JP2002538396A - 緊急遮断システム - Google Patents

緊急遮断システム

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Abstract

(57)【要約】 プロセス制御システムのための緊急遮断システムは、緊急遮断（ＥＳＤ）弁（１２）および組み合わされたバルブアクチエータ（１８）を含んでいる。緊急遮断（ＥＳＤ）制御器（４６）は、上記プロセス制御システムにおける故障事態において緊急遮断弁に対して出力信号を発する。電磁弁は緊急遮断制御器に応答してバルブアクチエータをフェイル状態にする。デジタル弁制御器（ＤＶＣ）（３６）は、緊急遮断弁をテストするために開閉させる。インピーダンスブースタ（５２）は、電磁弁とデジタル弁制御器に対して二本の電線（２８、３０）を通して直流電力を提供し、同時に同じ二本の電線を通してデジタル通信を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はプロセス制御システムにおいて用いられる緊急遮断システムに関する
ものであり、また、そのようなシステムに用いられる緊急遮断弁のテストに関す
るものである。
【０００１】 ［発明の背景］ プロセス制御システムは通常は全開または全閉の状態にある緊急遮断弁を備え
ている。このような緊急遮断弁が的確な作動をすることを保証するために、この
弁を定期的に部分開弁および部分閉弁することによってテストを行う。このテス
トは、典型的にはプロセス制御システムの配管の内圧を用いて行い、また、いか
なるテストも迅速に施行して弁を迅速に元の通常状態に戻すことが重要である。
【０００２】 このような従来の緊急遮断システムにおいては短いテストを行うために、通常
、オペレータはテスト中の緊急遮断弁を部分的に開閉するために空気作動式弁や
スイッチ類を備えた複雑な操作盤を用いる。このことは、オペレータにとって上
記空気作動式弁やスイッチ類のパネルを監視し理解することが要求され、さらに
、テストされるべき緊急遮断弁を部分的に開閉するために特別に組み立てられた
弁とスイッチとを操作することも要求される。いかなる緊急遮断システムも、緊
急遮断制御器から指令されたときには緊急遮断弁をその安全状態に動かすことが
できるようにされていることが重要であり、万が一、弁のテスト中に故障事態の
可能性が生じたときにはテスト中の弁は緊急遮断システムから適切な指令を受け
る必要があることが重要である。
【０００３】 ［発明の概要］ 本発明の本質によれば、プロセス制御システムにおいて故障事態が検知された
ときに緊急遮断弁をその通常の全開または全閉の状態から緊急状態に向けて作動
させるべく指令する緊急遮断制御器を含む緊急遮断システムが提供される。この
緊急遮断システムは、上記緊急遮断制御器に連結された電磁弁を含んでおり、こ
の電磁弁は緊急遮断制御器の信号に応答して緊急遮断弁のバルブアクチエータを
フェイル状態（故障状態等に対応する状態）にする。デジタル弁制御器であるポ
ジショナは、上記電磁弁を介して緊急遮断弁のバルブアクチエータに連結された
圧力出力部を含んでおり、これにより緊急遮断弁はそのテストのために迅速に開
閉することができる。たとえば、デジタル弁制御器に送られてきたデジタル信号
は、緊急遮断弁をその通常状態である全開または全閉の状態から部分的開または
部分的閉の状態に動作させ、そして迅速にもとの通常状態に戻す。もし緊急事態
が弁のテストの最中または他の時間帯に発生すれば、緊急遮断システムが緊急遮
断制御器を介して作動して電磁弁を電源から遮断し、電磁弁が緊急遮断弁のバル
ブアクチエータをフェイル状態にする。
【０００４】 本発明のさらに好ましい例では、電磁弁およびデジタル弁制御器への駆動電力
は緊急遮断制御器から対の電線を通して供給される。また、テスト中の緊急遮断
弁を作動させる所望のデジタル信号を送信するために、携帯のデジタルユニット
のようなデジタル通信装置がデジタル弁制御器に連結されているのが好ましい。
このデジタル通信装置は、インピーダンスブースタを用いて電磁弁とデジタル弁
制御器とに電力を送るための上記対の電線に接続することができる。上記インピ
ーダンスブースタは対の電線上の緊急遮断制御器とデジタル通信装置との間に介
装されている。インピーダンスブースタは、たとえば２４ボルトの直流電力を電
磁弁およびデジタル弁制御器を駆動するために同じ二本の電線を通して供給する
ことができるようにし、同時に同じ二本の電線を通してデジタル通信装置をデジ
タル弁制御器との間で確実に通信可能にする。
【０００５】 新規と確信する本発明の特徴は、前掲の特許請求の範囲において述べられてい
る。この発明は添付の図面を参照した以下の説明によって最もよく理解されるで
あろう。この図面の中の同一の符号は複数の図面における同一の要素を識別する
。
【０００６】 ［詳細説明］ 図１は緊急遮断弁１２をテストするための緊急遮断テストシステム１０を示し
ている。緊急遮断弁１２はたとえばプロセス制御システム内に配置されてもよい
。このプロセス制御システムは、上記弁１２の入り口に流体を供給する配管１４
と弁１２の出口から流体を導く出口配管１６とを含んでいる。
【０００７】 緊急遮断弁１２は、通常状態では全開であれば流体は配管１４、１６に自由に
流通することができ、全閉であれば流体は配管１４、１６同士の間を流通するこ
とができない。緊急遮断弁１２が真の緊急時に望まれる作動を正確に行うことを
保証するために、緊急遮断弁１２は定期的に当該弁１２を部分的に開弁または閉
弁することによるテストを行う必要がある。緊急遮断テストシステム１０は、配
管１４、１６内に圧力をたてて弁１２の動作を定期的にテストし、このテストを
迅速に完了して弁を通常の状態に戻すための手段を有している。緊急遮断テスト
システム１０にはさらに、弁１２の定期テストの最中に実際の緊急状態が発生し
たとき、緊急遮断弁１２をその安全状態に移行するための手段が備えられている
。
【０００８】 バルブアクチエータ１８は、空気圧配管２０に接続された入力部と、空気圧配
管２０の内圧に応答して弁１２を作動させる駆動出力を供給する出力配管２２と
を有している。電磁弁２４は、直流電力と電気的制御信号とを二本の電線２８、
３０によって受けるソレノイド制御部２６を有している。この制御部２６は、電
磁弁部３４を通過する空気圧の流れを制御するために、この電磁弁部３４に接続
された出力ライン３２を有している。
【０００９】 緊急遮断弁１２にはデジタル弁制御器３６が取り付けられており、このデジタ
ル弁制御器３６は電磁弁部３４に接続された空気圧出力配管３８を有している。
したがって、ソレノイド制御部２６から出力ライン３２を通ってくる信号に基づ
いて、デジタル弁制御器３６から空気圧出力配管３８を通ってくる空気圧が、空
気圧配管２０を通ってバルブアクチエータ１８に至り、または、排気管３９に至
ることになる。デジタル弁制御器３６はさらに、それぞれが二本の電線２８、３
０に接続された二本の電線４０、４２を有している。携帯ユニットやパーソナル
コンピュータのようなデジタル通信装置４４が上記二本の電線２８、３０に接続
されており、それにより、緊急遮断弁１２の定期テストの最中にデジタル弁制御
器３６へデジタル制御信号が送られる。
【００１０】 緊急遮断テストシステム１０は、二本の電線４８、５０を有する緊急遮断制御
器４６を備えている。この二本の電線４８、５０はインピーダンスブースタ５２
を介して上記二本の電線２８、３０にそれぞれ接続されている。緊急遮断制御器
４６は、たとえば２４ボルトの直流電力を上記二本の電線４８、５０に供給する
ことによって他の二本の電線２８、３０に供給する。その結果、ソレノイド制御
部２６にこの直流電力が供給され、緊急遮断弁１２が以下により詳細に説明する
ように適切な作動を行う。
【００１１】 インピーダンスブースタ５２は、緊急遮断制御器４６からの直流電力を電磁弁
２４を駆動するため、および、同じ二本の電線２８、３０に接続されたデジタル
弁制御器３６を駆動するために電力ロスを最小限にして供給し、同時にデジタル
通信装置４４をデジタル弁制御器３６との間で確実に通信可能にする。インピー
ダンスブースタ５２は緊急遮断制御器４６に対してデジタル通信装置４４、３６
からの効果的且つ高い交流インピーダンス隔離を提供する。さらに、低いレベル
の直流インピーダンスを、緊急遮断制御器４６からデジタル弁制御器３６および
電磁弁２４に供給すべき直流電力にする。
【００１２】 とくに、電界効果トランジスタ５６は抵抗５８によって電圧が印加され、デジ
タル弁制御器３６および電磁弁２４を駆動するのに十分な直流電力を伝える。同
時に、キャパシタ６０は、二本の電線２８、３０の交流インピーダンスが、デジ
タル通信装置４４とデジタル弁制御器３６とのデジタル通信を促進するのに十分
に高くなるように、トランジスタ５６のゲート電圧を比較的一定に保つ。
【００１３】 緊急遮断システム１０の作動を以下に説明する。緊急遮断システムの通常運転
において、緊急遮断制御器４６は二本の電線４８、５０を通して直流電力を２４
ボルトでインピーダンスブースタ５２に供給し、二本の電線２８、３０を通して
ロスを最小限にして直流電力が２４ボルトで電磁弁２４に供給される。それによ
り、電磁弁２４は通常状態に維持されて空気圧出力配管３８と空気圧配管２０と
が連通する。デジタル弁制御器３６はまた、電力を供給してくれる二本の電線４
０、４２によって二本の電線２８、３０に接続されている。デジタル弁制御器３
６は圧力の供給を受け、リンケージ６２を介して弁棒の位置を検知する。デジタ
ル弁制御器３６は、自己内のデジタル設定点と弁棒位置とを比較して通常運転中
の緊急遮断弁の所望の開度を維持する。
【００１４】 緊急遮断弁１２に対してショートテストを定期的に実行する必要があるとき、
デジタル通信装置４４から二本の電線２８、３０を通ってデジタル弁制御器３６
に送信されるデジタル指令信号が、デジタル弁制御器３６に対し、緊急遮断弁１
２を通常の１００％開弁状態から部分的開弁に変化させたのち再度通常の１００
％開弁状態に戻すべく、バルブアクチエータ１８に接続されている空気圧出力配
管３８を制御するように指令する。緊急遮断弁１２の上記ランプテストが二本の
電線２８、３０を用いて完遂されることは評価されるべきことである。なぜなら
、この電線２８、３０は、緊急遮断制御器４６から電磁弁２４に対して緊急遮断
弁１２が所望の開度となるように駆動電力を供給するための電線２８、３０と同
じだからである。
【００１５】 もし、実際の緊急事態が弁１２のランプテストの最中、または、他の時間帯に
発生すれば、緊急遮断制御器４６は２４ボルト直流電源を電線２８、３０、４０
、４２から遮断する。この電源を電磁弁２４から遮断することにより、電磁弁は
バルブアクチエータ１８から排気管３９へ排気させ、そうすることによってバル
ブアクチエータ１８は緊急状態となって緊急遮断弁１２を所望の緊急遮断位置に
至らせる。このことはまた、デジタル弁制御器３６への電力を遮断して圧力を空
気圧出力配管３８に通すことになり、これにより、緊急遮断弁１２を所望の緊急
遮断位置に至らせる加重の方法が提供される。
【００１６】 インピーダンスブースタ５２における電界効果トランジスタ５６に代えて以下
に例示するような他の機器を用いてもよい。たとえば、所望によって好適なイン
ダクタンスと抵抗とを平行に組み合わせたものを用いてもよい。インピーダンス
ブースタ５２の役割は、２４ボルト直流電力を緊急遮断制御器４６から電線２８
、３０を通して電磁弁２４およびデジタル弁制御器３６を駆動すべく送ることで
あり、さらに、定期テストや緊急遮断弁１２によって実行される他の診断作動の
最中に、デジタル通信装置４４とデジタル弁制御器３６とを二本の電線２８、３
０を通してデジタル通信可能にすることである。したがって、上記二本の電線か
らデジタル信号が緊急遮断制御器４６へ伝わることを防止しつつ２４ボルト直流
電力を緊急遮断制御器４６から二本の電線２８、３０に通すために、ここでの教
示によって他の装置を用いてもよい。
【００１７】 本発明を実用する際には、オペレータは緊急遮断弁１２が見える範囲にいると
テスト中の弁１２の変位を目視観察することが可能である。一方、オペレータは
離間した位置からデジタル通信装置４４として機能するパーソナルコンピュータ
を用いて指令を発信することが可能である。したがって、デジタル弁制御器３６
は、テスト中の緊急遮断弁１２がいかに良好に作動するかを示す診断情報を提供
することができる。
【００１８】 前述した詳細な説明は発明の理解を明瞭にするのが目的であり、不必要な限定
であると理解すべきではない。その変形は当業者にとって自明であるからである
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 流体制御弁の緊急遮断テストのためのシステムを示す概略ブロック図である。
【図２】 図１のシステムに好適なインピーダンスブースタを示す概略回路図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3H061 CC03 CC22 EA45 EC21 FC06 FC07 GG11 3H065 BA02 BA07 BC02 5H209 BB01 CC01 DD05 GG05 GG11 GG14 HH22 5H223 AA01 BB01 CC01 DD01 EE05 EE11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プロセス制御システム中の所望の範囲に配置された緊急遮断
    弁および組み合わされたバルブアクチエータと、 上記プロセス制御システムにおける故障事態の検知に応答して上記緊急遮断弁
    の作動を指令するための出力信号を発する緊急遮断制御器と、 上記緊急遮断弁のバルブアクチエータに連結され、バルブアクチエータをフェ
    イル状態にするための緊急遮断制御器からの信号に応答しうる電磁弁と、 上記緊急遮断弁をその通常状態である全開または全閉の状態からテスト位置で
    ある部分的開または部分的閉の状態にテスト作動させ、さらにもとの通常状態に
    戻すためのバルブアクチエータに連結された圧力出力部を有し、それにより緊急
    遮断弁の作動性をテストするデジタル弁制御手段とを備えてなる、プロセス制御
    システムのための緊急遮断システム。
  2. 【請求項２】 上記緊急遮断制御器から電磁弁およびデジタル弁制御器に電
    力を送るための手段を含んでなる請求項１記載の緊急遮断システム。
  3. 【請求項３】 二本の電線を含んでおり、該二本の電線の一端が上記緊急遮
    断制御器に接続され、分岐した他端が平行に電磁弁およびデジタル弁制御器にそ
    れぞれ接続されてなる請求項２記載の緊急遮断システム。
  4. 【請求項４】 上記二本の電線における、該電線の一端側の緊急遮断制御器
    と他端側のデジタル弁制御器との間に配設されたインピーダンスブースタを含ん
    でおり、該インピーダンスブースタが、上記電磁弁とデジタル弁制御器と上記二
    本の電線を介するデジタル通信のために電力を送ることを可能にしてなる請求項
    ３記載の緊急遮断システム。
JP2000602551A 1999-03-04 2000-02-28 緊急遮断システム Expired - Lifetime JP4475822B2 (ja)

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