калибрирането от средствата за запаметяване и определяне на желаната позиция на изпълнителния механизъм според данните от калибрирането, средства за получаване на изходящ сигнал при наличие на разлики между настоящата и желаната позиция на изпълнителния механизъм и средства,сработващи от изходящия сигнал и придвижващи изпълнителния механизъм в желаната позиция.EP-0294918 electro-hydraulic servo system is known for controlling the positioning of control valves or other servo devices with automatic calibration capabilities. The system contains input means for determining the position of the actuator, by modulating voltage, microcontroller for switching on the actuator in the mode of automatic calibration for receiving data from the actuator, means for storing the calibration data, microprocessor for outputting the calibration data from the means for storing and determining the desired position of the actuator according to the calibration data, means for obtaining an output signal at any difference between the present and desired position of the actuator and means actuating the output signal and moving the actuator in the desired position.

Методът, по който е реализирана по-горе описаната електро-хидравлична серво система, се състои в калибриране чрез първоначално определяне позициите ОТВОРЕНО ЗАТВОРЕНО състояние на свързаните вентил и изпълнителен механизъм, като се завърта серво системата до напълно отворено положение, данните от измерването се изпращат в микроконтролер в цифров вид, а през комуникационна мрежа тези данни се изпращат в микропроцесор, който на свой ред ги записва в енергонезависима памет. След това сервосистемата се завърта до напълно затворено положение и по аналогичен начин данните от измерването в цифров вид се изпращат в микроконтролера и през комуникационна мрежа в микропроцесора, който ги записва венергонезависима памет. При подаване на управляващ сигнал през комуникационната мрежа преобразуван в цифров вид, микропроцесорът определя желаната позиция с помощта на данните от калибрирането. Измерва се действизелното положение и данните се преобразуват в цифров вид. Следва сравняване на данните.определящи желаната позиция с данните от измерването на действителното положение и подаване на изходящ сигнал при наличие на разлики в данните към изпълнителния механизъм за придвижване в желаната посока.The method by which the electro-hydraulic servo system described above is implemented is to calibrate by initially determining the OPEN CLOSED positions of the connected valve and actuator by turning the servo system to the fully open position, the measurement data is sent to microcontroller in digital form, and through a communication network this data is sent to a microprocessor, which in turn records them in nonvolatile memory. The servo system is then rotated to a fully closed position and in a similar manner the measurement data in digital form is sent to the microcontroller and via a communication network to the microprocessor, which records them by non-volatile memory. When a control signal is transmitted through a communication network converted into a digital form, the microprocessor determines the desired position using the calibration data. The actual position is measured and the data is digitally converted. The following is a comparison of the data defining the desired position with the data from the measurement of the actual position and outputting the signal in the presence of differences in the data to the actuator to move in the desired direction.

Недостатъци на известното решение са, че системата се включва на автоматичен режим само при подаване на нов управляващ сигнал, не е пригодена да си прави самодиагностика и обработва данни само от един датчик за позиция, което намалява функционалните възможности и надеждността на системата .The disadvantages of the known solution are that the system switches to automatic mode only when submitting a new control signal, is not adapted to self-diagnosis and processes data from only one position sensor, which reduces the functionality and reliability of the system.

3. ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО3. TECHNICAL SUMMARY OF THE INVENTION

Предмет на изобретението е да се създадат автоматична система и метод за регулиране действието на управляем вентил, така че да се увеличат функционалните възможности на системата и да се осигурят оптимални условия на работа.It is an object of the invention to provide an automatic system and method for regulating the operation of a control valve so as to increase the functionality of the system and provide optimum operating conditions.

Един друг предмет на изобретението е да се създаде автоматична система за регулиране действието на управляем вентил, която да е с повишена надеждност.It is another object of the invention to provide an automatic control system for the operation of a control valve that is of higher reliability.

Един трети предмет на изобретението е системата да бъде опростена и да може да се изгражда от конвенционални стандартизирани средства.One third object of the invention is to simplify the system and to be capable of being constructed by conventional standardized means.

Съгласно изобретението е създадена автоматична система за регулиране действието на поне един управляем вентил, свързан с изпълнителен механизъм, съдържаща входящи средства за определяне положението и съпротивителния момент на изпълнителния механизъм, както и втори входящи средства за едновременно измерване на шума от протичащия през вентила флуид и на шума от изпълнителния механизъм. Може да има и трети входящи средства за измерване на подаденото напрежение към средствата за управление придвижването на изпълнителния механизъм. Първите две входящи средства са свързани със средства за управление придвижването на изпълнителния механизъм през аналого-цифров преобразувател за преобразуване на сигналите от първите две входящи средства в цифров вид, който преобразувател е свързан с микропроцесорно управляващо устройство за разпознаване на околната среда и за регулиране действието на средствата за управление на изпълнителния механизъм чрез автоматично задействане на средствата за управление придвижването на изпълнителния механизъм през калибрираща последователност от положения за получаване на база данни от калибрирането по отношение на времето на свързаните вентил - изпълнителен механизъм, чрез едновременно обработване и сравнение на данните, получени от всичкн входящи средства с база аналогични данни, съхранявани в ергонезависими памети, поне една от тях свързана с микропроцесорното управляващо устройство и чрез определяне на желаната позиция на изпълнителния механизъм от разликата между данните за измерената позиция и базата данни. Микропроцесорното управляващо устройство е свързано и със средства за произвеждане на изходящ сигнал при наличие на разлика между данните за измерената позиция и базата данни, свързани със средствата за управление придвижването на изпълнителния механизъм, задействани от изходящия сигнал. Микропроцесорното управляващо устройство освен това е свързано и с комуникационно приемо-предавателно устройство за координиране работата на елементите от системата и за връзка с външна комуникационна мрежа за получаване на управляващи сигнали и изпращане на алармиращи сигнали както при отстраними, така и при неотстраними дефекти в работата на свързаните вентил-изпълнителен механизъм.According to the invention, an automatic system for regulating the operation of at least one control valve connected to an actuator comprising input means for determining the position and resistance moment of the actuator, as well as second inlet means for simultaneously measuring the noise from the fluid flowing through the valve and the actuator noise. There may also be third input means for measuring the voltage applied to the actuator movement controls. The first two inputs are related to means for controlling the actuator movement through an analog-to-digital converter for converting the signals from the first two inputs to digital, which converter is connected to a microprocessor control device for environmental recognition and for controlling the operation of actuator control means by automatically actuating actuator control movement through a calibration sequence Calibration data retrieval positions for the associated valve timing actuator, by simultaneously processing and comparing data obtained from all inputs with a database of analogous data stored in non-volatile memories, at least one associated with the microprocessor control device and by determining the desired actuator position from the difference between the measured position data and the database. The microprocessor control device is also associated with means for producing an output signal, if there is a difference between the measured position data and the database related to the actuator movement controls of the actuator triggered by the output signal. The microprocessor control device is also connected to a communication transceiver for coordinating the operation of system elements and for connecting to an external communication network for receiving control signals and sending alarms in the event of both removable and irreversible defects in the operation of the microprocessor control device. connected valve actuator.

Съгласно едно вариантно изпълнение на системата входящите средства за определяне положението и съпротивителния момент на изпълнителния механизъм са безконтактен тип.According to one variant embodiment of the system, the input means for determining the position and resistance moment of the actuator are contactless type.

В едно изпълнение на системата, безконтактните средства за определяне положението на изпълнителния механизъм са датчик магнито-резисторен тип.In one embodiment of the system, the contactless means of determining the actuator position are a magneto-resistor type sensor.

В допълнение системата съдържа средства за температурно компенсиране на данните от датчика магнито-резисторен тип, според температурата на околната среда.In addition, the system contains means for compensating the temperature of the magneto-resistor sensor data according to the ambient temperature.

В едно вариантно изпълнение захранващите изводи на системата са свързани към външната комуникационна мрежа.In one embodiment, the power terminals of the system are connected to the external communication network.

В едно друго вариантно изпълнение системата включва средства за локално сигнализиране при подаване на сигнал към средствата за управление придвижването на изпълнителния механизъм и при наличие на проблеми в действието й.In another embodiment, the system includes means for locally signaling when signaling the actuator movement controls and if there are problems in its operation.

Съгласно изобретението е създаден и метод за регулиране действието на управляем вентил, свързан с изпълнителен механизъм, при който първоначално се извършва калибриране, като се снемат характеристичните криви ОТВОРЕНО ЗАТВОРЕНО състояние и обратно по положение по отношение на времето и шум на свързаните вентил - изпълнителен механизъм, като чрез подаване на команди към изпълнителния механизъм последователно се привежда вентила от затворено към отворено положение, записват се данните от измерването в енергонезависима памет, след което вентилът се привежда от отворено към затворено положение и данните от измерването се записват в енергонезависимата памет. След това непрекъснато и едновременно в такта на дискретизация се измерва положението и съпротивителният момент на свързаните вентил - изпълнителен механизъм, шума от протичащия през вентила флуид и шума от изпълнителния механизъм. Може да се измерва и подаденото напрежение към средствата за управление придвижването на изпълнителния механизъм, като данните от всички измервания се преобразуват от аналогов в цифров вид чрез аналого-цифров преобразувател, след което данните от всички измервания се сравняват с данните от калибрирането и с база данни за променливите . Определят се разликите и се сравняват по между си. При подаване от външна комуникационна мрежа на управляващ сигнал за положението на вентила, данните за него се записват в енергонезависима памет в цифров вид, като управляващият сигнал се отработва чрез задействане на средствата за управление на изпълнителния механизъм. След това се сравняват данните от измереното действително положение и съпротивителен момент на свързаните вентил-изпълнителен механизъм с данните на управляващия сигнал и при наличие на разлики се изпраща алармен сигнал по периферната комуникационна мрежа, като се задействат средства за сигнализация и/или се дава команда за задействане на средства за управление придвижването на изпълнителния механизъм за отработване на разликите. Според метода по-нататък непрекъснато се проверява работното състояние на електронните елементи на системата чрез изследване на подаденото напрежение към средствата за управление придвижването на изпълнителния механизъм и при отказ на който и да е от електронните елементи се изпраща алармен сигнал по периферната комуникационна мрежа и се задействат средствата за сигнализация. Според метода освен това се извършва температурно компенсиране на зависимостта на входящите средства от околната температура.като се подават периодични команди за измерване на температурата, преобразуват се данните от измерването в цифров вид. сравняват се с база данни за температурна компенсация и се подава сигнал за отработване на разликите.According to the invention, a method for regulating the operation of a control valve connected to an actuator is also provided, in which the calibration is initially performed by removing the characteristic OPEN state curves and vice versa with respect to the time and noise of the connected actuator valve, by giving the commands to the actuator the valve from the closed to the open position is sequentially recorded, the measurement data is stored in non-volatile memory, and then the valve is brought from the open to the closed position and the measurement data is stored in the nonvolatile memory. Then, the position and the resistance moment of the connected valve - actuator, the noise from the fluid flowing through the valve and the noise from the actuator are measured continuously and simultaneously at the sampling rate. The voltage applied to the actuator movement control means can also be measured by converting the data from all measurements from analog to digital through an analog-to-digital converter, after which the data from all measurements are compared with the calibration data and the database. for variables. Differences are identified and compared. When a control signal for the position of the valve is supplied by an external communication network, its data is stored in non-volatile memory in digital form, and the control signal is actuated by actuating the actuator control means. Then, the data from the measured actual position and resistance moment of the connected valve actuator is compared with the data of the control signal and, if there are differences, an alarm signal is sent to the peripheral communication network, triggering alarms and / or command for actuation of the means of controlling the movement of the differential actuation mechanism. According to the method, the working state of the electronic elements of the system is further continuously checked by examining the voltage applied to the actuators for controlling the actuator movement, and in case of failure of any of the electronic elements an alarm signal is sent on the peripheral communication network and triggered the means of signaling. According to the method, temperature compensation is also made for the dependence of the input means on the ambient temperature. By submitting periodic temperature measurement commands, the measurement data is digitally converted. they are compared with a temperature compensation database and a signal is sent to test the differences.

С предложената автоматична система за регулиране действието на управляем вентил непрекъснато се изследва и следи както работата на свързаните вентил изпълнителен механизъм, така и състоянието на отделните модули от системата, като се коригират и/или сигнализират грешки от случаен временен или постоянен характер, което увеличава функционалните възможности на системата, като се спестява време и труд и се осигуряват оптимални условия за работа.With the proposed automatic control system, the operation of a controlled valve continuously examines and monitors both the operation of the connected valve actuator and the status of the individual modules of the system, correcting and / or signaling errors of a temporary or permanent nature, which increases the functional capabilities of the system, saving time and labor and providing optimum working conditions.

Чрез обработване и сравняване на данните от най-малко две независими входящи средства се извършва първоначално разпознаване на типа вентил и типа на свързания с него изпълнителен механизъм и се анализира работното им състояние по повече независими променливи по безконтактен начин, което повишава сигурността, а от там и надеждността на системата.By processing and comparing data from at least two independent inputs, the initial recognition of the type of valve and the type of associated actuator is made and their operating status is analyzed in a number of independent variables in a non-contact manner, which increases safety and hence and system reliability.

Системата е изградена на модулен принцип, което съкращава времето за оживяването й, при нормални условия я прави по-ремонтопригодна и така се повишава надеждността й.The system is built on a modular principle, which reduces the time for its recovery, under normal conditions makes it more serviceable and thus increases its reliability.

С наличието на средства за температурно компенсиране на грешката се увеличава точността на работа на системата.The availability of temperature compensation means increases the accuracy of the system.

С включване на захранването на системата към периферната комуникационна система се опростява монтирането на системата, намалява се дължината на използвания кабел, което води до съкращаване на време, труд и материали. Осигурява се връзка между отделните самостоятелно управляеми вентили, което прави системата децентрализирана.By including the system power supply to the peripheral communication system, the installation of the system is simplified, the length of the cable used is reduced, which results in reduced time, labor and materials. Connection between the individual self-operated valves is provided, making the system decentralized.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИDESCRIPTION OF THE FIGURES Attached

Фигура 1 показва характеристична крива на ОТВОРЕНО-ЗАТВОРЕНО състояние и обратно за сферичен вентил:Figure 1 shows the characteristic curve of the OPEN-CLOSED state and vice versa for a ball valve:

Фигура 2 показва характеристична крива на ОТВОРЕНО-ЗАТВОРЕНО състояние и обратно за вентил тип бътерфлай;Figure 2 shows the characteristic curve of the OPEN-CLOSED state and vice versa for a butterfly valve;

Фигура 3 показва шумова характеристична крива на ОТВОРЕНО-ЗАТВОРЕНО състояние и обратно;Figure 3 shows the noise characteristic curve of the OPEN-CLOSED state and vice versa;

Фигура 4 показва криви на температурно компенсиран и температурно некомпенсиран датчик магнито-резисторен тип;Figure 4 shows the curves of a temperature compensated and temperature uncompensated magneto-resistor sensor;

Фигура 5 показва блокова схема на хардуера на автоматична система за регулиране на вентил,задвижван с изпълнителен механизъм;Figure 5 shows a block diagram of the hardware of an actuator driven automatic valve control system;

Фигура 6 показва блокова схема на микропроцесор за автоматичната система от фиг.5;Figure 6 shows a block diagram of a microprocessor for the automatic system of Figure 5;

Фигура 7а и 76 показват примерна електрическа схема на системата от фигура 4 с датчик за положението магнито-резисторен тип и пневматичен изпълнителен механизъм, задействан от електроразпределители;Figures 7a and 76 show an exemplary electrical diagram of the system of Fig. 4 with a magnetic position resistor type sensor and a pneumatic actuator actuated by electrical distributors;

Фигура 8а и 86 показват алгоритъма на действие на системата от фиг.4.Figures 8a and 86 show the system operation algorithm of Fig. 4.

5. ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО5. EXAMPLE IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Фигури 1, 2, 3, и 4 показват различни характеристични криви, които могат да бъдат част от базата данни на системата.Figures 1, 2, 3, and 4 show different characteristic curves that may be part of the system database.

Фигура 5 показва блокова схема на хардуера на едно примерно изпълнение на автоматичната система според изобретението, където микропроцесорното управляващо устройство за разпознаване на околната среда и за регулиране действието на свързаните вентил-изпълнителен механизъм е изпълнено като микроконтролер 10, а фиг 8 показва алгоритъма на действие на системата. На фиг.5 са показани входящите устройства 20, съответно датчик за положението 21, средства за измерване на напрежението 22, датчик за шум 23 и датчик за температура 24, свързани през аналого-цифров преобразувател 30, микроконтролера 10 и средства за произвеждане на изходящ сигнал 40 със средства 50 за управление придвижването на изпълнителния механизъм, съответно електроклапани 51 и 52. Микроконтролерът 10 е свързан с енергонезависима памет 60 EPROM за запаметяване на данни и за съхранение на данни, в която се съхранява програмата, а през комуникационно приемо-предавателно устройство 70 за връзка и координиране работата на елементите от системата, с външна комуникационна мрежа 80, например типFigure 5 shows a block diagram of hardware of an exemplary embodiment of an automatic system according to the invention, wherein the microprocessor control device for recognizing the environment and for regulating the operation of the coupled valve actuator is configured as a microcontroller 10, and Fig. 8 shows the algorithm of operation of system. Figure 5 shows the input devices 20, respectively the position sensor 21, the means for measuring the voltage 22, the noise sensor 23 and the temperature sensor 24, connected via an analog-to-digital converter 30, the microcontroller 10 and means for producing an output signal 40 with means 50 for controlling the actuator movement, respectively, of the electric valves 51 and 52. The microcontroller 10 is connected to a non-volatile memory 60 EPROM for storing data and for storing data in which the program is stored, and through a communication device. emo transceiver 70 for connection and coordinating operation of the components of the system to an external network 80, such as type

LONWORKS, за получаване на управляващи сигнали и изпращане на информационни и алармиращи сигнали както при отразими, така и при неотразими дефекти в работата на свързаните вентил-изпълнителен механизъм. Средствата 40 са свързани със средства 90 за индикация на дефекти в състоянието на системата и за индикация на изходящ сигнал, които в случая са изпълнени като два светодиода 91 и 92. В средствата 40 са вградени входящите средства 22 за измерване на напрежението на изходящия сигнал. Средствата 50 са свързани с управляемия вентил 100, състоящ се от свързани вентил 101 и изпълнителен механизъм 102.LONWORKS, for receiving control signals and sending information and alarm signals for both reflective and irreversible defects in the operation of the connected valve actuator. The means 40 are connected to means 90 for indicating defects in the state of the system and for indicating an output signal, which in this case are made as two LEDs 91 and 92. The means 40 include the input means 22 for measuring the voltage of the output signal. The means 50 are connected to a control valve 100 consisting of a connected valve 101 and an actuator 102.

Според фиг.6 микроконтролерът 10 може да включва три микропроцесора 11, 12 и 13, като микропроцесорът 11 служи за връзка с външната комуникационна мрежа 80, микропроцесора 13 служи за следене, регулиране и оформяне на команди, а микропроцесорът 12 служи за връзка между двата. Микроконтролерът 10 има адаптиращо средство 14,свързано с външната комуникационна мрежа 80, входно-изходно устройство 15, свързано с брояч и таймер за формиране на дискретни сигнали, средства 16 за синхронизиране работата на микроконтролера, както и средства 17 за осъществяване на връзка с външната памет 60. В микроконтролера 10 са вградени също и две памети 18 и 19, съответно RAM и EEPROM.According to FIG. 6, the microcontroller 10 may include three microprocessors 11, 12 and 13, with the microprocessor 11 serving to communicate with the external communication network 80, the microprocessor 13 serving to monitor, adjust, and form commands, and the microprocessor 12 to communicate between the two. The microcontroller 10 has an adaptation means 14 associated with the external communication network 80, an input-output device 15 associated with a counter and a timer for forming discrete signals, means 16 to synchronize the operation of the microcontroller, and means 17 to communicate with the external memory 60. There are also two memories 18 and 19 in the microcontroller 10, respectively RAM and EEPROM.

В примерната електрическа схема, показана на фиг. 7, датчикът за положение 21 е изпълнен като магнито-резисторен мост, средствата за измерване на напрежението 22 са вградени в средствата 40 за произвеждане на изходящ сигнал, в случая импулсен силов преобразувател,изпълнен като чип, който може да бъде чип на NATIONAL SEMICONDUCTORS с каталожен номер LMD 18400, а датчикът за шум е микрофон. Аналого-цифровият преобразувател 30 е изпълнен като чип, който може да бъде, например чип на ANALOG DEVICES с каталожен номер AD 7714. Свързаната с микроконтролера 10 енергонезависима памет 60 също е стандартен чип, а в случая приемо-предавателното устройство 70 е изпълнено с чип на ECHELON с каталожен номер LPT-10 за връзка с външната комуникационна мрежа, в случая тип LONWOKS. Средствата за температурна компенсация, в случая датчик за температура 24, може да бъде стандартен сензор на NATIONAL SEMICONDUCTORS от типа LM 35.In the exemplary wiring diagram shown in FIG. 7, the position sensor 21 is designed as a magneto-resistor bridge, the voltage measuring means 22 are integrated into the means 40 to produce an output signal, in this case a pulse power converter designed as a chip that can be a NATIONAL SEMICONDUCTORS chip with catalog number LMD 18400 and the noise sensor is a microphone. The analog-to-digital converter 30 is designed as a chip, which may be, for example, an ANALOG DEVICES chip with part number AD 7714. The non-volatile memory 60 connected to the microcontroller 10 is also a standard chip, and in this case the transceiver 70 is provided with a chip of ECHELON with catalog number LPT-10 for connection to the external communications network, in this case LONWOKS. The means of temperature compensation, in this case temperature sensor 24, may be a standard LM 35 type NATIONAL SEMICONDUCTORS sensor.

Методът според изобретението се илюстрира с действието на системата от фиг.4, управлявана от програма, чийто алгоритъм е показан на фиг.8. Използването на този алгоритъм се налага от наличието на повече от един входящ сиграл, които се обработват така, че да се осигури автоматично следене в диалогов режим на измененията в околната среда и в работата на самата система. Осигурен е също така и режим на първоначално калибриране и съответно разпознаване на типа вентил и типа изпълнителен механизъм.The method of the invention is illustrated by the operation of the system of Fig. 4, controlled by a program whose algorithm is shown in Fig. 8. The use of this algorithm requires the presence of more than one input jigsaw, which are processed in such a way as to ensure automatic monitoring in a dialog mode of changes in the environment and in the operation of the system itself. An initial calibration mode and corresponding recognition of the valve type and actuator type are also provided.

Според алгоритъма от фиг. 8, след включване на системата към захранването се подава команда от микроконтролера 10 през средствата 40 за произвеждане на изходящ сигнал към електроклапаните 51 и 52 за отваряне на вентила 101. Измерва се отвореното положение на изпълнителния механизъм 102 и шума,получен при работата на управляемия вентил 100 до напълно отворено положение, като сигналите се преобразуват в цифров вид и се записват в енергонезависимата памет 60. След това се подава команда от мнкроконтролера 10 през средствата 40 към електроклапаните 51 и 52 за затваряне на вентила 101, като по аналогичен начин се измерва по положение и шум затвореното състояние и сигналът в цифров вид се записва в паметта 60. Подава се команда за само калибриране на коефициента на усилване регулатора на положение и се снемат кривите ОТВОРЕНО ЗАТВОРЕНО състояние и обратно по отношение на времето. Данните от измерването се записват в паметта 60. От снетите характеристични криви и сравняването им с база данни за аналогични криви от паметта 60, системата автоматично разпознава типа конструкция на вентила 101 и вида на изпълнителния механизъм 102. Например при сравнение на характеристичните криви от фиг. 1 и фиг.2 се вижда, че при различни типове вентили кривите се различават. От дисиметрията в характеристичните криви при отваряне и затваряне на вентила 101 се заключава за вида на изпълнителния механизъм 102, например дали е с пружина или е без пружина, откъдето се съди за броя на средствата 50 за задействането му. От промяната във въртящия момент в крайните положения на вентила 101, отразени в характеристичните криви, се съди за позицията на изпълнителния механизъм 102 ОТВОРЕНО - ЗАТВОРЕНО. От скоростта на преместване, отразена в характеристичните криви, се съди за правилността на подбора на изпълнителния механизъм 102 и за нарушение на експлоатационните му качества. От шумовите характеристики при отваряне и затваряне се определя зоната на кавитация, която се фиксира в характеристиката за положението, както и се съди за състоянието на вентила 101 и по-специално дали е достатъчно добре уплътнен при затворено положение.According to the algorithm of FIG. 8, after switching on the system to the power supply, a command is sent from the microcontroller 10 through the means 40 to produce an output signal to the valves 51 and 52 for opening the valve 101. The open position of the actuator 102 and the noise received during operation of the controlled valve are measured. 100 to the fully open position, the signals being digitally converted and stored in the non-volatile memory 60. Then, a command from the microcontroller 10 is passed through the means 40 to the valves 51 and 52 to close the valve 101, by analogy measuring the position and noise of the closed state and the signal in digital form is recorded in the memory 60. A command is given for only calibration of the gain of the position controller and the curves are OPEN closed and vice versa with respect to time. The measurement data is stored in the memory 60. From the characteristic curves taken and compared with a database of similar curves from the memory 60, the system automatically recognizes the type of valve structure 101 and the type of actuator 102. For example, when comparing the characteristic curves of FIG. 1 and 2 show that the curves differ for different types of valves. The disymmetry in the characteristic curves when opening and closing the valve 101 determines the type of actuator 102, for example, whether it has a spring or no spring, from which it is judged by the number of means 50 to actuate it. From the change in torque to the end positions of the valve 101, reflected in the characteristic curves, the position of the actuator 102 OPEN - CLOSED is judged. The speed of displacement, reflected in the characteristic curves, judges the correctness of the selection of the actuator 102 and the violation of its performance. The opening and closing noise characteristics determine the cavitation zone, which is fixed in the position characteristic, and is judged on the state of the valve 101 and in particular whether it is sufficiently sealed in the closed position.

След еднократно извършване на калибрирането непрекъснато се измерва температурата през определен интервал от време, данните от измерването се преобразуват в цифров вид, сравняват се с база даннни за температурна компенсация и се подава сигнал за отработване на разликите. В същия такт се измерва действителното положение и съпротивителния момент на управляемия вентил 100, данните се преобразуват в цифров вид в аналого-цифровия преобразувател 30 и се сравняват с данни за положението от калибрирането. Едновременно се измерва непрекъснато и шума от протичащия през вентила 101 флуид и шума от изпълнителния механизъм, като по аналогичен начин се сравнява с данни за шума от калибрирането. При проблем се измерва и подаденото напрежение към електроклапаните 51 и 52 и се сравняват с гранични стойности от база данни за променливите. Определят се разликите в мнкроконтролера 10 и се сравняват помежду си. Подава се команда към електроклапаните 51 и 52 за отработване на разликите и се задействат светодиодите 91 и 92. Ако разликата не може да бъде преодоляна, светодиодите 91 и 92 продължават да са включени и се изпраща алармен сигнал през външната комуникационна мрежа. По този начин се получава предупреждение за наличие на кавитация, механични задръствания на вентила 101 или изпълнителния механизъм 102, спадане на налягането в пневматичната система на изпълнителния механизъм 102 и други механични проблеми.After performing the calibration once, the temperature is continuously measured over a period of time, the measurement data is digitized, compared with a temperature compensation database and a signal is sent to test the differences. At the same time, the actual position and the resistance moment of the control valve 100 are measured, the data is digitally converted to the analog-to-digital converter 30 and compared to the calibration position data. At the same time, the noise from the fluid flowing through the valve 101 and the noise from the actuator are simultaneously measured and compared in a similar way to the calibration noise data. In the case of problems, the voltage supplied to the valves 51 and 52 is also measured and compared to the limit values of the variable database. The differences in the microcontroller 10 are determined and compared with each other. A command is given to the differential valves 51 and 52 and the LEDs 91 and 92 are activated. If the difference cannot be overcome, the LEDs 91 and 92 continue to be switched on and an alarm signal is sent through the external communication network. In this way, a cavitation warning, mechanical blockage of the valve 101 or actuator 102, pressure drop in the pneumatic system of actuator 102 and other mechanical problems are obtained.

При подаване чрез периферната комуникационна мрежа 80 на управляващ сигнал за смяна положението на вентила 101, данните за него се записват в цифров вид в паметта 19 EEPROM, задействат се електроклапаните 51 и 52 и се изпълнява командата. След това се сравняват данните от действително измереното положение на управляемия вентил 100 с данните от управляващия сигнал и при наличие на разлики се дава команда за задействане на електроклапаните 51 и 52 за отработване на разликите и се задействат светодиодите 91 и 92. Ако разликата не може да бъде преодоляна, средствата за индикация 90 остават включени и се изпраща алармен сигнал по външната комуникационна мрежа 80.When the control signal for changing the position of the valve 101 is transmitted through the peripheral communication network 80, its data is recorded in digital form in the EEPROM memory 19, the valves 51 and 52 are actuated and the command is executed. Then, the data from the actual measured position of the control valve 100 is compared with the data from the control signal and, if there are differences, a command is given to activate the valves 51 and 52 to test the differences and the LEDs 91 and 92 are activated. If the difference cannot be is overcome, indication means 90 remain on and an alarm signal is sent over the external communication network 80.

Измерва се подаденото напрежение към електроклапаните 51 и 52 чрез вградени интегрални схеми в средствата 40 за произвеждане на изходящ сигнал, като след сравнение с базови данни, при излизане извън допустимите граници се задейства сигнализация 90 и се изпраща алармен сигнал по мрежата 80. При наличие на разлики в допустимите граници, системата се приспособява за работа в EEXI режим. От измерването системата автоматично определя дали да остане включена или трябва да се самоизключи ,за да предотврати трайни повреди.The voltage applied to the valves 51 and 52 is measured by integrated circuits in the output signal means 40, and after a comparison with the base data, an alarm 90 is triggered when exceeding the permitted limits and an alarm signal is sent over the network 80. differences in acceptable limits, the system adapts to EEXI operation. From measurement, the system automatically determines whether to remain on or whether to remain off to prevent permanent damage.

Настоящето изобретение е представено в едно примерно изпълнение, което не служи за ограничаване на изобретателската идея, а само за илюстрация, като обхватът на изобретението се определя само от приложените претенции.The present invention is presented in an exemplary embodiment, which is not intended to limit the inventive idea, but merely for illustration purposes, the scope of the invention being determined only by the appended claims.

Claims (6)

ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИPatent Claims 1. Автоматична система за регулиране действието на управляем вентил ,свързан с изпълнителен механизъм, съдържаща входящи средства за определяне положението на изпълнителния механизъм,свързани със средства за управление на изпълнителния механизъм през аналого-цифров преобразувател,свързан с микропроцесорно управляващо устройство за включване на изпълнителния механизъм в режим на автоматично калибриране по позиция, като микропроцесорното управляващо устройство е във връзка с поне една енергонезависима памет и е свързано със средства за произвеждане на изходящ сигнал за отработване на разликите, които средства са свързани със средствата за управление на изпълнителния механизъм, характеризираща се с това, че има наймалко още едни входящи средства (22) за измерване на напрежението подавано към средствата (50) за управление на изпълнителния механизъм и/или входящи средства (23) за измерване на шум, свързани със средствата (50) за управление на изпълнителния механизъм през аналого-цифровия преобразувател (30),свързан с микропроцесорното управляващо устройство (10),разпознаващо околната среда чрез едновременно обработване и сравнение на данните от входящите средства (21, 23) за определяне съпротивителния момент по положението и шума на изпълнителния механизъм и регулиращо действието на средствата (50) за управление на изпълнителния механизъм чрез определяне на желаната позиция на изпълнителния механизъм като разлики между измерените и базата данни, при което микропроцесорното управляващо устройство (10) е свързано и с комуникационно приемо-предавателно устройство (70) за връзка и координиране работата на елементите от системата с външна комуникационна мрежа (80).1. An automatic control system for the operation of a control valve connected to an actuator comprising input means for determining the position of the actuator associated with means of controlling the actuator via an analog-to-digital converter connected to a microprocessor-controlled actuator for actuating the actuator in automatic position calibration mode, with the microprocessor controller associated with at least one non-volatile memory and associated with a medium and for producing an output signal for processing the differences that the means are associated with the actuator control means, characterized in that there are at least one more input means (22) for measuring the voltage applied to the control means (50) of the actuator and / or input means (23) for measuring noise associated with the actuator means (50) for controlling the actuator through the analog-to-digital converter (30) connected to the microprocessor control device (10) recognizing the environment by simultaneously processing and comparing input data (21, 23) to determine the actuating torque of the actuator and controlling the action of the actuating means (50) by determining the desired actuator position as differences between the measured and the database, wherein the microprocessor control device (10) is also connected to a communication transceiver (70) for connection and coordination of the operation of an element They system with an external communication network (80). 2. Автоматична система за регулиране действието на управляем вентил според претенция 1, характеризираща се с това, че входящите средства (21) за определяне положението и съпротивителния момент на изпълнителния механизъм са безконтактен тип.An automatic control system for the operation of a control valve according to claim 1, characterized in that the inlet means (21) for determining the position and resistance moment of the actuator are non-contact type. 3. Автоматична система за регулиране действието на управляем вентил според претенция 2, характеризираща се с това, че безконтактните средства са датчик магниторезисторен тип.An automatic control system for the operation of a control valve according to claim 2, characterized in that the contactless means are a magnetoresistor type sensor. 4. Автоматична система за регулиране действието на управляем вентил според претенции 1, 2 и 3, характеризираща се с това, че захранващите изводи на системата са свързани към външната комуникационна мрежа (80).An automatic control system for the operation of a control valve according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the system's power terminals are connected to the external communication network (80). 5. Метод за регулиране действието на управляем вентил.свързан с изпълнителен механизъм, при който първоначално се извършва автоматично калибриране при5. A method for regulating the operation of a control valve connected to an actuator, in which an automatic calibration is performed at ОТВОРЕНО-ЗАТВОРЕНО състояние по положение на изпълнителния механизъм, данните в цифров вид се записват в енергонезависима памет, подава се управляваш сигнал през комуникационната мрежа и се преобразува в цИфрот ^бНд, като се записва в енергонезависима та памет, измерва се действителното положение на изпълнителния механизъм и данните се преобразуват в цифров вид, сравняват се данните от измерването и управляващия сигнал в микропроцесорно управляващо устройство и при наличие на разлики се подава изходящ сигнал към изпълнителния механизъм за отработване на разликите, характеризиращ се с това, че при автоматичното калибриране се извършва снемане на характеристичните криви ОТВОРЕНО ЗАТВОРЕНО състояние и обратно чрез измерване на позицията по отношение на времето, като се изчислява съпротивителния момент на управляемия вентил и чрез измерване на шума по отношение на положението на свързаните вентилизпълнителен механизъм и данните в цифров вид се записват в енергонезависима памет (60), а положението, съпротивителния момент и шума от флуида и работата на свързаните вентил-изпълнителен механизъм се измерват непрекъснато в такта на дискретизация, като данните в цифров вид се сравняват с данните от калибрирането и с база данни за променливите и се предават по комуникационната мрежа (80),, а при наличие на разлики между данните за действителното положение, съпротивителния момент и шума на свързаните вентил-изпълнителен механизъм и данните на управляващия сигнал се изпраща алармен сигнал по периферната комуникационна мрежа (80) и/или се дава команда за отработване на разликите, при което се извършва непрекъснато температурно компенсиране на зависимостта на входящите средства от околната температураOPEN-CLOSED state by actuator position, digital data is recorded in non-volatile memory, a control signal is transmitted through the communication network and converted to digit ^ bNd by recording in non-volatile memory, actual actuator position is measured and the data is digitally converted, the measurement data and the control signal are compared in the microprocessor control unit and an output signal is output to the actuator in the presence of differences m for differences, characterized in that the automatic calibration takes the characteristic curves of the OPEN CLOSED state and vice versa by measuring the position with respect to time, by calculating the resistance moment of the controlled valve and by measuring the noise with respect to the position of the coupled valve actuator and the digital data are recorded in non-volatile memory (60), and the position, resistance and noise of the fluid and the operation of the coupled valve the filling mechanism is continuously measured at a sampling rate, the data being digitally compared with the calibration data and the variable database and transmitted over the communication network (80), and in the case of differences between the actual position data, the resistance moment and noise of the connected valve actuator and control signal data, an alarm signal is sent to the peripheral communication network (80) and / or a command is made to detect differences, whereby they are continuously performed. perature compensating the dependence of the input means on the ambient temperature 6. Метод за регулиране действието на управляем вентил съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че непрекъснато в такта на дискретизация се измерва подаденото напрежение към средствата за управление на изпълнителния механизъм, което се сравнява с базови данни.съхранявани в енерго независима памет (60) и при изменението му се изпраща алармен сигнал и/или системата автоматично се изключва.A method for regulating the operation of a control valve according to claim 5, characterized in that the voltage applied to the actuator control means is continuously measured at a sampling rate, which is compared with basic data stored in energy independent memory (60 ) and when modified, an alarm is sent and / or the system automatically shuts off.
BG100184A 1995-12-01 1995-12-01 Automatic system and method for the adjustment of the operation of a controllable valve BG62064B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG100184A BG62064B1 (en) 1995-12-01 1995-12-01 Automatic system and method for the adjustment of the operation of a controllable valve
AU76877/96A AU7687796A (en) 1995-12-01 1996-11-29 Automatic system and method for regulation of the operation of an automatic valve
PCT/BG1996/000017 WO1997021154A1 (en) 1995-12-01 1996-11-29 Automatic system and method for regulation of the operation of an automatic valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG100184A BG62064B1 (en) 1995-12-01 1995-12-01 Automatic system and method for the adjustment of the operation of a controllable valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG100184A BG100184A (en) 1997-07-31
BG62064B1 true BG62064B1 (en) 1999-01-29

Family

ID=3926397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG100184A BG62064B1 (en) 1995-12-01 1995-12-01 Automatic system and method for the adjustment of the operation of a controllable valve

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU7687796A (en)
BG (1) BG62064B1 (en)
WO (1) WO1997021154A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6954713B2 (en) * 2001-03-01 2005-10-11 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Cavitation detection in a process plant
GB0613662D0 (en) 2006-07-10 2006-08-16 Rotork Controls Improvements to valve actuators

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4617637A (en) * 1985-07-09 1986-10-14 Lifecare Services, Inc. Servo control system for a reciprocating piston respirator
IN169096B (en) * 1987-06-12 1991-09-07 Int Control Automation Finance
DE4218782A1 (en) * 1992-06-06 1993-01-14 Zahnradfabrik Friedrichshafen METHOD FOR CONTROLLING ELECTRICAL, CURRENT-CONTROLLED ACTUATORS
DE4420122B4 (en) * 1994-06-09 2006-01-26 Robert Bosch Gmbh Method and device for determining an end position of an adjusting device in vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997021154A1 (en) 1997-06-12
AU7687796A (en) 1997-06-27
BG100184A (en) 1997-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2034959C (en) Fault determination test method for systems including an electronic expansion valve and electronic controller
US7451644B2 (en) Method for verifying the performance of a test of the functionality of a safety valve
US5828567A (en) Diagnostics for resistance based transmitter
CN102472410B (en) Valve calibration
US20050189017A1 (en) Emergency shutdown valve diagnostics using a pressure transmitter
CA2306141C (en) Method and device for verifying the workability of a safety device
US5748469A (en) Method and apparatus for detecting a fault of a control valve assembly in a control loop
EP1358417B1 (en) Apparatus for testing operation of an emergency valve
JP3511458B2 (en) Electro-pneumatic positioner
EP1131614A1 (en) Auto correcting temperature transmitter with resistance based sensor
US4827415A (en) Electropneumatic door control system
KR100869446B1 (en) Control valve
EP2193347A1 (en) Knowledge based valve control method
CN202371269U (en) Valve controller
WO2013108086A1 (en) Field device with self-testing of a piezoelectric transducer
US5152308A (en) Method of operating a motor-controlled valve
EP0792428B1 (en) An apparatus for controlling a valve
BG62064B1 (en) Automatic system and method for the adjustment of the operation of a controllable valve
CN101929392B (en) Method and device for diagnosing a position encoder
US7127369B2 (en) Sensor assembly
DE10318171A1 (en) Process or automation plant monitoring method in which a measurement recording unit has at least two sensors for recording a measurement value, e.g. a valve position, with the sensors operating according to different principles
EP0422711A1 (en) Automatic device for powered gate opener with electronic sensing of end of travel
US5178361A (en) Ball valve control
JP4157687B2 (en) Field equipment
CN113515047A (en) Fault detection method, device and equipment of displacement sensor