(57)【要約】【課題】不必要なＰＳＴ起動によるプラントへの悪影響を抑える。【解決手段】安全計装システムは、プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナ２と、緊急遮断弁のＰＳＴ（パーシャルストロークテスト）を管理する上位システム３とを備える。ポジショナ２は、上位システム３からの起動指令またはポジショナ２が設置された現場の操作パネルからの起動指令に応じて緊急遮断弁のＰＳＴを実行するＰＳＴ実行部２２と、緊急遮断弁のＰＳＴが完了してからの経過時間を計測するタイマー２０と、上位システム３または操作パネルからＰＳＴの起動指令を受けたときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を判断するＰＳＴ起動禁止判断部２１とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナと、
前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムとを備え、
前記ポジショナは、
前記上位システムからの起動指令または前記ポジショナが設置された現場の入力装置からの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行するＰＳＴ実行手段と、
前記緊急遮断弁のＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記上位システムまたは前記入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を判断するＰＳＴ起動禁止判断手段とを有することを特徴とする安全計装システム。
【請求項２】
プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナと、
前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムとを備え、
前記ポジショナは、
このポジショナが設置された現場の入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、ＰＳＴ起動の可否を前記上位システムへ問い合わせる照会手段と、
前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行手段と、
ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知手段とを有し、
前記上位システムは、
予め定められたＰＳＴのスケジュールを記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されているスケジュールに従ってＰＳＴの起動指令を前記ポジショナに送信するＰＳＴ起動指令手段と、
前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動の可否を前記ポジショナに通知するＰＳＴ起動禁止判断手段とを有することを特徴とする安全計装システム。
【請求項３】
プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナと、
前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムとを備え、
前記ポジショナは、
このポジショナが設置された現場の入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、ＰＳＴ起動の可否を前記上位システムへ問い合わせる照会手段と、
前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行手段と、
ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知手段とを有し、
前記上位システムは、
予め定められたＰＳＴのスケジュールを記憶する記憶手段と、
ＰＳＴの起動指令を前記ポジショナに送信するＰＳＴ起動指令手段と、
前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を前記ポジショナに通知し、前記スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動を許可する場合に前記ＰＳＴ起動指令手段に対して前記ポジショナへのＰＳＴ起動指令の送信を指示するＰＳＴ起動禁止判断手段とを有することを特徴とする安全計装システム。
【請求項４】
請求項３記載の安全計装システムにおいて、
さらに、前記上位システムは、前記スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、このＰＳＴの起動が前記ＰＳＴ起動禁止判断手段によって禁止された場合に、前回のＰＳＴの完了時点を起点とするように前記スケジュールを修正するスケジュール修正手段を有することを特徴とする安全計装システム。
【請求項５】
プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナが、前記緊急遮断弁のＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時ステップと、
前記ポジショナが、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムまたは前記ポジショナが設置された現場の入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を判断するＰＳＴ起動禁止判断ステップと、
前記ポジショナが、前記ＰＳＴの起動が許可されたときに前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行するＰＳＴ実行ステップとを含むことを特徴とするＰＳＴ起動方法。
【請求項６】
プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナが、このポジショナが設置された現場の入力装置から前記緊急遮断弁のＰＳＴの起動指令を受けたときに、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムにＰＳＴ起動の可否を問い合わせる照会ステップと、
前記ポジショナが、前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行ステップと、
前記ポジショナが、ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知ステップと、
前記上位システムが、予め定められたＰＳＴのスケジュールに従ってＰＳＴの起動指令を前記ポジショナに送信するＰＳＴ起動指令ステップと、
前記上位システムが、前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時ステップと、
前記上位システムが、前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動の可否を前記ポジショナに通知するＰＳＴ起動禁止判断ステップとを含むことを特徴とするＰＳＴ起動方法。
【請求項７】
プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナが、このポジショナが設置された現場の入力装置から前記緊急遮断弁のＰＳＴの起動指令を受けたときに、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムにＰＳＴ起動の可否を問い合わせる照会ステップと、
前記ポジショナが、前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行ステップと、
前記ポジショナが、ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知ステップと、
前記上位システムが、前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時ステップと、
前記上位システムが、前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を前記ポジショナに通知し、予め定められたＰＳＴのスケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動を許可する場合に前記ポジショナにＰＳＴの起動指令を送信するＰＳＴ起動禁止判断ステップとを含むことを特徴とするＰＳＴ起動方法。
【請求項８】
請求項７記載のＰＳＴ起動方法において、
さらに、前記上位システムが、前記スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、このＰＳＴの起動が前記ＰＳＴ起動禁止判断ステップで禁止された場合に、前回のＰＳＴの完了時点を起点とするように前記スケジュールを修正するスケジュール修正ステップを含むことを特徴とするＰＳＴ起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの安全を守る安全計装システムおよびＰＳＴ起動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラントの安全を守る安全計装システム（Safety Instrument System、以下ＳＩＳ）への要求が高まっている。ＳＩＳは、緊急遮断弁を設け、プラントに異常が生じたときに緊急遮断弁を遮断して安全を確保するようになっている。通常時、緊急遮断弁は全開状態で保持されており、仮に緊急遮断弁が固着して、緊急時に動作しない状態にあったとしても、緊急遮断弁の固着を検知することは難しい。
【０００３】
このような故障を検知するために、オフラインでの緊急遮断弁の全閉テストが定期的に実施される。全閉テストは、プラントを停止した定期点検時に実施しなければならず、高コストである。パーシャルストロークテスト（Partial Stroke Test、以下ＰＳＴ）は、緊急遮断弁を全閉する代わりに、プラントの稼働中に少しだけ作動させ、その初動動作を確認するテストである。ＰＳＴにより全閉テストの間隔を伸ばし、保守メンテナンス費用の削減が可能となる（非特許文献１参照）。
【０００４】
安全計装は、ＰＦＤ（Probability of Failure on Demand；故障率）によって管理される。ＰＳＴの効果は、緊急遮断弁の全閉テスト間のＰＦＤ平均値を変えずに、全閉テストの間隔を伸ばすことができることである。ＰＦＤの平均値を計画値に抑えるためには、ＰＳＴを事前にスケジュールされた計画にしたがって実施することが必要となる。その一方で、現場で緊急遮断弁の動作を目視確認しながらＰＳＴを起動したいという要求もある。特許文献１に開示された技術では、スイッチなどにより現場からＰＳＴを起動する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１２１３７８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】西田純，“安全計装システムの最新動向〜ＰＳＴソリューションと統合ソリューション”，計装２００６，ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．１１，工業技術社，２００６年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された従来技術では、現実的には不必要と思われるＰＳＴも現場操作によって起動できてしまう。ＰＳＴの起動回数が過度に増えれば、プラントが生産する製品の生産状態への悪影響も無視できなくなることが起こり得る。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、不必要なＰＳＴ起動によるプラントへの悪影響を抑えることができる安全計装システムおよびＰＳＴ起動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の安全計装システムは、プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナと、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムとを備え、前記ポジショナは、前記上位システムからの起動指令または前記ポジショナが設置された現場の入力装置からの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行するＰＳＴ実行手段と、前記緊急遮断弁のＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時手段と、前記上位システムまたは前記入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を判断するＰＳＴ起動禁止判断手段とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の安全計装システムは、プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナと、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムとを備え、前記ポジショナは、このポジショナが設置された現場の入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、ＰＳＴ起動の可否を前記上位システムへ問い合わせる照会手段と、前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行手段と、ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知手段とを有し、前記上位システムは、予め定められたＰＳＴのスケジュールを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されているスケジュールに従ってＰＳＴの起動指令を前記ポジショナに送信するＰＳＴ起動指令手段と、前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時手段と、前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動の可否を前記ポジショナに通知するＰＳＴ起動禁止判断手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の安全計装システムは、プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナと、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムとを備え、前記ポジショナは、このポジショナが設置された現場の入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、ＰＳＴ起動の可否を前記上位システムへ問い合わせる照会手段と、前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行手段と、ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知手段とを有し、前記上位システムは、予め定められたＰＳＴのスケジュールを記憶する記憶手段と、ＰＳＴの起動指令を前記ポジショナに送信するＰＳＴ起動指令手段と、前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時手段と、前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を前記ポジショナに通知し、前記スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動を許可する場合に前記ＰＳＴ起動指令手段に対して前記ポジショナへのＰＳＴ起動指令の送信を指示するＰＳＴ起動禁止判断手段とを有することを特徴とするものである。
また、本発明の安全計装システムの１構成例において、さらに、前記上位システムは、前記スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、このＰＳＴの起動が前記ＰＳＴ起動禁止判断手段によって禁止された場合に、前回のＰＳＴの完了時点を起点とするように前記スケジュールを修正するスケジュール修正手段を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のＰＳＴ起動方法は、プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナが、前記緊急遮断弁のＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時ステップと、前記ポジショナが、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムまたは前記ポジショナが設置された現場の入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を判断するＰＳＴ起動禁止判断ステップと、前記ポジショナが、前記ＰＳＴの起動が許可されたときに前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行するＰＳＴ実行ステップとを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のＰＳＴ起動方法は、プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナが、このポジショナが設置された現場の入力装置から前記緊急遮断弁のＰＳＴの起動指令を受けたときに、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムにＰＳＴ起動の可否を問い合わせる照会ステップと、前記ポジショナが、前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行ステップと、前記ポジショナが、ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知ステップと、前記上位システムが、予め定められたＰＳＴのスケジュールに従ってＰＳＴの起動指令を前記ポジショナに送信するＰＳＴ起動指令ステップと、前記上位システムが、前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時ステップと、前記上位システムが、前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動の可否を前記ポジショナに通知するＰＳＴ起動禁止判断ステップとを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明のＰＳＴ起動方法は、プラントの配管に設けられた緊急遮断弁の開度を制御するポジショナが、このポジショナが設置された現場の入力装置から前記緊急遮断弁のＰＳＴの起動指令を受けたときに、前記緊急遮断弁のＰＳＴを管理する上位システムにＰＳＴ起動の可否を問い合わせる照会ステップと、前記ポジショナが、前記上位システムからの起動指令に応じて前記緊急遮断弁のＰＳＴを実行すると共に、前記入力装置からの起動指令による前記緊急遮断弁のＰＳＴを、前記上位システムからのＰＳＴ起動可否通知に応じて実行するＰＳＴ実行ステップと、前記ポジショナが、ＰＳＴ完了を前記上位システムに通知する通知ステップと、前記上位システムが、前記ポジショナからのＰＳＴ完了通知に応じてＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時ステップと、前記上位システムが、前記ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を前記ポジショナに通知し、予め定められたＰＳＴのスケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動を許可する場合に前記ポジショナにＰＳＴの起動指令を送信するＰＳＴ起動禁止判断ステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のＰＳＴ起動方法の１構成例は、さらに、前記上位システムが、前記スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、このＰＳＴの起動が前記ＰＳＴ起動禁止判断ステップで禁止された場合に、前回のＰＳＴの完了時点を起点とするように前記スケジュールを修正するスケジュール修正ステップを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ポジショナが、上位システムまたは入力装置からＰＳＴの起動指令を受けたときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否を判断するようにしたので、不必要なＰＳＴの起動を禁止することができ、不必要なＰＳＴの起動によるプラントへの悪影響を抑えることができる。
【００１６】
また、本発明では、上位システムが、ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動の可否をポジショナに通知するようにしたので、不必要なＰＳＴの起動を禁止することができ、不必要なＰＳＴの起動によるプラントへの悪影響を抑えることができる。
【００１７】
また、本発明では、上位システムが、ポジショナからＰＳＴ起動の可否の問い合わせがあったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴ起動の可否をポジショナに通知し、スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、前回のＰＳＴからの経過時間と予め規定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動を許可する場合にＰＳＴ起動指令手段に対してポジショナへのＰＳＴ起動指令の送信を指示するようにしたので、上位システムからの起動指令によるＰＳＴと現場の入力装置からの起動指令によるＰＳＴとを区別することなく不必要なＰＳＴの起動を禁止することができ、不必要なＰＳＴの起動によるプラントへの悪影響を抑えることができる。
【００１８】
また、本発明では、上位システムが、スケジュールに基づくＰＳＴの起動タイミングになったときに、このＰＳＴの起動が禁止された場合に、前回のＰＳＴの完了時点を起点とするようにスケジュールを修正するようにしたので、ＰＳＴの実行状況に応じてＰＳＴのスケジュールを修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る安全計装システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る安全計装システムのポジショナと上位システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る安全計装システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る安全計装システムのポジショナと上位システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る安全計装システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る安全計装システムのポジショナと上位システムの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る安全計装システムの動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る安全計装システムによるＰＳＴ実行の様子を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る安全計装システムのポジショナと上位システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る安全計装システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る安全計装システムによるスケジュール修正の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［発明の原理］
目安になるＰＳＴの周期は、例えば安全認証に基づいて予め設定できる。したがって、ＰＳＴ起動後に特定の起動禁止期間を設けることで、現場事情でのＰＳＴ起動の自由度を確保しつつ、現場での無制約なＰＳＴ起動による不具合も低減できる。現場判断を軽視したトップダウン的なＰＳＴ起動に偏らないことと、逆に生産状態へ悪影響が出てしまうような無秩序なＰＳＴ起動に偏らないことを、両立させることができる。
【００２１】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る安全計装システムの構成を示すブロック図である。
プラントの事故を未然に防ぐために設置された緊急遮断弁１は、プラントの配管に設けられ、空気圧によって駆動されるようになっている。緊急遮断弁１の開度を制御するポジショナ２は、プラントの各フィールド機器のメンテナンスを管理する上位システム３からポジショナ制御信号を受信し、このポジショナ制御信号が示す開度指示値に応じて、空気供給配管４からの空気を使用して、必要な操作器空気圧を緊急遮断弁１に送るようにする。ポジショナ２からの操作器空気圧は、空気配管５を介して緊急遮断弁１に供給される。また、ポジショナ２は、開度フィードバック機構によって緊急遮断弁１の開度を計測することができる。
【００２２】
プラントに異常が生じた緊急遮断時には、ポジショナ２と緊急遮断弁１との間の空気配管５に設置された電磁弁６に上位システム３から緊急遮断信号が送られる。この緊急遮断信号に応じて電磁弁６は、空気配管５の経路を排気管７の方向へ開き、操作器空気圧を開放する。これにより、緊急遮断弁１が閉じる。
【００２３】
ＰＳＴの実行時には、ポジショナ２によって緊急遮断弁１の開度を例えば１００％→９０％→１００％と変化させ、緊急遮断弁１の初動動作を確認することができる。ＰＳＴは、上位システム３からのポジショナ制御信号によって起動することができ、ポジショナ２に備えつけられた入力装置である操作パネルなどからも起動することができる。このような緊急遮断弁１はプラントに１台もしくは複数台設置される。
【００２４】
図２は本実施の形態におけるポジショナ２と上位システム３の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、ポジショナ２の内部にＰＳＴの起動の可否を判断する機能を設けるものである。
ポジショナ２は、緊急遮断弁毎に設けられる。各ポジショナ２は、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する計時手段であるタイマー２０と、タイマー２０が計測している経過時間に基づいて、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴの起動の禁止／許可を判断するＰＳＴ起動禁止判断部２１と、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴを実行し、ＰＳＴの完了判定、緊急遮断弁１の異常判定などを行うＰＳＴ実行部２２とを備えている。ポジショナ２は、図示しない入力装置である操作パネルから入力されるＰＳＴ起動指令信号と上位システム３から送信されるＰＳＴ起動指令信号の２つを受けることができる。
【００２５】
上位システム３は、予め定められたＰＳＴのスケジュールを緊急遮断弁毎に記憶する記憶部３０と、スケジュールに従ってＰＳＴを起動させるＰＳＴ起動指令部３１とを備えている。
【００２６】
以下、図３を参照して本実施の形態の安全計装システムの動作を説明する。各ポジショナ２のＰＳＴ起動禁止判断部２１は、ポジショナ２の操作パネルまたは上位システム３からＰＳＴ起動指令信号を受けたとき（図３ステップＳ１００においてＹＥＳ）、タイマー２０によって計測されている、前回のＰＳＴからの経過時間と予め設定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴの起動を禁止するか否かを判断する（図３ステップＳ１０１）。なお、ＰＳＴ最小周期は、上位システム３の記憶部３０に記憶されているスケジュールで定められているＰＳＴ周期以下の値に設定される。
【００２７】
ＰＳＴ起動禁止判断部２１は、前回のＰＳＴからの経過時間がＰＳＴ最小周期よりも小さい場合、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴの起動を禁止する（図３ステップＳ１０２においてＹＥＳ）。そして、ＰＳＴ起動禁止判断部２１は、ＰＳＴの起動が禁止されている旨のメッセージをポジショナ２の操作パネルなどの出力装置に表示させる（図３ステップＳ１０３）。あるいは、ＰＳＴ起動禁止判断部２１は、ＰＳＴの起動が禁止されている旨のメッセージを上位システム３に送るようにしてもよい。この場合、上位システム３の表示画面にメッセージが表示されることになる。
【００２８】
ＰＳＴ起動禁止判断部２１は、前回のＰＳＴからの経過時間がＰＳＴ最小周期以上の場合、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴの起動を許可し（図３ステップＳ１０２においてＮＯ）、ＰＳＴ実行部２２にＰＳＴを実行させる（図３ステップＳ１０４）。上記のとおり、ＰＳＴ実行部２２は、緊急遮断弁１の開度を例えば１００％→９０％→１００％と変化させて、緊急遮断弁１の動作を確認する。
【００２９】
タイマー２０は、ＰＳＴが完了した場合（図３ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、ＰＳＴの結果（緊急遮断弁１が正常であるか異常であるか）には依らずに経過時間を０にリセットする（図３ステップＳ１０６）。タイマー２０は、ＰＳＴのキャンセルなど、なんらかの原因でＰＳＴが完了しなかった場合には（図３ステップＳ１０５においてＮＯ）、経過時間をリセットせずに、経過時間の計測を継続する。
【００３０】
以上のように、本実施の形態では、ＰＳＴの起動の周期が予め設定されたＰＳＴ最小周期よりも短い場合、ＰＳＴの起動を許可しないようにしたので、不必要なＰＳＴの起動によるプラントへの悪影響を抑えることができる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本実施の形態におけるポジショナ２と上位システム３の構成を示すブロック図である。本実施の形態においても、安全計装システム全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。第１の実施の形態では、ポジショナ２がＰＳＴの起動周期を管理し、個別にＰＳＴの起動の可否を判断するようにしていた。一方、本実施の形態は、上位システム３が複数の緊急遮断弁１のＰＳＴの起動周期を管理し、ＰＳＴの起動の可否を判断するものである。
【００３２】
上位システム３は、記憶部３０と、ＰＳＴ起動指令部３１と、各緊急遮断弁１のＰＳＴの起動の禁止／許可を判断するＰＳＴ起動禁止判断部３２と、ポジショナ２の操作パネルからのＰＳＴ起動指令信号によるＰＳＴが完了してからの経過時間を計測するタイマー３３とを備えている。タイマー３３は、ポジショナ毎に設けられている。上位システム３から各ポジショナ２へは、ＰＳＴ起動指令信号に加え、ＰＳＴ起動の可否を通知する信号（ＰＳＴ起動許可／禁止メッセージ）が送信される。
【００３３】
各ポジショナ２は、上位システム３から送信されるＰＳＴ起動許可／禁止メッセージに応じて、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴを実行するＰＳＴ実行部２２ａと、操作パネルからＰＳＴ起動指令信号を受けたときに、ＰＳＴ起動の可否を上位システム３へ問い合わせる照会部２３と、ＰＳＴ完了を上位システム３に通知する通知部２４とを備えている。ポジショナ２から上位システム３へは、実行されたＰＳＴの結果情報、つまり、ＰＳＴの完了時刻の情報と、ＰＳＴの完了／未了を示す情報とが送信される。
【００３４】
以下、図５を参照して本実施の形態の安全計装システムの動作を説明する。上位システム３のＰＳＴ起動指令部３１は、記憶部３０に記憶されているスケジュールに従って定期的に各緊急遮断弁１のＰＳＴ起動指令信号を対応するポジショナ２に送信する。各ポジショナ２のＰＳＴ実行部２２ａは、上位システム３からＰＳＴ起動指令信号を受信した場合、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴを実行する。
【００３５】
また、各ポジショナ２の照会部２３は、ポジショナ２の操作パネルからＰＳＴ起動指令信号を受けたとき（図５ステップＳ２００においてＹＥＳ）、ＰＳＴの起動の可否を上位システム３へ問い合わせる（図５ステップＳ２０１）。
【００３６】
上位システム３のＰＳＴ起動禁止判断部３２は、問い合わせのあったポジショナ２が操作パネルからのＰＳＴ起動指令信号に応じて前回ＰＳＴを実行したときからの経過時間の値を、このポジショナ２に対応するタイマー３３から取得し、この経過時間と予め設定されたＰＳＴ最小周期とを比較して、問い合わせのあったポジショナ２のＰＳＴの起動の可否を判断し、判断結果を問い合わせのあったポジショナ２へ送信する（図５ステップＳ２０２）。ＰＳＴ起動禁止判断部３２は、前回のＰＳＴからの経過時間がＰＳＴ最小周期よりも小さい場合、ＰＳＴ起動禁止メッセージを送信し、前回のＰＳＴからの経過時間がＰＳＴ最小周期以上の場合、ＰＳＴ起動許可メッセージを送信する。
【００３７】
上位システム３に問い合わせを行ったポジショナ２のＰＳＴ実行部２２ａは、上位システム３からＰＳＴ起動禁止メッセージを受信した場合（図５ステップＳ２０３においてＹＥＳ）、ＰＳＴの起動が禁止されている旨のメッセージをポジショナ２の操作パネルなどの出力装置に表示させる（図５ステップＳ２０４）。ＰＳＴ実行部２２ａは、上位システム３からＰＳＴ起動許可メッセージを受信した場合（図５ステップＳ２０３においてＮＯ）、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴを実行する（図５ステップＳ２０５）。そして、通知部２４は、ＰＳＴの結果情報を上位システム３へ送信する（図５ステップＳ２０６）。
【００３８】
上位システム３のＰＳＴ起動禁止判断部３２は、ポジショナ２からＰＳＴ結果情報を受信し、この情報が操作パネルからのＰＳＴ起動指令信号に応じて実行されたＰＳＴの結果情報である場合、このＰＳＴ結果情報に基づいて、このポジショナ２に対応するタイマー３３をリセットするか否かを決定する（図５ステップＳ２０７）。具体的には、ＰＳＴ起動禁止判断部３２は、ＰＳＴが完了したことを示すＰＳＴ結果情報を受信した場合、タイマー３３が計測している経過時間を０にリセットし、ＰＳＴが完了しなかったことを示すＰＳＴ結果情報を受信した場合、経過時間の計測を継続させる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、現場事情による自由度のあるＰＳＴの起動と、安全計装で予定されている周期でのＰＳＴの起動（トップダウンによるＰＳＴの管理）とを両立させる仕組みを提供することができる。例えば、次回予定されているＰＳＴの時期のプラントの運転条件（原料の質など）が悪く、その期間でのＰＳＴの実施を避けたいと現場の担当者が判断した場合、ＰＳＴを前倒しで実施する方針が考えられる。このような現場判断であっても、ＰＳＴの前回からの経過時間が短いと、ＰＦＤの平均値の維持に効果のない余計なＰＳＴになる場合がある。本実施の形態では、現場で操作パネルを操作してＰＳＴを起動しようとするときに、現場操作による前回のＰＳＴ起動からの経過時間がＰＳＴ最小周期よりも短い場合、ＰＳＴの起動を許可しないようにしたので、現場の担当者はＰＳＴの起動時期を再考することができる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は本実施の形態におけるポジショナ２と上位システム３の構成を示すブロック図である。本実施の形態においても、安全計装システム全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。第２の実施の形態では、上位システム３からの指令によるＰＳＴが、現場の操作パネルからの指令によるＰＳＴとは無関係に定期的に実行されていた。これに対し、本実施の形態は、上位システム３からの指令によるＰＳＴと現場の操作パネルからの指令によるＰＳＴとを連携させるものである。
【００４１】
現場操作によるＰＳＴが完了した後、十分な時間をおかずに、もともと予定されていたＰＳＴが上位システム３のＰＳＴ起動指令信号によって起動される場合、このＰＳＴは起動しなくてもよい不要なＰＳＴとなる。したがって、現場操作によるＰＳＴがあった場合には、上位システム３からのＰＳＴ起動指令信号によるＰＳＴを省くことで、不要なＰＳＴの起動を回避することができる。
【００４２】
上位システム３は、記憶部３０と、ＰＳＴ起動指令部３１ａと、ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａと、タイマー３３ａとを備えている。第２の実施の形態のタイマー３３は、現場の操作パネルからの指令によるＰＳＴが完了してからの経過時間を計測していたが、本実施の形態のタイマー３３ａは、現場の操作パネルからの指令によるＰＳＴと上位システム３からの指令によるＰＳＴとを区別することなく、ＰＳＴが完了してからの経過時間を計測する。タイマー３３ａは、ポジショナ毎に設けられている。各ポジショナ２は、ＰＳＴ実行部２２ａと、照会部２３と、通知部２４とを備えている。
【００４３】
以下、図７を参照して本実施の形態の安全計装システムの動作を説明する。図７のステップＳ３００，Ｓ３０１，Ｓ３０３〜Ｓ３０６の処理は、それぞれ図５のステップＳ２００，Ｓ２０１，Ｓ２０３〜Ｓ２０６と同じである。
【００４４】
上位システム３のＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、ポジショナ２から問い合わせがあった場合、このポジショナ２が前回ＰＳＴを実行したときからの経過時間の値を、このポジショナ２に対応するタイマー３３ａから取得し、この経過時間とＰＳＴ最小周期とを比較して、問い合わせのあったポジショナ２のＰＳＴの起動の可否を判断し、判断結果を問い合わせのあったポジショナ２へ送信する（図７ステップＳ３０２）。この処理は、図５のステップＳ２０２と同様であるが、上記のとおり、タイマー３３ａが、現場の操作パネルからのＰＳＴ起動指令信号によるＰＳＴと上位システム３からのＰＳＴ起動指令信号によるＰＳＴとを区別することなく経過時間を計測する点が異なる。
【００４５】
また、ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、記憶部３０に記憶されているスケジュールを参照し、ある緊急遮断弁１についてＰＳＴの起動タイミングになったと判断した場合（図７ステップＳ３０８においてＹＥＳ）、この緊急遮断弁１に対応するポジショナ２が前回ＰＳＴを実行したときからの経過時間の値を、このポジショナ２に対応するタイマー３３ａから取得し、この経過時間とＰＳＴ最小周期とを比較して、ＰＳＴの起動の可否を判断する（図７ステップＳ３０９）。ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、前回のＰＳＴからの経過時間がＰＳＴ最小周期よりも小さい場合、ＰＳＴの起動を禁止する。また、ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、前回のＰＳＴからの経過時間がＰＳＴ最小周期以上の場合、ＰＳＴの起動を許可し、ＰＳＴ起動指令部３１ａに対してＰＳＴ起動指令信号の送信を指示する。この指示に応じて、ＰＳＴ起動指令部３１ａは、ＰＳＴの起動タイミングになった緊急遮断弁１に対応するポジショナ２にＰＳＴ起動指令信号を送信する。
ポジショナ２のＰＳＴ実行部２２ａは、上位システム３からＰＳＴ起動指令信号を受信した場合、対応する緊急遮断弁１のＰＳＴを実行する。
【００４６】
また、ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、ポジショナ２からＰＳＴ結果情報を受信した場合、ＰＳＴ結果情報に基づいて、このポジショナ２に対応するタイマー３３ａをリセットするか否かを決定する（図７ステップＳ３０７）。この処理は、図５のステップＳ２０７と同様であるが、ポジショナ２の操作パネルからのＰＳＴ起動指令信号によるＰＳＴの結果情報であるか、上位システム３からのＰＳＴ起動指令信号によるＰＳＴの結果情報であるかを区別することなく行う点が異なる。
【００４７】
図８は本実施の形態によるＰＳＴ実行の様子を示す図である。図８の例では、上位システム３のスケジュールによってＰＳＴ１００−１，１００−２，１００−３・・・・が定期的に実行されることになっている。この上位システム３のスケジュールによるＰＳＴの周期はＴ1である。時刻ｔ1において上位システム３のスケジュールによってＰＳＴ１００−１が実行され、このＰＳＴが完了したときに、対応するタイマー３３ａがリセットされ、経過時間の計測が開始される。
【００４８】
次に、現場の担当者が時刻ｔ2において現場の操作パネルを操作してＰＳＴ１０１−１を実行しようとしたが、前回のＰＳＴ１００−１からの経過時間がＰＳＴ最小周期Ｔ0よりも小さいため、上位システム３のＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、このＰＳＴ１０１−１の起動を禁止する。上記のとおり、ＰＳＴ最小周期Ｔ0は、上位システム３のスケジュールで定められているＰＳＴの周期Ｔ1以下の値に設定されている。時刻ｔ3においてはタイマー３３ａによって計測されている経過時間がＰＳＴ最小周期Ｔ0以上になったため、ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、現場の操作パネルからの指令によるＰＳＴ１０１−２の実行を許可する。このＰＳＴが完了したときに、対応するタイマー３３ａがリセットされ、経過時間の計測が開始される。
【００４９】
次に、上位システム３のスケジュールによってＰＳＴ１００−２を実行しようとするが、前回のＰＳＴ１０１−２からの経過時間がＰＳＴ最小周期Ｔ0よりも小さいため、ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａは、このＰＳＴ１００−２の起動を禁止する。第２の実施の形態では、上位システム３からの指令によるＰＳＴが、現場の操作パネルからの指令によるＰＳＴとは無関係に定期的に実行されていた。これに対して、本実施の形態では、上位システム３からの指令によるＰＳＴと現場の操作パネルからの指令によるＰＳＴとを区別することなくＰＳＴの起動の可否を判断するようにしたので、ＰＳＴ１００−２を省くことができ、不要なＰＳＴの起動を回避することができる。
【００５０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図９は本実施の形態におけるポジショナ２と上位システム３の構成を示すブロック図である。本実施の形態においても、安全計装システム全体の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１の符号を用いて説明する。第３の実施の形態では、上位システム３からの指令によるＰＳＴを不要と判断したときには、このＰＳＴを省くことができるが、上位システム３のスケジュールについては修正することなく、予め設定されたスケジュールでＰＳＴを定期的に実行していく。これに対し、本実施の形態は、ＰＳＴの実行状況に応じて上位システム３のスケジュールを修正するものである。
【００５１】
上位システム３は、記憶部３０と、ＰＳＴ起動指令部３１ａと、ＰＳＴ起動禁止判断部３２ａと、タイマー３３ａと、スケジュール修正部３４とを備えている。各ポジショナ２は、ＰＳＴ実行部２２ａと、照会部２３と、通知部２４とを備えている。
【００５２】
以下、図１０を参照して本実施の形態の安全計装システムの動作を説明する。図１０のステップＳ４００〜Ｓ４０９の処理は、それぞれ図７のステップＳ３００〜Ｓ３０９と同じである。
上位システム３のスケジュール修正部３４は、スケジュールの修正が必要かどうかを判断する（図１０ステップＳ４１０）。スケジュール修正部３４は、ステップＳ４０９において上位システム３のスケジュールによるＰＳＴの起動が禁止された場合、スケジュールの修正が必要と判断する。
【００５３】
スケジュール修正部３４は、スケジュールの修正が必要と判断した場合（図１０ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、記憶部３０に記憶されている各緊急遮断弁１のＰＳＴのスケジュールのうち、ＰＳＴの起動が禁止された緊急遮断弁１のスケジュールを、当該緊急遮断弁１の前回のＰＳＴの完了時点を起点とするように修正する（図１０ステップＳ４１１）。
【００５４】
図１１は本実施の形態によるスケジュール修正の様子を示す図である。図８で説明したとおり、第２の実施の形態では、ＰＳＴ１００−２の起動が禁止された場合でも上位システム３のスケジュールが修正されることはない。これに対して、本実施の形態のスケジュール修正部３４は、ＰＳＴ１００−２の起動が禁止された場合、このＰＳＴ１００−２の起動が禁止された緊急遮断弁１のスケジュールを、前回のＰＳＴ１０１−２の完了時点を起点とするように修正する。すなわち、ＰＳＴ１０１−２の完了時点ｔ3から周期Ｔ1だけ経過した後に次のＰＳＴ１００’−３が実行されるようにスケジュールをずらして修正する。こうして、本実施の形態では、ＰＳＴの実行状況に応じてＰＳＴのスケジュールを修正することができる。
【００５５】
第１〜第４の実施の形態で説明したポジショナ２と上位システム３の各々は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。各々の装置のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第４の実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、プラントの事故を未然に防ぐために設置された緊急遮断弁のパーシャルストロークテストに適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…緊急遮断弁、２…ポジショナ、３…上位システム、４…空気供給配管、５…空気配管、６…電磁弁、７…排気管、２０，３３，３３ａ…タイマー、２１，３２，３２ａ…ＰＳＴ起動禁止判断部、２２，２２ａ…ＰＳＴ実行部、２３…照会部、２４…通知部、３０…記憶部、３１，３１ａ…ＰＳＴ起動指令部、３４…スケジュール修正部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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