阅读说明：本技术 回路供电的气动过程控制设备接口的调整 (Adjustment of loop-powered pneumatic process control device interface ) 是由 K·K·詹森 T·科克 B·科克 D·尼古拉斯 于 2020-02-20 设计创作，主要内容包括：公开了回路供电的气动过程控制设备接口的调整。公开的用于与气动过程控制设备一起使用的示例性接口包括电力输入,用于从与过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力；移动控制器,用于致使由回路电力供电的致动器的移动,其中,致动器操作地耦接到与过程控制设备相关联的可移动控制输入；以及校准器,用于读取致动器在移动期间的位置反馈以计算位置误差,其中,校准器基于位置误差调整回路电力控制信号的设定点,以控制致动器。(Adjustment of a loop-powered pneumatic process control device interface is disclosed. A disclosed example interface for use with a pneumatic process control device includes a power input to extract power from a loop power control signal associated with a process control system; a motion controller for causing movement of an actuator powered by loop power, wherein the actuator is operatively coupled to a movable control input associated with the process control device; and a calibrator to read position feedback of the actuator during movement to calculate a position error, wherein the calibrator adjusts a setpoint of the loop power control signal to control the actuator based on the position error.)

回路供电的气动过程控制设备接口的调整

技术领域

本发明总体上涉及过程控制系统，并且具体而言，涉及回路供电的气动过程控制设备接口的调整。

背景技术

许多已知的过程控制系统采用气动设备，如气动控制器，以控制过程控制设备(如阀、调节器、流量引导器等)。这些系统中通常采用中间换能器来接收电信号(如，指示设定点变化的电信号)，并将电信号转换为气动信号，以转发给气动控制器，其进而导致过程控制设备的移动。然而，这些系统可能遭受降低的精度，以及相对高的成本和复杂性。

在一些已知的过程控制系统中，采用具有相对高电压(例如，110VAC以上)的外部电源为电动机或其它机电致动器供电，以进行对气动控制器输入的设定点调整。然而，这些电源的实现往往需要相对高的成本和复杂性，同时阻碍现场/位置满足与爆炸或火灾传播有关的认证。

发明内容

一种用于与气动过程控制设备一起使用的示例性接口包括电力输入，用于从与过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力；移动控制器，用于致使由回路电力供电的致动器移动，其中，致动器操作地耦接到与过程控制设备相关联的可移动控制输入；以及校准器，用于读取致动器在移动期间的位置反馈以计算位置误差，其中，校准器基于位置误差调整回路电力控制信号的设定点，以控制致动器。

一种校准用于与过程控制系统的气动过程控制设备一起使用的接口的示例性方法包括从回路电力控制信号中提取电力，使致动器移动，其中，致动器操作地耦接到与过程控制设备相关联的可移动控制输入，并且其中，致动器由回路电力控制信号供电，以及测量致动器在移动期间的位置反馈。该方法还包括经由由处理器执行的指令，基于位置反馈来计算致动器的位置误差，以及经由由处理器执行的指令，基于位置误差来调整回路电力控制信号的设定点以控制致动器。

一种示例性有形的机器可读介质，其包括指令，该指令在被执行时，使处理器至少执行以下操作：使得电力输入从与过程控制系统相关联的回路电力控制信号中提取电力，并使得致动器移动，其中，致动器操作地耦接到与过程控制系统的气动过程控制设备相关联的可移动控制输入，并且其中，致动器由回路电力控制信号供电。指令进一步使处理器基于移动期间所测量的位置反馈计算致动器的位置误差，并基于位置误差调整回路电力控制信号的设定点以控制致动器。

附图说明

图1是根据本公开内容的教导的气动设备控制系统的示意性概图。

图2A和2B示出了可在本文公开的示例中实现的示例性气动控制器接口。

图3是表示可被执行以实现本文公开的示例的机器可读指令的流程图。

图4是表示图3的机器可读指令的示例性子例程的流程图。

图5是表示图3的机器可读指令的示例性子例程的流程图。

图6是表示图3的机器可读指令的替代示例性子例程的流程图。

图7是构造成执行图3、4、5和/或6的指令以实现图1的示例性气动设备控制系统的示例性处理平台的框图。

附图没有按照比例。一般来说，相同的附图标记将贯穿多个图和所附的书面说明中使用，以指代相同或类似的部分。如本专利中所使用，任何部分以任何方式在(例如，定位于、位于、设置于或形成于等)另一部分上的表述表示所提及的部分与另一部分接触，或所提及的部分在另一部分上方，其中有一个或多个中间部分位于两者之间。任何部分与另一部分接触的表述意味着这两部分之间没有中间部分。

当标识可单独指代的多个元素或部件时，本文使用描述词“第一”、“第二”、“第三”等。除非基于其使用上下文另有指明或理解，否则此类描述词并非旨在估算时间上的优先级或排序的任何含义，而仅仅作为标签，用于分别指代多个元素或部件，以便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述词“第一”可用于指代

具体实施方式

中的元素，而相同的元素可以在权利要求中以不同描述词(例如“第二”或“第三”)指代。在这种情况下，应该理解，这样的描述词仅仅是为了便于提及多个元素或部件。

具体实施方式

公开了回路供电的气动过程控制设备接口的调整。一些已知的过程控制系统采用中间换能器将电信号(例如，电设定点信号)转换为要发送到气动控制器的气动信号。然而，在不同的信号传输设备之间的误差累积，以及信号转换过程，可以显著降低此类系统中的精度。

一些已知的系统采用相对高电压(例如110VAC、24VDC等)的外部供电的设备，来转换信号并致使气动控制器的移动。然而，这样的已知系统表现出相对高的功耗，并且可能涉及相当高的成本和复杂性。此外，由于为这些外部供电的设备供电所需的相对高的电压和/或电流，这些已知系统可能增大实现危险区域认证的难度。

本文中公开的示例能够准确地调整和/或校准控制气动过程控制系统设备的经济和节能的接口。本文公开的示例采用校准器来校准设备接口(例如，接口、气动控制器接口)，该设备接口与相对低功率的致动器一起工作以致使气动控制器的设定点输入的移动。因此，本文公开的示例能够准确控制对应的一个或多个气动过程控制设备。

如本文所使用的，“回路电力”和“回路电力控制信号”是指与过程控制系统(如炼油厂、工厂、工业应用等)的过程控制设备相关联的电流回路信号(如4-20毫安)。如本文所使用的，术语“提取”是指从相对低的电压和/或电流信号(例如，控制过程控制设备的控制信号)中取出电能和/或电力。如本文所使用的，术语“致动器”是指影响物体移动的任何电动设备，包括但不限于电动机、螺线管、电磁设备、带齿轮传动的电动机等。因此，术语“致动器”可指引起线性运动、平移运动、角动和/或转动的设备。如本文所使用的，术语“位置反馈”是指与量化移动相关联的测量结果和/或读数(例如，数字刻度、测量的位移等)，其可以是平移和/或旋转的。

图1是根据本公开内容的教导的示例性气动设备控制系统100的示意性概图。所示示例的气动设备控制系统100包括示例性气动控制接口(例如，接口、设备接口)102和操作地耦接到过程控制设备(例如，控制阀)106的气动控制器104。示例性气动设备控制系统100还包括过程传感器110和回路电力控制信号112。在一些其它示例中，气动设备控制系统100包括电力/信号采集器114，其包括太阳能板(例如，辐射光能量采集器、太阳能阵列等)116和信号收发器(例如，无线信号收发器、无线模块)118，该信号收发器可通信地耦合到网络和/或远程过程控制系统(例如，远程过程控制系统)。

根据所示示例，气动控制接口102包括控制电路120，其包括移动分析器119、储能器121、电力输入122、信号转换器123、比较器124、移动控制器125和校准器129。此外，示例性气动控制接口102还包括致动器126(在本示例中被实现为电驱动电机)、控制器接口(例如，机械控制器接口)127和传感器(例如，位置传感器)128。

示例性气动控制器104包括可移动设定点输入(例如，可移动输入、可移动控制输入、输入杆、输入开关等)130和气动放大器132。具体地，移动可移动设定点输入130(例如，顺时针和/或逆时针旋转)以控制气动放大器132的输出，气动放大器132向与过程控制设备106相关联的气动致动器133提供气动输出信号139。

根据所示的示例，电力输入122从相对低功率的回路电力控制信号112中提取电力。具体而言，电力输入122从回路电力控制信号112中提取电力，并将所提取的电力提供给致动器126。因此，使用所提取的电力，操作致动器126以移动气动控制器104的可移动设定点输入130。在该示例中，回路电力控制信号112小于50毫安(mA)的电流(例如，4-20mA、10-50mA等)。在一些示例中，将部分或全部所提取的电力存储在上述储能器121中，该储能器121可被实现为电池或其它储能设备(例如，一个或多个电容器)。

为了确定致动器126和/或可移动设定点输入130的位置，所示示例的移动分析器119从传感器128接收传感器数据，并确定致动器126、可移动部分(例如图2B所示的致动器126的接口部分220)和/或可移动设定点输入130的位置。在一些示例中，移动分析器119确定与致动器126和/或可移动设定点输入130相关联的角位移和/或旋转角度。

根据所示示例，比较器124将来自移动分析器119的致动器126和/或可移动设定点输入130的所确定位置与期望位置进行比较。在该示例中，期望位置基于在回路电力控制信号112中编码的设定点(例如，设定点由信号转换器123转换/解码)。另外或可替换地，期望位置至少部分地基于来自过程传感器110的信号。结果，所确定位置和期望位置之间的比较用于指导致动器126的移动和/或调整以改变可移动设定点输入130。

为了指导致动器126的移动，进而指导可移动设定点输入130的移动(大致如箭头138所示)，控制电路120和/或移动控制器125向致动器126发送控制信号，大致如箭头140所示。因此，致动器126驱动控制器接口127和可移动设定点输入130，后者进而与过程控制设备106一起控制气动控制器104。结果，在本示例中，在没有具有相对高电压的外部电源(即，除了回路控制信号112的电源之外的电源)或气动设备的情况下，完成致动器126的移动以及因此的可移动设定点输入130的移动。在其它示例中，致动器126可以导致可移动设定点130的平移而不是旋转移动。

为了控制致动器126移动的位置和/或程度，大致如箭头143所示，从传感器128向移动控制器125提供与致动器126相关联的位置测量。根据所示示例，基于回路电力控制信号112(例如，在回路电力控制信号112中编码的信号)，信号转换器123转换和/或确定致动器126和/或可移动设定点输入130的期望位置(例如，4mA信号表示过程控制设备106的完全关闭位置，而20mA信号表示过程控制设备106的完全开启位置)。此外，比较器124确定致动器126、致动器126的可移动部分和/或可移动设定点输入130的当前位置与期望位置相差的程度。即，比较器124确定当前位置和期望位置之间的偏差。在本示例中，使用来自位置传感器128的测量结果来确定当前位置。然而，在其它示例中，使用来自致动器126的测量来确定当前位置(例如，无需传感器128)。基于比较器124执行的比较，控制电路120引导致动器126的移动，以使致动器126(例如，致动器126的可移动部分)和/或可移动设定点输入130处于其各自期望位置的公差范围(例如，小于5％的容许误差范围)内。在一些示例中，致动器126的移动和/或公差范围是用户可配置的。

根据所示示例，当电力输入122停止从回路电力控制信号112接收回路电力时，致动器126停止移动和/或保持在其最后位置。即，致动器126能够在诸如断电或回路电力故障的无电力条件期间保持当前设定点(例如锁定最后值、快速故障值、保持最后值等)。在一些其它示例中，当其它电源(例如，更高的电压/电流源、回路电力控制信号112的源)已经停止供电(例如，过程控制系统断电)时，使用回路电力控制信号112和/或存储在储能器121中的能量来保持当前设定点。

在该示例中，移动控制器125基于来自移动分析器119和/或比较器124的期望位置来引导致动器126的移动。然而，在一些其它示例中，移动控制器125进一步基于来自过程传感器110的信号来引导致动器126的移动。

所示示例的校准器129调整与移动分析器119和/或移动控制器125相关联的移动参数，以校准致动器126和/或控制器接口127的移动，因而校准可移动设定点输入130的移动，从而能够更准确地控制过程控制设备106。在该示例中，将校准器129实施为确保移动控制器125在必需的精度范围内(例如，在公差带内等)移动致动器126。在一些示例中，校准器129调整在回路电力控制信号112中编码的设定点，使得致动器126以必需的精度操作。另外或可替换地，在一些示例中，在校准过程期间调整(例如，手动调整)设定点输入130。

在一些示例中，示例性电力输入122引导来自回路电力控制信号112的能量到储能器121中的存储。在一些这样的示例中，当不再提供回路电力控制信号112时，所存储的能量可用于保持致动器126处于静止位置(例如锁定位置、锁定旋转等)，与致动器126的机械锁定相反。在一些示例中，移动控制器125启用手动超控设置，该设置允许用户或操作员手动移动可移动设定点输入130，同时防止致动器126锁定。

在一些示例中，至少部分地基于来自过程传感器110的传感器数据来确定与致动器126相关联的期望位置。在一些这样的示例中，大致如箭头150所示，过程传感器110向气动控制器104提供测量数据，以便气动控制器104能够验证过程控制设备106是否在预期或期望的参数范围内操作。

在一些示例中，将致动器126实现为步进电机、低压DC电动机等。在一些此类示例中，致动器126具有相关联的齿轮传动。在一些示例中，将传感器128实现为电位计。另外或可替换地，将传感器128实现为磁场传感器、霍尔效应传感器和/或成像传感器。然而，可以替代地实现任何适当的位置和/或旋转测量设备。

在一些其它示例中，由电力输入122提取的电力是从经由太阳能板116收集辐射光能(例如太阳能)而产生的。在这种示例中，信号收发器118接收与过程控制系统(例如，过程控制输入信号)相关联的无线信号(例如，Wi-Fi信号、公路可寻址远程传感器(HART)协议、蓝牙等)，将无线信号编码为回路电力控制信号，并将回路电力控制信号转发给电力输入122。即，示例性信号收发器118可以将从太阳能板116收集的相对低电压的电力与接收到的无线信号组合起来，以限定要转发到电力输入122的回路电力控制信号。

图2A和2B示出了可在本文公开的示例中实现的示例性气动控制器接口127。在该示例中，气动控制器接口127被实现为将移动(例如，平移和/或旋转移动、机械移动等)从气动控制接口102传送到气动控制器104，这二者都在上面结合图1描述了。

转到图2A，气动控制器接口127包括安装板201、设定点指示器(例如，视觉设定点指示器)202、设定点指示器臂204、第一安装支架206、移动臂(例如，移动转换器、移动连杆、四连杆、连接连杆，可旋转耦接臂等)208、移动连杆209和第二安装支架210。在该示例中，第二安装支架210限定第一枢轴212和第二枢轴214，而第一安装支架206限定第三枢轴216。

如图2A中所见的，第一安装支架206安装并对准设定点指示器202。此外，第二安装支架210支撑并对准传感器128(在本示例中被实现为电位计)以及致动器126(如图2B所示)。

图2B是上面结合图2B描述的示例性气动控制器接口127的侧视图。在该示例中，致动器126与上述接口连接部分(例如，移动部分、可旋转接口连接部分等)220一起示出，该接口连接部分220用于接触和接合图1中所示的可移动设定点输入130(例如，旋转可移动设定点输入130的至少一部分)。在该示例中，可移动设定点输入130的运动由传感器128测量(例如，直接或间接测量)。在一些示例中，接口连接部分220经由紧固件(例如，机械紧固件)耦接到可移动设定点输入130。

在操作中，图1的控制电路120引导和控制致动器126的移动，继而，气动控制器接口127将运动从致动器126转移到可移动输入设定点130。具体而言，第一枢轴212由致动器126限定，第二枢轴214由传感器128限定，第三枢轴216由设定点指示器202限定。即，移动臂208和移动连杆209使图2A的第一枢轴212、第二枢轴214和第三枢轴216之间的运动关联，从而耦接设定点指示器202、致动器126和传感器128之间的运动。具体而言，致动器126在第一枢轴212处的旋转移动导致移动臂208和接口连接部分220的旋转移动，大致如双箭头224所示。当移动臂208平移第二枢轴214时，旋转以改变由传感器128检测到的信号，继而，设定点指示器202围绕第三枢轴216旋转以指示与过程控制设备106相对应的设置。

在一些示例中，可以调整移动连杆209和/或移动臂208以改变第一枢轴212、第二枢轴214、和第三枢轴216之间的相对旋转度。具体而言，可以调整横跨第一枢轴212、第二枢轴214和第三枢轴216中的任何一个的移动臂208和/或移动连杆209中的任何一个的长度。即，在这些示例中，移动连杆209和/或移动臂208包括至少一个长度可调部分，以改变第一枢轴212、第二枢轴214和第三枢轴216之间的相对旋转运动。

虽然图1示出了实现图1的气动设备控制系统100的示例性方式，但图1示出的一个或多个元件、过程和/或设备可以以任何其它方式组合、分割、重新布置、省略、去除和/或实现。此外，示例性移动分析器119、示例性电力输入122、示例性信号转换器123、示例性比较器124、示例性移动控制器125、示例性校准器129和/或更一般地，图1的示例性气动设备控制系统100可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，示例性移动分析器119、示例性电力输入122、示例性信号转换器123、示例性比较器124、示例性移动控制器125、示例性校准器129和/或更一般地，示例性气动设备控制系统10中的任何一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、一个或多个可编程处理器、一个或多个可编程控制器、一个或多个图形处理单元(GPU)、一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个可编程逻辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑器件(FPLD)来实现。当阅读本专利的任何装置或系统权利要求以涵盖纯软件和/或固件实现方式时，示例性移动分析器119、示例性电力输入122、示例性信号转换器123、示例性比较器124、示例性移动控制器125和/或示例性校准器129中的至少一个由此被明确定义为包括非暂时性计算机可读储存设备或储存盘，例如包括软件和/或固件的存储器、数字多用途盘(DVD)、光盘(CD)、蓝光盘等。此外，图1的示例性气动设备控制系统100可以包括附加于或替代图1所示元件、过程和设备的一个或多个元件、过程和/或设备，和/或可以包括多于一个的任何或所有所示元件、过程和设备。如本文所使用的，短语“通信中”，包括其变体，包含直接通信和/或通过一个或多个中间部件的间接通信，并且不需要直接的物理(例如，有线)通信和/或持续通信，而是另外包括周期性间隔、预定间隔、非周期间隔、和/或一次性的选择性通信。

图3-6中示出了表示用于实现图1的气动设备控制系统100的示例性硬件逻辑、机器可读指令、硬件实现的状态机、和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是一个或多个可执行程序或可执行程序的一个或多个部分，用于由计算机处理器执行，例如下面结合图7讨论的示例性处理器平台700中所示的处理器712。该程序可以体现为存储在非暂时性计算机可读储存介质(例如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、DVD、蓝光盘、或与处理器712相关联的存储器)上的软件，但整个程序和/或其部分可替换地由处理器712以外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参照图3-6所示的流程图来描述示例性程序，但可以可替换地使用实现示例性气动设备控制系统100的许多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、去除或组合所描述的一些框。另外或可替换地，在不执行软件或固件的情况下，任何或所有框可由构造为执行对应操作的一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成的模拟和/或数字电路、FPGA、ASIC、比较器、运算放大器(运放)、逻辑电路等)来实现。

本文中描述的机器可读指令可以存储为压缩格式、加密格式、片段格式、打包格式等中的一种或多种。本文中描述的机器可读指令可以存储为数据(例如，指令、代码、代码表示的部分等)，其可用于创建、制造和/或产生机器可执行指令。例如，机器可读指令可以被分割并存储在一个或多个储存设备和/或计算设备(例如，服务器)上。机器可读指令可能需要安装、修改、适配、更新、组合、补充、配置、解密、解压缩、解包、分发、重新分配等中的一个或多个，以使它们能够被计算设备和/或其它机器直接可读和/或可执行。例如，机器可读指令可以存储在多个部分中，这些部分被单独压缩、加密并存储在单独的计算设备上，其中，这些部分在解密、解压缩和组合时形成实现如本文所述的程序的可执行指令集。在另一示例中，机器可读指令可以以如下状态存储，其中计算机可以读取它们，但是需要添加库(例如，动态链接库(DLL))、软件开发工具包(SDK)、应用程序编程接口(API)等，以便在特定的计算设备或其它设备上执行指令。在另一示例中，在可以全部或部分执行机器可读指令和/或一个或多个对应的程序之前，可能需要配置机器可读指令(例如，存储的设置、数据输入、记录的网络地址等)。因此，所公开的机器可读指令和/或一个或多个对应的程序旨在包含此类机器可读指令和/或一个或多个程序，而不管机器可读指令和/或一个或多个程序在存储时、静止时或传输中的特定格式或状态如何。

如上所述，图3-6的示例性过程可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字多用途盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其它储存设备或储存盘)上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现，其中信息存储达任意持续时间(例如，达延长的时间段、永久地、短暂地、暂时缓冲和/或缓存信息)。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明确定义为包括任何类型的计算机可读储存设备和/或储存磁盘，并且排除传播信号和排除传输介质。

“包括”和“包含”(及其所有形式和时态)在本文中被用作开放式术语。因此，当一项权利要求作为前序或在任何种类的权利要求表述中使用任何形式的“包括”或“包含”(例如，包含、包括、含有、具有等)时，应当理解，可以存在附加的元素、术语等，但不在对应权利要求或表述的范围之外。如本文中所使用的，当短语“至少”被用作例如在权利要求的前序中的过渡词时，它是开放式的，其方式与术语“包含”和“包括”是开放式的相同。术语“和/或”例如在以A、B和/或C的形式使用时，指A、B、C的任何组合或子集，例如(1)单独的A，(2)单独的B，(3)单独的C，(4)A与B，(5)A与C，(6)B与C，以及(7)A与B和C。如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中所使用的，短语“A和B中的至少一个”意指包括(1)至少一个A，(2)至少一个B，和(3)至少一个A和至少一个B中的任何一个的实施方式。类似地，如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中所使用的，短语“A或B中的至少一个”意指包括(1)至少一个A，(2)至少一个B，和(3)至少一个A和至少一个B中的任何一个的实施方式。如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的实施或执行的上下文中所使用的，短语“A和B中的至少一个”意指包括(1)至少一个A，(2)至少一个B，和(3)至少一个A和至少一个B中的任何一个的实施方式。类似地，如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的实施或执行的上下文中所使用的，短语“A或B中的至少一个”意指包括(1)至少一个A，(2)至少一个B，和(3)至少一个A和至少一个B中的任何一个的实施方式。

示例性方法300开始于将与致动器126、控制器接口127和/或可移动输入设定点130相关联的移动参数调整为以必需的精度操作过程控制设备106。即，将为了精度而校准气动控制接口102。在该示例中，在可以识别故障(例如，与气动控制器接口127的部件相关联的故障)的自动过程中校准气动控制接口102。在一些示例中，将来自过程传感器110的数据用于验证正在使用上述必需的精度操作过程控制设备106。

根据所示的示例，在框302处，校准器129在示例性气动控制接口102的校准过程期间调整致动器126的移动和/或移动参数，如下面结合图4更详细地讨论的。

在框304处，示例性电力输入122从回路电力控制信号112中提取电力。具体而言，电力输入122从回路电力控制信号112中获得电力，在该示例中，回路电力控制信号112的范围在4到20毫安之间。在其它示例中，电力输入122从电力/信号采集器114接收回路电力控制信号。

在框306处，控制电路120和/或移动控制器125基于回路电力控制信号112控制致动器126。在该示例中，基于在回路电力控制信号112中编码的设定点来移动致动器126。

根据所示的示例，在框308处，校准器129和/或移动分析器119分析位置反馈以调整致动器126的移动。例如，可以基于遇到的位置误差来调整致动器126的移动，如下面结合图5和6更详细地描述的。另外或可替换地，位置反馈与控制器接口127或可移动设定点输入130相关联。

在框310处，基于回路电力控制信号112(例如，未经调整的回路供电的控制信号112)，驱动所示示例的致动器126以移动控制器接口127和可移动设定点输入130两者。即，通过移动可移动输入设定点130来控制过程控制设备106的过程(例如，流体流动过程等)。

在框312处，由校准器129和/或移动分析器119接收来自示例性过程传感器110的信号。

在框314处，根据所示示例，比较器124将所接收信号与设定点(例如，期望设定点等)进行比较，该设定点基于回路电力控制信号112(例如，从回路电力控制信号112获得的经调整或未经调整的设定点)。在该示例中，比较器124、校准器129和/或移动分析器119确定期望的设定点和所接收信号之间的误差或偏差。另外或可替换地，校准器129将致动器126的移动或位置与由过程传感器110测量的信号(例如，信号包括与过程控制系统相关联的传感器值)进行表征、关联和/或相关。

接下来，确定所接收信号是否在与上述设定点相差的必要公差(例如，一个或多个可接受的对应公差范围等)内(框316)。如果所接收信号在必要公差内(框316)，则过程的控制返回到框304。否则，过程进行到框318。

例如，在框318处，由校准器129调整与过程控制设备106相关联的位置和/或移动，以使所接收信号在上述必要公差内。具体而言，移动控制器125使致动器126移动控制器接口127，并继而移动可移动设定点130以及过程控制设备106。

在框320处，在一些示例中，然后确定是否已经发生了系统电力损耗事件。例如，系统电力损耗可以与关联于过程控制设备106和/或气动控制器104的回路电力控制信号112或电源(例如，高电压源或电流源等)的损耗相关联。如果尚未发生系统电力损耗(框320)，则过程的控制返回到框304。否则，过程进行到框322。

根据所示示例，基于发生了系统电力损耗事件(框320)，保持气动控制器104的设定点(框322)。例如，致动器126保持控制器接口127的旋转移动，结果，防止可移动设定点输入130移动，从而使过程控制设备106保持在最后设定点。

在框324处，确定供电是否已恢复。如果供电尚未恢复(框324)，则过程的控制返回到框322。否则，过程结束。

转到图4，示出了表示图3的示例性方法300的示例性子例程302的流程图。根据所示的示例，子例程302用于校准和/或调整致动器126的移动范围。

在该示例中，在框402处，将致动器126朝向低范围位置和/或低范围设置(例如，低极限位置，例如完全关闭)移动。即，在该示例中，将致动器126移动到0％跨度位置。在一些示例中，通过将致动器126从系统控制的设定点模式中退出(例如，将致动器126置于手动控制模式中)而将致动器126移动到低范围位置。另外或可替换地，替代地将可移动设定点输入130移动到相应的低范围位置(例如，相应的低极限位置)。

根据所示示例，在框404处，比较器124确定致动器126是否已在低范围位置的可接受范围/公差内停止。如果致动器126未在可接受范围内移动或停止(框404)，则过程的控制进行到框410，其中，由示例性移动分析器119和/或校准器129向过程控制网络和/或系统发送警报条件，并且过程结束。否则，过程的控制进行到框406。在一些其它示例中，基于从过程控制传感器110测量的数据来确定致动器126是否已在可接受范围内停止(例如，在过程控制传感器110处测量的值必须低于阈值)。在一些示例中，如果致动器126移动不足(例如，不够远)，则由校准器129确定故障类型(例如，机械连杆故障等)(例如，基于致动器126被卡住的程度，基于致动器126被卡住的角度范围等)。

在框406处，将所示示例的致动器126移动到致动器126的高范围位置(例如，高极限位置，例如完全开启)。即，在该示例中，将致动器126移动到100％跨度位置。

在框408处，确定是否已经将致动器126足够地朝向高范围位置(例如，足够地朝向致动器126、控制器接口127或可移动的设定点输入130的最大位置)移动。在一些其它示例中，基于从过程控制传感器110测量的数据来确定是否已足够地移动致动器126(例如，在过程控制传感器110处测量的值必须高于阈值)。如果致动器126的位置移动不足(框408)，则过程的控制进行到框410，其中发送警报条件并且过程结束。否则，过程的控制进行到框412。

根据所示的示例，在框412处，移动分析器119和/或校准器129储存分别与低范围位置和高范围位置相关联的高和低位置值或数据点(例如，高和低位置值储存在控制电路120中)，以校准致动器126的移动并且过程结束。在该示例中，高和低位置值用于限定致动器126的校准设定点范围。即，所储存的值是与低范围位置和高范围位置相关联的位置测量结果。在一些示例中，结合由过程传感器110测量的对应输出值，至少部分地分析所储存的高和低位置值。在一些示例中，在储存之前，验证高和低位置值在可接受的各自范围内。在一些示例中，储存校准数据的日期和时间(例如，经由控制电路120的本地时钟)。

转到图5，示出了表示示例性子例程308a的流程图。例如，子例程308a可用于实现图3的框308。

在框502处，例如，由电力输入122接收来自回路电力控制信号112的设定点(例如，由回路电力控制信号112编码)。

在框504处，校准器129和/或移动分析器119确定和/或读取来自致动器126的位置反馈。在其它示例中，位置反馈与控制器接口127或可移动设定点接口130相关联。

在框506处，由校准器129计算位置反馈和设定点之间的误差(例如，位置误差)。

在框510处，由比较器124确定计算出的误差是否在允许范围(例如，公差带等)之外。如果计算出的误差不在允许的范围之外(框510)，则过程的控制返回到框502。否则，过程进行到框512。

在框512处，基于经调整的设定点(例如，基于上面结合图4描述的高和低位置值的偏移和/或标量调整的设定点)驱动和/或操作致动器126。在该特定示例中，记录与高和低位置值相关联的输入信号和内部测量的位置，并且当识别到设定点的变化时，例如，校准器129根据积分或控制死区确定是否需要控制操作。因此，基于由校准器129计算的经调整的设定点来控制致动器126，以在期望误差和/或期望误差范围内操作致动器126。在该示例中，基于致动器126的内部位置/测量结果来计算调整偏移。在一些示例中，如果在设定点和实际电动机位置之间存在差/偏移，则由校准器129修改或调整输出以调整差/偏移(例如，调整以使设定点和实际电动机位置在控制死区内匹配)。在差/偏移是由环境温度引起的一些示例中，可以调整机械连杆208、209和/或致动器126的上述位置。在一些这样的示例中，随着环境温度的升高，部件膨胀并且相应地，校准器129通过调整致动器126的输出来进行补偿以反映实际位置。例如，如果到致动器126的输出为50％，在环境室温下导致50％的反馈，但是当环境温度升高到150华氏度时，50％的输出相反地导致53％的位置反馈，则校准器129将位置反馈调整为50％。即，在一些示例中，校准器129调整或偏移致动器126以补偿温度变化，从而使致动器126能够在可接受的误差/公差带内操作过程控制设备106。

根据所示示例，在框514处，由校准器129确定致动器126是否移动可接受的量和/或在预期公差范围内移动(例如，基于由回路电力控制信号112定义的设定点的调整)。在一些示例中，校准器129确定致动器126的移动在致动器126的预期校准范围和/或位置反馈范围内。另外或可替换地，校准器129确定致动器126的移动是否随着时间而漂移(例如，致动器126的移动中的逐渐偏移)。如果致动器126没有移动可接受的量和/或在预期公差范围内移动(框514)，则过程的控制进行到框516。否则，过程进行到框520。

在框516处，如果致动器没有移动可接受的量(框514)，则由移动分析器119将报警条件传送(例如，发送)到相应的过程控制系统。一些示例性错误包括但不限于偏差(例如，所接收的设定点和实际调整的设定点之间的误差在可接受的误差带之外)、设定点过高(例如，在用户定义的设置或高于用户定义的设置)、设定点过低(例如，在用户定义的设置或低于用户定义的设置)、校准成功或错误等。

在框518处，在一些示例中，在进一步调整致动器的移动之前，该过程被暂停限定的时间间隔。

在框520处，将设定点和位置反馈数据传送和/或发送到过程控制系统。具体而言，移动分析器119和/或校准器129确定和/或计算设定点(例如，经调整和/或未调整的设定点)和致动器126的对应位置反馈(例如，对应的致动器位置、对应的致动器旋转角等)之间的关系。在该示例中，上述关系基于高、低位置值和由此计算的偏移量。相应地，将确定的关系发送到过程控制系统。

在框522处，确定是否结束该过程。如果过程没有结束(框522)，则对过程的控制返回到框502。否则，过程结束/返回。

转到图6，示出了表示替代示例性子例程308b的流程图。例如，子例程308b可用于实现图3的框308。

在框602处，根据所示示例，由电力输入122从回路电力控制信号112确定和/或读取设定点。在一些示例中，从模拟输入和/或模拟信号读取设定点。

在框604处，移动分析器119和/或校准器129从致动器126读取和/或确定位置反馈。

根据所示示例，在框606处，比较器124确定和/或计算位置反馈与设定点之间的误差。

在框610处，由比较器124确定误差是否在一个或多个可允许的阈值和/或一个或多个公差范围之外。如果误差不在可允许的阈值之外(框610)，则对过程的控制返回到框604。否则，对过程的控制进行到框612。

在框612处，在一些示例中，例如，由校准器129基于误差和/或一个或多个公差范围来设置致动器126的输出极限开关状态。具体而言，校准器129使用输出极限开关状态来调整致动器126的移动，该输出极限开关状态定义了要在其中移动致动器126的高和低信号值。即，例如，输出极限开关状态定义了致动器可以保持静止的输入信号的带/范围。

在框614处，由移动控制器125驱动致动器126。在该示例中，使用由校准器129计算的经调整的设定点来驱动致动器126，以将致动器126的误差朝向可允许的阈值和/或一个或多个公差范围移动。

在框616处，确定过程是否结束。如果过程没有结束(框616)，则对过程的控制返回到框604。否则，过程结束/返回。

在一些示例中，调整设定点刻度盘和指示器。在一些示例中，将指示器(例如，机械开关、LED等)实施为在误差在可允许阈值和/或一个或多个公差范围之外时向用户指示。例如，可以指示所接收的设定点和经调整的设定点之间的偏差、设定点过高、或设定点过低。

图7是构造成执行图3-6的指令以实现图1的气动设备控制系统100的示例性处理器平台700的框图。处理器平台700可以是例如服务器、个人计算机、工作站、自学习机器(例如神经网络)、移动设备(例如蜂窝电话、智能手机、例如iPadTM的平板电脑)、个人数字助理(PDA)、互联网电器、DVD播放器、CD播放器、数字录像机，蓝光播放器、游戏机、个人录像机、机顶盒、耳机或其它可穿戴设备或任何其它类型的计算设备。

所示示例的处理器平台700包括处理器712。所示示例的处理器712是硬件。例如，处理器712可以由一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、GPU、DSP或来自任何期望的系列或制造商的控制器来实现。硬件处理器可以是基于半导体(例如，基于硅)的设备。在该示例中，处理器实现示例性移动分析器119、示例性比较器124、示例性电力输入122、示例性移动控制器125、示例性信号转换器123和示例性校准器129。

所示示例的处理器712包括本地存储器413(例如，高速缓存)。所示示例的处理器712经由总线718与包括易失性存储器714和非易失性存储器716的主存储器通信。易失性存储器714可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、动态随机存取存储器和/或任何其它类型的随机存取存储器设备来实现。非易失性存储器716可以由闪存和/或任何其它期望类型的存储器设备来实现。由存储器控制器控制对主存储器714、716的存取。

所示示例的处理器平台700还包括接口电路720。接口电路720可以由任何类型的接口标准来实现，例如以太网接口、通用串行总线(USB)、接口、近场通信(NFC)接口和/或高速PCI接口。

在所示示例中，一个或多个输入设备722连接到接口电路720。一个或多个输入设备722允许用户向处理器712输入数据和/或命令。一个或多个输入设备可以由例如音频传感器、麦克风、摄像机(静止或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等点和/或语音识别系统来实现。

一个或多个输出设备724还连接到所示示例的接口电路720。输出设备724可以例如由显示设备(例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)、阴极射线管显示器(CRT)、就位开关(IPS)显示器、触摸屏等)、触觉输出设备、打印机和/或扬声器来实现。因此，所示示例的接口电路420通常包括图形驱动卡、图形驱动芯片和/或图形驱动处理器。

所示示例的接口电路720还包括通信设备，例如发射器、接收器、收发器、调制解调器、住宅网关、无线接入点、和/或网络接口，以便于经由网络726与外部机器(例如，任何种类的计算设备)交换数据。例如，可以经由以太网连接、数字用户线(DSL)连接、电话线连接、同轴电缆系统、卫星系统、站点无线系统、蜂窝电话系统等来进行通信。

所示示例的处理器平台700还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量储存设备728。这种大容量储存设备728的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、蓝光盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(RAID)系统、和数字多用途盘(DVD)驱动器。

图3-6的机器可执行指令732可以存储在大容量储存设备728、易失性存储器714、非易失性存储器716、和/或可移动非暂时性计算机可读储存介质(例如CD或DVD)中。

根据上述内容，可以理解，已经公开了能够准确校准和/或调整经由回路供电的设备接口供电的节能和经济的气动过程控制系统设备的示例性方法、装置和制品。本文公开的示例使得回路供电的设备的致动器能够基于不再供电(例如，回路电力)的条件来阻止或停止移动(例如，故障无保护位置、锁定位置等)。此外，本文中公开的示例不需要相对高的电压源，从而允许更容易满足危险规范。

尽管本文已经公开了某些示例性方法、装置和制品，但本专利的覆盖范围并不限于此。相反，本专利涵盖了落入本专利的权利要求范围内的所有方法、装置和制品。