[實用新型]用于控制現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420334657.7
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN204065793U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·G·塞伯格;J·L·斯諾巴杰
• 申請（專利權(quán)）人: 費希爾控制國際公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 鄭立柱;張平

技術(shù)領(lǐng)域

本文的公開整體涉及控制安全儀表系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備，更具體地涉及用于將現(xiàn)場設(shè)備置于安全狀態(tài)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

過程控制系統(tǒng)如化學(xué)、石油和其他過程中使用的那些過程控制系統(tǒng)典型地包括一個或多個控制器，該控制器經(jīng)由模擬、數(shù)字或組合的模擬/數(shù)字總線可通信地耦接到至少一個主機或用戶工作站和一個或多個現(xiàn)場設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備例如可以包括控制閥、閥定位器、開關(guān)和發(fā)射器(例如溫度、壓強和流速傳感器)，其執(zhí)行過程之中的功能，如打開或關(guān)閉閥以及測量過程參數(shù)。過程控制器接收用于指示由現(xiàn)場設(shè)備做出的過程測量的信號和/或涉及現(xiàn)場設(shè)備的其他信息，并且使用該信息來實現(xiàn)控制例程以生成控制信號，該控制信號可以通過總線發(fā)送到現(xiàn)場設(shè)備以控制過程的操作。在現(xiàn)場設(shè)備失效的情況中，可能危及整個過程控制系統(tǒng)的操作狀態(tài)。

安全儀表系統(tǒng)(SIS)可用于防護過程控制系統(tǒng)以防止危險事件，如毒氣、易燃或易爆化學(xué)品的泄漏。SIS是用于補充過程控制系統(tǒng)并且當(dāng)必要時采取行動來使過程控制系統(tǒng)進入安全狀態(tài)的獨特的、可靠的系統(tǒng)。SIS利用傳感器、邏輯解算器和致動器來實現(xiàn)安全儀表功能(SIF)以達到或維持安全狀態(tài)。安全完整性等級(SIL)是SIS的完整性的統(tǒng)計表示并且可以根據(jù)風(fēng)險降低因子(RRF)來限定。換句話說，SIL是一種用于指示特定安全功能的可容忍失效率的方式。RRF的倒數(shù)是要求失效概率(probability?of?failure?on?demand，PFD)并且多個離散的SIL等級與PFD相關(guān)聯(lián)，其中SIL等級1表示可接受的風(fēng)險的最高等級，并且SIL等級4表示可接受的風(fēng)險的最低等級。

SIS可以典型地包括兩種類型的設(shè)備、儀器、子系統(tǒng)或模塊；即類型A和類型B。通常，被分類為類型A的單元是不具有板載復(fù)雜處理器的設(shè)備，并且每個組件，例如閥、中繼器、螺線管、開關(guān)等等的所有可能的失效都能夠被限定。被分類為類型B的單元包括至少一個具有未被良好限定的失效模式的組件，例如微處理器、專用集成電路(ASIC)、“智能”發(fā)射器。根據(jù)安全性，可以將失效分為兩種類別：安全失效和危險失效。安全失效是在設(shè)備內(nèi)的模塊和子系統(tǒng)等級上的那些失效，其導(dǎo)致安全狀態(tài)并且可能被或不被內(nèi)部診斷檢測到。危險失效是不導(dǎo)致安全狀態(tài)的失效。但是危險失效可能被內(nèi)部診斷檢測到，內(nèi)部診斷向用戶警告該失效并且使得能夠及時的維修，使得要求失效概率(PFD)不像失效未被檢測到那樣受影響。安全失效比率(SFF)參數(shù)指示導(dǎo)致安全失效的設(shè)備的總體失效率與全部失效相比的比率。SFF可以被定義為1-(危險的未檢測到的失效)/(總失效)，其中，總失效包括已檢測到的安全失效、未檢測到的安全失效、已檢測到的危險失效和未檢測到的危險失效。未檢測到的危險失效不利地影響與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的PFD和/或SFF。

實用新型內(nèi)容

因此，本實用新型針對的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中不能很好地控制過程工廠中的現(xiàn)場設(shè)備，從而本文公開了用于改善對工廠操作的控制的示例性系統(tǒng)。

在一個示例性實施方式中，公開了一種用于控制現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)，該現(xiàn)場設(shè)備可操作地耦接到在安全儀表系統(tǒng)中實現(xiàn)的控制元件，所述系統(tǒng)包括：可操作地耦接到控制元件并且在安全儀表系統(tǒng)中實現(xiàn)的現(xiàn)場設(shè)備，所述現(xiàn)場設(shè)備包括可操作地耦接到軟件模塊的硬件模塊，其中所述硬件模塊可操作地耦接到所述控制元件的控制輸入，所述硬件模塊響應(yīng)于安全事件的發(fā)生，在檢測到所述安全事件的發(fā)生之后，所述硬件模塊越權(quán)控制所述現(xiàn)場設(shè)備的正常控制并且提供硬件控制信號給所述控制元件；并且所述軟件模塊包括可操作地耦接到存儲器和所述控制元件的控制輸入的處理器，所述軟件模塊響應(yīng)于所述安全事件的發(fā)生，在檢測到所述安全事件的發(fā)生之后，所述軟件模塊驗證由所述硬件模塊進行的對所述現(xiàn)場設(shè)備的正常控制的越權(quán)控制并且提供軟件控制信號給所述控制元件。

在一種實現(xiàn)中，所述控制元件是閥。

在一種實現(xiàn)中，系統(tǒng)進一步包括：可操作地耦接到所述硬件模塊、所述軟件模塊和所述控制元件的轉(zhuǎn)換器設(shè)備。

在一種實現(xiàn)中，所述轉(zhuǎn)換器設(shè)備是電流到壓強(I/P)轉(zhuǎn)換器或電壓到壓強(E/P)轉(zhuǎn)換器。

在一種實現(xiàn)中，將所述硬件控制信號提供給所述轉(zhuǎn)換器設(shè)備。

在一種實現(xiàn)中，將所述軟件控制信號發(fā)送給所述轉(zhuǎn)換器設(shè)備。