用于预测螺线管线圈的寿命的方法和装置制造方法

用于预测螺线管线圈的寿命的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于估计在过程控制系统中运行的阀控制器的螺线管线圈的剩余寿命的方法，该方法包括：在螺线管线圈运行期间，维护螺线管线圈的激活持续时间的记录。确定螺线管线圈的运行温度。基于螺线管线圈的激活持续时间和螺线管线圈的运行温度生成螺线管线圈的剩余寿命的估值。
【专利说明】用于预测螺线管线圈的寿命的方法和装置

【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及螺线管线圈，更具体地涉及预测螺线管线圈寿命。

【背景技术】
[0002] 过程控制系统，例如分布式或可扩展的过程控制系统，类似于用在化工，石油或其 它过程中的那些系统，典型地包括一个或多个过程控制器，该过程控制器经由模拟、数字或 组合的模拟/数字总线可通信地耦接至至少一个主机或用户工作站以及一个或多个现场 设备。该些现场设备，其可以包括，例如，控制阀、阀定位器、开关和传感装置（例如，温度、 压力和流量传感器），在过程中执行功能，例如打开或关闭阀和测量过程参数。过程控制器 接收代表由现场设备做出的过程测量和/或其它关于现场设备的信息的信号，并且使用该 信息执行控制例程，以用来产生控制信号，该控制信号通过总线被发送至现场设备，以用来 控制过程的运行。来自每个现场设备和控制器的信息典型地可以用于一个或多个由用户工 作站执行的应用，以用来使操作者能够执行关于过程的任意预期功能，例如浏览过程的当 前状态、修改过程的运行等等。在现场设备失效的情况下，整个过程控制系统的运行状态能 够受到危害。
[0003] 有些现场设备包括或耦接至用于控制现场设备运行的螺线管线圈阀。该类设备中 的螺线管线圈具有有限的使用寿命，并且典型地在一定的激活时间后失效。当控制设备中 的螺线管线圈失效时，控制设备停止正确运行。然而，当前的依赖螺线管线圈控制现场设备 运行的控制设备缺乏预测螺线管线圈剩余寿命并且警告车间人员控制器即将失效的功能。


【发明内容】

[0004] 依照第一示例性方面，用于估计在过程控制系统中运行的阀控制器的螺线管线圈 的剩余寿命的方法包括维护螺线管线圈的激活持续时间的记录。该方法还包括确定螺线管 线圈的运行温度。该方法另外包括基于螺线管线圈的激活持续时间和螺线管线圈的运行温 度来产生螺线管线圈的剩余寿命的估值。
[0005] 还依照第一示例性方面，该方法还包括，以下优选形式的任意组合、任意一个或者 任意多个：
[0006] 在一个优选形式中，维护螺线管线圈的激活持续时间的记录包括存储螺线管线圈 的激活持续时间的值，当螺线管线圈被激活时启动计时器，以及基于计时器递增螺线管线 圈的激活持续时间的值。
[0007] 在另一个优选形式中，确定螺线管线圈的运行温度包括从温度传感器获取螺线管 线圈的运行温度测量值。
[0008] 在另一个优选形式中，估计螺线管线圈的剩余寿命包括基于运行温度确定螺线管 线圈的绝缘体的平均期望寿命，以及通过从螺线管线圈的绝缘体的平均期望寿命减去螺线 管线圈的激活持续时间来计算螺线管线圈的剩余寿命。
[0009] 在另一个优选形式中，该方法还包括将螺线管线圈的剩余寿命的估值与阈值进行 比较，以及响应于确定螺线管线圈的剩余寿命的估值低于阈值来产生警报指示。
[0010] 在另一个优选形式中，在螺线管线圈运行期间，周期性地执行确定螺线管线圈的 运行温度和生成螺线管线圈的剩余寿命的估值的动作。
[0011] 在另一个优选形式中，该方法还包括引起为用户显示所述警报指示。
[0012] 在另一个优选形式中，该方法还包括检测螺线管线圈的即将来临的失效，以及响 应于所检测的螺线管线圈的即将来临的失效来产生警报指示。
[0013] 在另一个优选形式中，检测即将来临的失效包括测量螺线管线圈的电流消耗，将 电流消耗与阈值比较，以及响应于电流消耗超过阈值来检测即将来临的失效。
[0014] 在另一个优选形式中，测量螺线管线圈的电流消耗包括测量螺线管线圈的浪涌电 流。
[0015] 依照第二示例性方面，耦接至过在程控制系统中运行的控制阀的阀控制器包括具 有螺线管线圈的电磁阀。该控制阀还包括电子模块，其被配置用于维护螺线管线圈的激活 持续时间的记录，确定螺线管线圈的运行温度，以及基于螺线管线圈的激活持续时间和螺 线管线圈的运行温度来生成螺线管线圈的剩余寿命的估值。
[0016] 还依照第二示例性方面，阀控制器还包括以下优选形式的任意组合、任意一个或 者任意多个。
[0017] 在一个优选形式中，电子模块被配置用于通过每次在螺线管线圈被激活时启动计 时器，以及基于计时器递增螺线管线圈的激活持续时间的存储值来维护螺线管线圈的激活 持续时间的记录。
[0018] 在另一个优选形式中，阀控制器还包括适于测量螺线管线圈的运行温度的温度传 感器，其中，电子模块被配置用于从温度传感器获取螺线管线圈的运行温度。
[0019] 在另一个优选形式中，电子模块被配置用于基于螺线管线圈的运行温度来确定螺 线管线圈的绝缘体的平均期望寿命，以及通过从螺线管线圈的平均期望寿命减去螺线管线 圈的激活持续时间来计算螺线管线圈的剩余寿命。
[0020] 在另一个优选形式中，电子模块还被配置用于，将螺线管线圈的剩余寿命的估值 与阈值进行比较；以及响应于确定螺线管线圈的剩余寿命的估值低于阈值来产生警报指 /Jn〇
[0021] 在另一个优选形式中，电子模块被配置用于在螺线管线圈运行期间，周期性地执 行确定螺线管线圈的运行温度和确定螺线管线圈的剩余寿命的估值的动作。
[0022] 在另一个优选形式中，电子模块还被配置用于引起为用户显示所述警报指示。
[0023] 在另一个优选形式中，阀控制器还包括耦接至螺线管线圈的供电线的功率监测电 路，并且适于为电子模块提供螺线管线圈的电流消耗的测量值。
[0024] 在另一个优选形式中，电子模块还被配置用于将电流消耗与阈值比较，以及响应 于电流消耗超过阈值来检测螺线管线圈的即将来临的失效。
[0025] 在另一个优选形式中，功率电路适于为电子模块提供电磁阀的浪涌电流的测量 值。
[0026] 在另一个优选形式中，电子模块还被配置用于响应于所检测的螺线管线圈的即将 来临的失效来产生警报指示，以及引起为用户显示警报指示。

【专利附图】

【附图说明】
[0027] 图1示出了根据一个实施例的使用了螺线管线圈的寿命预测的示例的过程控制 系统环境；
[0028] 图2示出了根据一个实施例的使用了螺线管线圈的寿命预测的示例的阀控制系 统；
[0029] 图3示出了示例的线圈寿命预期曲线；
[0030] 图4示出了根据一个实施例的用于预测螺线管线圈的寿命的步骤。

【具体实施方式】
[0031] 本发明公开了一种用于过程控制系统的现场设备的智能控制器，例如阀控制器， 例如并且尤其公开了具有螺线管线圈并且能够在阀控制器运行期间在某些时间点或时间 间隔预测螺线管线圈的剩余寿命的阀控制器。所公开的用于预测螺线管线圈寿命的方法允 许控制设备使用螺线管线圈，例如，警告过程车间人员螺线管线圈正在接近寿命尾声，在螺 线管线圈失效之前，允许过程车间人员更换螺线管线圈，或采取另外的防护行为。因为在螺 线管线圈停止正确运行之前做出修理，因此，能够避免由过程的不必要的关停导致的潜在 的高成本影响。而且，例如能够避免由控制设备失效引起的潜在的危险状况，例如当控制设 备控制应急关止阀运行时。
[0032] 现在参考图1，其示出了依照本公开的一个实施方式构造的过程控制系统10,该 过程控制系统合并了与过程控制器11通信的一个或多个现场设备15、16、17、18、19、20、 21、22和71，该现场设备轮流与数据历史装置12以及一个或多个用户工作站13通信，每个 用户工作站13均具有显示屏14。如此配置，控制器11传送信号至现场设备15、16、17、18、 19、 20、21、22和71以及多个工作站13,并且从现场设备15、16、17、18、19、20、21、22和71 以及工作站13接收信号，以用来控制过程控制系统。
[0033] 在补充的细节中，图1示出的实施方式的过程控制系统10的过程控制器11通过 输入/输出（I/O)卡26和28、经由硬连线通信连接，被连接至现场设备15、16、17、18、19、 20、 21和22。数据历史装置12可以是任意期望类型的数据汇集单元，该数据汇集单元具有 用于存储数据的任意期望类型的存储器和任意期望或已知的软件、硬件或固件。此外，尽管 在图1中以独立设备的形式示出了数据历史装置12,但其可以替代或附加地为工作站13或 另外的计算设备（例如服务器）中一种的一部分。举例来说，控制器11可以是爱默生过程 管理出售的DeltaV?控制器，控制器11经由通信网络29可通信地连接至工作站13和数据 历史装置12,通信网络29可以是例如以太网连接。
[0034] 如上所述，以使用硬线通信方案可通信地连接至现场设备15、16、17、18、19、20、21 和22的形式示出了控制器11，该硬线通信方案可以包括使用任意期望类型的硬件、软件和 /或固件，以用来实现硬线通信，硬线通信包括例如标准4-20mA通信，和/或使用任意智能 通信协议的任意通信，例如，基金会?现场总线通信协议、HART?通信协议等。现场设 备15、16、17、18、19、20、21和22可以是任意类型的设备，例如传感器、控制阀组件、传感装 置、定位器等，而I/O卡26和28可以是符合任意期望的通信或控制器协议的任意类型的1/ 0设备。在图1示出的实施例中，现场设备15、16、17、18是在模拟线路上通信至I/O卡26 的标准4-20mA设备，而数字现场设备19、20、21、22可以是在数字总线上使用现场总线协议 通信至I/O卡28的智能设备，例如HART?通信设备和现场总线现场设备。当然，现场设 备15、16、17、18、19、20、21和22可以符合（多个）任意其它期望的标准或协议，包括未来 开发的任意标准或协议。
[0035] 此外，图1示出的过程控制系统10包括布置在车间中的待控制的若干无线现场设 备60、61、62、63、64和71。以传感装置（例如，过程变量传感器）的形式描绘了现场设备 60、61、62、63、64，而以控制阀组件（包括例如控制阀和致动器）的形式描绘了现场设备71。 使用任意期望的无线通信装备，包括硬件、软件、固件，或当前已知的或以后开发的其任意 组合，在控制器11与现场设备60、61、62、63、64和71之间建立无线通信。在图1示出的实 施方式中，天线65耦接至传感装置60并且专用于为传感装置60执行无线通信，而具有天 线67的无线路由器或其它模块66耦接至用于传感装置61、62、63和64的集中处理的无线 通信。同样地，天线72耦接至控制阀组件71，以用来执行用于控制阀组件71的无线通信。 现场设备或相关硬件60、61、62、63、64、66和71实现由合适的无线通信协议使用的协议栈 操作，以用来接收、译码、路由、编码和经由天线65、67和72发送无线信号，从而实现过程控 制器11与传感装置60、61、62、63、64以及控制阀组件71之间的无线通信。
[0036] 如果需要的话，传感装置60、61、62、63、64能够建立各种过程传感器（传感装置） 与过程控制器11之间的专用链路，并且同样地，依赖该链路将精确信号发送至控制器11， 以用来确保不损害过程性能。传感装置60、61、62、63、64，常称为过程变量传感装置（?￥1〇， 因此可以在整个控制过程的控制中发挥重要作用。此外，控制阀组件71提供由控制阀组件 71内的传感器做出的测量，或作为其运行的一部分为控制器11提供由控制阀组件71产生 或计算的其它数据。当然，如已知的那样，控制阀组件71还可以从控制器11接收控制信号， 以用来影响整个过程中的物理参数（例如，流量）。
[0037] 过程控制器11耦接至一个或多个I/O设备73和74,每个I/O设备73和74均连接 至相应的天线75和76,并且这些I/O设备和天线73、74、75、76作为发送器/接收器运行， 以用来执行经由一个或多个无线通信网络与无线现场设备61、62、63、64和71的无线通信。 多个现场设备（例如传感装置60、61、62、63、64和控制阀组件71)之间的无线通信可以使 用一种或多种已知的无线通信协议、例如\VirelessHART?协议、Ember协议、WiFi协议、 IEEE无线标准等来执行。更还地，I/O设备73和74可以实现这些通信协议使用的协议栈 操作，以用来接收、译码、路由、编码和经由天线75和76发送无线信号，从而实现控制器11 与传感装置60、61、62、63、64以及控制阀组件71之间的无线通信。
[0038] 如图1所示，控制器11通常包括实现或监管存储在存储器78中的一个或多个过 程控制例程（或任意模块、块或其中的子例程）的处理器77。存储在存储器78中的过程 控制例程包括或连接在过程车间内实现的控制环。一般来讲，并且如一般已知的，过程控 制器11执行一个或多个控制例程，并且与现场设备15、16、17、18、19、20、21、22、60、61、62、 63、64和71、用户工作站13和数据历史装置12通信，以用来以（多个）任意期望的方式控 制过程。此外，在图1中每一个以控制阀组件的形式来描述的现场设备18、22和71当中的 任意一个均能够包括依照本公开的原理构造的智能控制阀致动器，以用于与过程控制器11 通信，从而监控致动器的健康状态和完整性。
[0039] 现在参考图2,为便于描述，过程控制系统（例如，图1的过程控制系统）中运行的 现场设备（例如，图1的现场设备18或现场设备71)以耦接至阀控制器104的控制阀102 的形式示出。阀控制器104可以操作来基于阀控制器104从控制系统接收的控制命令控制 控制阀102的位置（例如，打开或关闭的百分比）。控制阀102可以是用在应急关止系统 (ESD)只中的打开/关闭阀，例如，检测到紧急事件则关止危险液体的流动，或者控制阀102 可以是用于控制过程系统中的液体流动的任意其它类型的控制阀。示例的阀控制器104通 过控制、调节和/或选择气动控制线105的压力控制控制阀102的位置。气动控制线105 的压力控制与控制阀102相连的致动器115的位置，并且因此控制过程控制阀102的位置。
[0040] 在图2示出的示例结构中，阀控制器102是先导式控制器，该先导式控制器包括耦 接至滑阀108的电磁阀（本文有时称为"先导阀（pilotvalve)"）106。在示出的结构中， 阀控制器102经由电磁阀106和滑阀108控制控制阀104的位置。在其它实施例中，阀控 制器102省略滑阀108,并且使用电磁阀106直接控制控制阀104的位置。电磁阀106包括 螺线管线圈110,并且通过控制、选择或调节螺线管线圈110的电源信号来控制电磁阀106 的状态。例如，在运行中，当选择螺线管线圈110的电源信号为第一电压以激励螺线管线圈 110时，电磁阀106以第一状态（例如，打开）运行。在另一方面，当从螺线管线圈110移除 电源，使螺线管线圈110去激励时，先导阀108转换至第二、去激励的状态（例如，关闭）。 可替代地，当螺线管线圈110被激励时，先导阀106以第二状态（例如，关闭）运行，并且当 螺线管线圈110被激励时，先导阀106以第一状态（例如，打开）运行。无论如何，电磁阀 106控制滑阀108的位置，其通过控制或调节发送至致动器115的气动信号105来依次地控 制控制阀102的位置。
[0041] 阀控制器102还包括电子模块130,该电子模块130被配置用来周期地（例如在螺 线管线圈110运行期间的某些时间点或时间间隔）预测螺线管线圈110的剩余寿命。在实 施例中，电子模块130基于螺线圈线圈110的绝缘的理论平均寿命预测螺线管线圈110的 剩余寿命。一般而言，在螺线管线圈110的运行期间，螺线管线圈110的绝缘承受"老化"温 度，该"老化"温度影响寿命的持续时间，螺线管线圈的绝缘具有有限的寿命。因此，在螺线 圈线圈110运行期间给定的时间点，基于螺线管线圈110运行温度和螺线管线圈110寿命 期间的螺线管线圈110已经激活的持续时间，能够测定或估计螺线管线圈110的剩余寿命。 据此，在实施例中，电子模块130测量或另外确定螺线管线圈110的运行温度，并且还维护 螺线管线圈110的激活持续时间的记录，并且使用测得的或估得的螺线管线圈110的运行 温度和激活持续时间，例如在螺线管线圈110运行期间的某些时间点或某些时间间隔预测 或估计螺线管线圈110的剩余寿命。
[0042] 简要地参照图3,针对在某些实施例中用作图2的螺线管线圈110的绝缘子的若干 典型的绝缘材料，曲线300示出了相对于老化温度的平均寿命预期值。据此，在螺线管线圈 110运行期间的给定的时间点，阀的电子模块130使用曲线300提供的数据来预测螺线管 线圈110的剩余寿命。更具体地，电子模块130可以使用曲线300上的数据基于螺线管线 圈110的运行温度来确定螺线管线圈110的平均预期寿命。例如，如果螺线管线圈110采 用A级绝缘子绝缘，并且螺线管线圈110运行温度是220°C，则估计的螺线管线圈110的绝 缘的预期寿命，以及据此估计的螺线管线圈110的预期寿命大约是30小时。使用由适当的 曲线300 (即对应螺线管线圈110的绝缘子的绝缘等级的曲线300)提供的数据，并且基于 螺线管线圈110的运行温度以及螺线管线圈110的持续时间，阀控制器102能够确定或估 计螺线管线圈108的剩余寿命。
[0043] 再次参照图2,阀控制器104可以包括耦接至电力线157的功率调节器156,其中 电力线157用于为螺线管线圈110供电，以激励螺线管线圈110。功率调节器156适于将供 给至螺线管线圈110的功率（电压）转换为适于为电子模块130供电的电压。因此，调节 器156允许电子模块130从为激励螺线管线圈110供电的相同的电力线（并且在相同的时 间或时间点）受电。此外，电子模块130耦接至存储器150和接口 152 (例如，允许计算设 备连接至电子模块130以例如下载存储在存储器150中的诊断数据的例如计算机接口的其 它接口的网络接口）。存储器150可以是非易失性存储器，例如只读存储器（ROM)或其它类 型非易失性存储器。据此，当电子模块130断电时（例如，当螺线管线圈110被去激活，并 且不经由电力线157接收功率时），存储器150可以维护存储在存储器150中的数据。尽管 以电子模块130的外部部件的形式在图2中示出了存储器150和接口 152,但在一些实施例 中，存储器150和网络接口 152当中的一个或两者均包括在模块130内部。
[0044] 电子模块130经由包括在电子模块130内或耦接至电子模块130的温度传感器确 定或估计螺线管线圈110的运行温度。可替代地，电子模块130基于从螺线管线圈110获 得或为螺线管线圈110确定的其它参数（例如，线圈阻值）来确定螺线管线圈110运行温 度。电子模块130被配置用来在螺线管线圈110运行期间的某些时间点基于螺线管线圈 110已经被激活的总计持续时间且还基于从螺线管线圈110获取的或为螺线管线圈110确 定的螺线管线圈110的运行温度来确定螺线管剩余寿命。例如，电子模块130可以从存储 数值（例如，代表图3的曲线300的合适的曲线的数据点）的查找表获取关于螺线管线圈 110的平均寿命的数据。查找表可以存储在存储器150或其它的包括在电子模块130中或 耦接至电子模块130的存储器中。可替代地，电子模块130基于螺线管线圈130运行温度 按一定算法确定螺线管线圈110平均寿命，例如，使用基于曲线300提供的数据开发的算法 计算。
[0045] 电子模块130包括由电子模块130使用以维护螺线管线圈110的激活时间的总计 持续时间的记录的持续时间计时器160。电子模块130被配置用于在每次螺线管线圈110 被激活时启动计时器160。在电子模块130经由用来激励螺线管线圈110 (例如，经由电力 线157,经由调节器156)的相同电力线受电的实施例中，电子模块130被配置用于在电子模 块130每次经由调节器156加电时启动计时器160。电子模块130被配置用来周期地在存 储器150中存储计时器160的值。例如，电子模块130被配置用来通过周期地递增由计时 器160的值得到的存储在存储器150中的总计激活时间持续时间的值维护螺线管线圈110 总计激活时间持续时间记录，并且最后重新启动计时器160。可替代地，作为另一个示例，电 子模块130被配置用来在线圈110激活（即，激励）时间持续时间持续运行计时器160,并 且周期地在存储器150中记录计时器160的值，使得计时器160的值能够随后用于确定螺 线管线圈110总计激活时间持续时间。在给定的时间点，在螺线管线圈110运行期间，电子 模块130能够通过从螺线管线圈110的预期平均寿命减去螺线管线圈110的激活时间的持 续时间确定或估计螺线管线圈110的剩余寿命。
[0046] 在一个实施例中，电子模块130被配置用来当预测的或估计的螺线管线圈110的 剩余寿命跨过某一预定阈值时产生警报信号。为检测螺线管线圈110接近寿命尾声，电子 模块130比较剩余寿命估值与阈值，并且如果剩余寿命估值低于阈值则确定螺线管线圈 110接近寿命尾声。阈值可以是预定阈值（例如，90天或另外的合适值）或是例如，通过阀 控制器104的操作者可配置的。电子模块130耦接至显示设备154,并且被配置用来响应 于确定的螺线管线圈110接近寿命尾声，来控制显示设备154更改状态，以用来警报过程车 间人员。例如，显示设备154是发光二级管（LED)或由电子模块130控制的另外合适的设 备，以用来向阀控制器104或其它过程车间人员指示。附加地或替代地，电子模块130被配 置用来使显示螺线管线圈110接近寿命尾声的警报信号经由接口 152传输至控制系统（例 如，传输至控制系统内的主机站），或被配置用来提供螺线管线圈110接近寿命尾声的另外 合适的指示。例如，显示设备154是发光二级管（LED)或由电子模块130控制的另外合适 的设备，以用来向阀控制器104或其它过程车间人员显示。
[0047] 附加地或替代地，在一些实施例中，电子模块130被配置用来检测螺线管线圈110 的即将来临的失效。为此，阀控制器102包括与螺线管线圈110功率输入端子164串联布 置的功率监测模块（例如电路）162。功率监测模块162被配置用来检测螺线管线圈106中 的电流流动。例如，功率监测模块162被配置用来检测螺线管线圈110中的运行电流流动 或浪涌电流，或（典型地）发生在螺线管线圈110的线圈被激励时的冲击电流。功率监测 模块162耦接至电子模块130并且为电子模块130提供功率监测数据（例如，电流流动测 量值）。
[0048] 电子模块130使用由功率监测模块162提供的功率测量值，以检测螺线管线圈110 即将来临的失效。例如，电子模块130周期地执行功率测量值（例如，运行电流流动、浪涌电 流流动、或其它合适的功率测量值）与预定阈值（例如，存储在存储器150中）的比较，并且 当一个或多个功率测量值超过相应阈值或跌落至相应阈值之下时，确定螺线管线圈110的 失效即将来临。响应检测到的螺线管线圈110的即将来临的失效，电子模块130产生警报 信号，向阀控制器的操作者或其它过程车间人员显示螺线管线圈110的失效即将来临。例 如，电子模块130经由显示设备154使警报得以显示和/或经由接口 152使警报信号传输 至控制系统（例如，控制系统中的主机站）。
[0049] 图4是根据一个实施例的由电子模块130实现的过程400的流程图，以用来在螺 线管线圈110运行期间估计螺线管线圈110的剩余寿命。每次螺线管线圈110被激活时开 始过程400,并且在螺线管线圈110激活的持续时间内持续进行。一旦螺线管线圈110激活， 电子模块130启动计时器（块402)。计时器持续递增（例如，每秒、每分钟、每小时等），以 用来计量螺线管线圈110的激活时间。电子模块130测量或另外获取螺线管线圈110(块 404)的当前运行温度。例如，在螺线管线圈110运行期间的预定时间点或时间间隔，电子模 块130获取或确定螺线管线圈110当前运行温度。
[0050] 基于螺线管线圈110激活的总计持续时间和螺线管线圈110的当前运行温度，电 子模块130估计螺线管线圈110剩余寿命（块406)。例如，电子模块130基于螺线管线圈 110的运行温度和线圈绝缘的预期平均寿命（例如，基于对应用于绝缘螺线管线圈110的 绝缘子的绝缘等级的图3适当的曲线300)通过估计螺线管线圈110的平均寿命来确定螺 线管线圈110的剩余寿命，并且随后从螺线管线圈110的绝缘的预期寿命减去螺线管线圈 110的总计激活持续时间。电子控制器130还在存储器（例如，存储器150)中存储：持续 时间计时器的激活时间的值、螺线管线圈110的当前运行温度的值、螺线管线圈110的平均 预期寿命和/或螺线管线圈110的剩余寿命（块408)中的一个或多个。存储的诊断信息 随后提供至控制系统，例如，和/或经由接口 152下载至计算设备。电子控制器130被配置 用来在螺线管线圈110的运行期间、例如在确定的时间间隔的确定的时间点周期地执行块 404-408的动作。
[0051] 虽然已经参考特定的示例对本发明进行了描述，但这些特定的示例仅是说明性 的，并不限定本发明，对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围 的情况下，可以对公开的实施例做出变更，添加和/或删除。意图是说明书和示例应当仅被 认为是示例性的，本发明真正的范围和精神由权利要求来指明。
【权利要求】
1. 一种用于估计在过程控制系统中运行的阀控制器的螺线管线圈的剩余寿命的方法， 所述方法包括： 由处理器来维护所述螺线管线圈的激活持续时间的记录； 利用所述处理器来确定所述螺线管线圈的运行温度；W及 利用所述处理器基于所述螺线管线圈的所述激活持续时间和所述螺线管线圈的所述 运行温度来生成所述螺线管线圈的所述剩余寿命的估值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，维护所述螺线管线圈的激活持续时间的记录包 括： 存储所述螺线管线圈的所述激活持续时间的值； 当所述螺线管线圈被激活时启动计时器；W及 基于所述计时器递增所述螺线管线圈的所述激活持续时间的值。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述螺线管线圈的所述运行温 度包括从温度传感器获取所述螺线管线圈的所述运行温度的测量值。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，估计所述螺线管线圈的所述剩余寿 命包括： 基于所述运行温度确定所述螺线管线圈的绝缘体的平均期望寿命；W及 通过从所述螺线管线圈的所述绝缘体的所述平均期望寿命减去所述螺线管线圈的所 述激活持续时间来计算所述螺线管线圈的所述剩余寿命。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括： 将所述螺线管线圈的所述剩余寿命的估值与阔值作比较；W及 响应于确定所述螺线管线圈的所述剩余寿命的所述估值低于所述阔值来产生警报指 /J、- 〇
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述螺线管线圈运行期间周期性 地执行确定所述螺线管线圈的所述运行温度和生成所述螺线管线圈的所述剩余寿命的所 述估值的动作。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括引起向用户显示所述警报指示。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括： 检测所述螺线管线圈的即将来临的失效；W及 响应于所检测的所述螺线管线圈的所述即将来临的失效来产生警报指示。
9. 根据前述权利要求中任一项的所述方法，其中，检巧IJ所述即将来临的失效包括： 测量所述螺线管线圈的电流消耗； 将所述电流消耗与阔值作比较；W及 响应于所述电流消耗超过所述阔值来检测所述即将来临的失效。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，测量所述螺线管线圈的所述电流消 耗包括测量电磁阀的浪涌电流。
11. 一种禪接至在过程控制系统中运行的控制阀的阀控制器，所述阀位控制器包括： 具有螺线管线圈的电磁阀；W及 电子模块，其被配置用于： 维护所述螺线管线圈的激活持续时间的记录； 确定所述螺线管线圈的运行温度；w及 基于所述螺线管线圈的所述激活持续时间和所述螺线管线圈的所述运行温度来生成 所述螺线管线圈的剩余寿命的估值。
12. 根据权利要求11所述的阀控制器，其中，所述电子模块被配置用于通过W下方式 来维护所述螺线管线圈的所述激活持续时间的记录： 每次在所述螺线管线圈被激活时启动计时器；W及 基于所述计时器递增所述螺线管线圈的所述激活持续时间的存储值。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，还包括适于测量所述螺线管线圈的 所述运行温度的温度传感器，其中，所述电子模块被配置用于从所述温度传感器获取所述 螺线管线圈的所述运行温度。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其中，所述电子模块被配置用于： 基于所述螺线管线圈的所述运行温度来确定所述螺线管线圈的绝缘体的平均期望寿 命；W及 通过从所述螺线管线圈的所述平均期望寿命减去所述螺线管线圈的所述激活持续时 间来计算所述螺线管线圈的所述剩余寿命。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其中，所述电子模块还被配置用于： 将所述螺线管线圈的所述剩余寿命的估值与阔值作比较；W及 响应于确定所述螺线管线圈的所述剩余寿命的所述估值低于所述阔值来产生警报指 /J、- 〇
16. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其中，所述电子模块被配置为在所述 螺线管线圈运行期间周期性地执行确定所述螺线管线圈的所述运行温度和确定所述螺线 管线圈的所述剩余寿命的所述估值的动作。
17. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其中，所述电子模块还被配置用于引 起向用户显示所述警报指示。
18. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，还包括禪接至所述螺线管线圈的供 电线的功率监控电路，所述功率监控电路适于为所述电子模块提供所述螺线管线圈的电流 消耗的测量值，其中，所述电子模块还被配置用于： 将所述电流消耗与阔值作比较；W及 响应于确定所述电流消耗超过所述阔值来检测所述螺线管线圈的即将来临的失效。
19. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其中，功率电路适于为所述电子模块 提供电磁阀的浪涌电流的测量值。
20. 根据前述权利要求中任一项所述的阀控制器，其中，所述电子模块还被配置用于： 响应于所检测的所述螺线管线圈所述即将来临的失效来产生警报指示；W及 引起向用户显示所述警报指示。
【文档编号】G01R31/00GK104345232SQ201410452113
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】B·R·彭宁, B·里格斯比 申请人:通用设备和制造公司