專利名稱：具有集成式故障指示器的緊急隔離閥控制器的制作方法
具有集成式故障指示器的緊急隔離閥控制器發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及閥控制器，并且尤其涉及用于緊急隔離閥(emergency isolation valve, EIV)的帶有集成的故障指示器的智能閥控制器。發(fā)明背景當(dāng)在本文中使用時(shí)，該用語智能閥是指具有本地化布置的微處 理器或者芯片的計(jì)算機(jī)控制閥，該微處理器或者芯片被編程，用于 適應(yīng)性地對變化狀況做出響應(yīng)。已知的智能閥系統(tǒng)及遙控安全邏輯解算器可以配置成與中央監(jiān)測計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接；然而，由于要求在該分布式機(jī)構(gòu)比如安全裝置之間的通訊鏈接，這種用于化學(xué)或者石 油處理設(shè)施中的配置導(dǎo)致相當(dāng)數(shù)量的管理成本。由于這些智能閥系 統(tǒng)以及遠(yuǎn)程安全邏輯解算器為分開的實(shí)體，但兩者都用于EIV控制， 因此那些管理成本更是增加?，F(xiàn)有的智能閥系統(tǒng)包括EIV的集成式組件、促動器、電磁閥、 智能閥控制器、本地控制面板以及設(shè)備內(nèi)(plant-wide)緊急關(guān)停(ESD ， emergency shutdown)系統(tǒng)。每個(gè)智能閥系統(tǒng)使用該智能閥控制器而在 例行功能測試的過程中控制EIV的行程，但在很大程度上依賴于用 于邏輯的設(shè)備內(nèi)ESD系統(tǒng)的硬接線式輸/v/輸出通道，該邏輯^皮要求 通過現(xiàn)場內(nèi)的單個(gè)智能閥裝置以及EIV的本地控制面板來提供本地 控制。雖然現(xiàn)有的系統(tǒng)在一定程度上提供了安全儀表化功能的本地控 制，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備內(nèi)ESD系統(tǒng)的本地控制的實(shí)施成本非常高。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的 一組本地控制動作執(zhí)行的成本高，該本地控 制動作用于每個(gè)EIV,以便為每個(gè)特定的應(yīng)用完成安全儀表化功能。
存在將邏輯進(jìn)行集成的必要，要求該邏輯執(zhí)行與用于智能閥控制器內(nèi)的每個(gè)EIV的安全儀表化功能相關(guān)的本地控制，以便減小整 個(gè)ESD輸入/輸出(I/0)要求，并且用于提供顯著的成本節(jié)約，同時(shí)執(zhí) 行增強(qiáng)的故障監(jiān)測與檢測。在現(xiàn)有技術(shù)中可以獲得許多系統(tǒng)，該系統(tǒng)監(jiān)測現(xiàn)場內(nèi)的裝置， 并且通過對這些基于現(xiàn)場的裝置的問題進(jìn)行檢測，而提供診斷警報(bào)。 然而，這種已知的系統(tǒng)要求輔助的計(jì)算機(jī)，以便提供所需要的監(jiān)測 以及診斷功能。此外，操作員或者維護(hù)技術(shù)人員必須使用具有特殊 診斷軟件的獨(dú)立計(jì)算機(jī)，以便對在EIV功能測試過程中以及在相關(guān) 測試診斷中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。此外，現(xiàn)有的安全閥產(chǎn)品提供了遠(yuǎn)程診斷，但現(xiàn)在可獲得的、 用于商業(yè)處理及控制系統(tǒng)的這種產(chǎn)品不包括安裝在現(xiàn)場內(nèi)的裝置上 的本地指示器，用于執(zhí)行這種監(jiān)測以及診斷功能。因此需要存在一種裝置，該裝置通過在內(nèi)部監(jiān)測EIV以及它們 的相關(guān)EIV控制系統(tǒng)，而為處理設(shè)備的操作員以及維護(hù)人員簡化了 操作，同時(shí)該裝置提供本地指示器，用于當(dāng)檢測到問題時(shí)，用信號 表明被檢測問題的存在?，F(xiàn)有的已知監(jiān)測系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是警報(bào)過載；即，過多警報(bào)的 觸發(fā)產(chǎn)生人員警示疲勞，該警報(bào)與大量的監(jiān)測裝置相關(guān)聯(lián)，該監(jiān)測 裝置對大型系統(tǒng)或者處理設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)生成警示或警告指示及 警報(bào)的少數(shù)嚴(yán)重危險(xiǎn)狀況分散于其它具有不太嚴(yán)重問題的警示指示 中時(shí)，該人員警示疲勞可能造成重大問題。需要存在一種用于人員的筒單指示器，用于指示處理系統(tǒng)比如 EIV或者設(shè)施內(nèi)的問題，該問題可以容易地由人員識別或確認(rèn)為嚴(yán) 重，從而便于采取立即行動。已知的用于監(jiān)測故障的安全產(chǎn)品以及裝置可以追蹤故障的發(fā) 生，但卻無法提供運(yùn)行時(shí)鐘，該運(yùn)行時(shí)鐘本地化地在該安全裝置處 追蹤故障。因此，識別故障并且記錄該故障發(fā)生時(shí)間的能力匱乏減
小了追蹤故障的精度。
需要存在一種本地化地安置的時(shí)鐘，其追蹤檢得故障。
已知的監(jiān)測以及檢測系統(tǒng)提供有限的警凈艮以及警告性能。比如，
Buell的美國專利第302,980號描述了同時(shí)使用本地以及遠(yuǎn)程中央站 警報(bào)指示的滅火器及警報(bào)系統(tǒng)，但沒有通過使用智能閥控制器來利 用或測試EIV。
Fitzgerald的美國專利第4,976,144號以及第5，197,328號描述了 一種診斷控制器，用于測試并確定氣動閥的運(yùn)行狀況。然而，F(xiàn)itzgerald 的診斷控制器完全地沖擊閥，并且因此中斷正常運(yùn)行。該診斷控制 器也要求便攜式外部計(jì)算機(jī)連接到氣動線路上，用于在測試過程中 收集數(shù)據(jù)。
Arcella等的美國專利第5,329,465號描述了在線閥監(jiān)測系統(tǒng)，其 依賴于遠(yuǎn)程定位的專家系統(tǒng)來分析閥數(shù)據(jù)，并且用來發(fā)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù) 中的趨勢，但卻沒有公開本地診斷及指示器系統(tǒng)。
Malone的美國專利第5,425,316號描述了 一種用于廢棄物處理系 統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有傳感器，用于測量遍布該廢棄物處 理系統(tǒng)的狀況，以便改善廢棄物焚化燃燒室的效率，而不是用于測 試EIV。
Lenz等的美國專利第5,573,032描述了具有壓力反饋以及其它診 斷功能的閥定位器，但是閥定位器缺乏內(nèi)部診斷，并且因此無法具 有檢測出的故障的任何本地指示。
Makel等的美國專利第5，586,050描述了一種用于液化天然氣 (LNG)站的遠(yuǎn)程可控制管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)同時(shí)使用本地以及遠(yuǎn)程 中央站警報(bào)指示。然而，該管理系統(tǒng)依賴于遠(yuǎn)程定位主計(jì)算機(jī)，用 于緊急報(bào)警以及關(guān)閉特征。該管理系統(tǒng)沒有描述EIV,并且沒有提供 基于內(nèi)部診斷的本地故障指示。
Seberger等的美國專利第5,684,451描述了一種用于與儀表進(jìn)行 數(shù)字通訊的控制系統(tǒng)，以便執(zhí)行診斷操作，該診斷操作用于與電-氣
動閥定位器一起使用，但沒有建議提供與安全相關(guān)的EIV板載式診 斷以及本地指示器，用于警告檢得失效。
Essam的美國專利第6，089,269描述了與部分行程控制器連接的 緊急閥，用于在預(yù)定的時(shí)間執(zhí)行部分行程測試，但卻沒能提供任何 板載式診斷以及任何用于檢得失效的本地指示器。
Metso等的美國專利第6,131,609描述了一種方法以及裝備，其 通過使用板載式傳感器來調(diào)查控制閥的狀況，診斷編程于該控制閥 的數(shù)字定位器內(nèi)。然而，當(dāng)檢測到故障時(shí)，這種檢測被傳達(dá)到位于 監(jiān)測室內(nèi)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，該監(jiān)測室位于分開的控制建筑物內(nèi)， 而不是提供檢得故障的本地指示警告。
Winchcomb等的美國專利第6,176，247 Bl號描述了一種使用與安 全相關(guān)的最終元件比如EIV的板載式診斷來校驗(yàn)安全裝置可用性的 裝置，并且檢得故障被傳達(dá)到遠(yuǎn)程通訊接口(RCI)，而與提供故障的 本地指示相區(qū)別。
Friend等的美國專利第US 6，283,138 Bl號描述了一種卸壓閥監(jiān) 測裝置，其同時(shí)使用本地以及遠(yuǎn)程中央站警報(bào)指示來檢測卸壓閥內(nèi) 的故障，而不是檢測EIV內(nèi)的故障。
Albuaijan的美國專利第6,435,022 Bl號描述了一種部分"f亍程測試 (stroke test)系統(tǒng)，其使用限位開關(guān)發(fā)明來控制在線測試過程中閥的行 程，但缺乏板載式診斷以及檢得失效的本地指示。
Mack的美國專利第6，631,882 B2號描述了一種測試裝備，用于 在流程運(yùn)行時(shí)對關(guān)閉裝置進(jìn)行測試，但要求使用遠(yuǎn)程定位的可編程 邏輯控制器，以便在檢測到測試失效狀況后執(zhí)行測試以及警報(bào)功能。 沒有提供板載式自診斷，并且不具有檢得故障的本地指示。
Junk等的美國專利第6,678,584號描述了 一種方法以及裝備，用 于在氣動控制回路內(nèi)為控制閥執(zhí)行診斷，但缺乏提供檢得危險(xiǎn)故障 的本地指示。
發(fā)明概要
本發(fā)明包括帶有集成功能指示器的緊急隔離閥控制器，該緊急
隔離閥控制器充分地靠近該安全裝置(比如EIV)而本地化地安置，用 于提供板載式診斷以及檢得故障的本地指示，并且用于提供在化學(xué) 處理或者其它設(shè)施中的改善的故障監(jiān)測及故障檢測性能。
本發(fā)明擴(kuò)展了智能閥控制器的性能，以便結(jié)合邏輯以及本地接 口性能，該邏輯以及本地接口性能被要求執(zhí)行安全儀表化功能，該 安全儀表化功能與該智能閥控制器內(nèi)的緊急隔離閥相關(guān)。本發(fā)明的 使用減小了每個(gè)智能閥所需要的設(shè)備內(nèi)緊急關(guān)停系統(tǒng)I/O連接的復(fù)雜 性。
本發(fā)明包括本地邏輯解算器，其與本地智能閥控制器一起運(yùn)行， 以便控制并測試本地的現(xiàn)場安裝式緊急隔離(或者中斷)閥(EIV)裝 置，該裝置在現(xiàn)場內(nèi)提供裝置上的故障本地指示。因此，該綜合系 統(tǒng)的運(yùn)行比較簡單，即不再需要使用外部計(jì)算機(jī)來診斷問題。此外， 現(xiàn)場內(nèi)的技術(shù)人員以及操作員在本地被警示具有嚴(yán)重問題，從而使 他們可以立即采取任何必要的安全預(yù)防措施，和/或采取其它適當(dāng)行 動，包括通知專家以便進(jìn)一步診斷該問題。
此外，本發(fā)明提供一種指示器燈。在正常運(yùn)行過程中，當(dāng)正在 被監(jiān)測的閥恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用時(shí)，該指示器燈具有穩(wěn)定的開啟(ON)狀 態(tài)；當(dāng)該裝置自身帶有的內(nèi)部診斷檢測出故障時(shí)，該指示器燈變?yōu)?閃爍狀態(tài)。此外，當(dāng)處于通常地穩(wěn)定開啟狀態(tài)的指示器燈處于穩(wěn)定 的關(guān)閉(OFF)狀態(tài)時(shí)，照明裝置，比如該指示器燈的燈已經(jīng)被燒壞或 該正被監(jiān)測的裝置停止工作。
通過在非常接近處，比如在充分地靠近該正^皮監(jiān)測的裝置處， 提供穩(wěn)定的開啟、閃爍或者穩(wěn)定的關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)操作員或者維護(hù)人 員正在執(zhí)行例行目視檢查時(shí)，該裝置的狀況可以容易地—皮確定。因 此，當(dāng)特定裝置在嚴(yán)重降級狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，本發(fā)明的該指示器燈的運(yùn) 行狀態(tài)警示負(fù)責(zé)的操作員、安全檢查員以及其他人員。
此外，本發(fā)明向設(shè)備人員警示EIV上的主要問題，該EIV作為 關(guān)鍵安全控制系統(tǒng)的一部分而安裝。這些主要問題包括缺陷和故障， 這些缺陷和故障將使EIV無法執(zhí)行其安全功能，比如閥卡住(valve stuck)狀況、軸斷裂狀況以及某種狀況，在該狀況下，該EIV的促動 器內(nèi)部構(gòu)件的損壞會阻止該EIV移動到失效保護(hù)狀態(tài)。只有當(dāng)這些 主要問題出現(xiàn)時(shí)，公共故障指示器燈才會被觸發(fā)。
本發(fā)明可以應(yīng)用到其它監(jiān)測裝置中，比如智能電磁閥，該智能 電磁閥監(jiān)測不同類型的內(nèi)部失效，包括跨越閥端口的顯著差壓及觸 發(fā)線圈溫度或電流。
本發(fā)明僅僅監(jiān)測并且指示危險(xiǎn)的、通常未被檢測出的失效，該 失效將使該裝置預(yù)期的安全功能無法實(shí)現(xiàn)，其中該監(jiān)測功能以及指 示器信號屬于在裝置的位置處提供給現(xiàn)場內(nèi)人員的裝置。
此外，本發(fā)明可以用于追蹤故障以及用于校驗(yàn)安全系統(tǒng)性能。 由于設(shè)備處理或者其它產(chǎn)品系統(tǒng)必須檢查并例行地維護(hù)其安全系 統(tǒng)，以確保它們所要求的性能等級，比如根據(jù)原始設(shè)備安全準(zhǔn)則的 性能等級，本發(fā)明用于提供所要求的系統(tǒng)性能記載。當(dāng)安全裝置內(nèi) 的危險(xiǎn)故障被檢測到時(shí)，內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘登記或者記錄與該故障一皮檢 測到的時(shí)間相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且這種所謂的時(shí)間標(biāo)記(time stamping) 將繼續(xù)直到該故障被糾正。通過這種方式，安全裝置在不能運(yùn)行狀 態(tài)下運(yùn)行的時(shí)間可以:故追蹤并且記載，從而使對整個(gè)安全儀表化系 統(tǒng)性能的影響可以4皮更加精確地評估。而且，本發(fā)明的運(yùn)行時(shí)鐘以 及時(shí)間戳特征可以在正被監(jiān)測的裝置處本地化地執(zhí)行。
正如將被那些本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所理解，可以被利用以 便觸發(fā)公共故障指示器的特定類型的診斷系統(tǒng)并不局限于上述具體 的舉例以及功能。本發(fā)明的方法以及系統(tǒng)可以應(yīng)用到可能在將來開 發(fā)出的此類新系統(tǒng)中。
附圖簡述
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中

圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意性方框圖； 圖2展示了指示器燈的運(yùn)行流程圖；圖3展示了該系統(tǒng)內(nèi)預(yù)定的主要問題的檢測流程圖；以及 圖4展示了用于追蹤檢得故障過程的流程圖。發(fā)明詳述如圖1至圖4所示，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)以及方法，用于管理 設(shè)備處理風(fēng)險(xiǎn)，其包括增強(qiáng)的功能指示器、以及閥控制器內(nèi)的邏輯 與本地4^口能力，該閥控制器與所安裝的EIV相關(guān)聯(lián)，用于與位于 該智能閥控制器自身內(nèi)的緊急隔離閥(EIV)—起執(zhí)行特定的安全儀表 化功能(SIF)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括當(dāng)最終元件通過改善的測試特征以 及增強(qiáng)的通訊而得以增加時(shí)，通過減少的I/O和改進(jìn)的每個(gè)EIV的 診斷范圍，從而減小了設(shè)備內(nèi)ESD系統(tǒng)的覆蓋區(qū)(footprint)或者尺寸。該智能閥控制器可以以比如已知方式實(shí)行，以便提供描述于美 國專利第6,186,167號以及申請?jiān)粸?002年4月5曰的美國專利申 請第10/116,940號中的裝備中，它們中每一個(gè)的公開通過引用而全 文結(jié)合于此。本發(fā)明的集成式故障指示器以及智能控制器的實(shí)施，減少了每 個(gè)智能閥裝置所需要的設(shè)備內(nèi)緊急關(guān)停系統(tǒng)輸入/輸出的復(fù)雜性，包 括裝置比如帶有緊急關(guān)停(ESD)閥的數(shù)字閥控制器。本發(fā)明利用用于 安全儀表化系統(tǒng)通訊協(xié)議的新興基礎(chǔ)現(xiàn)場總線，以便增加診斷信息 從現(xiàn)場裝置到設(shè)備內(nèi)ESD系統(tǒng)的流動，并提供安全通訊鏈接，以允 許最終元件或者EIV直接與ESD主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通訊。如圖1所示，本發(fā)明的系統(tǒng)10提供了本地控制面板(LCP)12, 本地控制面板(LCP)12內(nèi)容納有多個(gè)控制件，比如閥開啟按4丑14、 閥關(guān)閉按鈕16、閥測試按鈕18、閥開啟指示器燈20、閥關(guān)閉指示器 燈22以及準(zhǔn)備開啟指示器燈24。在本發(fā)明中，該本地控制面板12
直接與本地邏輯解算器26接口連接，該本地邏輯解算器26連接于 智能閥控制器28，該智能閥控制器28容納于集成式閥控制器和本地 邏輯解算器組件30內(nèi)。本地邏輯解算器26完全可能容納于本地控 制面板12內(nèi)。我們想要允許這種靈活性。該本地邏輯解算器26可 以包括遠(yuǎn)程安全邏輯和通訊接口的結(jié)合，并且該遠(yuǎn)程安全邏輯與設(shè) 備控制中心相距較遠(yuǎn)。該本地控制面板12在本地充分地靠近該本地 邏輯解算器26而安置，并且通過傳輸通道32，比如有線或無線連接 方式而連接，用于傳遞本地控制以及測試所需要的離散信號。來自電源34的電力提供給該本地邏輯解算器26,備選地，該電 力可以作為24V的直流電源，通過通訊鏈接38而供應(yīng)，該直流電源 優(yōu)選地獨(dú)立于該設(shè)備內(nèi)的電網(wǎng)。該本地邏輯解算器26可以^f昔助通訊 鏈接38而連接到該設(shè)備內(nèi)ESD邏輯解算器36,該通訊鏈接38優(yōu)選 地符合FF-SIS通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以便對本地邏輯解算器26提供全球的 ESD設(shè)備內(nèi)(plant-wide)交易和許可。不像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，依賴設(shè)備內(nèi)ESD系統(tǒng)及其邏輯解算器 36來引導(dǎo)這些本地控制功能，本發(fā)明的集成式閥控制器與本地邏輯 解算器組件30，作為用于特定的EIV 40的本地安全儀表化功能邏輯 解算器而使用，該集成式閥控制器與本地邏輯解算器組件30內(nèi)的本 地邏輯解算器26,本地化地安裝于該EIV40，并有效地連接到該EIV 40。該集成式閥控制器與本地邏輯解算器組件30具有控制器氣動輸 出端42，控制器氣動輸出端42有效地連接到EIV 40的EIV促動器 44上。來源于該設(shè)備內(nèi)ESD邏輯解算器36的離散輸出端46可以與 傳統(tǒng)的電-氣動電磁閥結(jié)合使用，以便與智能閥定位器一起提供二選 一決策的失效保護(hù)體系。差壓(DP)變送器許用(permissive)48由本地 登入解算器26遠(yuǎn)程地監(jiān)測，并且該差壓變送器許用48防止開啟該EIV 40，直到跨越該EIV 40的壓力已經(jīng)均衡。這種測量也可以用來診斷 導(dǎo)致泄露的閥座損壞。
該本地邏輯解算器26可以為連接于已知智能閥控制器的可擴(kuò) 充、可編程ESD邏輯解算器，從而不必修改用于像控制器28那樣實(shí) 施的已知智能閥控制器。然而，如果特殊場合需要的話，可以進(jìn)行 這種修改并且修改后的裝置根據(jù)本發(fā)明而使用。本發(fā)明把對每個(gè)EIV 40的控制從中央設(shè)備內(nèi)ESD系統(tǒng)分布于每 個(gè)單個(gè)智能閥控制器28中，該智能閥控制器28特別地配置成用于 所要求的安全儀表化功能，該安全儀表化功能與各自的EIV40相關(guān)。此外，本發(fā)明以故障燈50和/或其它可聽或可視發(fā)信裝置的形 式，在該本地控制面板12上提供了本地閥測試診斷指示器。該閥測 試診斷指示器50利用在線功能測試過程中從智能閥控制器28的板 載存儲器52中收集的數(shù)據(jù)。該閥測試診斷指示器50將在線功能測 試的收集數(shù)據(jù)與在前次在線功能測試過程中收集并且存儲于存儲器 52內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，且該閥測試診斷根據(jù)測試之間的預(yù)定并顯著 的數(shù)據(jù)值變化而觸發(fā)警報(bào)。這種差異可以在一定等級被編程，使得 該差異不被操作員檢測到。用于比較的顯著變化包括過量行程偏離、 氣動系統(tǒng)檢查或該智能閥控制器28的其它功能參數(shù)。該故障燈50安裝在該本地控制面板12上，以便可以清楚地被 看到，從而當(dāng)測試進(jìn)行時(shí)，可以向操作員或者其他人員警示檢得問 題。該測試可以手動地啟動，或者作為應(yīng)用于該裝置的自動運(yùn)行的 自診斷程序的一部分而啟動。因此，該操作員可以馬上采取正確行 動，而不需要將診斷程序化的計(jì)算機(jī)連接到智能閥控制器28并且花 費(fèi)額外的時(shí)間來分析測試結(jié)果。該故障燈50的使用提供了一種用戶 友好的指示器，該用戶友好的指示器利用可以從現(xiàn)有技術(shù)已知的智 能控制器中獲得的本來就有的診斷性能。此外，本發(fā)明提供了用于本地閥控制的公共平臺，其使用基礎(chǔ) 現(xiàn)場總線安全儀表化系統(tǒng)(FFSIS)邏輯作為標(biāo)準(zhǔn)化的通訊協(xié)議，該公 共平臺同時(shí)用于閥行程監(jiān)測、閥測試及數(shù)據(jù)收集，以及用于診斷警 報(bào)與警示。
在運(yùn)行時(shí)，本發(fā)明延展了智能閥控制器的性能，以便包括邏輯 和本地接口性能，該邏輯和本地接口性能被要求執(zhí)行與緊急隔離閥 相關(guān)的安全儀表化功能，該緊急隔離閥容納于該智能閥控制器內(nèi)。 本發(fā)明的使用同時(shí)減小了需要用于每個(gè)智能閥的設(shè)備內(nèi)緊急關(guān)停系 統(tǒng)1/0連接的復(fù)雜性。本發(fā)明在智能閥40上提供一種故障本地指示，該故障本地指示 安裝在現(xiàn)場內(nèi)。備選地，該故障指示器可以包括在本地控制面板(LCP)12內(nèi)，與該閥40相隔一定距離，并且位于安全且方便的位置。 因此，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行比較簡單，即不再需要使用外部計(jì)算機(jī)來診 斷問題。此外，現(xiàn)場內(nèi)的技術(shù)人員以及操作員在本地被警示具有嚴(yán) 重問題，從而使他們在注意到問題后馬上采取任何必要的安全預(yù)防 措施，并且當(dāng)需要進(jìn)一步診斷問題時(shí)，可以立即通知專家。正如通過描述將被理解一樣，本發(fā)明提供了靈活性，該靈活性 包括本地邏輯的新穎特征、自診斷指示器以及裝配于單獨(dú)殼體內(nèi)的 故障計(jì)時(shí)器的新穎特征或者使用圖1所示分立式體系的新穎特征， 在圖1中，該本地控制面板與該EIV控制器分離，并且該邏輯放置 在該本地控制面板內(nèi)或者閥控制器內(nèi)。此外，如圖2所示，本發(fā)明使用該本地邏輯解算器26來控制該 指示器燈50,當(dāng)正被監(jiān)測的裝置40在正常運(yùn)行過程中滿意地或者"健 康地"進(jìn)行時(shí)，該指示器燈50處于穩(wěn)定的開啟狀態(tài)，并且當(dāng)故障被 攜帶于該裝置40上的內(nèi)部診斷以及智能閥控制器28檢測出時(shí)，該 指示器燈50變?yōu)殚W爍狀態(tài)。此外，當(dāng)正常情況下穩(wěn)定開啟的指示器 燈處于穩(wěn)定關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，照明裝置操作員將知道該指示器燈50的發(fā) 光二極管、燈泡或者其它照明裝置已經(jīng)失效，或者知道該被監(jiān)測的 裝置40停止工作。該系統(tǒng)的運(yùn)行通過在步驟54中觸發(fā)該指示器燈50,使該指示器 燈50處于穩(wěn)定開啟狀態(tài)而開始，并且在步驟56中，該正^皮監(jiān)測的 裝置的狀態(tài)被檢查。如果在步驟58當(dāng)中沒有檢測出故障，則該方法
向后循環(huán)，以便在步驟56中繼續(xù)監(jiān)測該裝置。然而，如果在步驟58 當(dāng)中檢測到故障，則該指示器燈50在步驟60中被觸發(fā)而處于閃爍 狀態(tài)，以便指示該正被監(jiān)測裝置內(nèi)的故障狀況。通過充分地靠近該正被監(jiān)測裝置40而提供穩(wěn)定開啟狀態(tài)、閃爍 狀態(tài)或者穩(wěn)定關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)操作員或者維護(hù)人員正在執(zhí)行例行目視 檢查時(shí)或者僅僅經(jīng)過該位置時(shí)，該裝置40的狀況可以容易地被確定。 也可以觸發(fā)可聽警報(bào)信號，用于伴隨該閃爍燈的警告。因此，當(dāng)特 定裝置以嚴(yán)重降級狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，本發(fā)明指示器燈50的運(yùn)行狀態(tài)可用 于警示操作員和人員。此外，如在圖3中示意性地展示的一樣，本發(fā)明采用本地邏輯 解算器26向設(shè)備人員警示預(yù)定的一組主要問題中的任何一個(gè)問題的 發(fā)生，這些問題存在于EIV上，EIV作為關(guān)鍵安全控制系統(tǒng)的一部 分而安裝。主要問題可以包括缺陷以及故障，這些缺陷以及故障將 使EIV無法運(yùn)行，并且將防止EIV執(zhí)行其安全功能，并且將包括閥 卡住狀況、軸斷裂狀況以及某種狀況，在該狀況下，對該EIV的促 動器內(nèi)部構(gòu)件的損壞會阻止該EIV移動到失效保護(hù)狀態(tài)。只有當(dāng)這 些主要問題出現(xiàn)時(shí)，公共故障指示器燈50才會被觸發(fā)。參考圖2至圖3,在圖2中檢測故障的步驟58通過圖3中的步 驟62-74而執(zhí)行，在圖3中，該方法從步驟62中的故障檢測開始， 并且在步驟64中僅僅檢測預(yù)定的主要問題。該方法然后在步驟66 中檢查是否有閥卡住狀況。如果有，那么該方法直接移動到步驟72, 以便將故障檢測狀態(tài)設(shè)置為真(TRUE),然后在步驟74中結(jié)束該故障 檢測過程，以便繼續(xù)進(jìn)行圖2中的步驟60。然而，如果在步驟66中沒有檢測出閥卡住狀況，那么該方法確 定在步驟68中是否有軸斷裂狀況。如果有，那么該方法直接移動到 步驟72，以便將故障檢測狀態(tài)設(shè)置為真，然后在步驟74中結(jié)束該故 障檢測過程，以便繼續(xù)進(jìn)行圖2中的步驟60 。然而，如果在步驟68中沒有檢測出軸斷裂狀況，那么該方法在
步驟70中確定是否有任何促動器內(nèi)部構(gòu)件損壞，該促動器內(nèi)部構(gòu)件 損壞會阻止EIV 40移動到預(yù)定的失效保護(hù)狀況。如果有，那么該方 法繼續(xù)進(jìn)行步驟72，以便將故障檢測狀態(tài)設(shè)置為真，然后在步驟74 中結(jié)束該故障;險(xiǎn)測過程，以便繼續(xù)進(jìn)行圖2中的步驟60。然而，如 果在步驟70中沒有檢測出損壞，那么該方法繼續(xù)進(jìn)行步驟74,以便 在沒有將故障檢測狀態(tài)設(shè)置為真的情況下結(jié)束故障檢測，并且繼續(xù) 進(jìn)行圖2中的步驟60。本發(fā)明可以應(yīng)用到其它監(jiān)測裝置中，比如智能電磁閥，其監(jiān)測 不同類型的內(nèi)部失效，比如跨越閥端口的預(yù)期差壓的顯著偏離，以 及電子線圈運(yùn)行溫度和所引起的電流。本發(fā)明僅僅監(jiān)測并且指示危險(xiǎn)的、通常未被檢測出的失效，該 失效將使該裝置的預(yù)期安全功能無法實(shí)現(xiàn)，該監(jiān)測以及指示由本地 指示器提供給監(jiān)測裝置附近的現(xiàn)場人員。參考圖4，本發(fā)明同時(shí)用于追蹤故障并且用于校驗(yàn)安全系統(tǒng)的性 能。為了恰當(dāng)?shù)毓芾碓O(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)備處理必須檢查并例行地維護(hù)其 安全系統(tǒng)，以確保它們以所要求的性能等級，比如規(guī)定于原始設(shè)備 安全設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中的性能等級而發(fā)揮功能。本發(fā)明包括增強(qiáng)的故障追 蹤能力，用于提供所要求的系統(tǒng)性能記載。當(dāng)檢測到安全裝置內(nèi)的 危險(xiǎn)故障時(shí)，本發(fā)明的本地邏輯解算器26在步驟76中追蹤該檢得 故障，并且使用來自本地邏輯解算器26的內(nèi)部時(shí)鐘53的數(shù)據(jù)在步 驟78中來記錄時(shí)間戳，以便標(biāo)記檢得故障發(fā)生的時(shí)間。該方法然后繼續(xù)進(jìn)行該程序進(jìn)程，以便確定該故障是否在步驟80 中已經(jīng)被清除。如果沒有，那么該方法向后循環(huán)到步驟78,并且時(shí) 間標(biāo)記將繼續(xù)進(jìn)行，直到該故障被清除。當(dāng)該檢得故障已被清除后， 該方法繼續(xù)進(jìn)行步驟82，以便停止追蹤。在這種運(yùn)行才莫式中，安全 裝置40在不能運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)行的時(shí)間可以被追蹤并且被記載，從而 對整個(gè)安全儀表化系統(tǒng)性能的影響可以被更加精確地評估。而且， 本發(fā)明的運(yùn)行時(shí)鐘以及時(shí)間標(biāo)記特征可以;波本地邏輯解算器26本地
化地執(zhí)行。雖然本文已經(jīng)展示并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理 解，這種實(shí)施例僅通過舉例的方式提供。在不脫離本發(fā)明的情況下， 大量的變型、改變以及替換方案將為那些熟悉本領(lǐng)域的人所想到。 因此，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍旨在僅由權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種用于閥裝置現(xiàn)場監(jiān)測的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括本地智能閥控制器，用于控制、測試以及監(jiān)測所述閥裝置的運(yùn)行；本地邏輯解算器，其充分地靠近所述閥裝置，用于與所述本地智能閥控制器一起運(yùn)行以便進(jìn)行所述測試，并用于監(jiān)測所述閥裝置的運(yùn)行特性；以及本地控制面板，其包括故障指示器燈，所述本地控制面板充分地靠近所述閥裝置而安置，并且可操作地連接到所述本地邏輯解算器上，用于對所述閥裝置的所述測試以及監(jiān)測進(jìn)行響應(yīng)，以便控制所述故障指示器燈的觸發(fā)，用于讓在所述本地控制面板附近的人員觀察。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閥裝置是緊急 隔離閥(EIV)。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)在所述閥裝置內(nèi) 或者在有效地連接到所述閥裝置的促動器內(nèi)沒有檢測出故障時(shí)，所 述故障指示器燈處于穩(wěn)定的開啟狀態(tài)。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)在所述閥裝置內(nèi) 或者在有效地連接到所述閥裝置的促動器內(nèi)檢測到故障時(shí)，所述故 障指示器燈處于閃爍狀態(tài)。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所迷本地邏輯解算 器被編程為對多個(gè)預(yù)定的故障狀況進(jìn)行測試。
6. 如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所迷多個(gè)預(yù)定的故 障狀況包括閥卡^主的狀況； 軸斷裂的狀況；以及 促動器損壞的狀況。
7. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述本地邏輯裝置 包括內(nèi)部時(shí)鐘；并且其中，根據(jù)在所述閥裝置內(nèi)或者在所述閥裝置的相關(guān)促動器內(nèi) 的故障檢測，所述本地邏輯裝置記錄時(shí)間戳，所述時(shí)間戳開始于故 障狀況檢測的時(shí)間，并結(jié)束于所述故障的糾正。
8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述本地邏輯解算 器利用用于安全儀表化系統(tǒng)(FF-SIS)通訊協(xié)議的基礎(chǔ)現(xiàn)場總線而連接 于設(shè)備內(nèi)通訊及顯示系統(tǒng)。
9. 一種用于閥裝置現(xiàn)場監(jiān)測的方法，包括如下步驟 使用本地智能閥控制器來管理所述閥裝置的運(yùn)行； 安置本地邏輯解算器，使其充分地靠近所述閥裝置，并且有效地連接到所述智能閥控制器；隨同所述本地智能閥控制器運(yùn)行所述本地邏輯解算器，以便在 所述閥裝置上進(jìn)行測試；隨同所述本地智能閥控制器運(yùn)行所述本地邏輯解算器，以便監(jiān) 測所述閥裝置的運(yùn)行特性；安置具有故障指示器燈的本地控制面板，使其充分地靠近所述 閥裝置；有效地將所述本地控制面板連接到所述本地邏輯解算器上； 響應(yīng)于所述閥裝置的測試和監(jiān)測狀況，控制所述故障指示器燈 的觸發(fā)；其中所述被觸發(fā)的故障指示器燈處于所述本地控制面板附近人 員的4見野內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，管理所述閥裝置 運(yùn)行的步驟包括如下步驟使用所述本地智能閥控制器來控制、測試并監(jiān)測所述閥裝置的 運(yùn)行。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述閥裝置為緊 急隔離閥(EIV)。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟 進(jìn)行測試，以便檢測所述閥裝置內(nèi)或者有效地連接到所述閥裝置上的促動器內(nèi)的故障；以及當(dāng)沒有檢測出故障時(shí)，觸發(fā)所述故障指示器燈，使其處于穩(wěn)定 的開啟狀態(tài)。
13. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟 進(jìn)行測試，以便檢測所述閥裝置內(nèi)或者有效地連接到所述閥裝置上的促動器內(nèi)的故障；以及當(dāng)檢測出故障時(shí)，觸發(fā)所述故障指示器燈，使其處于閃爍狀態(tài)。
14. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟 對所述本地邏輯解算器進(jìn)行編程，以便進(jìn)行測試。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟 使用所述已編程的本地邏輯解算器來對多個(gè)預(yù)定故障狀況進(jìn)行測試。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)預(yù)定故 障狀況包括卡住閥的狀況； 斷裂軸的狀況；以及 損壞促動器的狀況。
17. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟 進(jìn)行測試，以便檢測所迷閥裝置內(nèi)或者與所述閥裝置相關(guān)聯(lián)的促動器內(nèi)的故障；以及根據(jù)所述閥裝置內(nèi)或者與所述閥裝置相關(guān)聯(lián)的促動器內(nèi)的故障 的檢測，使用所述本地邏輯裝置的內(nèi)部時(shí)鐘記錄時(shí)間戳，所述時(shí)間 戳開始于故障狀況檢測的時(shí)間并結(jié)束于所述故障狀況#皮糾正的時(shí) 間。
18. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如下步驟 使用用于安全儀表化系統(tǒng)(FF-SIS)通訊協(xié)議的基礎(chǔ)現(xiàn)場總線將所 述本地邏輯解算器連接到設(shè)備內(nèi)通訊及顯示系統(tǒng)上。
19. 一種用于閥裝置現(xiàn)場監(jiān)測的方法，包括如下步驟 提供充分地靠近所述閥裝置并且有效地連接到所述閥裝置上而安置的本地智能閥控制器、本地邏輯解算器以及本地控制面板；響應(yīng)于所述閥裝置的測試和監(jiān)測狀況，控制安置于所述本地控制面板上的故障指示器燈的觸發(fā)；其中，所述被觸發(fā)的故障指示器燈對于所述本地控制面板附近的人員是可見的。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述閥裝置為緊 急隔離閥(EIV)。
全文摘要
本地邏輯解算器(26)與本地智能閥控制器(28)一起運(yùn)行，以便控制并測試本地現(xiàn)場安裝的緊急隔離閥裝置(40)，該緊急隔離閥裝置上具有位于該裝置上的故障本地指示(50)，該故障本地指示安裝于現(xiàn)場內(nèi)，并且遠(yuǎn)離該設(shè)施的用于處理的中央控制面板。因此，通過消除使用外部計(jì)算機(jī)來診斷任何問題的需要，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行得以簡單化。本地控制面板(12)包括指示器燈(50)，該指示器燈充分地靠近或者非常接近正被監(jiān)測的裝置，以向人員警示檢得故障。該檢得故障在本地被標(biāo)記時(shí)間，以便提供已消耗時(shí)間的記載和追蹤，標(biāo)記時(shí)間開始于當(dāng)該裝置的降級狀態(tài)被檢測出并且首次作為問題而發(fā)出信號時(shí)。
文檔編號G08B21/00GK101164089SQ200680010310
公開日2008年4月16日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者P·S·弗蘭德斯 申請人:沙特阿拉伯石油公司