CN108779874A - 阀开启和关闭系统及阀控制装置 - Google Patents

Abstract

一种阀开启和关闭系统，其包括：本地‑中心切换手动阀(101)；开启‑关闭操作手动阀(102)；开启‑关闭切换电驱动阀(105)，其使手动阀(330)执行开启‑关闭操作，并且在所述关闭操作期间禁用所述开启‑关闭操作手动阀(102)；中心无线发送器(150)，其接收并无线地发送包含开启‑关闭操作指令和强制关闭操作指令的操作指令；以及本地侧阀控制装置，该装置具有：接收器(110)，其无线地接收操作指令；以及转换器(120)，其基于操作指令将驱动信号输出到开启‑关闭切换电动驱动阀(105)。本地侧阀控制装置具有互锁单元(113)，当本地‑中心切换手动阀(101)被切换到中心控制侧时，该互锁单元(113)将开启‑关闭操作指令和强制关闭操作指令发送到转换器(120)，并且当本地‑中心切换手动阀(101)被切换到本地时，该互锁单元(113)阻断所述开启‑关闭操作指令并将强制关闭操作指令发送到转换器(120)。

Description

阀开启和关闭系统及阀控制装置

技术领域

本发明涉及一种阀开启和关闭系统和阀控制装置，其能够从中心控制侧执行强制关闭操作并且不需要在现场进行电气布线工作。

背景技术

通过被安装在现有手动阀上，用于远程控制手动阀的自动阀开关已被投入实际使用。图6是示出空气驱动型自动阀开关310的构造的框图，该空气驱动型自动阀开关310使用从空气源320供应的空气作为驱动源，并且基于从外部输入的开启气动压力信号和关闭气动压力信号来执行手动阀330的开启和关闭操作。

空气驱动型自动阀开关310包括空气马达311、空气阀控制切换阀312、开启侧切换阀313、关闭侧切换阀314、开启侧限位开关315和关闭侧限位开关316。空气马达311连接到手动阀330以便开启或关闭。空气阀控制切换阀312将空气马达311的空气路径切换到开启侧、关闭侧和停止中的任何一个。基于开启气动压力信号，开启侧切换阀313将空气阀控制切换阀312切换到开启侧。基于关闭气动压力信号，关闭侧切换阀314将空气阀控制切换阀312切换到关闭侧。开启侧限位开关315检测手动阀330的开启侧限制，并关闭所述开启侧切换阀313。关闭侧限位开关316检测手动阀330的关闭侧限制，并关闭所述关闭侧切换阀314。

空气驱动型自动阀开关310可以设置有：错误灯，该错误灯指示开启和关闭状态；和空气端，其将手动阀330的开启和关闭状态已达到限制输出到外部，等等。

图7是示出使用空气驱动型自动阀开关310的传统阀开启和关闭系统300的构造的框图。阀开启和关闭系统300包括现场/中心切换手动阀321，该现场/中心切换手动阀321可以在现场手动地在现场侧和中心控制室侧之间切换，以执行手动阀330的开启和关闭操作。

在现场来执行手动阀330的开启和关闭操作的情况下，可以通过手动地操作用于开启和关闭操作的手动阀322来实现手动阀330的开启和关闭操作。具体地，通过手动地操作用于开启和关闭操作的手动阀322来执行以下操作。当用于开启和关闭操作的手动阀322切换到开启侧时，开启气动压力信号经由开启侧换向阀323而被输入到空气驱动型自动阀开关310。当用于开启和关闭操作的手动阀322切换到关闭侧时，关闭气动压力信号通过关闭侧换向阀324而被输入到空气驱动型自动阀开关310。

当现场/中心切换手动阀321切换到中心侧时，空气被供应到开启/关闭切换电驱动阀326，并且中心选择信号经由气动-电动转换器325而被输出并传输到中心控制室340。

在该状态下，当中心控制室340输出电驱动阀开启信号时，开启/关闭切换电驱动阀326切换到开启侧，开启气动压力信号经由开启侧换向阀323而被输入到空气驱动型自动阀开关310。此外，当中心控制室340输出电驱动阀关闭信号时，开启/关闭切换电驱动阀326切换到关闭侧，关闭气动压力信号经由关闭侧换向阀324而被输入到空气驱动型自动阀开关310。

另外，当发生诸如灾难的紧急情况时，为了安全起见，必须快速关闭手动阀330。在这种情况下，将用于强制关闭操作的电驱动阀327设置在现场/中心切换手动阀321的前级(front stage)，并且将强制关闭换向阀328设置在开启/关闭切换电驱动阀326的关闭侧和关闭侧换向阀324之间，使得中心控制室340无论现场/中心切换手动阀321的切换状态如何都可以强制执行关闭操作。

当中心控制室340向用于强制关闭操作的电驱动阀327输出强制关闭信号时，关闭气动压力信号从强制关闭换向阀328经由关闭侧换向阀324而被输入到空气驱动型自动阀开关310。因此，空气驱动型自动阀开关310执行关闭操作。

引文列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2014-1846

发明内容

技术问题

如上所述，用于强制关闭操作的电驱动阀327被设置在现场，使得可以从中心控制室340执行强制关闭操作。因此，除了从中心控制室340到开启/关闭切换电驱动阀326以及从中心控制室340到气动-电动转换器325的电气布线之外，需要从中心控制室340到用于强制关闭操作的电驱动阀327铺设电气布线。通常，由于中心控制室340位于远离现场的位置，因此必须进行长距离布线工作，这导致系统构造成本增加。

因此，本发明的目的是提供一种阀开启和关闭系统，该系统能够从中心控制侧执行强制关闭操作，并且不需要现场进行电气布线工作。

问题的解决方案

为了解决上述问题，根据本发明的第一方面的阀开启和关闭系统是用于从中心控制侧远程地控制被布置在现场的手动阀的开启和关闭操作的阀开启和关闭系统，该阀开启和关闭系统的特征在于包括：现场/中心切换手动阀，其在现场侧或中心控制侧之间切换以执行手动阀的操作；用于开启和关闭操作的手动阀，其执行在现场的手动阀的开启和关闭操作；开启/关闭切换电驱动阀，其能够基于驱动信号实现手动阀的开启和关闭操作，并且在关闭操作期间使该用于开启和关闭操作的手动阀无效；中心无线发送器，其无线地接受并发送操作指令，该发送操作指令包括指示开启操作或关闭操作的开启和关闭操作指令以及指示强制关闭操作的强制关闭操作指令；现场侧阀控制装置，其包括：接收单元，其无线地接收操作指令；以及转换单元，其基于操作指令将驱动信号输出到开启/关闭切换电驱动阀，现场侧阀控制装置包括互锁单元：该互锁单元获取现场/中心切换手动阀的切换状态，在现场/中心切换手动阀切换到中心控制侧的情况下，将由接收单元接收的开启和关闭操作指令以及强制关闭操作指令都发送到中心控制侧，以及在现场/中心切换手动阀切换到现场的情况下，中断由接收单元接收的开启和关闭操作指令，并将强制关闭操作指令发送到转换单元。

这里，操作指令还可以包括指示强制开启操作的强制开启操作指令，并且互锁单元可以无论现场/中心切换手动阀的切换状态如何，都将强制开启操作指令发送到转换单元。

为了解决上述问题，根据本发明第二方面的现场侧气门控制装置的特征在于包括：接收单元，其无线地接收操作指令，该操作指令包括指示开启操作或者关闭操作的开启和关闭操作指令以及指示强制关闭操作的强制关闭操作指令；转换单元，其基于操作指令将驱动信号输出到电驱动阀；以及互锁单元：其获取指示存在或不存在控制权的信息，在存在控制权的情况下，将由接收单元接收的开启和关闭操作指令以及强制关闭操作指令都发送到转换单元，并且在不存在控制权的情况下，中断由接收单元接收的开启和关闭操作指令，并将强制关闭操作指令发送到转换单元。

为了解决上述问题，根据本发明第三方面的阀控制装置的特征在于包括：中心无线发送器，其无线地接受和发送操作指令，该操作指令包括指示开启操作或者关闭操作的开启和关闭操作指令以及指示强制关闭操作的强制关闭操作指令；以及上述的现场侧阀控制装置。

发明的有益效果

根据本发明，提供了一种阀开启和关闭系统，其能够从中心控制侧执行强制关闭操作，并且不需要进行现场电气布线工作。

附图说明

图1是示出根据实施例的阀开启和关闭系统的构造的框图。

图2是用于说明触点信息互锁单元(contact information interlock unit)的操作的视图。

图3是示出能够进行强制开启操作的变型的框图。

图4是示出使用双闩锁电驱动阀的变型的框图。

图5是示出将限制信息通知给中心无线发送器的变型的框图。

图6是示出空气驱动型自动阀开关的构造的框图。

图7是示出传统的阀开启和关闭系统的构造的框图。

具体实施方式

参考附图来描述本发明的实施例。图1是示出根据实施例的阀开启和关闭系统100的构造的框图。待操作的手动阀330和空气驱动型自动阀开关310与相关技术中的相同，并且可以使用通用产品。

如图1所示，阀开启和关闭系统100包括现场/中心切换手动阀101、用于开启和关闭操作的手动阀102、开启侧换向阀103、关闭侧换向阀104、开启/关闭切换电驱动阀105、气动-电动转换器106、切换阀107、现场无线发送器110、触点信号转换器120和中心无线发送器150。

中心无线发送器150被设置在中心控制室中，并且其他设备被设置在现场。现场无线发送器110和触点信号转换器120构造现场侧阀控制装置，并且现场侧阀控制装置和中心无线发送器150构造阀控制装置。

切换阀107被设置为当根据中心无线发送器150执行强制关闭操作时，使现场的开启和关闭操作无效，并且切换阀107通常处于开启状态。由空气源320输出的空气被供应到空气驱动型自动阀开关310、现场/中心切换手动阀101和开启/关闭切换电驱动阀105。

现场/中心切换手动阀101是用于经由中心无线发送器150在现场侧或中心控制侧之间手动地切换以执行手动阀330的开启和关闭操作的阀。

在现场执行手动阀330的开启和关闭操作的情况下，可以通过手动地操作用于开启和关闭操作的手动阀102来实现手动阀330的开启和关闭操作。具体地，通过手动地操作用于开启和关闭操作的手动阀102来执行以下操作。当用于开启和关闭操作的手动阀102切换到开启侧时，开启气动压力信号经由开启侧换向阀103而被输入到空气驱动型自动阀开关310。当用于开启和关闭操作的手动阀102切换到关闭侧时，关闭气动压力信号经由关闭侧换向阀104而被输入到空气驱动型自动阀开关310。

然而，在中心无线发送器150执行强制关闭操作的情况下，由于供应到用于开启和关闭操作的手动阀102的空气被切换阀107中断，所以用于开启和关闭操作的手动阀102的操作无效，并且不能执行现场的开启和关闭操作。

当现场/中心切换手动阀101切换到中心侧时，气动-电动转换器106将中心选择信号输入到现场无线发送器110。中心选择信号指示中心无线发送器150的控制权的存在或不存在。

现场无线发送器110包括触点信息分析单元111、RF信号发送和接收单元112、触点信息互锁单元113、触点信息输出单元114和电源单元115。触点信息分析单元111基于输入的中心选择信号确定现场/中心切换手动阀101的状态。RF信号发送和接收单元112执行与中心无线发送器150的无线通信。触点信息互锁单元113由软件构造。触点信息输出单元114基于开启和关闭操作指令输出开启信号或关闭信号。

触点信号转换器120包括开启信号转换单元121、关闭信号转换单元122和电源单元123。开启信号转换单元121将来自触点信息输出单元114的开启信号转换为将开启/关闭切换电驱动阀105切换到开启侧的开启驱动信号。关闭信号转换单元122将来自触点信息输出单元114的关闭信号转换为将开启/关闭切换电驱动阀105切换到关闭侧的关闭驱动信号。

中心无线发送器150是在中心控制室中接受对手动阀330的远程控制的装置，并且包括开启和关闭操作单元151、强制关闭操作单元152以及RF信号发送和接收单元153。开启和关闭操作单元151接受对手动阀330的开启和关闭操作指令。强制关闭操作单元152接受对手动阀330的强制关闭操作指令。RF信号发送和接收单元153执行与现场无线发送器110的无线通信。

开启和关闭操作单元151接受的开启和关闭操作指令以及强制关闭操作单元152接受的强制关闭操作指令通过无线通信而被发送到现场无线发送器110的触点信息互锁单元113。

触点信息互锁单元113获取由触点信息分析单元111确定的现场/中心切换手动阀101的状态，并响应于从中心无线发送器150发送的操作指令执行如图2所示的操作。

也就是说，在现场/中心切换手动阀101切换到现场侧的情况下，触点信息互锁单元113中断开启和关闭操作指令，并且不向触点信息输出单元114输出开启和关闭操作指令。因此，开启/关闭切换电驱动阀105处于停止状态，并且不执行手动阀330的基于来自中心无线发送器150的开启和关闭操作指令的开启和关闭操作。

即使在现场/中心切换手动阀101被切换到现场侧的情况下发送强制关闭操作指令时，关闭操作指令也被发送到触点信息输出单元114。因此，触点信息输出单元114将关闭信号发送到关闭信号转换单元122，并且关闭信号转换单元122将开启/关闭切换电驱动阀105切换到关闭侧。结果，切换阀107进入停止状态，并且现场的用于开启和关闭操作的手动阀102的操作无效，并且由于关闭气动压力信号经由关闭侧换向阀104被输入到空气驱动型自动阀开关310，优选地执行手动阀330的关闭操作。

在现场/中心切换手动阀101切换到中心侧的情况下，开启和关闭操作指令以及强制关闭操作指令都被发送到触点信息输出单元114。因此，执行基于从中心无线发送器150发送的开启和关闭操作指令的开启和关闭操作。

如上所述，根据本实施例的阀开启和关闭系统100，由于中心控制侧的操作指令可被无线传输到现场侧，因此不需要从中心控制侧到现场侧的电气布线工作。

此外，触点信息互锁单元113被构造为在现场/中心切换手动阀101被切换到中心侧的情况下，将开启和关闭操作指令以及强制关闭操作指令都发送到触点信息输出单元114，并且触点信息互锁单元113被构造为在现场/中心切换手动阀101被切换到现场侧的情况下，中断开启和关闭操作指令，而仅将强制关闭操作指令发送到触点信息输出单元114。因此，阀开启和关闭系统100可以从中心控制侧执行强制关闭操作。

另外，本发明不限于上述实施例，并且可以对其进行各种修改。例如，如图3所示，中心无线发送器150可以包括还能够接受强制开启操作指令的强制开启和关闭操作单元154，而不是强制关闭操作单元152。

在这种情况下，即使在现场/中心切换手动阀101被切换到现场侧的情况下，除了强制关闭操作指令以外，触点信息互锁单元113还将强制开启操作指令发送到触点信息输出单元114。

此外，在开启/关闭切换电驱动阀105被切换到开启侧或关闭侧的情况下，换向阀108用于将切换阀107切换到停止侧，并且使现场的用于开启和关闭操作的手动阀102的操作无效。

在上述实施例中，假设所述开启/关闭切换电驱动阀105是直动式(direct actingtype)，但也可以使用双闩锁型(double latch type)。在直动式电驱动阀中，在开启侧或关闭侧的操作期间必须保持驱动状态并且消耗电力；而在双闩锁型电驱动阀中，可以在短时间的驱动之后保持转变状态，并且可以降低电力消耗。

图4是示出使用开启侧双闩锁电驱动阀105a和关闭侧双闩锁电驱动阀105b来代替开启/关闭切换电驱动阀105的构造的框图。在这种情况下，触点信号转换器120包括开启信号转变检测单元124、关闭信号转变检测单元125、开启ON信号转换单元126、开启OFF信号转换单元127、关闭ON信号转换单元128、关闭OFF信号转换单元129和电源单元123。

开启信号转变检测单元124检测开启操作指令信号的改变，并且关闭信号转变检测单元125检测关闭操作指令信号的改变。在开启操作指令信号从OFF变为ON的情况下，开启ON信号转换单元126将开启驱动信号输出到开启侧双闩锁电驱动阀105a达预定的小段时间。在开启操作指令信号从ON变为OFF的情况下，开启OFF信号转换单元127将关闭驱动信号输出到开启侧双闩锁电驱动阀105a达预定的小段时间。在关闭操作指令信号从OFF变为ON的情况下，关闭ON信号转换单元128将开启驱动信号输出到关闭侧双锁存电驱动阀105b达预定的小段时间。在关闭操作指令信号从ON变为OFF的情况下，关闭OFF信号转换单元129将关闭驱动信号输出到关闭侧双锁存电驱动阀105b达预定的小段时间。

此外，如图5所示，现场无线发送器110可以包括限制信息输入单元116，并且手动阀330的限制状态可通过无线通信而被通知给中心无线发送器150。

在这种情况下，设置有用于获取空气驱动型自动阀开关310的开启侧限位开关315的状态的气动-电动转换器109a以及用于获取空气驱动型自动阀开关310的关闭侧限位开关316的状态的气动-电动转换器109b，以便获取手动阀330的限制状态。

应注意，以上描述仅示出用于解释和说明本发明的特定优选实施例。因此，本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以在该范围内进行许多改变和修改。

本申请基于2016年3月11日提交的申请号为2016-048083日本专利申请，其内容通过引用被并入本文。另外，本文引用的所有参考文献均以其整体并入。

参考符号清单

100 阀开启和关闭系统

101 现场/中心切换手动阀

102 用于开启和关闭操作的手动阀

103 开启侧换向阀

104 关闭侧换向阀

105 开启/关闭切换电驱动阀

105a 开启侧双闩锁电驱动阀

105b 关闭侧双闩锁电驱动阀

106 气动-电动转换器

107 切换阀

108 换向阀

109a，109b 气动-电动转换器

110 现场无线发送器

111 触点信息分析单元

112 RF信号发送和接收单元

113 触点信息互锁单元

114 触点信息输出单元

115 电源单元

116 限制信息输入单元

120 触点信号转换器

121 开启信号转换单元

122 关闭信号转换单元

123 电源单元

124 开启信号转变检测单元

125 关闭信号转变检测单元

126 开启ON信号转换单元

127 开启OFF信号转换单元

128 关闭ON信号转换单元

129 关闭OFF信号转换单元

150 中心无线发送器

151 开启和关闭操作单元

152 强制关闭操作单元

153 RF信号发送和接收单元

154 强制开启和关闭操作单元

Claims (4)

1.一种阀开启和关闭系统，其用于从中心控制侧远程地控制被设置在现场的手动阀的开启和关闭操作，所述阀开启和关闭系统的特征在于包括：

现场/中心切换手动阀，其在现场侧或中心控制侧之间切换以执行所述手动阀的操作；

用于开启和关闭操作的手动阀，其执行在现场的所述手动阀的开启和关闭操作；

开启/关闭切换电驱动阀，其能够基于驱动信号实现所述手动阀的开启和关闭操作，并且在关闭操作期间使所述用于开启和关闭操作的手动阀无效；

中心无线发送器，其无线地接受并发送操作指令，所述操作指令包括指示开启操作或关闭操作的开启和关闭操作指令以及指示强制关闭操作的强制关闭操作指令；以及

现场侧阀控制装置，其包括接收单元和转换单元，其中所述接收单元无线地接收所述操作指令，所述转换单元基于所述操作指令向所述开启/关闭切换电驱动阀输出驱动信号，

其中，所述现场侧阀控制装置包括互锁单元，所述互锁单元：

获取所述现场/中心切换手动阀的切换状态，

在所述现场/中心切换手动阀被切换到所述中心控制侧的情况下，将由所述接收单元接收的所述开启和关闭操作指令以及所述强制关闭操作指令都发送到所述转换单元，以及

在所述现场/中心切换手动阀被切换到现场的情况下，中断由所述接收单元接收的所述开启和关闭操作指令，并将所述强制关闭操作指令发送到所述转换单元。

2.根据权利要求1所述的阀开启和关闭系统，其特征在于，

所述操作指令还包括指示强制开启操作的强制开启操作指令，并且

所述互锁单元无论所述现场/中心切换手动阀的切换状态如何，都将所述强制开启操作指令发送到所述转换单元。

3.一种现场侧阀控制装置，其特征在于包括：

接收单元，其无线地接收操作指令，所述操作指令包括指示开启操作或关闭操作的开启和关闭操作指令以及指示强制关闭操作的强制关闭操作指令；

转换单元，其基于所述操作指令将驱动信号输出到电驱动阀；以及

互锁单元，其：

获取指示存在或不存在控制权的信息，

在存在控制权的情况下，将由所述接收单元接收的所述开启和关闭操作指令以及所述强制关闭操作指令都发送到所述转换单元，并且

在不存在控制权的情况下，中断由所述接收单元接收的所述开启和关闭操作指令，并将所述强制关闭操作指令发送到所述

转换单元。

4.一种阀控制装置，其特征在于包括：

中心无线发送器，其无线地接受并发送操作指令，所述操作指令包括指示开启操作或关闭操作的开启和关闭操作指令以及指示强制关闭操作的强制关闭操作指令；以及

根据权利要求3所述的现场侧阀控制装置。