JP5838168B2 - 安全計装システムのソレノイドを検査するための方法、装置、および製品 - Google Patents

Description

本開示は、概して安全計装システム（ＳＩＳ）に関し、より具体的には、ＳＩＳソレノイドを検査するための方法、装置、および製品に関するものである。

化学薬品の処理工程や、石油精製工程、またはその他のプロセスに使用される様なプロセス制御システムは、通常、１つ以上の集中型プロセスコントローラを含む。このコントローラは、アナログ、デジタルまたはアナログ・デジタル混在バスを介して少なくとも１つのホストまたは少なくとも１つのオペレータワークステーション、および１つ以上のフィールドデバイスに通信可能に連結する。フィールドデバイスは、例えば、バルブ、バルブポジショナ、スイッチおよび／またはトランスミッタ（例えば、温度センサ、圧力センサおよび流量センサ）であり、バルブの開閉およびプロセスパラメータの測定などのプロセス内の機能を実行する。プロセスコントローラは、フィールドデバイスが実行するプロセス計測および／またはフィールドデバイスに関する他の情報を示す信号を受信する。プロセスコントローラはこの情報を使用して制御ルーチンを実施してから、制御信号を生成する。この制御信号は、バスまたはその他の通信経路を通じて、プロセスの動作を制御するフィールドデバイスに送信される。フィールドデバイスおよびコントローラからの情報は、オペレータワークステーションが実行する１つ以上のアプリケーションに利用され得る。オペレータはこれらの情報を利用して、プロセスに関連する所望の機能、例えば、プロセスの現状を見たり、プロセスの動作の修正などを実行できる。

プロセス制御システムの多くには、１つ以上のアプリケーションステーションも含まれている。一般に、これらのアプリケーションステーションは、コントローラ、オペレータワークステーション、およびローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介してプロセス制御システム内のその他のシステムに通信可能に連結されるパーソナルコンピュータ、ワークステーションなどを用いて実施される。各アプリケーションステーションは、プロセス制御システム内のキャンペーン管理機能、保全管理機能、仮想制御機能、診断機能、リアルタイム監視機能、安全関連機能、構成機能などを実行する１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行できる。

プロセス制御システムまたはその一部には、かなりの安全性リスクを提示し得るものがある。例えば、化学処理プラント、発電所などでは、適切に制御が行われていない場合、かつ／または所定のシャットダウン手順を使用して迅速なシャットダウンができない場合に、著しい人身障害、環境および／または設備の損害につながる可能性がある危険性の高いプロセスを実施しているところもある。このような危険性の高いプロセスを有するプロセス制御システムに関連する安全性リスクに対処するために、多くのプロセス制御システム供給業者は、安全性関連標準規格に適合する製品を提供している。この規格には、例えば、国際電気標準会議（ＩＥＣ）規格６１５０８およびＩＥＣ規格６１５１１などがある。

一般に、１つ以上の周知の安全性関連標準規格に適合するプロセス制御システムは、ＳＩＳアーキテクチャを使用して実施される。ＳＩＳアーキテクチャでは、プロセス全体の連続制御を担う、基本的なプロセス制御システムに関連するコントローラおよびフィールドデバイスは、著しい安全性リスクを示す制御条件に対応してプロセスの安全なシャットダウンを保証すべく安全計装機能の履行を担うような、ＳＩＳに関連する特殊目的のフィールドデバイスおよび他の特殊目的の制御要素とは、物理的かつ論理的に別である。特に、ロジックソルバ、ＳＩＳコントローラ、安全性認証フィールドデバイス（例えば、センサ、空気圧で作動するバルブおよび／またはソレノイドバルブなどの最終制御要素）、データ冗長装置およびルーチン（例えば、冗長リンク、巡回冗長検査、など）、および安全性認証ソフトウェアまたはコード（例えば、認証済みアプリケーション、機能モジュール、機能ブロックなど）といった特殊目的制御要素が、基本的なプロセス制御システムに補足されていることが、周知の安全性関連標準規格の多くの適合要求として求められる。

一部の加工プラントは、プロセス制御バルブに加えて、プロセス制御バルブごとに安全遮断バルブ（例えば、緊急遮断バルブ）を備えている。このバルブは、システム故障時などに流体の流れを迅速に停止する。これらの安全遮断バルブは、ＳＩＳにより制御される。例示の安全遮断バルブはソレノイドバルブであり、このソレノイドバルブを制御するための、ソレノイドへの電力供給はＳＩＳが選択または制御する。ソレノイドに電力が供給されているときは、ソレノイドバルブは第１の位置または状態（例えば、開放）を維持する。ソレノイドに電力が供給されていないときは、ソレノイドおよびそれ故ソレノイドバルブは、第２の位置または状態（例えば、閉塞）を維持する。一般的に、ソレノイドバルブは２種類ある。すなわち、ソレノイドに電力が供給されていないときに開放している、開放動作しないバルブと、ソレノイドに電力が供給されていないときに閉塞している、閉塞動作しないバルブとがある。例示のソレノイドバルブには、Ａｓｃｏ（登録商標）Ｖａｌｖｅ，Ｉｎｃが製造しているＥＦ８３１６およびＥＦ８３１０ソレノイドバルブが含まれる。

安全計装システムのソレノイドを検査するための例示の方法、装置、および製品を開示する。開示するバルブ位置制御装置は、ソレノイドの状態を制御するリレーと、ソレノイド検査信号をリレーに伝送するトランスミッタを含むバルブポジショナと、１つ以上のワイヤを通じてソレノイド検査信号とリレーとを通信可能に連結する電気接点と、ソレノイド検査信号を生成し、ソレノイド検査信号をリレーに伝送したときのソレノイドの反応をモニタして、ソレノイドの動作を検証するソレノイドテスタと、を備えている。

例示の方法は、電力供給遮断制御信号を選択して、安全計装システム（ＳＩＳ）のソレノイドの状態を選択することと、バルブコントローラから１つ以上のワイヤを通じてリレーに電力供給遮断制御信号を伝送して、選択された状態に応じたＳＩＳソレノイドを構成することと、選択された状態に対してＳＩＳソレノイドの反応をモニタして、ＳＩＳソレノイドの動作を検証することと、を含む。

本開示の１つ以上の態様に従う、バルブポジショナを有する例示のプロセス制御システムを示す概略図である。 図１の例示のバルブポジショナを実施する方法の例を示す図である。 本開示の１つ以上の態様に従う、バルブポジショナを有する別の例示のプロセス制御システムを示す概略図である。 図３の例示のバルブポジショナを実施する方法の例を示す図である。 図１〜図４の例示のバルブポジショナを実施するために実行され得る例示のプロセスを説明するフローチャートである。 図５の例示のプロセスの実行、および／または本明細書に開示する方法、装置、および製品の全ての実施のために使用および／またはプログラムされ得る例示のプロセッサプラットフォームを示す概略図である。

特定の例を上に特定した図面に示し、以下に詳細に記述する。図面は必ずしも原寸に比例しているわけではなく、図面における特定の特徴および特定の構造は、明確さおよび／または簡潔さを目的として、縮尺おいて誇張されているか、ある程度概略で示される。以下の開示では、種々の実施形態の異なる特徴を実施するための多くの異なる実施形態または例を提供するが、本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が実行可能であり、かつ／または構造を変化し得ることが理解される。また、構成要素および配置の特定の例を下に記述したが、当然ながら、これらは単なる例示であり、限定を意図するものではない。さらに、本開示では、種々の例において参照番号および／または文字を繰り返し使用する。この繰り返しは明確さを目的とし、それ自体が、開示する種々の実施形態および／または例示の構成間の関係を決め付けるものではない。また、第１の特徴または第２の特徴の描写または記述は、第１の要素と第２の要素とが直接接触して実施される実施形態を含み得、さらに、第１の要素と第２の要素との間に他の要素が存在し、第１の要素と第２の要素とが直接接触する必要のない実施形態も含み得る。

従来、安全計装システム（ＳＩＳ）のコントローラは、ソレノイドバルブへの電力供給信号を一時的に遮断することにより、プロセス制御バルブの安全オーバーライドを検査してきた。電力供給信号のこのような一時的な遮断は、当然ながら、ソレノイドバルブを作動させ、および各プロセス制御バルブの緊急または安全位置（例えば、プロセスに応じて完全な閉塞または完全な開放位置）への移動を開始させる。電力供給信号を一時的に遮断したときのみ、プロセス制御バルブの一部のみが往復運動するか、緊急または安全位置に向かい移動する。ＳＩＳコントローラは、プロセス制御バルブが電力供給信号の一時的な遮断に反応して正しい方向に移動したことを検出すると、ソレノイドバルブおよびプロセス制御バルブが意図に従い共に動作することを決定できる。しかしながら、プロセス制御バルブが予期したとおりに移動しない場合には、例示のＳＩＳコントローラは、ソレノイドバルブおよび／またはプロセス制御バルブが意図に従い動作するか否かを決定できない。例示のＳＩＳコントローラによるこの種類のプロセス制御バルブの検査は、当業界において、部分的ストロークテスト（ＰＳＴ）として多くの場合に参照される。

少なくともこれらの不備を解決するために、本明細書に開示する例示のバルブポジショナは、プロセス制御バルブと別個に、ソレノイドおよび／またはソレノイドバルブを検査するためのソレノイドテスタを備えている。開示する例示のバルブポジショナは、統合コンタクト、ターミナルおよび／またはコネクタをさらに含む。これらを用いることにより、ソレノイドテスタとソリッドステートリレー（ＳＳＲ）とを電気的に連結して制御信号を送信できる。ＳＳＲはソレノイドを作動する制御信号により制御される。例示のソレノイドテスタは、ソレノイドを一時的に作動している間のソレノイドおよび／またはソレノイドバルブの出力、状態および／または位置をモニタして、ソレノイドおよび／またはソレノイドバルブが意図に従い動作するか否かを決定する。一部の例では、ソレノイドの出力および／またはソレノイドプランジャの位置をモニタする。追加的または代替的に、ソレノイドバルブの空気圧出力をモニタしてもよい。

図１はソレノイドバルブに関連するＳＩＳソレノイドバルブ１１０および／またはＳＩＳソレノイド１５５を特に検査するバルブポジショナ１０５を有する例示のプロセス制御システム１００を示す。図２は図１のバルブポジショナの例を実施する方法の例を示す。例示のバルブポジショナ１０５は、任意の種類のバルブ位置コントローラ２０５（図２）を備えている。このコントローラ２０５は、１つ以上のワイヤおよび／または通信バス１３０を通じて、プロセスコントローラ１２５から受信したバルブ制御信号１２０に基づいて、プロセス制御バルブ１１５の位置（例えば、開放または閉塞割合）を制御する。例示のバルブ位置コントローラ２０５は、気圧制御線１３５の圧力を制御、調節および／または選択することにより、例示のプロセス制御バルブ１１５の位置を制御できる。気圧制御線１３５の圧力により、プロセス制御バルブ１１５に付随するアクチュエータ１４０の位置を制御して、プロセス制御バルブ１１５の位置を制御する。空気圧供給器１３７から気圧制御線１３５に送る流体の流れを調整することにより、気圧制御線１３５内の圧力を制御できる。例示のバルブ位置コントローラ２０５は、プロセス制御バルブ１１５の今または現在の位置を示す１つ以上の信号を受信する。この信号は、明確さを目的として図１または図２には示さない任意の数および／または１種類以上の通信信号により、かつ／または通信路を通じて送信される。任意の数および／または１種類以上のアルゴリズム、１つ以上の方法および／または論理を利用して、例示のバルブ位置コントローラ２０５は、気圧制御線１３５内の圧力を制御する。この制御により、プロセス制御バルブ１１５の位置を、バルブ制御信号１２０が特定および／または示す位置におおよそ対応する位置に配置する。

例示のワイヤ（単数または複数）および／またはバス１３０（単数または複数）は、ターミナルハウジング１４５内の１つ以上のコンタクト、コネクタおよび／またはターミナル２１０（図２）を通じて、例示のバルブポジショナ１０５の端子箱またはハウジング１４５と電気的に接続する。例示の端子箱１４５は、バルブ制御信号１２０を受信する受信機２１５をさらに含む。この受信機２１５は、アナログのバルブ制御信号１２０を、例示のバルブ位置コントローラ２０５が処理するのに適したデジタル値および／またはデジタルサンプル値に変換する。一部の例では、２本のワイヤ１３０および２つのコンタクト２１０を備えてもよく、バルブ制御信号１２０は、２本のワイヤ１３０を伝播する４〜２０ｍＡのループ電流信号でもよい。例示の受信機２１５は、ハイウェイアドレス可能遠隔トランスデューサ（ＨＡＲＴ）受信機を備えている。図２の例示のコンタクト２１０、受信機２１５、トランスミッタ２２５、およびソレノイド検査コンタクト２３０は、例示のターミナルハウジング１４５内に実装されるものとして示したが、バルブポジショナ１０５内の任意の場所に実装されてもよい。

ＳＩＳコントローラ１５０は、例えばシステム故障時または緊急時などに答えてプロセス制御バルブ１１５を通る１つ以上の流体および／または他の１つ以上の物質の流れを迅速に停止を許容するために、バルブポジショナ１０５とプロセス制御バルブ１１５との間の気圧制御線１３５に、例示のソレノイドバルブ１１０を空気圧圧力で置く。例示のＳＩＳコントローラ１５０は、ソレノイドバルブ１１０のソレノイド１５５の状態または位置を制御することにより、プロセス制御バルブ１１５の位置を制御する気圧制御線１３５を遮断または減圧できる。ＳＩＳコントローラ１５０は、ソレノイド１５５への電力供給信号１６０を制御、選択または調節することにより、ソレノイド１５５の状態または位置を制御する。第１の電圧（例えば、２４ＶＤＣ、４８ＶＤＣ、１１０ＶＡＣまたは２２０ＶＡＣ）の電力供給信号１６０を選択すると、ソレノイド１５５は第１の状態になる。この状態では、バルブポジショナ１０５は気圧制御線１３５内の圧力を制御できる。これに対して、電力供給信号１６０を遮断（例えば、０Ｖ）すると、ソレノイド１５５は第２または異なる状態になる。この状態では、バルブポジショナ１０５と気圧制御線１３５とが不通になる。代替的に、０Ｖの電力供給信号１６０が第１の状態に対応し、ゼロ以外の電圧（例えば、２４ＶＤＣ、４８ＶＤＣ、１１０ＶＡＣまたは２２０ＶＡＣ）が第２の状態に対応してもよい。ＳＩＳコントローラは、ソレノイド１５５への電力供給１６０の電圧を選択、調節および／または制御することにより、緊急時の安全のために、プロセス制御バルブ１１５の位置をオーバーライドできる。

従来、例示のＳＩＳコントローラ１５０は、電力供給信号１６０を一時的に遮断することにより、プロセス制御バルブ１１５の安全オーバーライドを検査してきた。電力供給信号１６０のこのような一時的な遮断は、当然ながら、プロセス制御バルブ１１５の緊急または安全位置（例えば、プロセスに応じた完全な閉塞または完全な開放位置）への移動を開始させる。しかしながら、電力供給信号を一時的に遮断したときのみ、プロセス制御バルブ１１５の一部のみが往復運動するか、緊急または安全位置に向かい移動する。ＳＩＳコントローラ１５０は、プロセス制御バルブ１１５が電力供給信号１６０の一時的な遮断に反応して正しい方向に移動したことを検出すると、ソレノイドバルブ１１０およびプロセス制御バルブ１１５が意図に従い共に動作することを決定できる。しかしながら、プロセス制御バルブが予期したとおりに移動しない場合には、例示のＳＩＳコントローラは、ソレノイドバルブ１１０および／またはプロセス制御バルブ１１５が意図に従い動作するか否かを決定できない。

バルブポジショナ１０５が例示のプロセス制御バルブ１１５とは独立してソレノイドバルブ１１０を検査するために、図１のシステム１００はＳＳＲ１６５を含む。図１の例示のＳＳＲ１６５は、ＳＩＳコントローラ１５０が供給する電力供給信号１６０と、ソレノイドバルブ１１０との間に電気的に接続する位置に配置される。バルブポジショナ１０５のソレノイドテスタ２２０（図２）は、制御信号１７０を介してＳＳＲ１６５の状態または位置を制御するように構成される。例示のソレノイドテスタ２２０は、制御信号１７０に応じてＳＳＲ１６５を第１の状態または第２の状態に制御できる。第１の状態では、電力供給信号１６０はソレノイドバルブ１１０と電気的に接続し、第２の状態では、電力供給信号１６０とソレノイドバルブ１１０とが不通および／または電気的に分離している。換言すれば、制御信号１７０は電力供給遮断信号に相当する。この信号は、電力供給信号１６０とソレノイドバルブ１１０とを遮断、不通および／または電気的に分離するか否かをＳＳＲ１６５に示す信号である。例示のＳＳＲ１６５に実装され得る例示のソリッドステートリレーには以下のものが含まれる（ただし、これらに限定されない）。すなわち、Ｒａｄｉｏｎｉｃｓが製造するモデル♯３４８−４３１リレーなどの光結合リレー、Ｐｏｗｅｒ−ＩＯ（登録商標）が製造するモデル♯ＨＤＡ−３Ｖ２５リレーなどのトランス結合リレー、およびＯｐｔｏ２２が製造するモデル♯２４Ｄ２５−１７リレーなどのハイブリッドＳＳＲが含まれる。

例示の制御信号１７０は、トランスミッタ２２５により１つ以上のソレノイド検査コンタクト、ターミナルおよび／またはコネクタ２３０、並びに個々のワイヤ１７５を通じてＳＳＲ１６５に伝送される。例示のトランスミッタ２２５および例示のソレノイド検査コンタクト２３０は、図２に示す端子箱またはハウジング１４５内に実装され得る。代替的に、トランスミッタ２２５および／または例示のソレノイド検査コンタクト２３０は、例示のバルブポジショナ１０５内の任意の場所に実装されてもよい。

例示のトランスミッタ２２５は、ソレノイドテスタ２２０が生成するデジタル制御値および／またはデジタル制御サンプル値を、１つ以上のコンタクト２３０および１つ以上のワイヤ１７５を通じたＳＳＲ１６５への伝送に適したアナログ制御信号１７０に変換する。一部の例では、２本のワイヤ１７５および２つのソレノイド検査コンタクト２３０が備えられる。この２本のワイヤは、それぞれ、グラウンド信号または電圧を伝える第１のワイヤ１７５と、ソレノイド１５５の状態を制御するアナログ制御電圧を伝える第２のワイヤ１７５とである。

例示のソレノイドテスタ２２０は、モニタ信号１８０を介して、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０の位置、状態および／または動作をモニタする。例示のモニタ信号１８０には以下のものが含まれる（ただし、これらに限定されない）。すなわち、ソレノイドバルブ１１０の位置制御に用いられるソレノイド１５５の電気または空気圧出力を示す信号、およびソレノイドプランジャの位置を示す信号が含まれる。ソレノイドテスタ２２０はこのようなモニタ信号１８０を利用して、緊急または安全ベースのシャットダウン中に、ＳＳＲ１６５が遮断した電力供給１６０に反応してソレノイド１５５のプランジャ１５６が十分に移動し、ソレノイドバルブ１１０を意図に従い動かせるか否かを決定できる。

受信機２４０（図２）は、モニタ信号１８０を、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０の位置および／または状態を表すデジタル信号および／またはデジタルサンプル値に変換する。検査制御信号１７０をＳＳＲ１６５に伝送したときに、例示のソレノイドテスタ２２０は、デジタル化したモニタ信号１８０をモニタして、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０が意図に従い動作するか否かを決定できる。ソレノイド１５５状態の一時的な動作または変化のみに検査制御信号１７０を用いるため、当然ながら、プロセス制御バルブ１１５の位置は、短期間、少しの距離だけ一時的に移動する。検査制御信号１７０を中断するか、かつ／またはＳＳＲ１６５をその名目上の状態に戻すための制御に用いる場合には、バルブポジショナ１０５は、必要に応じて、プロセス制御バルブ１１５の位置を元に戻すことができる。例示のソレノイドテスタ２２０および／またはより大まかに、例示のバルブポジショナ１０５を用いて実行され得る、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０を検査する例示のプロセスを、図５を参照して下記する。

追加的または代替的に、ソレノイドテスタ２２０は、任意の数および／または１種類以上の追加的および／または代替的なモニタ信号をモニタできる。例えば、ソレノイドテスタ２２０は、ソレノイドバルブ１１０下流の気圧制御線１３５の圧力をモニタできる。例えば、アクチュエータ１４０が単動式アクチュエータであり、それ故、バルブ１１５の位置制御に単一の気圧制御線１３５のみが要求される場合には、バルブポジショナ１０５の未使用の空気圧ポートＢが気圧制御線１３５と空気圧力で接続され、ソレノイドバルブ１１０下流の気圧制御線１３５の圧力をモニタできる。このような例では、受信機２４０は圧力トランスデューサを備えてもよい。ＳＳＲ１６５がソレノイド１５５の状態を変化させたときのポートＢにおける圧力の予期される変化を、ソレノイドテスタ２２０はモニタできる。このモニタにより、ソレノイド１５５およびソレノイドバルブ１１０が共に意図に従い動作するか否かを決定できる。

図３は安全計装システム（ＳＩＳ）のソレノイドバルブ１１０の動作を特に検査するためのバルブポジショナ３０５を有する別の例示のプロセス制御システム３００を示す。図４は図３のバルブポジショナ３０５を実施する例示の方法を示す。図３および図４に示す例のいくつかの要素は、図１および図２に関連して前述した要素と同一であるため、ここでは繰り返して説明しない。むしろ、同一の要素を図１〜図４に同一の参照番号で示す。関心のある読者は、番号が付けられた要素の完全な記述については、図１および図２に関連する前の記述を再度参照されたい。

図１および図２に示す例とは異なり、図３の例示のプロセス制御システム３００では、例示のトランスミッタ２２５は、同一のコンタクト、ターミナルおよび／またはコネクタ２１０を通じてＳＳＲ１６５に制御信号１７０を伝送する。これらは、例示のワイヤ１３０を介して、プロセスコントローラ１２５と受信機２１５とを電気的に連結する。このようにして、ワイヤ３０４および３０６は、ワイヤ１３０と、フィルタ３１５の対応するターミナル、コンタクトまたはコネクタ３１０各々とを電気的に接続する。換言すれば、プロセスコントローラ１２５、例示の受信機２１５、例示のトランスミッタ２２５、および例示のフィルタ３１５は、同一の通信バス１３０，３０４，３０６を通じて連絡する。一部の例では、信号および／またはコマンドは、４〜２０ｍＡのループ電流を用いて共用バス１３０，３０４，３０６において通信する。例示の受信機２１５および例示のフィルタ３１５は、それぞれ、ＨＡＲＴ受信機を備えており、例示のトランスミッタ２２５はＨＡＲＴトランスミッタを備えている。

例示のフィルタ３１５は、ワイヤ３０４および３０６を通じて受信したＨＡＲＴコマンドにフィルタをかけて、ソレノイドバルブ検査コマンド１７０を識別および／または検出する。例示のフィルタ３１５は、バス３０４，３０６におけるソレノイド検査コマンド１７０を検出すると、ＳＳＲ１６５の状態を変化させる。一部の例では、第１のＨＡＲＴコマンドを用いてＳＳＲ１６５を第１の状態に変化させ、第２のＨＡＲＴコマンドを用いてＳＳＲ１６５を第２または異なる状態に変化させる。他の例では、ＳＳＲ１６５の第１の状態と第２の状態とを切り替えるＨＡＲＴコマンドを用いてもよい。本明細書に記載した特定の例は、ＨＡＲＴ通信および／またはコマンドを実施するが、本明細書に開示する方法および装置は、任意の数および／または１種類以上の追加的および／または代替的な１つ以上の通信プロトコルおよび／またはコマンドを用いてもよい。例えば、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓおよび／またはＰｒｏｆｉｂｕｓに関連するものを用いてもよい。

例示のプロセス制御システム１００および３００を図１〜図４に示したが、これらの構成要素は、任意の方法で一体化、分割、再配置、削除および／または実装されてもよい。さらに、例示のバルブ位置コントローラ２０５、例示の受信機２１５、例示のソレノイドテスタ２２０、例示のトランスミッタ２２５、例示の受信機２４０、例示のフィルタ３１５および／またはより大まかに、例示のバルブポジショナ１０５および３０５は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア並びに／またはハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアの任意の組み合わせにより実施されてもよい。それ故、例えば、例示のバルブ位置コントローラ２０５、例示の受信機２１５、例示のソレノイドテスタ２２０、例示のトランスミッタ２２５、例示の受信機２４０、例示のフィルタ３１５、および／またはより大まかに、例示のバルブポジショナ１０５および３０５のいずれかは、回路（単数または複数）、プログラマブルプロセッサ（単数または複数）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ（単数または複数））、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ（単数または複数））、および／またはフィールドプログラマブル論理デバイス（ＦＰＬＤ（単数または複数））などにより実施され得る。添付の装置クレームのいずれかが、純粋ソフトウェアおよび／またはファームウェアの実施を含むように解釈される場合には、例示のバルブ位置コントローラ２０５、例示の受信機２１５、例示のソレノイドテスタ２２０、例示のトランスミッタ２２５、例示の受信機２４０、例示のフィルタ３１５、および／またはより大まかに、例示のバルブポジショナ１０５および３０５の少なくともいずれかは、ここでは、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを保存するメモリ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）などの有形的表現媒体を含むように明確に定義される。さらになお、例示のプロセス制御システム１００および３００は、図１〜図４に示す要素に加えて、またはその代わりに、示す要素の任意の２つ以上または全てを備えてもよい。例えば、図１および図３には、単一のバルブポジショナ１０５、単一のソレノイドバルブ１１０、および単一のプロセス制御バルブ１１５を示したが、例示のプロセス制御システム１００および３００は、任意の数および／または１種類以上のプロセスコントローラ、ＳＩＳコントローラ、バルブポジショナ、ソレノイドバルブ、および／またはプロセス制御バルブを備えてもよい。ＳＳＲ１６５各々および／またはフィルタ３１５各々を介してソレノイドバルブ１１０各々を検査するために、追加のバルブポジショナのいずれかまたは全てを、例示のソレノイドテスタ２２０、例示のトランスミッタ２２５、例示の検査コンタクト２３０、および例示の受信機２４０に実装してもよい。

図５は図１〜図４の例示のソレノイドテスタ２２０および／または例示のバルブポジショナ１０５および３０５を実施するために実行され得る例示のプロセスを説明するフローチャートである。図５の例示のプロセスは、例示のプロセスコントローラ１２５および／または例示のＳＩＳコントローラ１５０の命令に基づいて実行されてもよいし、かつ／または周期的または非周期的規則においてバルブポジショナ１０５，３０５により自動的に実行されてもよい。図５の例示のプロセスは、プロセッサ、コントローラおよび／または任意の他の適切な処理デバイスにより実行されてもよい。例えば、図５のプロセスは、任意のタンジブルコンピュータ可読媒体などの任意の製品に保存されているコード化された命令により具現化され得る。例示のタンジブルコンピュータ可読媒体には以下のものが含まれる（ただし、これらに限定されない）。すなわち、フラッシュメモリ、ＣＤ、ＤＶＤ、フロッピー（登録商標）ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電子的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）および／または電子的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、光学式記憶ディスク、光学式記憶デバイス、磁気記憶ディスク、磁気記憶デバイス、並びに／または機械アクセス可能な形態のプログラムコードおよび／または命令、またはデータ構造の伝送または保存に用いられ得、プロセッサ、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはプロセッサを備えた他の機械が電子的にアクセス可能な任意の他の媒体（例えば、図６に関連して下記する例示のプロセッサプラットフォームＰ１００）が含まれる。前述の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。機械アクセス可能命令は、例えば、プロセッサ、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または専用処理機械に１つ以上の特定の処理を実行させる命令および／またはデータを含む。代替的に、図５の例示のプロセスの一部または全ては、ＡＳＩＣ（単数または複数）、ＰＬＤ（単数または複数）、ＦＰＬＤ（単数または複数）、個別論理、ハードウェア、ファームウェアなどの１つ以上の任意の組み合わせを用いて実施され得る。代替的に、図５の例示のプロセスの一部または全ては、手動で、またはファームウェア、ソフトウェア、個別論理および／またはハードウェアなどを含む前述の技術の任意の組み合わせとして実施されてもよい。さらに、図５の例示の工程を実施する多くの他の方法を用いてもよい。例えば、ブロックの実行順序は変更され得、かつ／または記述するブロックの１つ以上は、変更、削除、再分割、または一体化され得る。さらに、図５の例示のプロセスのいずれかまたは全ては、連続して実行してもよいし、かつ／または別個の処理スレッド、プロセッサ、デバイス、個別論理、回路などを用いて同時に実行してもよい。

図５の例示のプロセスでは、まず、例示のソレノイドテスタ２２０が、例示のトランスミッタ２２５を通じて、フィルタ３１５および／またはＳＳＲ１６５にソレノイド検査制御信号１７０を送信する（ブロック５０５）。ソレノイドテスタ２２０は、モニタ信号１８０を利用して、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０の状態、出力および／または位置をモニタする（ブロック５１０）。例えば、ソレノイドテスタ２２０は、ソレノイドプランジャ１５６の位置をモニタできる。

モニタ信号１８０が、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０の意図する動作を示す場合には（ブロック５１５）、例示のソレノイドテスタ２２０は、第２の検査制御信号１７０をフィルタ３１５および／またはＳＳＲ１６５に送信して、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０を以前の状態に戻す（ブロック５２０）。この制御はその後、図５の例示のプロセスを終了する。

モニタ信号１８０が、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０の意図する動作を示さない場合には（ブロック５１５）、ソレノイド１５５および／またはソレノイドバルブ１１０は、欠陥の可能性があるとしてフラグおよび／または識別される（ブロック５２５）。この制御は、次に、ブロック５２０に進む。

図６は図１〜図４の例示のソレノイドテスタ２２０および／または例示のバルブポジショナ１０５および３０５を実施するために、使用および／またはプログラムされ得る例示のプロセッサプラットフォームＰ１００を示す概略図である。プロセッサプラットフォームＰ１００は、例えば、１つ以上の汎用プロセッサ、プロセッサコア、マイクロコントローラなどを用いて実施され得る。

図６に示すプロセッサプラットフォームＰ１００は、少なくとも１つの汎用プログラマブルプロセッサＰ１０５を備えている。プロセッサＰ１０５は、そのメインメモリに保存されている、コード化されたおよび／または機械アクセス可能な（例えば、ＲＡＭＰ１１５および／またはＲＯＭＰ１２０内の）命令Ｐ１１０および／またはＰ１１２を実行する。プロセッサＰ１０５は、プロセッサコア、プロセッサおよび／またはマイクロコントローラなどの任意の種類の処理装置でもよい。プロセッサＰ１０５は、本明細書に記載する例示の方法、装置、および製品、特に図５の例示のプロセスを実行する。

プロセッサＰ１０５は、バスＰ１２５を通じて（ＲＯＭＰ１２０および／またはＲＡＭＰ１１５を含む）メインメモリと通信する。ＲＡＭＰ１１５は、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、および／または任意の他の種類のＲＡＭデバイスにより実施され得る。ＲＯＭは、フラッシュメモリおよび／または任意の他の所望の種類のメモリデバイスにより実施され得る。メモリＰ１１５およびメモリＰ１２０へのアクセスは、メモリコントローラ（不図示）により制御され得る。

プロセッサプラットフォームＰ１００は、インターフェース回路Ｐ１３０をさらに含む。インターフェース回路Ｐ１３０は、外部メモリインターフェース、シリアルポート、汎用入力／出力装置などの任意の種類のインターフェース規格に従い実施され得る。１つ以上の入力デバイスＰ１３５および１つ以上の出力デバイスＰ１４０は、インターフェース回路Ｐ１３０に接続される。入力デバイスＰ１３５は、例えば、例示の受信機２１５および２４０を実施するために用いられ得る。出力デバイスＰ１４０は、例えば、例示のトランスミッタ２２５を実施するのに用いられ得る。

特定の例示の方法、装置、および製品を本明細書に記載したが、本特許の対象範囲はこれらに限定されない。むしろ、本特許は、逐語的に、または均等物の教示に基づいて、添付の請求項の範囲内に公正に含まれる方法、装置、および製品を保護する。

Claims (12)

1. プロセス制御バルブと、
   気圧制御線の圧力を調節することにより前記プロセス制御バルブの位置を制御するために前記プロセス制御バルブに前記気圧制御線を介して接続されたバルブポジショナと、
   前記バルブポジショナに接続されたリレーと、
   前記気圧制御線を遮断又は減圧することにより前記プロセス制御バルブを通過する流体の流れを制御するために前記リレーに接続されたソレノイドと、を備えており、
   前記リレーは、前記ソレノイドの状態を制御し、
   前記バルブポジショナは、
   前記リレーにソレノイド検査信号を伝送するトランスミッタと、
   １つ以上のワイヤを通じて前記ソレノイド検査信号を前記リレーに伝える電気接点と、
   前記ソレノイド検査信号を生成し、前記ソレノイド検査信号を前記リレーに伝送したときの前記ソレノイドの反応をモニタして、前記ソレノイドの動作を検証するソレノイドテスタと、を備えている、バルブ位置制御装置。
2. 安全計装システム（ＳＩＳ）のコントローラと、をさらに備えており、前記安全計装システム（ＳＩＳ）のコントローラは、前記ソレノイドに送る電力供給信号を選択し、前記電力供給信号の前記選択に答える前記プロセス制御バルブの位置をモニタすることにより、前記プロセス制御バルブの安全動作を検査し、前記リレーは、前記ソレノイド検査信号を受信すると、前記ソレノイドへの前記選択した電力供給信号を遮断する、請求項１に記載のバルブ位置制御装置。
3. 前記バルブポジショナは、ソレノイドプランジャの位置を表す信号を受信する受信機をさらに備えており、前記ソレノイドテスタは、前記受信信号に基づいて前記ソレノイドの動作を検証する、請求項１又は２に記載のバルブ位置制御装置。
4. 前記バルブポジショナは、前記ソレノイドに関連するソレノイドバルブの空気圧力出力の圧力を表す信号を受信する受信機をさらに備えており、前記ソレノイドテスタは、前記受信信号に基づいて前記ソレノイドバルブの動作を検証する、請求項１〜３の何れか一項に記載のバルブ位置制御装置。
5. 前記バルブポジショナは、
   バルブ制御信号を受信する受信機と、
   前記受信したバルブ制御信号に応答して、プロセス制御バルブの位置を制御するバルブ位置コントローラと、をさらに備えている、請求項１〜４の何れか一項に記載のバルブ位置制御装置。
6. 前記バルブポジショナは、
   １つ以上のワイヤを通じてバルブ制御信号を受信する受信機と、
   前記受信したバルブ制御信号に応答して、プロセス制御バルブの位置を制御するバルブ位置コントローラと、をさらに備えており、
   前記トランスミッタは、ハイウェイアドレス可能遠隔トランスデューサ（ＨＡＲＴ）トランスミッタを備えており、前記ソレノイド検査信号はＨＡＲＴ制御信号を含む、請求項１〜５の何れか一項に記載のバルブ位置制御装置。
7. 前記リレーに通信可能に連結されており、前記１つ以上のワイヤを通じて前記トランスミッタから前記ソレノイド検査信号を受信し、前記ソレノイド検査信号に応答して、前記リレーの状態を制御するＨＡＲＴトランスデューサをさらに備えている、請求項６に記載のバルブ位置制御装置。
8. バルブ位置制御装置の安全計装システム（ＳＩＳ）ソレノイドを検査するための方法であって、前記バルブ位置制御装置は、プロセス制御バルブと、気圧制御線の圧力を調節することにより前記プロセス制御バルブの位置を制御するために前記プロセス制御バルブに前記気圧制御線を介して接続されたバルブポジショナと、前記バルブポジショナに接続されたリレーと、前記気圧制御線を遮断又は減圧することにより前記プロセス制御バルブを通過する流体の流れを制御するために前記リレーに接続された前記ＳＩＳソレノイドとを備えており、
   ソレノイド検査信号を選択して、前記ＳＩＳソレノイドの状態を選択することと、
   前記バルブポジショナから前記リレーに前記ソレノイド検査信号を伝送することと、
   前記選択した状態に対する前記ＳＩＳソレノイドの反応をモニタして、前記ＳＩＳソレノイドの動作を検証することと、を含む、方法。
9. １つ以上のワイヤを通じてバルブ制御信号を受信することと、
   前記気圧制御線を遮断又は減圧することにより前記受信したバルブ制御信号に応答して前記プロセス制御バルブの位置を制御することと、をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記リレーへの前記ソレノイド検査信号の伝送は、前記リレーの状態を変化させて、前記ＳＩＳソレノイドへの電力供給信号を遮断する、請求項８又は９に記載の方法。
11. 前記選択した状態に対する前記ＳＩＳソレノイドの反応のモニタは、
    前記ＳＩＳソレノイドにおけるソレノイドの現状を表す信号を受信することと、
    前記選択した状態に対する前記ＳＩＳソレノイドに、前記ソレノイド検査信号を設定したか否かを、前記受信信号に基づいて決定することと、を含む、請求項８〜１０の何れか一項に記載の方法。
12. 前記バルブ制御信号は、第１のハイウェイアドレス可能遠隔トランスデューサ（ＨＡＲＴ）コマンドを含み、前記ソレノイド検査信号は第２のＨＡＲＴコマンドを含む、請求項９に記載の方法。

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