專利名稱：在過程控制環(huán)境中人工啟動緊急關(guān)斷測試和收集診斷數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用于過程控制環(huán)境中的緊急關(guān)斷系統(tǒng)，并涉及使用于該系統(tǒng)中的緊急關(guān)斷閥的測試和診斷。
背景技術(shù)：
安全儀器系統(tǒng)包含緊急關(guān)斷閥，其正常時在全開或全閉狀態(tài)下，而在緊急狀況下受邏輯求解器或編程邏輯控制器(PLC)控制。為確保閥能正確工作，可通過使他們部分開或部分閉來周期性地測試他們。由于這些測試通常是在過程在線或操作時進行的，故重要的是進行任何可信賴測試并接著使閥返回其正常狀態(tài)。在此場合中，術(shù)語“正常狀態(tài)”一詞意指當沒有緊急并且未測試緊急關(guān)斷閥時緊急關(guān)斷閥的位置或狀態(tài)。
現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的缺點在于緊急關(guān)斷測試通常是由異地控制器在預(yù)定間隔處進行的。
例如，因煩瑣的測試過程和涉及人力之故，每年僅可進行幾次緊急關(guān)斷測試。而且，在緊急關(guān)斷測試時，受測試的緊急關(guān)斷閥或其他緊急關(guān)斷設(shè)備由于出現(xiàn)了實際緊急事件而無法使用。同步測試很有限，不足以檢驗緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)的操作性。因而最好是研發(fā)一種系統(tǒng)，其中安全人員可在任何時候啟動并目擊測試。
同樣重要的是任何緊急關(guān)斷系統(tǒng)當服從緊急關(guān)斷控制器命令時，在緊急事件出現(xiàn)在緊急關(guān)斷設(shè)備測試間隔中，而此間隔又處于關(guān)斷測試期間的不太可能而又有可能的狀況下，該緊急關(guān)斷系統(tǒng)具有提供激活緊急關(guān)斷設(shè)備(例如閥)至其安全條件的能力。在此場合中，術(shù)語“安全條件”一詞是指若緊急關(guān)斷設(shè)備是緊急關(guān)斷閥，則意指開或閉位置，而“安全”條件是指通常是但不總是從控制緊急關(guān)斷閥的電子組件撤去全部電力時閥最終的位置。在此狀況下，緊急關(guān)斷系統(tǒng)有可能正確命令緊急關(guān)斷設(shè)備。
傳統(tǒng)的緊急關(guān)斷測試是使用機械擾亂器、法蘭盤、氣流測試倉、過程控制計算機等啟動的。這些尖端而昂貴的設(shè)備通過向緊急關(guān)斷設(shè)備或諸如能夠命令緊急關(guān)斷設(shè)備的數(shù)字閥控制器之類設(shè)備發(fā)送控制信號而工作。該傳統(tǒng)設(shè)備還包括大量笨重器材中的硬件和軟件，其必須在啟動測試前備好并連接好。而且，設(shè)備通常對各緊急關(guān)斷閥進行相同測試。因此最好是免去移動和連接這些復(fù)雜而昂貴的設(shè)備的需要，并為各特有閥定制測試和收集的數(shù)據(jù)。而以往的緊急關(guān)斷設(shè)備皆不能滿足這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其適宜與具有緊急關(guān)斷設(shè)備控制器的診斷設(shè)備通信。該緊急關(guān)斷設(shè)備控制器包括一處理器，一耦合至處理器的存儲器，和一耦合至處理器并適宜接收測試激活信號的輸入端。第一例程存儲在該存儲器中并適宜在處理器上執(zhí)行，以響應(yīng)在輔助輸入端上收到的信號而進行緊急關(guān)斷測試。第二例程存儲在該存儲器中并適宜在緊急關(guān)斷測試期間在該處理器上執(zhí)行，以將一個或多個傳感器輸出存儲在該存儲器中用于以后取回。
緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)可進一步包括一通信單元，其中該通信單元耦合至該處理器并使用諸如HART協(xié)議等開放通信協(xié)議與診斷設(shè)備通信。存儲在處理器中的第一例程可進一步適宜防止激活緊急關(guān)斷測試，除非該單元構(gòu)成為人工啟動測試。存儲在該處理器中的第一和第二例程可以是閥特定的、可構(gòu)成的腳本。
若緊急關(guān)斷設(shè)備是緊急關(guān)斷閥，則第一例程可進一步適宜使系統(tǒng)生成的設(shè)定點與緊急關(guān)斷閥的閥桿位置進行比較。
緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)的第二例程可進一步適宜使多個控制和傳感器數(shù)據(jù)在緊急關(guān)斷測試期間受到監(jiān)視，而若該數(shù)據(jù)超出預(yù)置范圍則激活警報條件。若存在警報條件則該系統(tǒng)可使緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束。該警報條件可自一組包括最小部分沖程壓強，位移偏離，和閥粘附的警報條件中選擇。緊急關(guān)斷設(shè)備控制器可進一步包括模擬至數(shù)字(“A/D”)轉(zhuǎn)換器，以將來自該傳感器的模擬輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，其中A/D轉(zhuǎn)換器在操作時連接至該處理器。由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬輸入可包括一選自包括閥桿位移，線壓，回路電路，和激活設(shè)備信號生成的模擬輸入。緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)還可包括防爆機殼，其容納緊急關(guān)斷設(shè)備控制器。


圖1是緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)的一些組件的框圖。
圖2是數(shù)字閥控制器的一些組件的框圖。
圖3是表示使用于緊急關(guān)斷測試的激活和診斷的某些步驟的流程。
具體實施例方式
在眾多產(chǎn)業(yè)中，閥和其他機械設(shè)備被用于過程控制系統(tǒng)，以在出現(xiàn)緊急狀況時將各種過程迅速帶入安全狀態(tài)。至關(guān)重要的是測試這些閥和電/機設(shè)備，以確保他們工作正確。例如，為檢驗閥的性能，需以可信和安全方式檢驗閥的機械運動而不影響過程。
圖1示出了一個緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10的實例，用來測試緊急關(guān)斷(ESD)閥12。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)注意，雖然在此實施例中示出了緊急關(guān)斷閥，但在控制設(shè)備測試系統(tǒng)中也可代之以其他控制設(shè)備。例如緊急關(guān)斷閥12可位于包括在入口向緊急關(guān)斷閥12提供流體的管線和從緊急關(guān)斷閥12的出口引導(dǎo)流體的出口管線的過程控制系統(tǒng)。
緊急關(guān)斷閥12正常時在兩個位置之一，即緊急關(guān)斷閥12不是處于允許流體在入口管線與出口管線之間自由流動的敞開狀態(tài)，就是緊急關(guān)斷閥12處在防止流體在入口管線與出口管線之間流動的全閉位置。為確保緊急關(guān)斷閥12在真正的緊急關(guān)斷條件中正確工作，緊急關(guān)斷閥12可通過其部分開或閉而周期性地受測試，其中部分開或閉意指部分的該閥沖程。
緊急關(guān)斷系統(tǒng)10可包括數(shù)字閥控制器(DVC)14，其可啟動緊急關(guān)斷閥12的操作測試。在緊急關(guān)斷測試期間，閥桿18被部分移動，并接著返回其正常狀態(tài)。多個傳感器15置于壓強線和可移動組件上，從而可監(jiān)視多個參數(shù)。緊急關(guān)斷測試可包括多個用于DVC 14的腳本或例程。用來使用傳感器收集診斷數(shù)據(jù)的可執(zhí)行腳本的幾個實例有(1)測試沖程的長度(即，閥桿位移)，(2)閥桿位移速率，(3)在緊急關(guān)斷測試期間從傳感器獲得的數(shù)據(jù)，(4)取樣率，(5)占居測試目標位置的時長，和(6)激勵器壓強和時間。
DVC 14還可構(gòu)成在緊急關(guān)斷測試條件期間記錄閥12的動作。這些在線閥診斷可構(gòu)成當緊急關(guān)斷閥插頭移動時自動地開始記錄。在線閥診斷可標記為在存儲在DVC 14中的所記錄數(shù)據(jù)的在線診斷，并可記錄任何事項，其中閥插頭從其正常所處位置移走，不管是因來自DVC 14的請求還是出乎意料的。DVC 14還可構(gòu)成當線40上的回路電流降至預(yù)定電平以下時觸發(fā)在線診斷數(shù)據(jù)收集。
在緊急關(guān)斷測試期間從傳感器15獲得的數(shù)據(jù)與合適的預(yù)定限制進行比較。預(yù)定限制的實例包括最小壓強，最大壓強，取樣率，位移時間，和位移偏離。
仍然參照圖1，緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10可包括線圈閥16，以提供壓強而將緊急關(guān)斷閥12既在存在實際緊急事件時移至緊急位置，又在緊急關(guān)斷測試期間移至部分沖程位置(預(yù)定位置)。閥激勵器17可包括耦合至氣流線19的氣流輸入，以響應(yīng)氣流線19中的氣流壓強變化而移動緊急關(guān)斷閥的插頭(閥的插頭未示出，但它連接至閥的閥桿18)。
線圈閥16可包括線圈控制20，其可接收雙絞線22上的直流電力和電氣控制信號。例如，線圈控制20可通過線22接收24伏直流。線圈控制20可在連接至線圈閥16的輸出線42上提供輸出，以控制線圈閥16輸出處的壓強。線圈閥16和線圈控制20可被用來為緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10提供冗余。冗余是通過讓線圈閥16打開并將線19中的氣壓排出排氣線21而達到的，從而使激勵器17上的彈簧移動閥桿18。也就是說，設(shè)有排氣線21形式的置換路線，用來減小線19中的氣壓。來自線19的傳感器數(shù)據(jù)與閥桿位移數(shù)據(jù)進行比較，以判定是否應(yīng)激活閥粘附警報。
DVC 14可在操作時連接至緊急關(guān)斷閥12并可包括耦合至線圈閥16的氣流輸出線28。DVC 14可由一對電氣線40供電并經(jīng)HART網(wǎng)絡(luò)(一種本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的通信協(xié)議)或任何其他可接收的協(xié)議通信。
在圖1中，一對電氣線40將DVC 14連接至緊急關(guān)斷控制器44。目標插頭位置可經(jīng)一對電氣線40上的電流信號、來自使用HART協(xié)議的控制設(shè)備的數(shù)字設(shè)定點、或任何其他預(yù)構(gòu)成的缺省設(shè)定點發(fā)送至DVC 14。目標插頭位置可通過測量線28上的輸出壓強來估計，該壓強與緊急關(guān)斷閥的閥桿位置成正比。DVC 14可使氣壓移動閥激勵器17，并使用位置傳感器15來測量緊急關(guān)斷閥12的實際閥插頭位置。DVC 14可連續(xù)調(diào)整線28上的激勵器輸出氣壓，以在DVC 14接收回路電流中的變化、或經(jīng)通信協(xié)議接收數(shù)字指令后，將閥插頭的位置移至理想目標位置。
DVC 14可包括傳感器輸入和輔助輸入。輔助輸入可連接至外部異地激活設(shè)備，例如，按鈕36，搭線46。在輔助輸入包括接插件的實施例中，在第一輔助輸入處可呈現(xiàn)電壓，而按鈕36可將第一輔助輸入電氣連接至第二輔助輸入。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會注意到可以以交替使用的單一連接來替代一組輔助輸入34，其中按鈕36可將單一輔助輸入接地。異地開關(guān)36可以是廉價電氣開關(guān)，用來啟動緊急關(guān)斷閥12的部分沖程測試。進而，按鈕36可置于遠離DVC 14的任何異地，其為安全工作人員提供了便利的訪問。雇員可按下異地開關(guān)36而目擊閥沖程并返回正常狀態(tài)。
總之，DVC 14是基于緊急關(guān)斷閥控制器的處理器。圖2的實施例包括與先前在圖1所示相同的結(jié)構(gòu)和組件。為了清楚起見，相同結(jié)構(gòu)和組件與圖1中的標號相同。如圖2所示，DVC 14包括處理器50，傳感器15，存儲器52，模擬至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器54，數(shù)字至模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器56，和電流至壓強轉(zhuǎn)換器58。存儲器52被用以存儲指令或腳本和診斷數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換器54將模擬傳感器輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，供處理器50處理或存儲。由DVC 14獲得并存儲的傳感器輸入的實例包括閥桿位移(或閥插頭位移)，輸出線壓強，回路電流等。處理器50監(jiān)視輔助輸入，例如電氣開關(guān)36的輸入。D/A轉(zhuǎn)換器56可將多個來自處理器50的數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成模擬信號，從而電流至壓強轉(zhuǎn)換器58可提供基于數(shù)字數(shù)據(jù)的壓強，以驅(qū)動緊急關(guān)斷閥激勵器17。
DVC 14可容納在機殼內(nèi)，例如圖2的防爆機殼60。機殼60可用來防止火花與工場中的爆炸氣體相遇，于是減小了緊急關(guān)斷系統(tǒng)10導(dǎo)致爆炸的可能性。將電氣開關(guān)置于機殼60之外使得在緊急關(guān)斷設(shè)備上激活緊急關(guān)斷測試毋需安裝或拆卸機殼60。在危險環(huán)境中，電氣開關(guān)36可防爆，從而由使用者激活時不產(chǎn)生火花。
在緊急關(guān)斷系統(tǒng)10的激活測試期間，線圈閥16保持在備用位置，以提供氣流線19與28之間的流體。DVC 14可接收來自供給線32的壓強和來自閥桿傳感器15的收集數(shù)據(jù)，以通過位移反饋鏈30確定閥桿位置。閥桿位置指示閥插頭位置，因為他們連在一起。進而，DVC 14可將存儲在DVC 14的存儲器52中的預(yù)閥插頭設(shè)定點與實際閥桿位置進行比較，以檢驗正常操作期間理想的緊急關(guān)斷閥插頭位置。例如，線19上的低壓可讓閥插頭部分關(guān)閉，可能在過程中出現(xiàn)問題。
當想要人工啟動緊急關(guān)斷閥12上的部分沖程測試并目擊測試時，使用者可激活電氣開關(guān)36以生成一信號，其在輔助輸入34處檢測，在此DVC 14控制由氣流線28提供并傳達給閥激勵器17的壓強，而閥桿從正常的百分之百開(或閉)位置移至部分閉(或部分開)測試位置并接著回到正常狀態(tài)。
緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)利用操作時連接至DVC的更廉價更便利也更快的輔助開關(guān)。若存在有一個看似令人懷疑或剛剛重裝的閥，則簡單的開關(guān)激活即可揭示該閥的可操作性。利用輔助開關(guān)的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)還能夠?qū)Ω骶o急關(guān)斷閥或一組閥進行定制測試。這種定制可由一個或多個構(gòu)成腳本(例如計算機程序或例程)來實現(xiàn)，該腳本存儲在存儲器52中并由處理器50檢索。
附加測試可基于收集的診斷數(shù)據(jù)來進行。在緊急關(guān)斷測試期間收集的傳感器或診斷數(shù)據(jù)可使用便攜計算設(shè)備通過DVC 14中的通信單元62來檢索，或可將該數(shù)據(jù)發(fā)回主控室。進而，諸如緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10之類的系統(tǒng)能夠基于部分沖程測試的結(jié)果而布置預(yù)測維護。
圖3示出了用來進行異地激活的部分沖程ESD測試的某些步驟。過程始于框66并前進至框68，在此將一個或多個預(yù)定限制存儲在存儲器中。處理器可持續(xù)監(jiān)視輔助輸入，如框70所示，并檢測來自異地開關(guān)的信號是否被輔助輸入接收，如框72所示。處理器可繼續(xù)在所有時間甚至是在進行緊急關(guān)斷測試期間監(jiān)視輔助輸入。在框74示出，處理器可檢索緊急關(guān)斷閥獨有的構(gòu)成腳本或例程，供處理器訪問。處理器可讀取并執(zhí)行腳本，如框76所示。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會注意到，該腳本可通過使用在腳本記錄中編碼的數(shù)據(jù)字節(jié)而識別為緊急關(guān)斷部分沖程腳本。處理器執(zhí)行腳本可包括激活緊急關(guān)斷閥激勵器以移動閥桿和連接的閥插頭，該移動的預(yù)定量(至目標的位移)和預(yù)定時間(目標處的時刻)和預(yù)定速度(至目標的時間)由腳本定義。圖2所示的時鐘65在操作時連接至處理器50并提供全部活動的基準。
當啟動并進行緊急關(guān)斷測試時，處理器可監(jiān)視傳感器輸入，例如線壓，線圈位置，和控制數(shù)據(jù)，如框82所示。處理器可將監(jiān)視傳感器輸入而接收的數(shù)據(jù)與預(yù)定限制進行比較，如框84所示。在框84處示出，若收到的數(shù)據(jù)超出預(yù)定限制，則設(shè)定警報。進而，某些警報會使處理器使緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束并終止腳本處理。終止和相應(yīng)的警報啟動的條件可由使用者構(gòu)成，并利用多個警報，例如最小輸出壓強(供給閥的壓強)和位移偏離。閥粘附警報的生成可以是傳感器提供數(shù)據(jù)的結(jié)果，該數(shù)據(jù)指示閥未正確響應(yīng)指令。以下將更詳細地描述警報條件。
第一例可能警報如框86所示，其包括最小部分沖程壓強警報。如框84所示，若對于一預(yù)定時間，線28上的輸出壓強降至預(yù)定電平以下，則部分沖程測試可能異常結(jié)束。在部分沖程測試期間，線28上的輸出壓強受到傳感器15監(jiān)視，以檢測預(yù)定電平以下的壓降?？?6所示的另一可能警報包括例如位移偏離警報，在此，緊急關(guān)斷閥的閥桿的實際位移由位移傳感器15測量，并與期望位移進行比較。DVC的處理器50控制線28上的輸出壓強，以確定這兩個值(測量位移(位置)和期望位移(壓強))是否匹配。測量位移和期望位移的匹配不必是完美無暇的匹配，而可以是相對匹配。還有另一警報可包括閥粘附警報，其是當與激勵器17上的控制壓強比較由閥桿傳感器測量的位移與期望位移的偏離超出預(yù)定距離時設(shè)定。
當進行部分沖程時，DVC的處理器50使得激勵器17通過預(yù)構(gòu)的沖程配置移動緊急關(guān)斷閥12的閥桿，并返回到緊急關(guān)斷閥原始位置。在此過程期間，DVC 14可收集和記錄傳感器數(shù)據(jù)并進行診斷，如圖3的框82所示。部分沖程過程有助于定位故障閥和增加ESD系統(tǒng)的可靠性。在一個實施例中，在部分沖程測試期間，DVC的處理器50生成斜波信號，其精確地加到由線40上控制信號所控制的閥設(shè)定點，以使閥插頭移至目標，并再回到閥的正常位置。部分沖程過程允許控制信號變化以當緊急關(guān)斷測試進行期間控制緊急關(guān)斷閥12，以及為了沖程測試的目的允許緊急關(guān)斷閥12從其正常位置至任何其他位置的沖程，并回到正常位置。
如前所述，DVC的處理器50被用于控制閥插頭運動，這需通過生成斜波(ramp)數(shù)并將該斜波數(shù)附加至被使用者發(fā)送至DVC 14的第二個值，其指示使用者欲讓閥插頭所處的位置，其和等于控制器試圖保持的插頭位置的目標。此移動閥插頭的技術(shù)允許使用者為閥12的測試過程中的各步驟指定斜波率(ramp rate)和目標，加上所收集的傳感器數(shù)據(jù)(即壓強、位移、請求的目標控制信號、電壓、電流至壓強驅(qū)動電流、定時，等)和對于各傳感器的取樣率。
可構(gòu)成用于緊急關(guān)斷測試的腳本，從而活動設(shè)定點(來自回路電流或HART信號)繼續(xù)活動，而DVC的處理器50生成斜波信號、其與活動設(shè)定點求和，結(jié)果產(chǎn)生至目標位置的位移。此技術(shù)使得回路電流在測試期間的實際緊急關(guān)斷的情形下超越腳本生成的運動。由輔助輸入收到的、在測試期間的任何時刻輸入的一條異常結(jié)束指令可使測試異常結(jié)束，并立即撤回由腳本為測試目的而生成的任何設(shè)定點偏置。
如前所述，使用者可通過激活提供二元信號(開或閉)的外部按鈕而啟動緊急關(guān)斷測試。為避免不經(jīng)意的激活，處理器50可在檢查二元信號的觸點經(jīng)過預(yù)定時長后再啟動緊急關(guān)斷測試。例如，閉合輔觸點超過三秒但短于五秒可激活緊急關(guān)斷測試。例如，存儲在存儲器52中的例程可當收到輸入處的二元信號超過第一閾值但短于第二閾值的期間時進行緊急關(guān)斷測試。再返回圖1的實施例，該DVC的構(gòu)成可使觸點在閉合了例如超過五秒的預(yù)定時間后開放，然而對該系統(tǒng)10卻不受影響。作為預(yù)警，該DVC的構(gòu)成可在下列情形下防止測試被激活，例如(1)指令閥診斷正在進行，(2)在數(shù)字閥控制器的存儲器中沒有存儲合法的診斷腳本，(3)為了寫入打開了一個腳本文件，或(4)有一個固件正在下載中。本領(lǐng)域的的技術(shù)人員會注意到DVC 14的構(gòu)成可使任何數(shù)量的附加事件也可防止測試被進行。
作為附加預(yù)警，緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10的構(gòu)成可在執(zhí)行另一腳本的同時使腳本不能寫入DVC。同樣，緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10的構(gòu)成可防止緊急關(guān)斷部分沖程腳本由使用者通過激活按鈕而啟動，除非DVC被設(shè)成接受輔助輸入，并將緊急關(guān)斷部分沖程腳本存儲在存儲器52中。
若緊急關(guān)斷閥12連接至主過程控制器，則緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10的構(gòu)成可僅當腳本是緊急關(guān)斷部分沖程格式時，使用控制語言發(fā)送的信號方才激活ESD測試腳本。緊急關(guān)斷部分沖程測試可在與HART信號無關(guān)的模式下工作，從而保持閥的上次位置而與該信號無關(guān)。當緊急關(guān)斷部分沖程在進行中時，執(zhí)行診斷的HART指令可由DVC的處理器50憑“忙”信號而駁回，而輔電流至壓強信號可導(dǎo)致緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束(或防止緊急關(guān)斷測試開始)。
緊急關(guān)斷測試可由輔助輸入處預(yù)定量時間的信號人工地異常結(jié)束，例如激活開關(guān)一秒。一些事件的出現(xiàn)，例如當線28上的輸出壓強對于預(yù)定量時間降至構(gòu)成的最小部分沖程壓強以下，則自動使緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束，其取決于DVC的構(gòu)成。其他可使得測試自動異常結(jié)束的事件包括當位移偏移警報被設(shè)定或若緊急關(guān)斷儀經(jīng)使用HART協(xié)議發(fā)送的信號而停轉(zhuǎn)。而且，來自主HART主機的停止診斷指令可使得緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束。
當部分沖程測試正在進行時，閥的目標(移至理想位置)受制于目前默許閥位置(IVP)與斜波偏置之和，其中在啟動沖程時刻斜波偏置可初始化為零。若ESD控制信號提供閥設(shè)定點，則ESD控制信號可繼續(xù)控制用于伺服系統(tǒng)設(shè)定點計算的基礎(chǔ)IVP，于是使ESD控制信號在緊急條件下可有效地超越?jīng)_程診斷。進而，若ESD控制信號小于預(yù)定限制，則由測試控制產(chǎn)生的設(shè)定點偏置可被迫為零。迫使設(shè)定點偏置為零可防止錯誤腳本危及緊急關(guān)斷。為允許立即關(guān)斷，DVC的處理器50可無視用于測試的斜率，而僅使用經(jīng)ESD控制信號發(fā)送的值。緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10可包括切斷，其被限定為使得高回路流切斷成為壓強控制切斷，但任何構(gòu)成的速率限制可超越低回路電流切斷，但最終將電流至壓強驅(qū)動減為零。
DVC 14監(jiān)視多個輸入，例如，線28上的輸出壓強，閥插頭位置，線19上的最小部分沖程壓強，和最大位移偏離，這些輸入來自傳感器15，其在操作時連接至DVC 26，用來在緊急關(guān)斷測試期間檢測異常閥。當閥插頭未能按指令移動時可檢測粘附的閥插頭，其中DVC 14設(shè)置一警報并向粘附的閥插頭報警。DVC 14可使用已有偏離警報，其構(gòu)成用于偏離量(位移)和時間，與已有警報事件記錄相聯(lián)系?？墒褂萌魏斡嬎銠C系統(tǒng)，例如便攜計算機，以通過將計算機連接至DVC 14的通信單元來訪問警報事件記錄。若偏離警報在測試期間激活，則測試可被終止，而將“閥粘附”標記(狀態(tài)位)置入數(shù)據(jù)文件。此外，可設(shè)定閥粘附標記并將記錄寫入指示偏離警報的警報事件記錄。
若線28上DVC 14的輸出壓強對于預(yù)定量時間降至構(gòu)成的最小部分沖程壓強以下，則測試異常結(jié)束，將閥粘附標記置入診斷數(shù)據(jù)文件，并設(shè)定閥粘附警報位。警報位可保持設(shè)定，直到DVC的電力循環(huán)，激活下一部分沖程，或由使用者讀取數(shù)據(jù)(閥粘附標記)。診斷數(shù)據(jù)可收集在診斷數(shù)據(jù)緩沖器64中，如圖2所示。
緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10的構(gòu)成可進而包含連續(xù)氣流自測。氣流自測可通過保持DVC 14在壓強控制模式下而連續(xù)地檢查DVC 14的組件。連續(xù)氣流自測功能可不斷地分析一個或更多氣流階段，其將傳感器數(shù)據(jù)與控制指令進行比較，例如電流至壓強數(shù)據(jù)，以確保DVC 14能夠在必要時準確地控制緊急關(guān)斷閥12。
為確保氣流的整體性，緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)10可包括對于診斷中壓強偏離警報的測試。壓強偏離警報是當進行壓強控制的切斷時設(shè)定的，并通過其“飽和”階段發(fā)生。飽和階段是當DVC 14使最大量壓強作用于激勵器17并保持該壓強預(yù)定量時間以使壓強穩(wěn)定時的階段，然后將壓強縮減至“正?！蹦繕藟簭?，其小于飽和階段的壓強，但足以將閥插頭保持在正常位置。此壓強是使用于氣流自測的“目標”壓強，而將實際壓強保持在此目標值的能力決定了氣流自測的成功。為實現(xiàn)壓強偏離警報，DVC的存儲器52可存儲預(yù)限制并確定實際與期望壓強之差，并當一條件出現(xiàn)時設(shè)定壓強偏離警報。壓強偏離警報的出現(xiàn)時刻(即實際時間和日期)可由DVC的處理器50使用時鐘65記錄。時鐘65還可記錄壓強偏離警報時間，其是允許實際輸出壓強的最大量時間(通常以秒計)，實際輸出壓強允許與期望壓強有某一值的區(qū)別，該值大于壓強偏離警報跳閘點。
DVC的處理器50可當輸出線28上的壓強偏離了期望壓強的量超過壓強偏離警報跳閘點預(yù)定量時間時，設(shè)定壓強偏離警報狀態(tài)位。在位移偏離警報后可安置用于壓強偏離警報的邏輯。然而，釋放壓強偏離警報預(yù)定量時間的倒序計時可按設(shè)定壓強偏離警報的順序計時的一半速率進行。減小釋放壓強偏離警報預(yù)定量時間的倒計時使警報在偏離清除后堅持約十秒鐘，但壓強偏離警報的設(shè)計可使因反饋品質(zhì)的損失而出現(xiàn)的壓強信號的對稱震蕩導(dǎo)致警報被設(shè)定。
盡管本發(fā)明是參照特定實例而說明的，但這些實例的意圖僅是描繪性而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以對已公開的實施例進行各種變形、附加和刪減。
權(quán)利要求
1.一種緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)包括處理器；耦合至所述處理器的存儲器，其中在所述存儲器中存儲了緊急關(guān)斷測試過程；耦合至所述處理器的輔助輸入，其適宜接收二元信號；第一例程，其存儲在所述存儲器中并適宜在所述處理器上執(zhí)行，以響應(yīng)在輔助輸入上收到的所述二元信號而進行所述緊急關(guān)斷測試過程；和第二例程，其存儲在所述存儲器中并適宜在所述處理器上執(zhí)行，以在所述緊急關(guān)斷測試期間將所述數(shù)據(jù)存儲在所述存儲器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，進一步包括通信單元，其中通信單元耦合至處理器并與便攜通信單元通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述第一例程進一步適宜防止激活緊急關(guān)斷測試，除非激活了輔助輸入型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述第一和第二例程包括閥特定的構(gòu)成的腳本。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述緊急關(guān)斷設(shè)備包括緊急關(guān)斷閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述第二例程進一步適宜使閥插頭設(shè)定點與所述緊急關(guān)斷閥的實際閥桿位置進行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述緊急關(guān)斷測試過程包括對于所述緊急關(guān)斷閥的部分沖程測試。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中存儲在所述存儲器中的所述第二例程進一步適宜當所述閥的閥插頭移動時自動地使所述處理器從傳感器獲得數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述緊急關(guān)斷設(shè)備控制器進一步包括模擬至數(shù)字(“A/D”)轉(zhuǎn)換器，以將來自傳感器的模擬輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)供所述處理器利用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中由所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的所述模擬輸入包括選自由閥桿位移，線壓強，回路電流，和二元信號生成所構(gòu)成的模擬輸入組的一模擬輸入。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述第二例程進一步適宜在所述緊急關(guān)斷測試期間，對于一個或幾個可使所述緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束的條件，使耦合至所述處理器的多個輸入受監(jiān)視。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中從所述傳感器獲得的所述數(shù)據(jù)與一預(yù)限制進行比較。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的緊急關(guān)斷測試系統(tǒng)，其中所述條件可選自由最小部分沖程壓強，位移偏離，和閥粘附所構(gòu)成的條件組。
14.一種控制設(shè)備測試系統(tǒng)包括處理器；耦合至所述處理器的存儲器，其中在所述存儲器中存儲了控制設(shè)備測試；耦合至所述處理器的輔助輸入，其適宜接收二元信號；第一例程，其存儲在所述存儲器中并適宜在所述處理器上執(zhí)行，以響應(yīng)在輔助輸入上收到的所述二元信號而進行所述控制設(shè)備測試；第二例程，其存儲在所述存儲器中并適宜在所述處理器上執(zhí)行，以在所述控制設(shè)備測試期間從傳感器獲得數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)記錄在所述存儲器中；和通信單元，其耦合至處理器，以將數(shù)據(jù)傳達給使用者。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的控制設(shè)備測試系統(tǒng)，其中所述第一例程進一步適宜使所述輔助輸入對于具有預(yù)定時期的二元信號受監(jiān)視。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的控制設(shè)備測試系統(tǒng)，其中所述第一和第二例程包括閥特定的構(gòu)成的腳本。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的控制設(shè)備測試系統(tǒng)，其中所述控制設(shè)備包括緊急關(guān)斷閥。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的控制設(shè)備測試系統(tǒng)，其中所述第二例程進一步適宜將預(yù)定限制與所述緊急關(guān)斷閥的閥桿位置進行比較，并且若所述比較大于預(yù)定閾值則創(chuàng)建警報。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的控制設(shè)備測試系統(tǒng)，其中所述第二例程進一步適宜在控制設(shè)備測試期間監(jiān)視多個傳感器輸入，并從傳感器輸入獲得數(shù)據(jù)并將其與多個預(yù)定限制進行比較，并指示警報條件，并且若合適則使控制設(shè)備測試異常結(jié)束。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的控制設(shè)備測試系統(tǒng)，其中所述控制器進一步包括模擬至數(shù)字(“A/D”)轉(zhuǎn)換器，以將來自傳感器的模擬輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)供所述處理器使用。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的控制設(shè)備測試系統(tǒng)，其中由所述A/D轉(zhuǎn)換器測量的所述模擬輸入包括選自由閥桿位移，線壓強，和回路電流所構(gòu)成的一組傳感器輸入的一模擬輸入。
22.一種在緊急關(guān)斷閥上進行緊急關(guān)斷測試的方法，包括將緊急關(guān)斷測試腳本存儲在控制器的存儲器中；將至少一個預(yù)限制存儲在所述控制器的所述存儲器中；激活開關(guān)以進行所述緊急關(guān)斷測試，其中處理器響應(yīng)于所述開關(guān)激活；從一傳感器獲得傳感器數(shù)據(jù)并將所述傳感器數(shù)據(jù)存儲在所述存儲器中；將所述傳感器數(shù)據(jù)與至少一個預(yù)定限制進行比較，并且若所述傳感器數(shù)據(jù)與所述至少一個預(yù)定限制的區(qū)別大于預(yù)定閾值則創(chuàng)建警報。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，進一步包括若創(chuàng)建了警報則使所述緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，進一步包括將所述傳感器數(shù)據(jù)傳送至便攜通信單元。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述比較所述傳感器數(shù)據(jù)的步驟包括將閥插頭設(shè)定點與實際閥桿位置進行比較。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述存儲所述緊急關(guān)斷測試腳本的步驟包括存儲對于緊急關(guān)斷閥的部分沖程測試。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，進一步包括將來自傳感器的模擬輸入轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)供所述控制器的處理器利用。
28.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，進一步包括對于一個或幾個可使所述緊急關(guān)斷測試異常結(jié)束的條件，使耦合至所述控制器的處理器的多個輸入受監(jiān)視。
全文摘要
一種緊急關(guān)斷測試，其中緊急關(guān)斷測試包括緊急關(guān)斷設(shè)備控制器和傳感器以向控制器提供數(shù)據(jù)。緊急關(guān)斷設(shè)備控制器包括處理器，耦合至處理器的存儲器，和耦合至處理器的輔助輸入，其中緊急關(guān)斷測試存儲在存儲器中，而輔助輸入適宜接收二元信號和傳感器數(shù)據(jù)。第一例程存儲在所述存儲器中并適宜在處理器上執(zhí)行，以響應(yīng)在輔助輸入上收到的二元信號而進行緊急關(guān)斷測試。該存儲器還適宜存儲第二例程，其中第二例程適宜在處理器上執(zhí)行以在緊急關(guān)斷測試期間使傳感器數(shù)據(jù)存儲在存儲器中。處理器將多個預(yù)定限制與收到的傳感器數(shù)據(jù)進行比較以確定閥是否完全可操作或可能存在問題。
文檔編號G05B23/02GK1509428SQ02809929
公開日2004年6月30日 申請日期2002年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月5日
發(fā)明者吉米·L·斯諾巴格爾, 里亞茲·M·阿里, M 阿里, 吉米 L 斯諾巴格爾 申請人:費希爾控制國際公司