在過程控制系統(tǒng)中，閥控制器可以執(zhí)行與閥的位置有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)功能，例如將閥移動(dòng)到一個(gè)位置中，發(fā)送閥的位置，和/或發(fā)送與閥的位置有關(guān)的警報(bào)。閥控制系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)儀器設(shè)備可以接收或提供用于移動(dòng)閥和/或監(jiān)控閥的位置的電信號(hào)。例如，位置控制器可以驅(qū)動(dòng)用于將閥移動(dòng)到特定的位置的信號(hào)，而發(fā)射器可以發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)包括與閥的位置相關(guān)的信息。為了保持過程控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，對(duì)用于執(zhí)行過程的功能的儀器設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保準(zhǔn)確性和可靠性。在任何儀器設(shè)備的校準(zhǔn)期間，閥控制器的操作可能需要暫停，這可能最終會(huì)影響過程控制系統(tǒng)。因此，期望使得校準(zhǔn)閥控制器所涉及的時(shí)間量最少，而不會(huì)對(duì)過程控制系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)方面針對(duì)一種用于控制閥的系統(tǒng)、方法、或設(shè)備，其中，在閥控制器中實(shí)現(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)儀器設(shè)備的校準(zhǔn)方面用于確保至少一個(gè)其它儀器設(shè)備的工作性能。更具體而言，可以結(jié)合發(fā)射器來利用位置控制器的校準(zhǔn)方面，由此無需分別校準(zhǔn)位置控制器和發(fā)射器兩者。

本發(fā)明的另一個(gè)方面包括利用雙供電發(fā)射器，其確保在為位置控制器或發(fā)射器中的任一個(gè)或二者供電時(shí)為發(fā)射器供電。

在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，發(fā)射器實(shí)現(xiàn)限位開關(guān)的功能，其包括用于指定在發(fā)射器的兩個(gè)輸出狀態(tài)之間的切換點(diǎn)閾值。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種用于控制閥的閥控制器包括：位置控制器，所述位置控制器耦合到閥，并能夠?qū)㈤y控制值驅(qū)動(dòng)到所述閥以將所述閥移動(dòng)到已知的位置，例如一個(gè)或多個(gè)物理行程極限，例如完全打開或完全關(guān)閉。位置控制器包括位置控制器處理器和位置控制器存儲(chǔ)器；發(fā)射器，所述發(fā)射器經(jīng)由通信鏈路耦合到所述位置控制器，所述發(fā)射器包括發(fā)射器處理器和發(fā)射器存儲(chǔ)器；閥位置傳感器，所述閥位置傳感器可操作地耦合到所述閥、所述位置控制器、和所述發(fā)射器，其中，所述閥位置傳感器響應(yīng)于從所述位置控制器驅(qū)動(dòng)到所述閥的閥控制值來提供閥位置傳感器值，所述閥位置傳感器值指示閥在一個(gè)或多個(gè)物理行程極限處的位置；校準(zhǔn)表和/或圖，所述校準(zhǔn)表和/或圖包括與所述閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值，所述校準(zhǔn)表和/或圖由執(zhí)行算法的位置控制器處理器生成，所述算法利用在對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)期間由所述位置控制器驅(qū)動(dòng)的校準(zhǔn)狀態(tài)下的校準(zhǔn)閥狀態(tài)和從所述閥位置傳感器獲得的校準(zhǔn)閥位置傳感器值；以及從所述發(fā)射器發(fā)送的、由所述閥位置傳感器值得到的發(fā)射器輸出信號(hào)。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例針對(duì)一種操作閥控制器以控制閥的方法，所述閥控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器、和耦合到所述閥的位置控制器、閥位置傳感器、以及發(fā)射器。所述方法包括：由所述一個(gè)或多個(gè)處理器校準(zhǔn)所述位置控制器并響應(yīng)于對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)來獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；由一個(gè)或多個(gè)處理器基于所述位置控制器的所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來生成校準(zhǔn)表和/或圖，所述校準(zhǔn)表和/或圖包括與閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值；由所述一個(gè)或多個(gè)處理器驅(qū)動(dòng)閥控制值以移動(dòng)所述閥；由所述一個(gè)或多個(gè)處理器響應(yīng)于已知的閥位置來從所述閥位置傳感器接收所述閥位置傳感器值；由所述一個(gè)或多個(gè)處理器利用所述校準(zhǔn)表和/或圖并確定與所述閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值；以及由所述一個(gè)或多個(gè)處理器發(fā)送包括經(jīng)確定的閥位置的發(fā)射器輸出信號(hào)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種用于控制閥的系統(tǒng)包括：閥控制器，所述閥控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器、耦合到所述閥和所述一個(gè)或多個(gè)處理器的閥位置傳感器；發(fā)射器，所述發(fā)射器耦合到所述閥位置傳感器和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；位置控制器，所述位置控制器耦合到所述閥、所述閥位置傳感器、所述發(fā)射器、和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；以及非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器耦合到所述一個(gè)或多個(gè)處理器，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器包括儲(chǔ)存在上面的指令，所述指令在被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使得所述閥控制器執(zhí)行以下操作：響應(yīng)于對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)來校準(zhǔn)所述位置控制器并獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；基于所述位置控制器的所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來生成校準(zhǔn)表和/或圖，其中，所述校準(zhǔn)表和/或圖包括與閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值；驅(qū)動(dòng)閥控制值以移動(dòng)所述閥；從所述閥位置傳感器接收所述閥位置傳感器值；利用所述校準(zhǔn)表和/或圖并確定與所接收到的閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值；以及發(fā)送包括所確定的閥位置值的發(fā)射器輸出信號(hào)。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括儲(chǔ)存在系統(tǒng)的存儲(chǔ)器上的用于控制閥的指令，所述系統(tǒng)包括閥控制器，所述閥控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器、耦合到所述閥和所述一個(gè)或多個(gè)處理器的閥位置傳感器；發(fā)射器，所述發(fā)射器耦合到所述閥位置傳感器和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；位置控制器，所述位置控制器耦合到所述閥、所述閥位置傳感器、所述發(fā)射器、和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；以及非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器耦合到所述一個(gè)或多個(gè)處理器，其中，所述指令在被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使得所述系統(tǒng)執(zhí)行以下操作：校準(zhǔn)所述位置控制器并響應(yīng)于對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)來獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；基于所述位置控制器的所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來生成校準(zhǔn)表和/或圖，其中，所述校準(zhǔn)表和/或圖包括與閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值；將所述閥移動(dòng)到一個(gè)位置；從所述閥位置傳感器接收閥位置傳感器值；利用所述校準(zhǔn)表和/或圖并基于所接收到的閥位置傳感器值來確定發(fā)射器輸出值；以及發(fā)送包括所確定的發(fā)射器輸出值的發(fā)射器輸出信號(hào)。

多個(gè)本發(fā)明的原理和多個(gè)本發(fā)明的功能還可以借助或用軟件程序或指令和諸如專用IC之類的集成電路(IC)來實(shí)現(xiàn)?？梢灶A(yù)計(jì)到，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本文公開的概念和原理的指導(dǎo)下，盡管可能有相當(dāng)大的勞動(dòng)和例如由可用的時(shí)間、當(dāng)前技術(shù)、和經(jīng)濟(jì)方面的考慮促成的許多設(shè)計(jì)選擇，但仍能夠易于利用最少的實(shí)驗(yàn)來生成這種軟件指令和程序及IC。因此，為了簡潔和使得根據(jù)本發(fā)明的原理和概念模糊不清的風(fēng)險(xiǎn)最小，這種軟件和IC的進(jìn)一步的論述(如果有的話)僅限于關(guān)于所述實(shí)施例的原理和概念的要點(diǎn)。

附圖說明

圖1是包括本文所述的示例性閥控制器的部分過程控制系統(tǒng)的框圖；

圖2A是如本文所述的示例性校準(zhǔn)表的例示；

圖2B是如本文所述的示例性校準(zhǔn)圖的例示；

圖3是用于提供如本文所述的校準(zhǔn)表和/或圖的示例性方法的流程圖；

圖4是用于實(shí)現(xiàn)圖1中所示的閥控制器的可選擇功能的示例性方法的流程圖；以及

圖5是用于如本文所述的閥控制器的發(fā)射器的雙電源配置的示例性實(shí)施例的框圖。

具體實(shí)施方式

通常在現(xiàn)場(chǎng)中投入使用前為了使用要校準(zhǔn)閥控制器。在設(shè)置或操作閥控制器的過程中，閥控制器的一個(gè)或多個(gè)功能可能需要重新校準(zhǔn)，例如輸入/輸出信號(hào)和閥行程。在閥控制器的校準(zhǔn)過程中，位置控制器可以驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)閥控制信號(hào)，以將閥移動(dòng)到期望的狀態(tài)，并經(jīng)由閥位置傳感器或行程傳感器來監(jiān)控所得到的閥位置。例如，校準(zhǔn)閥控制信號(hào)可以將閥移動(dòng)到完全打開的位置和/或完全關(guān)閉的位置。耦合到閥的閥位置傳感器或行程傳感器獲得校準(zhǔn)閥位置傳感器值，其指示閥的位置。具體而言，位置傳感器獲得與響應(yīng)于所驅(qū)動(dòng)的校準(zhǔn)狀態(tài)而得到的閥位置相對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)閥位置傳感器值。例如位置控制器的閥控制器至少基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)生成校準(zhǔn)表和/或圖，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)例如是相對(duì)應(yīng)的一對(duì)或多對(duì)校準(zhǔn)閥位置和校準(zhǔn)閥位置傳感器值。借助校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以考慮額外的方面以生成校準(zhǔn)表和/或圖，例如閥配置。

在閥的正常操作期間，閥控制器利用校準(zhǔn)表和/或圖來確定發(fā)射器輸出值。具體而言，發(fā)射器利用校準(zhǔn)表和/或圖來確定對(duì)應(yīng)于閥位置傳感器值的發(fā)射器輸出值，該閥位置傳感器值由閥位置傳感器響應(yīng)于閥的實(shí)際位置而獲得。發(fā)射器輸出值基于校準(zhǔn)表和/或圖的相對(duì)應(yīng)的閥位置傳感器值。以此方式，發(fā)射器利用位置控制器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以確保最終由發(fā)射器發(fā)送的發(fā)射器輸出值的準(zhǔn)確性，而不需要單獨(dú)校準(zhǔn)發(fā)射器。

圖1是用于控制閥102并根據(jù)本文所述發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例配置的過程控制系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)100的一部分的框圖。閥控制器104包括經(jīng)由通信鏈路(線路或總線110)耦合到發(fā)射器108的位置控制器106。閥控制器104可以支持各種閥控制信號(hào)，例如業(yè)界公知的4-20mA電流回路(4-20mA)控制信號(hào)。閥控制器104可以使用4-20mA控制信號(hào)來控制閥102的位置。除了4-20mA控制信號(hào)，高速可尋址遠(yuǎn)程傳感器(HART^TM)協(xié)議信號(hào)可以疊加在控制輸入信號(hào)上以允許診斷、維護(hù)和額外的過程數(shù)據(jù)經(jīng)由HART信號(hào)傳輸接口傳送到閥控制器104。此外，如在過程控制系統(tǒng)中已知的，可以實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)控制來進(jìn)行致動(dòng)器的移動(dòng)，這可以最終導(dǎo)致閥盤或其他流動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。例如，氣動(dòng)控制可用于調(diào)節(jié)例如氣體的加壓流體從氣動(dòng)輸入到氣動(dòng)輸出的流動(dòng)。取決于所控制的閥的類型，一些實(shí)施例可以使用第二氣動(dòng)輸出。例如，一些閥實(shí)現(xiàn)單個(gè)壓力輸入來移動(dòng)具有彈簧或其它回復(fù)機(jī)構(gòu)的閥致動(dòng)器。

位置控制器106包括計(jì)算設(shè)備114和存儲(chǔ)器設(shè)備116。發(fā)射器108包括計(jì)算設(shè)備118和存儲(chǔ)器設(shè)備120。每一個(gè)計(jì)算設(shè)備114、118都可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器或微處理器，每一個(gè)處理器都可以是ASIC電路、微計(jì)算機(jī)、或另一個(gè)硬件/固件設(shè)備，該硬件/固件設(shè)備能夠執(zhí)行順序的步驟或例程以實(shí)現(xiàn)閥控制器104的功能。閥控制器104的每一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備116、120都可以包括在閥控制系統(tǒng)中常用的存儲(chǔ)設(shè)備的任何類型或組合，例如易失性、非易失性、和/或便攜式存儲(chǔ)器設(shè)備。

閥位置傳感器112耦合到閥102、位置控制器106和發(fā)射器108。傳感器112通常將有關(guān)于閥位置的信息提供給位置控制器106和發(fā)射器108。發(fā)射器108能夠經(jīng)由有線和/或無線通信將閥位置信息發(fā)送到過程控制系統(tǒng)100。

在校準(zhǔn)期間，位置控制器106將閥102驅(qū)動(dòng)到特定的已知位置或狀態(tài)，例如物理極限，例如完全打開或完全關(guān)閉。傳感器112將與閥102的位置有關(guān)的反饋提供給位置控制器106，例如與閥102的已知位置相關(guān)的校準(zhǔn)閥位置傳感器值。

閥控制器104的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括相對(duì)應(yīng)的已知的校準(zhǔn)閥位置和得到的校準(zhǔn)閥位置傳感器值的對(duì)。閥控制器104的一個(gè)或多個(gè)處理器基于相對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)閥位置和得到的校準(zhǔn)閥位置傳感器值的對(duì)來生成校準(zhǔn)表和/或圖122。閥在校準(zhǔn)期間的另外的方面或特性(例如，閥的線性或旋轉(zhuǎn)特性)也可用于校準(zhǔn)表和/或圖122的生成。校準(zhǔn)表和/或圖122包括與閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值，并可以儲(chǔ)存在位置控制器106和/或發(fā)射器108的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備116、120中。校準(zhǔn)表和/或圖122的任何部分都可以經(jīng)由通信鏈路110從位置控制器106自動(dòng)地或周期性地發(fā)送到發(fā)射器108，其中，校準(zhǔn)表和/或圖122的副本可以儲(chǔ)存在發(fā)射器108的存儲(chǔ)器120中。

在閥控制器104的正常操作期間，發(fā)射器108在發(fā)射器輸出值的確定或生成過程中利用校準(zhǔn)表和/或圖122。例如，一旦從閥位置傳感器112接收到閥位置傳感器值，發(fā)射器108的處理器118就利用校準(zhǔn)表和/或圖122來確定和/或產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的發(fā)射器輸出值，該發(fā)射器輸出值準(zhǔn)確地反映了閥102的位置。具體而言，發(fā)射器108的處理器118利用校準(zhǔn)表和/或圖122來確定與由閥位置傳感器112獲得的閥位置傳感器值相對(duì)應(yīng)的發(fā)射器輸出值。換句話說，與發(fā)射器輸出信號(hào)包括在一起并從發(fā)射器108發(fā)送的閥位置值是使用校準(zhǔn)表和/或圖122的插值從閥位置傳感器值到發(fā)射器輸出值的數(shù)字轉(zhuǎn)換的結(jié)果。校準(zhǔn)表和/或圖122可以考慮閥102的各種配置(例如，線性和非線性的)；例如，當(dāng)閥位置傳感器112是在滑動(dòng)閥桿上的旋轉(zhuǎn)電位器時(shí)線性化通常是必需的。以此方式配置的閥控制器提供了位置控制器106的通常更強(qiáng)大的軟件以在它管理、維護(hù)和/或協(xié)調(diào)其自己的校準(zhǔn)和線性化的同時(shí)管理、維護(hù)和/或協(xié)調(diào)發(fā)射器108的校準(zhǔn)和線性化。位置控制器106和發(fā)射器108的校準(zhǔn)和線性化的這種管理和/或協(xié)調(diào)允許閥控制器104由單個(gè)用戶界面來管理，并且借助消除單獨(dú)校準(zhǔn)發(fā)射器108的需要而大大簡化了發(fā)射器108的硬件和軟件。

圖2A和2B中示出了校準(zhǔn)表和圖122的一些示例，其可以用于促進(jìn)從閥位置傳感器112接收的閥位置傳感器值的原始值到發(fā)射器輸出值的原始值的轉(zhuǎn)換。在圖2A所示的校準(zhǔn)表中，列包括相對(duì)應(yīng)的給定值(index value)(例如，閥位置傳感器值和根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)獲得的發(fā)射器輸出值(非線性和線性的)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以包括閥的配置方面)。圖2B所示的校準(zhǔn)圖是對(duì)圖2A所示校準(zhǔn)表中描繪的給定值的圖形表示，其包括軸，該軸指定了閥位置傳感器位置值(水平軸)和發(fā)射器輸出值(垂直軸)，例如脈沖寬度調(diào)制占空比值(垂直軸)。因此，在閥控制器104的正常操作期間，發(fā)射器108利用從閥位置傳感器112獲得的閥位置傳感器值，借助校準(zhǔn)表和/或圖122來確定相對(duì)應(yīng)的發(fā)射器輸出信號(hào)。發(fā)射器輸出信號(hào)可以具有用于閥控制器104的線性或非線性配置的脈沖寬度調(diào)制值的形式。脈沖寬度調(diào)制值隨后可以與閥位置信號(hào)包括在一起以便由發(fā)射器108發(fā)送到過程控制系統(tǒng)100的另一部分。

圖3是與基于圖1中所示閥控制器104的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)生成校準(zhǔn)表和/或圖有關(guān)的示例性方法300的流程圖。在塊302處，在閥控制器104處接收控制信號(hào)以校準(zhǔn)位置控制器106。在塊304處，校準(zhǔn)位置控制器。在一些校準(zhǔn)例程中，從位置控制器106驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)閥控制信號(hào)的序列以將閥102移動(dòng)到多個(gè)位置中。每個(gè)校準(zhǔn)閥控制信號(hào)將閥驅(qū)動(dòng)到已知的閥位置，例如，完全打開、完全關(guān)閉。在塊306處，閥位置傳感器112監(jiān)控閥102的位置，并獲得或檢測(cè)到在校準(zhǔn)例程期間得到的每個(gè)校準(zhǔn)閥控制位置的校準(zhǔn)閥位置傳感器值。除了校準(zhǔn)閥位置和得到的校準(zhǔn)閥位置傳感器值外，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)還可以包括閥配置的方面，例如，閥的線性或旋轉(zhuǎn)特性。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在閥控制器104的存儲(chǔ)器中。

在塊308處，閥控制器的一個(gè)或多個(gè)處理器基于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來生成校準(zhǔn)表和/或圖。例如，位置控制器106的一個(gè)或多個(gè)處理器可以利用相對(duì)應(yīng)的一對(duì)或多對(duì)在位置控制器106的校準(zhǔn)期間獲得的一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)閥位置和一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的校準(zhǔn)閥位置傳感器值，來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的發(fā)射器輸出值。在閥控制器的正常操作期間，發(fā)射器108的一個(gè)或多個(gè)處理器可以利用校準(zhǔn)表和/或圖來確定與一個(gè)或多個(gè)閥位置傳感器值相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器輸出值。發(fā)射器輸出值是使用駐留在閥控制器104的存儲(chǔ)器內(nèi)的校準(zhǔn)表和/或圖的插值的數(shù)字轉(zhuǎn)換的結(jié)果。

在塊310處，使得校準(zhǔn)表和/或圖可由發(fā)射器108訪問。例如，校準(zhǔn)表和/或圖可以經(jīng)由通信鏈路(線路或總線)從位置控制器106發(fā)送到發(fā)射器108，在此其稍后由發(fā)射器108在閥控制器的正常操作期間用于確定或計(jì)算表示閥102的位置的發(fā)射器輸出值。一旦完成位置控制器106的校準(zhǔn)，由執(zhí)行利用一對(duì)或多對(duì)相應(yīng)的閥位置和閥位置傳感器值的算法的一個(gè)或多個(gè)處理器生成的校準(zhǔn)表和/或圖就優(yōu)選地由位置控制器106的計(jì)算設(shè)備(例如一個(gè)或多個(gè)處理器)自動(dòng)發(fā)送到發(fā)射器108。在圖2A中的校準(zhǔn)表和圖2B中的校準(zhǔn)圖中示出了從位置控制器106發(fā)送的校準(zhǔn)表和/或圖的示例性實(shí)施例，二者都可以在一旦進(jìn)行位置控制器106的校準(zhǔn)就被更新并儲(chǔ)存在位置控制器106的存儲(chǔ)器116和/或發(fā)射器108中。

協(xié)調(diào)位置控制器功能和發(fā)射器功能的校準(zhǔn)和線性化的這種方式允許由單個(gè)用戶界面管理閥控制過程，并允許簡化發(fā)射器處理器的硬件和軟件。具體而言，閥控制器104的位置控制器106基于位置控制器106的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)生成校準(zhǔn)表和/或圖的能力，其中，閥控制器104的發(fā)射器108利用校準(zhǔn)表和/或圖來確定準(zhǔn)確的發(fā)射器輸出值，允許閥控制器104放棄用于發(fā)射器108的單獨(dú)的校準(zhǔn)例程，這可以減少閥控制器104不可用于操作的時(shí)間量。

再次參考圖1，閥控制器104的一個(gè)實(shí)施例包括可操作地耦接在發(fā)射器108與過程控制系統(tǒng)100之間的電隔離器124，其中，電流在其間的流動(dòng)被阻止。電隔離器124是用于在共享電氣接地時(shí)切斷接地回路并防止不必要的電流流動(dòng)到閥控制器104的有效組件。盡管電隔離器124不允許在發(fā)射器108與過程控制系統(tǒng)100之間的直接傳導(dǎo)路徑，但能量或信息能夠借助其他手段在其間交換，例如電容、電感或電磁波，或通過光、聲、或機(jī)械手段。電隔離器124的一些示例性實(shí)施例包括電容器、變壓器、和光電隔離器。

在閥控制器104的另一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了模擬到數(shù)字和數(shù)字到模擬電路126以促進(jìn)閥位置傳感器值到發(fā)射器輸出值的數(shù)字轉(zhuǎn)換。應(yīng)當(dāng)理解，用于實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字和數(shù)字到模擬電路126的任何已知的技術(shù)都可以包含到位置控制器106和發(fā)射器108中。此外，可以實(shí)現(xiàn)輸入/輸出(I/O)電路128以促進(jìn)在閥控制器104(例如，位置控制器106，發(fā)射器108)與過程控制系統(tǒng)100的其他設(shè)備(例如，閥102，傳感器112)之間的通信。用于實(shí)現(xiàn)I/O電路128的任何已知的技術(shù)都可以包含到閥控制器104中，例如可以實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制(PWM)和脈沖持續(xù)時(shí)間調(diào)制(PDM)以促進(jìn)由發(fā)射器108最終發(fā)送的發(fā)射器輸出信號(hào)的控制。脈沖調(diào)制的信號(hào)能夠從發(fā)射器108跨越電隔離器124被傳遞到過程控制系統(tǒng)100。脈沖調(diào)制的信號(hào)可以用于使用足夠穩(wěn)定的電路組件控制輸出電流，其中，閥控制器104的4-20mA輸出部分的重新校準(zhǔn)通常是不必要的。

在閥控制器104的另一方面中，經(jīng)由物理開關(guān)、輔助輸入、或軟件的任何一個(gè)或組合的配置可以用于選擇第一操作模式，其中，發(fā)射器108提供表示閥102的位置的模擬輸出信號(hào)?；蛘撸渲每梢蕴峁┑诙僮髂Ｊ?，其中，發(fā)射器108可以提供開關(guān)式功能，其中，輸出信號(hào)表示關(guān)于預(yù)定閾值的閥狀態(tài)、狀況、或條件。該閾值可以設(shè)置為區(qū)分兩個(gè)條件或狀態(tài)中的閥位置；例如，完全打開的閥位置和不完全打開的閥位置，或完全關(guān)閉的閥位置和不完全關(guān)閉的閥位置。此外，該閾值可以被設(shè)置為完全打開的閥位置的百分比；例如，超過50％的打開或小于50％的打開。該閾值(可以用于檢測(cè)閥位置從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，例如，從完全打開到不完全打開)可以包含在報(bào)警模塊中，以提醒過程控制人員改變閥102的操作狀態(tài)。

圖4是用于提供圖1中所示的閥控制器104的可選擇的輸出模式的示例性方法100的流程圖。在塊402處，提供硬件開關(guān)和軟件配置以實(shí)現(xiàn)閥控制器的各種操作模式，例如以提供指示閥位置、閥狀態(tài)等的輸出。在塊404處，針對(duì)所期望的操作模式配置開關(guān)和軟件。在塊406處，針對(duì)與所期望的操作模式的協(xié)議監(jiān)控內(nèi)部條件，例如來自發(fā)射器電源的電力的可用性。在塊408處，如果開關(guān)和軟件配置同意，則閥控制器在410塊處實(shí)現(xiàn)所期望的操作模式，例如閥位置、閥狀態(tài)。如果存在分歧，則提示操作人員更正配置。

在閥控制器104的另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射器108是雙供電的，并且被配置為在位置控制器106和發(fā)射器108中的任一個(gè)或二者被供電時(shí)接收電力。圖5中示出了用于與閥控制器104一起實(shí)現(xiàn)的雙電源電路500的示例性配置。雙電源電路500確保發(fā)射器108能夠從位置控制器106接收或獲得校準(zhǔn)表和/或圖。具體而言，第一電源502耦合到位置控制器106和發(fā)射器108，第二電源504耦合到發(fā)射器108。利用第一電源502向位置控制器106和發(fā)射器108二者供電使得發(fā)射器108能夠在位置控制器106向發(fā)射器108發(fā)送校準(zhǔn)表/圖時(shí)被供電。在圖5中所示的雙電源電路的示例性實(shí)施例中，包括一對(duì)二極管508、506的二極管電路500可操作地耦合到第一電源502、第二電源504、位置控制器106和發(fā)射器108。如果電力未被第二電源504供應(yīng)給發(fā)射器108，例如在發(fā)射器108可能不在操作中時(shí)的過程系統(tǒng)的初始設(shè)置期間，二極管電路將確保來自第一電源502的電力將被提供給發(fā)射器108。

本文所述的系統(tǒng)、方法、和技術(shù)的應(yīng)用和益處不限于以上的示例。通過使用本文所述的系統(tǒng)、方法和技術(shù)，許多其它的應(yīng)用和益處是可能的。因此，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本文所述和所示的技術(shù)和結(jié)構(gòu)做出許多修改和變化。因此，應(yīng)理解，本文所述的方法和裝置僅是說明性的，不是對(duì)本發(fā)明范圍的限制。

還應(yīng)理解，除非在本專利中使用句子“如本文所用的，由此將術(shù)語“______”定義為表示......”或類似的句子來明確定義術(shù)語，不存在將該術(shù)語的含義明確地或隱含地限制為超出其平常或普通的含義的任何意圖，這種術(shù)語不應(yīng)解釋為基于在本專利的任何部分中所做出的任何表述而在范圍上受到限制(除了在權(quán)利要求書的語言中)。就按照與單一含義相一致的方式在本專利中提及在本專利的權(quán)利要求書中所表述的任何術(shù)語來說，這么做僅是為了清楚以免讀者混淆，并非旨在隱含地或以其它方式將這種權(quán)利要求術(shù)語局限于該單一含義。此外，除非借助表述詞語“表示”和沒有任何結(jié)構(gòu)的描述的功能來定義權(quán)利要求要素，并非旨在基于35U.S.C.§112(f)和/或pre-AIA 35U.S.C.§112的第六段的應(yīng)用來解釋任何權(quán)利要求要素的范圍。

此外，盡管前述文本闡述了多個(gè)不同實(shí)施例的詳細(xì)說明，但應(yīng)理解，本專利的范圍由本專利闡述的權(quán)利要求書的詞語來限定。具體實(shí)施方式被解釋為僅是示例性的，沒有描述每一個(gè)可能的實(shí)施例，因?yàn)槊枋雒總€(gè)可能的實(shí)施例即使不是不可能的，也是不切實(shí)際的。使用當(dāng)前技術(shù)或者在本專利提交日期后開發(fā)的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)可替換的實(shí)施例，其仍落入權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。示例性而非限制性地，本文的公開內(nèi)容設(shè)想了至少以下方面：

方面1：一種用于控制閥的閥控制器，所述閥控制器包括：位置控制器，所述位置控制器耦合到所述閥并能夠?qū)㈤y控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)到所述閥以將所述閥移動(dòng)到已知的位置，例如一個(gè)或多個(gè)物理行程極限，例如完全打開或完全關(guān)閉；所述位置控制器包括位置控制器處理器和位置控制器存儲(chǔ)器；發(fā)射器，所述發(fā)射器經(jīng)由通信鏈路耦合到所述位置控制器，所述發(fā)射器包括發(fā)射器處理器和發(fā)射器存儲(chǔ)器；閥位置傳感器，所述閥位置傳感器可操作地耦合到所述閥、所述位置控制器、和所述發(fā)射器，其中，所述閥位置傳感器響應(yīng)于從所述位置控制器驅(qū)動(dòng)到所述閥的所述閥控制值而提供指示閥的位置的閥位置傳感器值；校準(zhǔn)表和/或圖，所述校準(zhǔn)表和/或圖包括與所述閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值，所述校準(zhǔn)表和/或圖由執(zhí)行利用在對(duì)所述位置傳感器的校準(zhǔn)期間的校準(zhǔn)閥位置和校準(zhǔn)閥位置傳感器值的算法的所述位置控制器處理器來生成，所述校準(zhǔn)閥位置傳感器值是在對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)期間響應(yīng)于所述校準(zhǔn)閥位置而從所述閥位置傳感器獲得的；以及從所述發(fā)射器發(fā)送的發(fā)射器輸出信號(hào)，所述發(fā)射器輸出信號(hào)包括所述發(fā)射器輸出值。

方面2：根據(jù)方面1的閥控制器，其中，所述校準(zhǔn)表和/或圖被儲(chǔ)存在所述位置控制器存儲(chǔ)器中。

方面3：根據(jù)方面1和2的任意組合的閥控制器，其中，一旦完成對(duì)所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的修改，所述校準(zhǔn)表和/或圖就被自動(dòng)發(fā)送到所述發(fā)射器。

方面4：根據(jù)方面1至3的任意組合的閥控制器，其中，所述校準(zhǔn)表和/或圖被儲(chǔ)存在所述發(fā)射器存儲(chǔ)器中。

方面5：根據(jù)方面1至4的任意組合的閥控制器，進(jìn)一步包括至少一個(gè)可選擇的輸出模式。

方面6：根據(jù)方面1至5的任意組合的閥控制器，進(jìn)一步包括第一輸出模式，其中，所述發(fā)射器輸出信號(hào)表示閥位置。

方面7：根據(jù)方面1至6的任意組合的閥控制器，進(jìn)一步包括第二輸出模式，其中，所述發(fā)射器或開關(guān)輸出信號(hào)表示與閥位置閾值級(jí)別相關(guān)地進(jìn)行限定的閥位置的狀態(tài)。

方面8：根據(jù)方面1至7的任意組合的閥控制器，進(jìn)一步包括電隔離器，所述電隔離器耦合在所述發(fā)射器與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間。

方面9：根據(jù)方面1至8的任意組合的閥控制器，進(jìn)一步包括電源電路，所述電源電路耦合到所述閥控制器，所述電源電路包括一對(duì)電氣分離的電源，所述一對(duì)電氣分離的電源包括第一電源和第二電源，所述第一電源能夠向所述位置控制器和所述發(fā)射器提供電力，所述第二電源能夠向所述發(fā)射器提供電力，其中，所述電源電路被配置為當(dāng)所述第二電源不能向所述發(fā)射器提供電力時(shí)，經(jīng)由所述第一電源向所述發(fā)射器提供電力。

方面10：根據(jù)方面1至9的任意組合的閥控制器，其中，所述電源電路包括二極管電路，其中，一對(duì)二極管耦合到所述位置控制器、所述發(fā)射器、所述第一電源、和所述第二電源。

方面11：一種操作閥控制器以控制閥的方法，所述閥控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器、和耦合到所述閥的位置控制器、閥位置傳感器、和發(fā)射器，所述方法包括：由所述一個(gè)或多個(gè)處理器校準(zhǔn)所述位置控制器并響應(yīng)于對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)來獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；由所述一個(gè)或多個(gè)處理器基于所述位置控制器的所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來生成校準(zhǔn)表和/或圖，所述校準(zhǔn)表和/或圖包括與閥位置傳感器值相關(guān)的閥位置值；由所述一個(gè)或多個(gè)處理器將校準(zhǔn)閥控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)到所述閥；由所述一個(gè)或多個(gè)處理器響應(yīng)于所驅(qū)動(dòng)的校準(zhǔn)閥控制信號(hào)而從所述閥位置傳感器接收所述閥位置傳感器值；由所述一個(gè)或多個(gè)處理器利用所述校準(zhǔn)表和/或圖并確定與所述閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值；以及由所述一個(gè)或多個(gè)處理器發(fā)送包括經(jīng)確定的閥位置的發(fā)射器輸出信號(hào)。

方面12：根據(jù)方面11的方法，其中，生成所述校準(zhǔn)表和/或圖包括執(zhí)行利用所述位置控制器的所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的算法，以基于校準(zhǔn)閥位置和在對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)期間響應(yīng)于由所述位置控制器驅(qū)動(dòng)的所述校準(zhǔn)閥控制信號(hào)而從所述閥位置傳感器獲得的校準(zhǔn)閥位置傳感器值來確定所述發(fā)射器輸出值。

方面13：根據(jù)方面11和12的任意組合的方法，其中，確定發(fā)射器輸出值包括利用所述校準(zhǔn)表和/或圖來識(shí)別與所述閥位置傳感器值相關(guān)聯(lián)的所述發(fā)射器輸出值。

方面14：一種用于控制閥的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括閥控制器，所述閥控制器包括：一個(gè)或多個(gè)處理器、耦合到所述閥和所述一個(gè)或多個(gè)處理器的閥位置傳感器；發(fā)射器，所述發(fā)射器耦合到所述閥位置傳感器和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；位置控制器，所述位置控制器耦合到所述閥、所述閥位置傳感器、所述發(fā)射器、和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；以及非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器耦合到所述一個(gè)或多個(gè)處理器，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器包括儲(chǔ)存在上面的指令，當(dāng)所述指令被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使得所述閥控制器進(jìn)行以下操作：校準(zhǔn)所述位置控制器并響應(yīng)于對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)來獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；基于所述位置控制器的所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來生成校準(zhǔn)表和/或圖；向所述閥發(fā)送閥控制值；從所述閥位置傳感器接收閥位置傳感器值；利用所述校準(zhǔn)表和/或圖并基于所述閥位置傳感器值來確定發(fā)射器輸出值；以及發(fā)送包括經(jīng)確定的閥位置值的發(fā)射器輸出信號(hào)。

方面15：方面14的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括校準(zhǔn)表和/或圖，所述校準(zhǔn)表和/或圖儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)器上并包括與所述位置傳感器值相對(duì)應(yīng)的所述發(fā)射器輸出值，所述校準(zhǔn)表和/或圖由執(zhí)行算法以確定所述發(fā)射器輸出值的所述一個(gè)或多個(gè)處理器生成，其中，所述算法利用在對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)期間達(dá)到的校準(zhǔn)閥位置和響應(yīng)于在對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)期間的所述校準(zhǔn)閥位置而從所述閥位置傳感器獲得的校準(zhǔn)位置傳感器值。

方面16：一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括儲(chǔ)存在用于控制閥的系統(tǒng)的存儲(chǔ)器上的指令，所述系統(tǒng)包括閥控制器，所述閥控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理器、耦合到所述閥和所述一個(gè)或多個(gè)處理器的閥位置傳感器；發(fā)射器，所述發(fā)射器耦合到所述閥位置傳感器和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；位置控制器，所述位置控制器耦合到所述閥、所述閥位置傳感器、所述發(fā)射器、和所述一個(gè)或多個(gè)處理器；以及非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器耦合到所述一個(gè)或多個(gè)處理器，其中，所述指令在被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使得所述系統(tǒng)執(zhí)行以下操作：校準(zhǔn)所述位置控制器并響應(yīng)于對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)來獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；基于所述位置控制器的所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來生成校準(zhǔn)表和/或圖，其中，所述校準(zhǔn)表和/或圖包括與閥位置傳感器值相關(guān)的發(fā)射器輸出值；將閥控制值驅(qū)動(dòng)到所述閥；響應(yīng)于所述閥位置從所述閥位置傳感器接收閥位置值；利用所述校準(zhǔn)表和/或圖并基于所述閥位置傳感器值來確定發(fā)射器輸出值；以及發(fā)送包括經(jīng)確定的閥位置值的發(fā)射器輸出信號(hào)。

方面17：根據(jù)方面16的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述校準(zhǔn)表和/或圖儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)器上并由執(zhí)行算法的所述一個(gè)或多個(gè)處理器生成，所述算法利用在對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)期間達(dá)到的校準(zhǔn)閥位置和響應(yīng)于在對(duì)所述位置控制器的校準(zhǔn)期間由所述位置控制器驅(qū)動(dòng)的所述校準(zhǔn)閥控制信號(hào)而從所述閥位置傳感器獲得的校準(zhǔn)閥位置傳感器值。