JP5745522B2 - 試験制御盤装置、及びコンピュータプログラム製品 - Google Patents

Description

本開示は、プロセス制御システムを試験するための試験制御盤装置、及びコンピュータプログラム製品に関し、具体的には、プロセスプラントにおける緊急停止システムを試験するため、またはプロセスプラントにおけるそのようなシステムの構成要素を試験するための試験制御盤装置、及びコンピュータプログラム製品に関する。

プロセスプラントの安全性を維持するために、プロセスプラントは、統合式または独立的に制御される緊急停止システムを含む場合がある。緊急停止システムは、プロセスプラント内またはその周辺で発生する場合がある危険な状態の拡大防止を補助することを目的とする。例えば、石油精油所または天然ガス処理プラント等のいくつかのプロセスプラントシステムは、プロセスプラント内またはその周辺で火事が発生した場合、迅速な停止を必要とする場合がある。緊急停止システムは、プロセスプラントへの原料のさらなる供給を遮断することによってプロセスプラントの運転を停止する場合がある。プロセスプラントの領域に障害または危険な状態が存在することを検出すると、このシステムがプロセスプラントの運転を引き継ぐ場合があり、プロセスプラントへの投入原料の供給を制御する主ライン弁を停止する場合がある。緊急停止システムは、弁を通過するさらなる投入原料の流れを阻止するためにプロセスプラントの供給弁を閉鎖する弁制御器を採用する場合があり、プロセスプラントの残りの部分への原料のさらなる流れを阻止する場合がある。

いくつかの緊急停止システムは、経時的に劣化する場合があり、特に、緊急停止システムが適切に動作することができなくなる状態まで劣化する場合がある。例えば、高圧弁を閉じるために使用される空気圧式アクチュエータにおいて、塵または他の異物がアクチュエータまたは弁に堆積する場合があるため、アクチュエータまたは弁が故障または動かなくなる場合がある。言うまでもなく、アクチュエータまたは弁が故障または動かなくなると（例えば、腐食、異物堆積等に起因して）、アクチュエータまたは弁は、制御信号に応答して適切に作動しない場合がある。

緊急停止システムまたは構成要素は、適切に試験され、保守されないと重要な時に故障する可能性があるという観点から、システムおよび緊急停止システムを構成する構成要素（例えば、弁、制御器、アクチュエータ）を試験して、構成要素が緊急時に適切に動作することを確実にすることがしばしば望ましい。停止コマンドに対する装置の動作および／または応答を試験する１つの方法は、停止コマンドを発し、装置がコマンドに応答するかどうかを判定することである。緊急停止弁の場合、これは、弁を完全に閉じるためのコマンドを発することと、弁が予測どおりに閉じるかどうかを判定することとを含んでもよい。しかしながら、弁を完全に閉じることを伴う試験は、コストがかかる可能性があり、プロセスプラントの運転に大混乱を生じる場合がある。

完全停止試験の代替は、プロセスプラントを停止することなく「フルストローク」試験によって安全弁を完全に閉鎖することができるように、安全弁として迂回弁を付設することである。しかしながら、迂回弁技法に関連して経済面および運用面の問題が存在する場合がある。したがって、弁の完全閉鎖に対して所定のパーセントまで試験対象の弁を閉じるという、従来の診断技法が開発されてきた。これらの試験は、部分的ストローク（閉鎖）試験と呼ばれる。

しかしながら、従来の部分的ストローク試験では問題が存在する場合がある。具体的には、従来の部分的ストローク試験の開始後、弁制御器が、弁の移動止めから弁が物理的に離れて移動するまでにいくらかの時間がかかる場合がある。ユーザが開始した部分的ストローク試験信号を、試験が進行中であるという視覚指示に伝達するには、いくらかの時間が必要な場合がある。従来の緊急停止システムは、ユーザが部分的ストローク試験を開始したという早急な指示をユーザに提供しない場合があるため、ユーザは、試験が開始されていると思わない場合がある。したがって、ユーザは、部分的ストローク試験が実際に開始されているという指示をまだ受信していないうちに、試験を開始する目的で２回目に試験開始ボタンを押すことによって、再度試験を開始しようとする場合がある。従来の試験システムでは、ユーザが試験開始ボタンを繰り返し押すとさらなる問題が発生する場合がある。ユーザは試験システムが試験を開始したという指示を有しない場合があるため、ユーザは、試験開始ボタンを再度押す場合があるが、実際には、ユーザは、自分の意図しない行為を認識せずに、試験を開始したり、終了したりしている場合がある。

本発明の態様に従うと、試験制御盤装置は、弁を試験するための弁制御器を含む試験システムの試験制御盤装置であって、試験入力信号を生成するように構成される試験入力装置と、試験入力信号の継続時間を読み取るためのタイマと、継続時間が試験を開始するために有効な継続時間であることを試験制御盤装置にて検証するように構成される検証装置と、試験開始信号を弁制御器に送信することによって、試験を開始試験を開始し、弁の制御により弁制御器に試験ルーチンを実行させるように構成される伝送器装置と、弁制御器から信号を受信するように構成される受信器装置と、試験制御盤装置が弁制御器から弁制御器信号を受信したということを示すように構成される出力指示器装置とを備える。

本発明の態様に従うと、システムを試験するためのプログラムされた命令を含むコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品であって、命令は、試験制御盤装置にて、試験入力信号を受信することと、試験制御盤装置にて、受信した試験入力信号の継続時間を読み出すことと、試験制御盤装置にて、受信した試験入力信号の継続時間が試験を開始するために有効な継続時間であることを検証することと、試験制御盤装置からの試験開始信号を試験開始信号の有効な継続時間に応じて弁制御器に送信することによって試験を開始することと、試験制御盤装置にて、弁制御器から信号を受信することと、試験制御盤装置にて、試験制御盤装置が弁制御器から弁制御器検出信号を受信したことを示すことと、を実施し、弁制御器検出信号は、試験確認応答信号であるコンピュータプログラム製品である。

緊急停止システムを有するプロセスプラントの概要図であって、本発明の教示に従い組み立てられた試験制御盤システムの実施形態を示し、試験制御盤システムの構成要素のうちのいくつかが、緊急停止システムおよび／またはプロセスプラントシステムと共有されてもよい、プロセスプラントの概要図である。 デジタル弁制御器および／または図１の緊急停止システムまたはプロセスプラントシステムの一部であってもよい他の共有構成要素に加えて、試験制御盤装置を含んでもよい試験制御盤システムの実施形態を示す図である。 デジタル弁制御器と通信してもよい試験制御盤装置の実施形態を示す図である。 デジタル弁制御器と通信してもよい試験制御盤装置の別の実施形態を示す図である。 試験制御盤装置またはシステムのロジックの実施形態の流れ図である。 試験制御盤装置によって生成されてもよい、いくつかの選択された信号を含む、例示的な信号の組み合わせの表である。 試験制御盤装置によって生成されてもよい、いくつかの選択された信号を含む、例示的な信号の組み合わせの別の表である。

図１は、例えば、化学、石油、または他の種類のプロセスプラントであってもよく、緊急停止システム１０１および試験制御盤システム２００を有してもよい、プロセスプラント１００の概要図である。試験制御盤システム２００は、緊急停止システム１０１および／またはプロセスプラント１００といくつかの構成要素（例えば、共有構成要素１１０）を共有してもよい。図１の例示的なプロセスプラントは、１つ以上のワークステーション１７と、１つ以上のＩ／Ｏ装置１８と、１つ以上の制御器１９内に配置される１つ以上のプロセッサ１１と、複数のフィールドデバイス１２〜１５と、を含み、それらのフィールドデバイスの各々は、例えば、弁、弁保定装置／アクチュエータ、スイッチ、伝送器（例えば、温度、圧力、液面、流量等を検知および伝送するため）等であってもよく、それらのフィールドデバイスの各々は、弁の開または閉、プロセスパラメータの測定等のプロセス機能を実施する。ワークステーション１７、Ｉ／Ｏ装置１８、制御器１９、およびフィールドデバイス１２〜１５は、正常運転の間のプロセスを制御するプロセス制御システム１０２を形成するように協働する。

加えて、システム１００は、制御システム１０２に加えてシステムの一部である、緊急停止弁１６等の１つ以上のフィールドデバイスを含んでもよい。緊急停止弁１６は、例えば、緊急停止システム１０１および／または試験制御盤システム２００の一部であってもよい（すなわち、緊急停止弁１６は、共有構成要素１１０のうちの１つであってもよい）。試験制御盤システム２００は、緊急停止弁１６に加えて、緊急停止弁１６に結合される試験制御盤装置３１０を含む。アナログバス、デジタルバス、ならびに／またはアナログおよびデジタルを組み合わせたバスを含んでもよい、通信バス２０は、フィールドデバイス１２〜１５および緊急停止弁１６をプロセス制御器１９に通信可能に結合してもよい。

正常運転の間、制御システム１０２が緊急停止弁１６を動作させる。しかしながら、緊急事態においては、緊急停止システム１０１が、緊急停止弁１６の閉（または開）を命令するように動作し、それによって、プロセスプラント１００内のシステムおよび／または人員を保護する。もちろん、緊急停止システム１０１は、いくつかの実施形態において、制御システム１０２に一体化されてもよいため、正常運転中に緊急停止弁１６を動作させるのと同じ制御システム１０２が、緊急事態の間も緊急停止弁１６を制御する。

概して、緊急停止システム１０１は、プロセスプラント１００で発生する場合がある危険な状態を最低限にするように動作する。例えば、動作中、緊急停止システム１０１は、危険な状態を検出し、次いで、デジタル弁制御器２０６の電源を切断するために、フルスケール（例えば、４〜２０ｍＡスケールで２０ｍＡ）またはゼロスケール（例えば、４〜２０ｍＡスケールで０ｍＡまたは４ｍＡ）の電流等の信号をデジタル弁制御器２０６に送信する場合がある。デジタル弁制御器２０６の電源が切断されると、緊急制御弁１６は、その安全な状態に移動することができる。

当業者によって一般的に知られているように、現実の緊急事態が発生する前に、プロセスプラントの構成要素または緊急停止システムの構成要素が適切に動作するかどうかを試験することによって、所定の利点を達成する場合がある。例えば、緊急制御弁１６の試験が有益な場合がある。他の構成要素の試験も有益な場合があり、これらの他の構成要素およびそれらの通信も試験制御盤システム２００の実施形態に含むことができる。

フィールドデバイス１２〜１５のうちのいくつか、および／または緊急停止弁１６は、周知のフィールドバスプロトコル（例えば、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバスプロトコル）に適合するフィールドデバイス等のスマートフィールドデバイスであってもよく、また、制御計算、警告機能、およびプロセス制御器１９内に一般的に実装される他の制御機能を実施してもよい。プラント環境内に位置する場合がある、プロセス制御器１９は、フィールドデバイス１２〜１５および緊急停止弁１６によって行われるプロセス測定を示す信号を受信してもよく、および／またはフィールドデバイス１２〜１５および緊急停止弁１６に関する他の情報を示す信号を受信してもよい。プロセス制御器１９は、例えば、プロセス制御決定を行う異なる制御モジュールを稼動する制御器アプリケーションを（例えば、プロセッサ１１上で）実行し、受信された情報に基づいて制御信号を生成し、ＨＡＲＴおよびフィールドバスフィールドデバイス等のフィールドデバイスで実行されている制御モジュールまたはブロックと協調してもよい。プロセス制御器１９内の制御モジュールは、バス２０を経由して、フィールドデバイス１２〜１５および／または緊急停止弁１６へ制御信号を送信し、それによって、プロセスの運転を制御してもよい。

ネットワーク接続２１は、フィールドデバイス１２〜１５、緊急停止システム１０１、試験制御盤システム２００、および制御器１９からの情報を、ワークステーション１７、他のパーソナルコンピュータ（図示せず）、１つ以上のデータ履歴（図示せず）、１つ以上の報告生成器（図示せず）、１つ以上の中央管理データベース（図示せず）等などの１つ以上のハードウェアおよび／またはソフトウェア装置と共有することを容易にする場合がある。ワークステーション１７（およびネットワーク接続２１を介して接続される他のハードウェア）は、典型的に、プロセスプラント１００のより厳しい環境から離れた制御室または他の場所に所在するが、いずれにせよ、プロセスプラント１００の一部と一般的に考えられる。ネットワーク接続２１はまた、試験制御盤システム２００または試験制御盤システム２００内のテスト制御盤装置３１０等の他のハードウェアおよび／またはソフトウェア装置およびシステムと情報（例えば、フィールドデバイス１２〜１５、緊急停止弁１６、制御器１９等からのプロセス制御データ）を共有することを容易する場合がある。

これらのハードウェアおよび／またはソフトウェア装置、ならびに特にワークステーション１７は、例えば、プロセス制御ルーチンの設定を変更すること、制御器１９、フィールドデバイス１２〜１５、および／または緊急停止弁１６内の制御モジュールの動作を変更すること、プロセスの現状を視認すること、（例えば、フィールドデバイス１２〜１５、緊急停止弁１６、制御器１９等によって）生成された警告を視認すること、人員の訓練の目的でプロセスの動作をシミュレーションすること、プロセス制御ソフトウェアを試験すること、構成データベースを保持および更新すること等、オペレータがプロセスに関する機能を実施することを可能にする場合があるアプリケーションを実行する。

ワークステーション１７および／または制御器１９上で稼動することができるソフトウェアの１つの例は、Ｅｍｅｒｓｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔによって販売されるＤｅｌｔａＶ（商標）制御システムで、プロセスプラント１００内の多様な場所に位置付けられる異なる装置内（例えば、制御器１９、Ｉ／Ｏ装置１８、ワークステーション１７等の内部）に記憶され、それらによって実行される複数のアプリケーションを含む。オペレータワークステーション１７のうちの１つ以上に所在する、構成アプリケーションは、ユーザが、プロセス制御モジュールを作成または変更し、これらのプロセス制御モジュールを、ネットワーク接続２１を介してプロセス制御器１９にダウンロードすることを可能にする。典型的に、これらの制御モジュールは、通信可能に相互接続される機能ブロックから構成され、この機能ブロックは、オブジェクト指向プログラミングプロトコルのオブジェクトであり、フィールドデバイス１２〜１５（および緊急停止弁１６）から制御器１９への入力に基づいて、制御スキーム内で機能を実施する。制御モジュールはまた、出力を制御スキーム内の他の機能ブロックに提供することができる。構成アプリケーションまたは試験アプリケーションはまた、視認アプリケーションがデータをオペレータに表示するために使用し、オペレータがプロセス制御ルーチン内の設定値もしくは試験データ等の設定を変更または試験を実行することを可能にする、オペレータインターフェースまたは人間機械インターフェース（ＨＭＩ）を設計者が作成または変更することを可能にする場合がある。

プロセス制御器１９、ならびにいくつかの場合ではフィールドデバイス１２〜１５および／または緊急停止弁１６の各々は、実際のプロセス制御機能性または試験機能性を実装するためにそれぞれのモジュールを稼動するアプリケーションを記憶かつ実行することができる。１つ以上のワークステーション１７は、視認アプリケーションを稼動してもよく、ネットワーク接続２１を介して制御器アプリケーションからまたは試験アプリケーションからデータを受信してもよく、受信されたデータを、ユーザインターフェースを使用してプロセス制御システムの設計者、オペレータ、またはユーザに表示してもよく、かつオペレータのビュー、エンジニアのビュー、技術者のビュー等のいくつかの異なるビューのうちのいずれかを提供してもよい。

図１に図示されるプロセスプラント１００は、緊急停止システム１０１が火事、高圧の指示等の危険な状態を検出すると、プロセスプラント１００の構成要素の制御を引き継ぐために緊急停止システム１０１を採用する。緊急停止システム１０１は、例えば、安全な状態を達成するための動作（弁の閉または開等）を実施するように、緊急停止弁１６に信号を送信することができる。本明細書に記述される実施形態は、緊急停止弁１６の安全な状態が閉位置である状況を想定するが、当然ながら、緊急停止弁１６の安全な状態は、特定の用途および／またはプロセスに応じて、開位置、閉位置、または部分的に開／閉位置の場合がある。

図２は、試験制御盤システム２００の実施形態を示す。試験制御盤システム２００は、試験制御盤装置３１０と、１つ以上の通信リンク２１１、２１２と、試験入力信号２１４と、出力指示２１６と、緊急停止弁１６、デジタル弁制御器２０６、ソレノイド弁２０２、および弁アクチュエータ２０４を含む多様な構成要素２１０とを含んでもよい。構成要素２１０の全てのうちのいくつかは、プロセス制御システム１０２の下でも動作する、共有構成要素１１０であってもよい。試験制御盤システム２００はまた、構成要素２１０のうちの１つ以上の間の、フィードバック信号２１３等の多様な信号を含んでもよい。

試験制御盤システム２００は、装置が緊急事態にその安全機能を実施するように動作可能であることを検証するために、１つ以上の構成要素を試験する場合がある。例えば、試験制御盤システム２００は、緊急制御弁１６が、適切に動作する（例えば、円滑におよび／または正常速度で、閉、開、移動する等）ことを検証するために、部分的ストローク試験を実行することによって、緊急制御弁１６を試験する場合がある。もちろん、他の構成要素は、それぞれ参照することによってその全体を本明細書に組み込まれる、米国特許第６，８６２，５４７号および第６，１８６，１６７号に記述される構成要素のいずれかを含む、緊急停止システム２００の中に含まれ、またはこれによって試験されてもよい。

いくつかの従来の試験システムは、それらの使用が問題になる特徴を呈する。具体的には、いくつかの部分的ストローク試験システムにおいて、ユーザが部分的ストローク試験を開始した時点と、弁制御器がその移動止めから離れるように緊急制御弁を物理的に移動する時点との間に、著しい時間の遅れが存在する場合がある。指示器がユーザにシステムが部分的ストローク試験を開始したことを通知するシステムにおいても、指示器はしばしば、移動止め上に位置するスイッチに従って動作する。このため、そのようなシステムにおいて、同じ著しい時間の遅れが存在する場合がある。

試験の開始と試験が稼動していることの視覚指示との間の著しい時間の遅れは、ユーザに試験の開始が不成功であったと思わせる場合がある。その結果、ユーザは、試験を開始することを目的として、（例えば、「試験開始」ボタンを再び押すことによって）試験を再び開始しようとする場合がある。いくつかの事例において、開始ボタンを繰り返し押すことによって、ユーザには認識されていないが、ユーザが既に正常に開始した試験を取り消すようにシステムに命令するという問題が生じる。

本明細書で記述される試験制御盤システム２００は、ユーザが試験（例えば、部分的ストローク試験）を正常に開始したことをユーザに示す試験応答信号を含めることによって、この問題に対する解決策を提供する。例えば、試験制御盤システム２００は、特定のプロセスプラント１００の要件または試験制御盤システム２００の実施形態に基づいて、部分的ストローク試験を自動的に稼動する場合があるが、これは試験の手動開始も可能な場合がある。例えば、試験制御盤システム２００の実施形態は、ユーザによって開始されている試験に応答するために、試験応答信号を生成する場合がある。

試験制御盤システム２００の試験制御盤装置３１０を用いて稼動することができる代替の試験は、シャフトが破損してるかを確認する試験、アクチュエータの破損、弁が動かなくなっている等を確認する試験、または複数の構成要素がともに適切に動作しているかを確認する試験等、緊急停止システム１０１の任意の特定の構成要素を試験するために稼動される場合がある試験を含む。

図２に図示されるように、試験制御盤システム２００は、試験制御盤装置３１０と、デジタル弁制御器２０６と、を含む。試験制御盤装置３１０およびデジタル弁制御器２０６は、有線もしくはワイヤレスリンクであってもよく、または１つのリンクもしくは複数のリンクであってもよい、通信リンク２１１、２１２を介して相互に通信する場合がある。加えて、試験制御盤装置３１０およびデジタル弁制御器２０６は、試験制御盤システム２００によって稼動される特定の試験で使用される任意の構成要素（例えば、ソレノイド弁２０２、アクチュエータ２０４等）と通信する場合がある。図示されるように、試験制御盤装置３１０は、試験制御盤装置３１０によって開始された試験に関する診断試験情報を送信かつ受信するために、デジタル弁制御器２０６と通信する場合がある。

ユーザが、ボタン等のスイッチを機械的に移動することによって、部分的ストローク試験（または他の試験）を開始してもよく、または制御システム１０２もしくは緊急停止システム１０１が、周期的時間間隔で、または何らかの他の条件に基づいて、部分的ストローク試験（または他の試験）を自動的に開始するようにプログラムされてもよい。図２は、試験制御盤装置３１０上の「開始」ボタン２１５が、デジタル弁制御器２０６に入力信号を送信するように動作する実施形態を示し、試験入力信号は、デジタル弁制御器２０６が部分的ストローク試験を実施すべきであることを示す。試験制御盤装置３１０はまた、試験制御盤装置３１０が試験入力信号をデジタル弁制御器２０６に出力していることを示すための試験入力信号２１４も含む場合がある。

部分的ストローク試験の間、デジタル弁制御器２０６は、試験信号を装置に送信することによって、試験に関連する構成要素２１０（例えば、緊急停止弁１６、ソレノイド弁２０２、およびアクチュエータ）のうちのいずれかの機能性を制御する。デジタル弁制御器２０６が入力を受信し、試験信号（例えば、試験制御盤装置３１０からの信号）が制御器に部分的ストローク試験を実施するように指示していると判定した後、デジタル弁制御器２０６は、構成スクリプトまたはルーチンを呼び出すことによって、部分的ストローク試験に進む場合がある。部分的ストローク試験の動作中、デジタル弁制御器２０６は、本当の緊急事態を示し、任意の現在の試験を無効にするために使用される中断信号等の他の入力を引き続き監視する場合がある。しかしながら、中断信号が不在の場合、デジタル弁制御器２０６は、ソレノイド弁２０２に信号を送信する場合があり、ソレノイド弁２０２は、弁アクチュエータ２０４または排気弁（図示せず）に圧力を向けることによって、アクチュエータ２０４の空気圧を調整する場合がある。これに応じて、アクチュエータ２０４は、緊急停止弁１６を移動させる。

例えば、図２の実施形態は、ソレノイド弁２０２に空気圧信号を送信するように構成されるデジタル弁制御器２０６を示す。ソレノイド弁２０２は、発電所または緊急停止システム１０１の他の構成要素から、直流（ＤＣ）電力および電気制御信号を受信する場合がある、ソレノイド制御を含む場合がある。ソレノイド弁２０２の制御器は、ソレノイド弁の圧力出力を制御するために信号を送信するように構成される。ソレノイド弁２０２は、空気圧信号をアクチュエータ２０４に送信する場合があり、これによって、部分的ストローク試験の一部として緊急制御弁１６のプラグを移動するために電気信号をアクチュエータ２０４に送信させる。例えば、アクチュエータは、弁１６を正常の１００パーセント開位置から、部分的に閉じた位置まで徐々に変化させ、次いで再びその正常状態に戻す場合がある。

フィードバック信号２１３は、部分的ストローク試験に関与する構成要素２１０のうちのいずれかで発生する場合がある。例えば、ソレノイド弁２０２、アクチュエータ２０４、または緊急停止弁１６（または構成要素２１０の中に配置またはこれらに関連する他のセンサ）のうちのいずれかは、デジタル弁制御器２０６にフィードバック信号２１３を提供する場合があり、デジタル弁制御器２０６は、試験制御盤装置３１０にフィードバック信号を（例えば、通信リンク２１２を介して）送信する場合がある。代替として、デジタル弁制御器２０６は、試験信号を受信し、部分的ストローク試験を開始すると、例えば、通信リンク２１２を介して、試験制御盤装置３１０にフィードバック信号を直接伝送する場合がある。試験制御盤装置３１０は、指示器２１６を点灯することによって、ユーザが部分的ストローク試験を正常に開始したことをユーザに示す場合がある。

フィードバック信号は、緊急制御弁１６の部分的ストローク試験を開始する信号伝達の完了に向けて任意の時点で取得される場合がある。フィードバック信号２１３は、部分的ストローク試験に関与する構成要素のうちのいずれかから取得される場合がある。例えば、電子フィードバック信号２１３は、アクチュエータ２０４から取得される移動フィードバック信号の場合がある。フィードバック信号が取得される場合がある場所の他の例は、ソレノイド弁２０２、または弁１６等を含む。

例えば、試験制御盤装置３１０Ａ、３１０Ｂは、全体出力指示器装置３２の実施形態のように、３つの光出力指示器２１６Ａ〜２１６Ｃを含む。例えば、１つの高速点滅緑光出力指示器２１６Ａは、試験制御盤装置３１０ａが、試験制御盤装置３１０ａから送信された部分的ストローク試験開始信号に応答して、デジタル弁制御器２０６から確認応答を受信したことを示す場合がある。

図３Ａおよび図３Ｂは、試験制御盤装置３１０の２つの実施形態３１０Ａ、３１０Ｂ、および実施形態３１０Ａ、３１０Ｂが存在するそれぞれのシステム２００Ａ、２００Ｂをさらに詳しく示す。図３Ａに示されるように、試験制御盤装置３１０Ａは、入力装置３１、１つ以上の指示器２１６を有する出力指示器装置３２、タイマまたはカウンタ３３、検証装置３４、伝送器／受信器装置３５、メモリ３６、プロセッサ３７、試験入力信号２１４、ボタン２１６、アナログ／デジタル変換器３８、およびデジタル／アナログ変換器３９を含む。もちろん、試験制御盤装置３１０のいずれかの機能の機能性および装置は、ハードウェア、ファームウェア、もしくはソフトウェア、または３つの任意の組み合わせで実装される場合がある。加えて、試験制御盤装置３１０の構成要素のうちのいずれかは、デジタル弁制御器２０６等、試験制御盤システム２００の別の構成要素に分散される場合がある。

試験制御盤装置３１０の一実施形態の動作を、図３Ａを参照して記述する。部分的ストローク試験を開始するために、ユーザは、（例えば、入力装置３１上のボタン２１５を押下することによって）試験指示信号を生成させる。タイマ３３は、試験指示信号を受信し、（時間を測定またはカウントすることによって）試験開始信号の継続時間を判定する場合がある。タイマ３３は、信号が有効な継続時間であることを検証するために、判定された継続時間を検証装置３４に通信する場合がある。代替として、タイマ３３は、判定された継続時間をプロセッサ３７および／またはメモリ３６に直接通信する場合があり、プロセッサ３７が、信号継続時間が有効な継続時間であることを検証する場合がある。いずれの場合も、入力信号が有効な継続時間を有することが判定された後、ＴＸ／ＲＸ装置３５は、通信リンク２１１Ａ、２１２Ａを介して、デジタル弁制御器２０６へ試験開始信号を通信する場合がある。

図３Ｂは、通信リンク２１１Ｂ、２１２Ｂを介してデジタル弁制御器２０６に結合される試験制御盤装置３１０Ｂを含む、試験制御盤システム２００Ｂの代替実施形態を示す。試験制御盤装置３１０Ｂは、入力装置３１および出力装置３２等の入力および出力構成要素を含む場合がある。試験入力信号２１４は、入力装置３１上の押しボタン２１５によってスイッチが入るＤＣ信号によって点灯される指示器である場合がある。出力指示器２１６は、緑色のＬＥＤ２１６Ａ、黄色のＬＥＤ２１６Ｂ、赤色のＬＥＤ２１６Ｃ等の１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）である場合がある。ＬＥＤ２１６のうちの１つ以上は、（例えば、点灯すること、あるパターンで点滅すること等によって）試験制御盤装置３１０Ｂが試験開始信号を伝送したこと、および／またはデジタル弁制御器２０６が試験開始信号を受信したことを示してもよい。指示２１６Ａ〜Ｃおよびそれらの信号を実装するさらなる例示的な指示を、図５および図６を参照して記述する。図３Ａに試験制御盤装置３１０Ａに含まれるとして示される、試験制御盤装置の残りの構成要素（例えば、Ｄ／Ａ変換器３９、プロセッサ３７、検証装置３４、タイマ／カウンタ３３、Ａ／Ｄ変換器３８、メモリ３６、ＴＸ／ＰＲＥＳＣＲＩＰＴＩＯＮ装置３５等）は、図３Ｂに示される実施形態において、デジタル弁制御器２０６の中に含まれる。もちろん、試験制御盤システム２００Ａ、２００Ｂの実施形態は、デジタル弁制御器２０６を介する通信を必要とすることなく、任意の試験された構成要素に信号を提供するアナログおよび／またはデジタルモジュールを含む場合がある。

試験制御盤装置３１０Ｂの動作を、図３Ｂを参照して以下に説明する。試験制御盤装置３１０Ｂは、入力装置３１上のボタン２１５から試験入力信号２１４を受信する場合がある。これによって、試験制御盤装置３１０Ｂが、通信リンク２１１Ｂを介して、部分的ストローク試験開始信号等の試験開始信号をデジタル弁制御器２０６へ送信するようになる。デジタル弁制御器２０６が、入力を監視し、部分的ストローク試験入力信号を受信し、いくつかの実施形態において、信号の長さを判定し、検証した後、デジタル弁制御器２０６は、圧力信号をソレノイド弁２０２へ送信する。ソレノイド弁２０２から圧力信号を受信した後、アクチュエータ２０４は、信号を送信して、緊急停止弁１６をその正常状態から試験位置へ徐々に変化させ、次いで、再びその正常状態に戻すことによって、緊急停止弁１６を移動する。

デジタル弁制御器２０６は、通信リンク２１２Ｂを介して、試験制御盤装置３１０Ｂへ試験応答信号を返信する場合がある。デジタル弁制御器２０６のモジュール（図示せず）は、受信された試験応答信号を解釈し、解釈されたデータを出力指示器２１６を介してどのようにユーザに示すかを決定する場合がある。解釈されたデータを指示器２１６を介してユーザに示す多様な方法は、図５および図６を参照して記述する。

図４は、試験制御盤システム２００を使用して試験を開始し、開始された試験の結果を示す方法４００の実施形態を示す。例示的方法４００は、システム２００もしくは試験制御盤装置３１０の実施形態またはその任意の均等物を使用して実装される場合がある。方法４００は、ユーザ（またはプロセス制御システム１０２）が、例えば、（例えば、入力装置３１上のボタン２１５を押下することによって）試験開始信号を送信することによって、部分的ストローク試験を開始する（ブロック４１）と、開始する。試験制御盤システム２００は、（例えば、入力装置３１で）試験開始信号を受信し（ブロック４２）、（例えば、タイマ３３によって）信号の継続時間を評価する（ブロック４３）。続いて、検証装置は、判定された継続時間が、３〜１０秒の間、または任意の他の指定された継続時間等、有効な範囲内であることを検証する（ブロック４４）場合がある。継続時間が有効である場合、デジタル試験制御盤システム２００は、試験を促進する信号を送信する（ブロック４５）場合がある。試験を促進するために信号を伝送した後、試験制御盤システム２００は、（例えば、デジタル弁制御器２０６から）試験応答信号を受信する（ブロック４６）場合がある。受信された試験応答信号に基づいて、試験制御盤システム２００は、例えば、図５および図６に示される例示的な実施形態のうちのいずれかに示されるように、（例えば、出力指示器装置２１６によって）受信された試験応答信号を示す（ブロック４７）場合がある。

図５および図６は、部分的ストローク試験等、試験の状態を示すために、デジタル弁制御器２０６によって等、試験中に使用される構成要素によって送信される場合がある使用可能な試験応答信号の例示的実施形態を示す。例えば、番号列は、応答信号および出力指示の組み合わせの例示的な実施形態の数を特定する。これらの指示が現場でどのように使用される場合があるかの実施形態が、選択された組み合わせによって示される。例えば、試験応答信号は、位置センサ信号、圧力センサ信号、もしくは電流センサ信号から成る群のうちのいずれか１つ以上、またはループ電流信号、行程設定値信号、行程信号、もしくはＤＶＣ起動信号から成る群のうちのいずれか１つ以上であってもよい。これらの信号のうちのいずれか、またはこれらの信号の組み合わせが、試験状態を示すために使用される場合がある。

試験状態は、出力指示器２１６によって示される場合がある。例えば、出力指示器２１６は、緑点灯、緑高速点滅、緑低速点滅、赤点灯、赤高速点滅、赤低速点滅、黄点灯、黄高速点滅、または黄低速点滅から成る群のうちの任意の１つ以上の場合がある。１つの事例において、図５の番号４にリストされた出力指示器２１６は、黄点灯および緑高速点滅の組み合わせによって示されるような、トリップ行程設定値信号を示す。点滅またはフラッシュは、緊急停止システム１０１またはプロセスプラント１００の任意の試験された構成要素の任意の状態を示すために受信された信号間を区別するように、異なる速度またはパターンを含む場合がある。

出力指示２１６は、受信された試験応答信号を解釈することによって決定される多様な状態情報をユーザに示す場合がある。例えば、情報は、部分的ストローク試験開始信号が、試験制御盤装置３１０から正常に送信されたかどうかを示す情報であってもよい。情報は、デジタル弁制御器２０６が、アクチュエータ２０４から適切な応答信号を受信したことを示す情報であってもよい。情報は、アクチュエータが弁１６の移動を開始したことを示すものであってもよい。

別の実施形態において、出力指示２１６は、ソレノイド弁２０２（図２）、アクチュエータ２０４（図２）、または緊急制御弁１６等、単体でまたは組み合わせで、緊急制御弁１６への通信を促進する際に、これらの他の装置が、ユーザの試験開始入力に関連してそれぞれの通信を正常に受信したかどうかを示すために使用されてもよい。

本明細書に記述される試験制御盤装置３１０および／または試験制御盤システム２００の実施形態は、緊急停止弁を含む緊急停止システムを（例えば、部分的ストローク試験を用いて）試験するため、および緊急停止弁に行われた試験の状態または結果の指示を提供するために使用される場合がある。上記のように、本明細書に記述される試験制御盤装置３１０および／または試験制御盤システム２００の実施形態は、緊急停止システム１０１またはプロセスプラントの任意の構成要素を試験するために使用される場合がある。

本開示の実施形態は、共有される構成要素に限定されず、別法により、停止目的の追加の構成要素を含む冗長緊急停止システム１０１を構成する構成要素を含む場合がある。本開示の実施形態はまた、独立した緊急停止システム１０１の制御下にあるのではなく、統合され、したがってプロセスプラント１００と共有される構成要素を含む場合がある。

試験制御盤システム２００、および特に試験制御盤装置３１０は、緊急停止システム１０１の構成要素を含む、プロセスプラント１００の構成要素のうちのいずれかを試験する場合がある。試験制御盤システム２００の実施形態は、利点がある場合は異なる場所に分散される場合がある、試験制御盤装置３１０の構成要素を含む場合がある。緊急停止システム１０１の構成要素等、試験される場合がある構成要素の例として、独立した緊急停止制御器、インピーダンスブースタ、デジタル通信器、デジタル弁制御器、ソレノイド弁、弁アクチュエータ、フィードバック信号、または緊急制御弁自体１６が挙げられる。

開示される実施形態のいくつかは、部分的ストローク試験の一部の役割を受け持っている緊急停止弁１６等、構成要素に対して行われている試験の状態のより迅速、より正確、および／またはよりわかりやすいフィードバック指示を含むことによって、従来の緊急停止システムのフィードバックに優る向上を提供する。試験の稼動時に向上したフィードバックをユーザに提供する利点によって、プロセスプラントの保全業務の効率を向上する。例えば、緊急システムの試験に関する向上したフィードバックは、試験オペレータによる誤った試験解釈の可能性を削減する。さらに、より良いフィードバックは、誤って解釈された試験からもたらされるダウンタイムおよび問題を削減する。これらの問題は、例えば、部分的ストローク試験結果が、実際には不合格であった時に合格を示していると誤って解釈されると、危険な場合がある。

試験制御盤装置３１０またはシステム２００の代替の実施形態は、防爆または本質的安全実装、または緊急停止コマンドがプロセスプラント１００または緊急停止システム１０１によって開始された場合に試験を無効にするために使用される試験無効モジュールを含む場合がある。例えば、防爆端子カバーは、試験制御盤装置３１０、試験制御盤システム２００の任意の構成要素とともに使用される場合がある。

いくつかの実施形態を、従来の技術に伴う上記の問題を鑑みて行った。本発明の実施形態のいくつかに従い、部分的ストローク試験等の試験が開始された後、緊急停止システムまたはプロセスプラントの弁または他の構成要素で発生していることに関する改善した指示および状態を有することが可能である。

Claims (18)

1. 弁を試験するための弁制御器を含む試験システムの試験制御盤装置であって、
   前記試験制御盤装置は、
   試験入力信号を生成するように構成される試験入力装置と、
   前記試験入力信号の継続時間を読み取るためのタイマと、
   前記継続時間が試験を開始するために有効な継続時間であることを前記試験制御盤装置にて検証するように構成される検証装置と、
   試験開始信号を前記弁制御器に送信することによって、前記試験を開始し、前記弁の制御により前記弁制御器に試験ルーチンを実行させるように構成される伝送器装置と、
   前記弁制御器から信号を受信するように構成される受信器装置と、
   前記試験制御盤装置が前記弁制御器から弁制御器信号を受信したことを示すように構成される出力指示器装置と
   を備える、装置。
2. 前記弁制御器信号は、位置センサ信号、圧力センサ信号、もしくは電流センサ信号から成る群のうちのいずれか１つ、または、ループ電流信号、行程設定値信号、行程信号、もしくはＤＶＣ起動信号から成る群のうちのいずれか１つである、請求項１に記載の装置。
3. 前記出力指示器装置は、可視指示を生成するように構成される、請求項２に記載の装置。
4. 前記継続時間は、３〜１０秒であり、前記試験は、部分的ストローク試験である、請求項３に記載の装置。
5. 前記出力指示器装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）をあるパターンで点滅させるように構成される、請求項３に記載の装置。
6. 前記出力指示器装置は、前記弁制御器信号が確認応答信号であったことを示すように、発光ダイオードを反復的に点滅させるように構成される、請求項３に記載の装置。
7. 前記出力指示器装置は、前記試験制御盤装置によって受信された前記弁制御器信号の種類に応じて、出力を表示させるように構成される、請求項３に記載の装置。
8. 前記出力指示器装置は、発光ダイオードを含む、請求項７に記載の装置。
9. 前記出力指示器装置は、緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤ、または赤色ＬＥＤのうちのいずれか１つまたはそれらの組み合わせを含む、請求項７に記載の装置。
10. 前記伝送器装置または受信器装置のうちのいずれか１つまたは両方が、ワイヤレス装置である、請求項３に記載の装置。
11. システムを試験するためのプログラムされた命令を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータプログラム製品が前記システムによって実行されたとき、前記命令は、
    試験制御盤装置にて、試験入力信号を受信することと、
    前記試験制御盤装置にて、受信した前記試験入力信号の継続時間を読み取ることと、
    前記試験制御盤装置にて、受信した前記試験入力信号の前記継続時間が試験を開始するために有効な継続時間であることを検証することと、
    前記試験制御盤装置からの試験開始信号を前記試験開始信号の有効な継続時間に応じて弁制御器に送信することによって前記試験を開始することと、
    前記試験制御盤装置にて、前記弁制御器から信号を受信することと、
    前記試験制御盤装置にて、前記試験制御盤装置が前記弁制御器から弁制御器検出信号を受信したことを示すことと、を前記システムに実施させ、
    前記弁制御器検出信号は、試験確認応答信号である、コンピュータプログラム製品。
12. 前記弁制御器検出信号は、位置センサ信号、圧力センサ信号、もしくは電流センサ信号から成る群のうちのいずれか１つ、または、ループ電流信号、行程設定値信号、行程信号、もしくはＤＶＣ起動信号から成る群のうちのいずれか１つである、請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品。
13. 前記試験制御盤装置が弁制御器検出信号を受信したことを示すことは、可視指示を生成することを含む、請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品。
14. 前記継続時間は、３〜１０秒であり、前記試験は、部分的ストローク試験である、請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品。
15. 前記試験制御盤装置が弁制御器検出信号を受信したことを示すことは、発光ダイオード（ＬＥＤ）をあるパターンで点滅させることを含む、請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品。
16. 前記試験制御盤装置が弁制御器検出信号を受信したことを示すことは、前記弁制御器検出信号が確認応答信号であったことを示すように、発光ダイオードを反復的に点滅させることを含む、請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品。
17. 前記試験制御盤装置が弁制御器検出信号を受信したことを示すことは、受信された前記弁制御器検出信号の種類に応じて、出力を表示させることを含む、請求項１１に記載のコンピュータプログラム製品。
18. 前記試験制御盤装置が弁制御器検出信号を受信したことを示すことは、発光ダイオードを使用することを含む、請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。