[发明专利]流体调节系统和过程

说明书

相关申请

本申请要求对2007年1月9日提交的美国专利申请No.11/621,502的优先权益。

技术领域

本发明涉及调节流体的流动，具体来说，涉及安全地控制流体调节系统和过程。

背景技术

在各种商业和工业系统中，控制阀被用来调节流体的流动。如今，许多控制阀包括自动位置调节器和/或受自动位置调节器控制，它们具有调节阀来控制某一过程的流体流动的能力。某些工业和商业应用，例如某些化学和核应用，需要使用满足商业、工业和/或政府标准的安全控制阀。安全控制阀可定期地测试以确保性能的符合性。例如，可进行安全控制阀的部分行程测试。

发明内容

一种流体调节系统可控制流体的流动(例如，在管道或容器内)。流体调节系统可包括一阀定位系统。阀定位系统可包括诸如电-压力转换器和控制器之类的部件。控制器可响应于信号范围内的指令信号来控制电-压力转换器，至少部分地根据接收到的信号来调整发送到电-压力转换器的控制信号，并在接收低信号的同时监视一个或多个流体调节系统部件。该信号范围可包括从低信号到高信号的各种信号，其中，低信号对应于关闭阀的信号。流体调节系统可具有10^-3或更小的请求时失效概率(probability of failure on demand)。

在某些实施例中，指令信号可包括电流信号，诸如在约4mA至约20mA信号范围内的电流信号。控制器还可确定阀的特征和/或通过一根导线接收指令信号。流体调节系统可以符合安全完整性级别3。

在某些实施例中，阀定位系统可包括一超驰装置，其在向控制器供应电力的同时中断控制信号。当接收到低指令信号时，控制器还可产生控制信号来关闭阀。

控制器可在监视一个或多个流体调节系统部件时可保持至少一部分接收到的数据。控制器可分析从监视一个或多个部件得到的数据，以确定保持哪些数据。

在某些实施例中，流体调节过程可包括接收信号范围内的指令信号，其中，信号范围包括从低信号到高信号的各种信号。低信号可对应于关闭阀的信号。阀的位置可至少部分地根据接收到的指令信号进行调整。可在关闭阀的过程中监视流体调节系统的部件。流体调节系统可具有小于10^-3的请求时失效概率。

当接收信号范围内的指令信号时，可监视各部件，并可从联接到流体调节系统的部件的传感器中接收各种数据。接收到的数据可分析出一些数据以确定保持哪些数据。可分析接收到的数据来确定一个或多个被测量状态中的变化是否在允许的公差之内。在某些实施例中，从传感器中接收到的数据可包括在第一时间测得的第一阀位置和在第二时间测得的第二阀位置。第一阀位置可与第二阀位置比较，如果第一阀位置和第二阀位置都在允许公差之内，则可保持第一测量或第二测量中的一个值。在某些实施例中，从传感器中接收到的数据可包括传送给执行器的第一压力和在第一时间测得的第一阀位置，以及传送给执行器的第二压力和在第二时间测得的第二阀位置。第一压力可与第二压力比较，第一阀位置可与第二阀位置比较。如果第一阀位置和第二阀位置在允许公差之内且第一压力和第二压力不在允许公差之内，则可保持第一测量值和第二测量值。

在某些实施例中，当信号包括低信号时，可发送一表示阀已经关闭的消息。可确定阀的各种特征。指令信号可通过单根导线来接收。

在一个方面，流体调节系统可包括阀、适于接收压力信号并响应于压力信号调整阀位置的执行器以及阀定位系统。阀定位系统可包括电-压力转换器、控制器、超驰装置以及继电器。控制器可响应于信号范围内的指令信号控制电-压力转换器，其中信号范围包括从低信号到高信号的指令信号。低信号可对应于关闭阀的信号。控制器可至少部分地根据接收到的指令信号来调整发送到电-压力转换器的控制信号，当接收到低指令信号时，产生一关闭阀的信号，并在接收低指令信号同时监视一个或多个系统部件。超驰装置可适于在向控制器供应电力的同时中断控制信号。继电器可从电-压力转换器中接收压力信号，并将压力信号传送给执行器。流体调节系统可具有10^-3或更小的请求时失效概率。