從傳統(tǒng)來講，如果沒有旁通，安全系統(tǒng)需要在工藝過程完全切斷的情況下進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試安全系統(tǒng)需要昂貴的氣動(dòng)面板和高度熟練的技術(shù)人員。本文介紹了智能定位器在緊急停車場(chǎng)合中的應(yīng)用。使用智能定位器不但可以降低基本設(shè)備成本，而且還可以減少測(cè)試時(shí)間以及人員需求。它也允許當(dāng)工藝過程正在運(yùn)行時(shí)測(cè)試安全閥門。閥門可以作很小的運(yùn)動(dòng)（10%）以確認(rèn)它工作正常，但又不影響生產(chǎn)。智能定位器的診斷能力可以顯示閥門的健康狀況，這樣就減少了有計(jì)劃的維護(hù)需要，且增加了過程的利用率。
簡(jiǎn)介
由于危險(xiǎn)的化學(xué)品或氣體的泄露，許多工藝過程，尤其是化學(xué)或油/氣工業(yè)中的工藝過程的操作都涉及到內(nèi)在的風(fēng)險(xiǎn)。儀表安全系統(tǒng)（SIS）經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，通過減少已知的緊急事件發(fā)生的可能性或其嚴(yán)重性，來保護(hù)人員、設(shè)備以及環(huán)境。這些安全系統(tǒng)涉及到最終控制元件，如緊急切斷閥、緊急排空閥、緊急隔離閥、關(guān)鍵的開/關(guān)閥等。這些閥門要求靜止在某一位置，只有緊急情況出現(xiàn)時(shí)，才需要可靠地動(dòng)作。長(zhǎng)時(shí)間地停留在某一位置不動(dòng)的閥門容易卡住，在需要它動(dòng)作的時(shí)候可能會(huì)失靈。這樣可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的情況，導(dǎo)致爆炸、火災(zāi)、或者致命的化學(xué)品和氣體泄放到環(huán)境中去。為了確保這些安全系統(tǒng)必備的可靠性和可利用性，必須對(duì)它們頻繁地進(jìn)行測(cè)試。
遺憾的是，傳統(tǒng)的測(cè)試這些安全閥門的方法需要工廠停車，以進(jìn)行這些測(cè)試，或者在測(cè)試這些閥門的時(shí)候，使得安全系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)。這些都是很不受歡迎且非常昂貴的選擇。本文的要旨在于詳細(xì)闡述如何使用智能定位器以顯著地提高這些安全系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)大大減少費(fèi)用，并獲得許多其它優(yōu)點(diǎn)。
數(shù)字式閥門控制器解決方案
除了具有傳統(tǒng)的把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓力信號(hào)以操作閥門的功能外，這些數(shù)字式閥門控制器采用HART通訊協(xié)議，很容易訪問對(duì)過程操作致關(guān)重要的信息。智能定位器接收閥門行程位置、供氣壓力和執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣壓的反饋信號(hào)。這就使得智能定位器不但能夠診斷它自身，而且可以診斷它所安裝的閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
由于具有邏輯能力，智能定位器可以取代用于測(cè)試閥門的特殊的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試面板，也能夠完全自動(dòng)化測(cè)試過程。在最終控制元件中安裝智能定位器可以實(shí)現(xiàn)閥門部分行程動(dòng)作的在線試驗(yàn)，不再需要特殊的機(jī)械限位裝置或其它特殊的測(cè)試設(shè)備。
部分行程動(dòng)作測(cè)試可以確認(rèn)閥門工作正常，不會(huì)干擾工藝過程。由于試驗(yàn)期間不需要切斷工藝過程，測(cè)試可以更加頻繁地進(jìn)行。由于測(cè)試時(shí)間間隔（TI）與緊急情況故障概率（PFD）成線性反比，更加頻繁的測(cè)試對(duì)于減少緊急情況故障概率（PFD）有非常大的影響。由于整個(gè)測(cè)試過程可以用程序編入智能定位器中，所以部分行程動(dòng)作測(cè)試能夠自動(dòng)進(jìn)行而不需要操作員的關(guān)注。這就把測(cè)試時(shí)間間隔縮得盡可能地短（每小時(shí)、每天、每周等），以滿足設(shè)定得SIL目標(biāo)價(jià)值。因?yàn)闇y(cè)試程序是完全自動(dòng)化的，所以避免了任何錯(cuò)誤和可能的令人麻煩的現(xiàn)場(chǎng)察看。然而，由于安全原因，操作員需要簡(jiǎn)單地按動(dòng)按鈕以啟動(dòng)測(cè)試程序。
通常情況下，部分行程動(dòng)作測(cè)試把閥門從原來位置移動(dòng)10%，但是如果工廠安全指南允許，最大可移動(dòng)30%。盡管部分行程動(dòng)作測(cè)試不能取消對(duì)于全行程動(dòng)作測(cè)試的需要（全行程動(dòng)作測(cè)試需要用來檢查閥座等），但它把所需的全行程動(dòng)作測(cè)試的頻率減少到很可能只需要在工廠大修期間進(jìn)行的程度。因?yàn)槎ㄎ黄魍ㄟ^HART協(xié)議來通訊，部分行程動(dòng)作測(cè)試可以通過一個(gè)HART手操器，也可以通過運(yùn)行定位器相應(yīng)軟件的個(gè)人電腦，或通過與定位器接線端子硬線連接的面板按鈕來啟動(dòng)。
除了減少生產(chǎn)成本之外，在儀表安全系統(tǒng)(SIS)里使用智能定位器還可以減少基本設(shè)備成本、測(cè)試時(shí)間、以及人力需求，因?yàn)椴辉傩枰嘿F的氣動(dòng)測(cè)試面板和試驗(yàn)所需的熟練人員。使用智能定位器還能實(shí)現(xiàn)遙控測(cè)試，這樣就可以減少去現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)檢查的需要，從而節(jié)約時(shí)間。
因?yàn)橹悄芏ㄎ黄魈峁┰\斷以及位置信息，閥門狀態(tài)和響應(yīng)時(shí)間可以在測(cè)試期間進(jìn)行監(jiān)測(cè)。每次部分行程動(dòng)作測(cè)試后，閥門的性能趨勢(shì)可以得到監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行自動(dòng)分析，因此可能會(huì)發(fā)生故障的閥門在無法工作之前就可以被區(qū)分出來。動(dòng)作次數(shù)和行程累計(jì)會(huì)顯示閥門的動(dòng)作程度。與相應(yīng)的軟件同時(shí)使用時(shí)，可以對(duì)閥門進(jìn)行如圖1所示的階躍測(cè)試，以確定總的動(dòng)作時(shí)間。這種測(cè)試也可以用來分析超調(diào)、死區(qū)、和時(shí)滯時(shí)間。
