(57)【要約】  いくつかの実施形態で提供されるものは、緊急停止（ＥＳＤ）システムのためのシステムおよび方法である。実施形態は、第１の通信チャネルを介して、プラントのための緊急停止（ＥＳＤ）システムの中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）から、ＥＳＤ弁の第１の状態を示す指令を受信することと、この指令を受信することに応じて、ＥＳＤ弁を、第１の状態で動作するように制御することと、第２の通信チャネルを介して、ＥＳＤシステムの中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）から、プラントの現在のステータス情報を取得することと、ＣＳＭから取得された現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、ＥＳＤ弁の第２の状態を判定することと、ＥＳＤ弁を、第２の状態で動作するように制御することと、を提供する。
2019533228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントのための緊急停止（ＥＳＤ）システムであって、
前記ＥＳＤシステムの複数の緊急停止（ＥＳＤ）弁の各々と通信するために第１の通信チャネルに結合された第１の通信インターフェースを備えた中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）であって、前記ＣＬＳは、前記ＥＳＤ弁の各々について、
前記プラントのステータス情報に基づいて前記ＥＳＤ弁の所望の状態を判定し、
前記ＥＳＤ弁を前記所望の状態で動作させるように構成された指令を発行するように構成され、前記指令は、前記第１の通信インターフェースおよび前記第１の通信チャネルを介して前記ＥＳＤ弁に通信される、中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）と、
前記ＥＳＤ弁の各々と通信するために第２の通信チャネルに結合された第２の通信インターフェースを備えた中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）であって、前記ＣＳＭは、
前記プラントの現在のステータス情報の現在のリストを維持し、
前記ＣＬＳが前記第１の通信チャネルを介してＥＳＤ弁と通信できないと判定したことに応じて、前記ＥＳＤ弁の適切な状態を判定する際に使用するため、前記プラントの前記現在のステータス情報の少なくとも一部を、前記第２の通信インターフェースおよび前記第２の通信チャネルを介して前記ＥＳＤ弁に提供するように構成された中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）と、を備える中央制御システムと、
前記ＥＳＤ弁とを備え、前記ＥＳＤ弁の各々は、
配管を通過する媒体の流れを調整するように構成された弁機構と、
前記弁機構を、異なる運転状態間で移行させるように構成された作動システムと、
前記第１の通信チャネルおよび第２の通信チャネルに結合された通信インターフェースと、
前記第１の通信チャネルが利用不可能であると判定することに応じて、
前記ＣＳＭから、前記プラントの現在のステータス情報を取得し、
前記ＣＳＭから取得した前記現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＳＤ弁の適切な状態を判定し、
前記弁機構を、前記適切な状態に対応する位置に移行させるように前記作動システムを制御し、
前記ＣＬＳから、前記ＥＳＤ弁の所望の状態を指定する指令を受信することに応じて、前記弁機構を前記所望の状態に移行させるように前記作動システムを制御する
ように構成されたローカルコントローラと、を備えた、システム。
【請求項２】
前記第１の通信チャネルは、前記第２の通信チャネルとは異なる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の通信チャネルは、前記ＣＬＳと前記ＥＳＤ弁との間の有線接続を備え、前記第２の通信チャネルは、前記ＣＳＭと前記ＥＳＤ弁との間の無線接続を備えた、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の通信チャネルは、前記ＣＬＳと前記ＥＳＤ弁との間の有線接続を備え、前記第２の通信チャネルは、前記ＣＳＭと前記ＥＳＤ弁との間の有線接続を備えた、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＥＳＤ弁の各々は、前記弁機構を作動させるために十分な運転電力を供給するように構成されたローカル電源システムを備えた、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ＥＳＤ弁の各々に運転電力を供給するように構成された中央電源システムをさらに備え、
前記ＥＳＤ弁の各々は、
ローカル電源システムと、
前記ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給する際に使用するために、前記中央電源システムおよび前記ローカル電源システムから、電力を選択的に送るように構成された弁電力インターフェースとを備えた、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記弁電力インターフェースは、
前記ＥＳＤ弁の前記構成要素に電力を供給するために十分な電力が、前記中央電源システムから利用可能であるか否かを判定し、
前記ＥＳＤ弁の前記構成要素に電力を供給するために十分な電力が、前記中央電源システムから利用可能ではないと判定することに応じて、前記ＥＳＤ弁の前記構成要素に電力を供給する際に使用するために、前記ローカル電源システムから電力を送るように構成された、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
１つ以上のプロセス変数の値を取得するように構成された１つ以上の計器を備えた計器システムをさらに備え、前記計器システムは、１つ以上のプロセス変数の前記値を、前記複数の緊急停止（ＥＳＤ）弁のうちの少なくとも１つに通信するための第３の通信チャネルに結合された第３の通信インターフェースを備え、
前記少なくとも１つのＥＳＤ弁の各々の前記ローカルコントローラは、前記計器システムから取得された１つ以上のプロセス変数の前記値に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＳＤ弁の適切な状態を判定するように構成された、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記ローカルコントローラは、
認証コードと、前記弁を所与の状態で動作させる要求とを受信し、
前記認証コードが有効であると判定することに応じて、前記弁機構を前記所与の状態に移行させるように前記作動システムを制御し、
前記認証コードが有効ではないと判定することに応じて、前記弁機構を前記所与の状態に移行させるように前記作動システムを制御しないように構成された、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ローカルコントローラは、
自己テスト運転を実施し、
前記自己テスト運転の結果を示すレポートを生成し、
前記ＥＳＤ弁が、前記自己テスト運転に不合格であったと判定することに応じて、前記ＥＳＤ弁が、前記自己テスト運転に不合格であったことを示すアラートを生成するように構成された、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記異なる運転状態は、少なくとも第１のフェイルセーフ状態と第２のフェイルセーフ状態とを備えた、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ＣＳＭは、前記プラントの前記ステータス情報に基づいて、前記ＥＳＤ弁のフェイルセーフ状態を判定するように構成され、前記プラントの前記現在のステータス情報は、前記ＥＳＤ弁の前記フェイルセーフ状態を備え、前記ＣＳＭから取得された前記現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＳＤ弁の適切な状態を判定することは、前記ＣＳＭから取得された前記現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＳＤ弁の前記フェイルセーフ状態を判定することを備え、前記弁機構を、前記適切な状態に対応する位置へ移行させるように前記作動システムを制御することは、前記弁機構を、前記フェイルセーフ状態に移行させるように前記作動システムを制御することを備えた、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
第１の通信チャネルを介して、緊急停止（ＥＳＤ）システムの中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）から、ＥＳＤ弁の第１の状態を示す指令を受信することと、
前記指令を受信することに応じて、前記ＥＳＤ弁を、前記第１の状態で動作するように制御することと、
第２の通信チャネルを介して、前記ＥＳＤシステムの中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）から、前記プラントの現在のステータス情報を取得することと、
前記ＣＳＭから取得された前記現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＳＤ弁の第２の状態を判定することと、
前記ＥＳＤ弁を、前記第２の状態で動作するように制御することと、を備えた、
方法。
【請求項１４】
前記第１の通信チャネルは、前記第２の通信チャネルとは異なる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の通信チャネルは、有線接続を備え、前記第２の通信チャネルは、無線接続を備えた、請求項１２または請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給するのに十分な電力が、前記ＥＳＤ弁に運転電力を提供するように構成された中央電源システムから利用可能か否かを判定することと、
前記ＥＳＤ弁の前記構成要素に電力を供給するのに十分な電力が、前記中央電源システムから利用可能ではないと判定することに応じて、前記ＥＳＤ弁の前記構成要素に電力を供給する際に使用するために、前記ＥＳＤ弁のローカル電源システムから電力を送ることとをさらに備えた、
請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＥＳＤ弁の第２の状態を判定することは、第３の通信チャネルを介して前記計器システムから取得された１つ以上のプロセス変数の値に少なくとも部分的に基づく、請求項１３から請求項１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
認証コードと、所与の状態で弁を作動させる要求とを受信することと、
前記認証コードが有効であると判定することに応じて、前記ＥＳＤ弁を、前記所与の状態で作動するように制御することとをさらに備えた、
請求項１３から請求項１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＣＬＳによって、前記プラントのステータス情報に基づいて、前記ＥＳＤ弁の前記所望の状態を判定することと、
前記ＣＬＳによって、前記第１の通信チャネルを介して、ＥＳＤ弁の第１の状態を示す指令を発行することとをさらに備えた、
請求項１３から請求項１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＣＳＭによって、前記プラントの現在のステータス情報の現在のリストを維持することと、
前記ＣＬＳが、前記第１の通信チャネルを介して前記ＥＳＤ弁と通信できないことを判定することに応じて、前記ＥＳＤ弁に、前記プラントの前記現在のステータス情報を提供することとをさらに備えた、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＥＳＤ弁は、
配管を通過する媒体の流れを調整するように構成された弁機構と、
前記弁機構を、異なる運転状態間で移行させるように構成された作動システムとを備え、
前記ＥＳＤ弁を、所与の状態で動作するように制御することは、前記所与の状態に対応する位置に、前記弁機構を移行させるように、前記作動システムを制御することを備えた、請求項１３から請求項２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の状態は、第１のフェイルセーフ状態を備え、前記第２の状態は、第２のフェイルセーフ状態を備えた、請求項１３から請求項２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１３から請求項２２のいずれか一項の運転を実行させるようにコンピュータプロセッサによって実行可能な、記憶されたプログラム命令を備えた非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に安全システムに関し、より詳細には、緊急停止（ＥＳＤ）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業安全システム（ＩＳＳ）は、火災のような危険な事態が発生したときに人および環境を保護するために、石油およびガス処理プラントのような産業環境においてしばしば使用される。たとえば、火災、ライン破裂、プロセス変数が運転上の限界を超える等のような緊急の事態において、特定のプロセスの自動停止を提供するために、下流の石油処理プラント、上流の掘削現場（たとえば、沖合または沿岸掘削リグ）等において、ＩＳＳが適用され得る。緊急の場合には、（たとえば、プロセスへの炭化水素の流れを止めたり、特定の方向に流体を導いたりするために）特定の弁を閉鎖すること、または（たとえば、炭化水素を排出したり、圧力を解放したり、流体を特定の方向に導いたりするために）特定の弁を開放することが不可欠であり得る。このような種類のプロセス停止を実行する役割を担うＩＳＳの部分は、しばしば緊急停止（ＥＳＤ）システムと称される。ＥＳＤシステムは、潜在的に危険な事態が、危険な状況にエスカレートするのを阻止するために使用されるＩＳＳ全体の多くの構成要素のうちの１つであり得る。プラント環境では、ＥＳＤシステムは、危険な事態の検出に応じて流体またはガス（たとえば、炭化水素）の流れを制御することができる緊急停止（ＥＳＤ）弁をしばしば適用する。そのようなＥＳＤ弁は、異なる状態に指令され得、緊急の事態において自動的にフェイルセーフ状態（たとえば、開放または閉鎖）に移行できる、フェイルセーフ作動弁を含み得る。
【０００３】
３つの一般的なフェイルセーフ状態、すなわち、「フェイルセーフ閉鎖」、「フェイルセーフ開放」、「フェイルセーフ定常」がある。たとえば、フェイルセーフ閉鎖の場合、ＥＳＤ弁が、ＣＬＳとの通信を喪失すると、ＥＳＤ弁は、閉鎖位置に移行するかまたは閉鎖位置に留まる（または「フェイルセーフ」する）。したがって、ＥＳＤ弁は、液体またはガスが、ＥＳＤ弁によって調整された配管を通過することを阻止するために閉鎖される。たとえば、フェイルセーフ開放の場合、ＥＳＤ弁がＣＬＳとの通信を喪失すると、開放位置にフェイルセーフする。したがって、ＥＳＤ弁は、液体またはガスがＥＳＤ弁によって調整され、配管を（たとえば、最大速度で）通過することを可能にするように開放される。たとえば、フェイルセーフ定常の場合、ＥＳＤ弁がＣＬＳとの通信を喪失すると、ＥＳＤ弁は、現在の状態で、定常のままである（たとえば、そのままである）。したがって、ＥＳＤ弁は、その現在の部分（たとえば、閉鎖、開放、または部分的開放）に維持され、これまでと同様に流れを調整し続ける。
【０００４】
多くの場合、ＥＳＤ弁の運転は、ＩＳＳの中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）によって制御され調整される。ＣＬＳは、現在の状況を評価し、現在の状況に基づいてＥＳＤ弁の状態を判定し、判定された状態で動作するようにＥＳＤ弁を制御する中央システムコーディネータとして機能し得る。たとえば、ＣＬＳが、特定のＥＳＤ弁によって調整された配管内で炭化水素の漏れが発生していることを示す情報を受信した場合、ＣＬＳは、漏れを止めるためにＥＳＤ弁を閉鎖する必要があると判定し、ＥＳＤ弁に対して閉鎖するように指令し、それによって、炭化水素の流れを止め、漏れを効果的に止める。漏れの原因が解決されると、ＩＳＳは、通常の動作状況に戻り、ＥＳＤ弁を開放するように指令し、それによって、炭化水素の流れおよび関連するプロセスが再開することを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
出願人らは、緊急停止（ＥＳＤ）システム（または産業安全システム（ＩＳＳ）全体の他の部分）における中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）の集中型の性質は有益であり得るが、それはまた、システムの機能に悪影響を及ぼす欠点を有し得ることを認識した。たとえば、ＣＬＳは、ＣＬＳと緊急停止（ＥＳＤ）弁との間の通信が維持され、ＥＳＤ弁が作動するのに十分な電力を供給されているとき、ＥＳＤ弁の効果的な制御および運転を提供することができ得る。しかしながら、通信または十分な電力が喪失すると、ＥＳＤ弁は、所望の通りに動作しない可能性がある。たとえば、ＥＳＤ弁が所与の状態に移行することを必要とする緊急事態中に、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が利用可能ではない場合、ＥＳＤ弁は、その状態に移行せよとの指令を受信しない可能性があり、したがって、所望の状態に入らないことがある。あるいは、ＥＳＤ弁への電力が停止された場合、ＥＳＤ弁がその状態へ移行せよとの指令を受信したか否かに関わらず、ＥＳＤ弁はその弁機構を所望の状態に物理的に作動させるための十分な電力を有しないことがある。したがって、出願人らは、（たとえば、通信が切断された場合）ＣＬＳから独立して動作できるＥＳＤ弁を有することが有利であり得ること、および代替電源を備えたＥＳＤ弁を有することが有利であり得ることを認識した。出願人らはまた、ＥＳＤ弁が、ＣＬＳの制御から独立して、特に、ＥＳＤ弁が長時間ＣＬＳから独立して動作する状況において、異なる状態に入ることができるシステムを有することが有利であり得ることを認識した。たとえば、通信が切断された場合、環境条件が変化すると、フェイルセーフ状態間を移行できるＥＳＤ弁を有することが有益であり得る。多くの場合、ＥＳＤ弁は、単一のフェイルセーフ状態しか有しない。単一のフェイルセーフ状態のＥＳＤ弁がＣＬＳとの通信を喪失するか、または他の何らかの障害に遭遇した場合、ＥＳＤ弁は、そのフェイルセーフ状態（たとえば、開放）に移行し得る。残念なことに、ＥＳＤ弁間の単純な一時的な通信の喪失または他の障害は、ＥＳＤ弁がその単一のフェイルセーフ状態に移行し、実際の緊急性がなかったにも関わらず１つ以上のプロセスを停止することになる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
既存のシステムのこれらおよび他の欠点を認識して、出願人らは、新規のＥＳＤシステムと、１つ以上のＥＳＤ弁を適用する、その関連方法とを開発した。いくつかの実施形態において、ＥＳＤシステムは、中央コントローラおよび１つ以上のＥＳＤ弁を含む。中央コントローラは、一般に、ＥＳＤ弁の制御を提供し得る。しかしながら、少なくともいくつかのＥＳＤ弁は、中央コントローラから独立して動作することができる。いくつかの実施形態において、中央コントローラは中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）および中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）を含む。ＣＬＳは、（たとえば、プラントのリスク／緊急ステータスに関する）システムステータス情報を取得し、そのシステムステータス情報に基づいてＥＳＤシステム内のＥＳＤ弁の適切な状態を判定し得る。ＣＳＭは、システムステータス情報の最新の記録を維持するように、現在のシステムステータス情報を継続的に監視し記録し得る。ＣＬＳがＥＳＤ弁と通信しているときのような通常の動作条件下では、ＣＬＳはＥＳＤ弁の状態を制御し得る。しかしながら、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が利用可能ではない場合、ＥＳＤのローカルロジックは、ＣＳＭおよび／または分散制御システム（ＤＣＳ）から現在のシステムステータス情報を取得し得る。ＥＳＤ弁のローカルロジックは、現在のシステムステータス情報を使用してＥＳＤ弁の状態を判定し、順にＥＳＤ弁を制御して適切な状態で動作させることができるローカルコントローラを含み得る。すなわち、ＥＳＤ弁は、ＣＬＳがＥＳＤ弁の制御を提供できないときに、ＣＳＭから受信したシステムステータス情報に基づいて、ローカル制御を実施することが可能であり得る。
【０００７】
いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、ＣＬＳへの第１の接続（たとえば、産業用イーサネット有線接続）と、ＣＳＭへの第２の接続（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ無線ネットワーク接続）とを含むデュアル通信インターフェースを含む。ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の第１の／有線接続を物理的に切断する火災や爆発の事態のように、ＣＬＳとの主な通信が喪失されたときに、このデュアル特性接続によって、ＥＳＤ弁が、システムステータス情報を受信できることを保証し得る。いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、システムステータス情報を取得できるように、計器システムに直接接続される。たとえば、ＥＳＤ弁は、ＥＳＤシステムが適用されているプラント環境内に分布している温度センサ、圧力センサ、流量センサ等に接続され得、計器から直接、プロセス変数の値を取得し得る。ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、ＥＳＤ弁の状態を判定し、順にＥＳＤ弁を所望の状態に制御するために、ＣＳＭおよび／またはＤＣＳから取得したシステムステータス情報（たとえば、プラント運転ステータスおよびリスク情報）の代わりに、または、それに組み合わせて、計器システムから受信したシステムステータス情報（たとえば、重要なプロセス変数の値、プラント内の火災その他の緊急事態の表示等）を使用し得る。
【０００８】
いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、ローカル電源システム（たとえば、内蔵バッテリ）を使用することができ、ローカル電源システムおよび／または中央電源システム（たとえば、ＡＣグリッド電力）からの電力を選択的に使用できる。いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、自己テスト運転を実施し、その結果をレポートすることができる。いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、ＥＳＤ弁の安全な運転を提供するためにローカルな安全対策を適用する。
【０００９】
いくつかの実施形態において、中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）および中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）を含む中央制御システムと、ＥＳＤ弁とを含むプラントのためのＥＳＤシステムが提供される。ＣＬＳは、ＥＳＤシステムの複数の緊急停止（ＥＳＤ）弁の各々と通信するための第１の通信チャネルに結合された第１の通信インターフェースを含む。ＣＬＳは、ＥＳＤ弁の各々について、プラントのステータス情報に基づいてＥＳＤ弁の所望の状態を判定し、ＥＳＤ弁を所望の状態で動作させるのに適した指令を発行するように適応する。この指令は、第１の通信インターフェースおよび第１の通信チャネルを介してＥＳＤ弁に通信される。ＣＳＭは、ＥＳＤ弁の各々と通信するための第２の通信チャネルに結合された第２の通信インターフェースを含む。ＣＳＭは、プラントの現在のステータス情報の現在のリストを維持し、ＣＬＳが第１の通信チャネルを介してＥＳＤ弁と通信できないと判定したことに応じて、ＥＳＤ弁の適切な状態を判定する際に使用するため、プラントの現在のステータス情報の少なくとも一部を、第２の通信インターフェースおよび第２の通信チャネルを介してＥＳＤ弁に提供するように適応する。ＥＳＤ弁の各々は、配管を通過する媒体の流れを調整するように適応する弁機構と、弁機構を、異なる運転状態間で移行させるように適応する作動システムと、第１の通信チャネルおよび第２の通信チャネルに結合された通信インターフェースと、ローカルコントローラとを備える。ローカルコントローラは、第１の通信チャネルが利用不可能であると判定することに応じて、ＣＳＭから、プラントの現在のステータス情報を取得し、ＣＳＭから取得した現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、ＥＳＤ弁の適切な状態を判定し、弁機構を、適切な状態に対応する位置に移行させるように作動システムを制御するように適応する。ローカルコントローラは、ＣＬＳから、ＥＳＤ弁の所望の状態を指定する指令を受信することに応じて、弁機構を所望の状態に移行させるように作動システムを制御するように適応する。
【００１０】
特定の実施形態において、第１の通信チャネルは、第２の通信チャネルとは異なる。特定の実施形態において、第１の通信チャネルは、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の有線接続を含み、第２の通信チャネルは、ＣＳＭとＥＳＤ弁との間の無線接続を含む。特定の実施形態において、第１の通信チャネルは、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の有線接続を含み、第２の通信チャネルは、ＣＳＭとＥＳＤ弁との間の有線接続を含む。
【００１１】
特定の実施形態において、ＥＳＤ弁の各々は、弁機構を作動させるために十分な運転電力を供給するように適応したローカル電源システムを含む。特定の実施形態において、ＥＳＤシステムはさらに、ＥＳＤ弁の各々に運転電力を供給するように適応した中央電源システムを含み、ＥＳＤ弁の各々は、ローカル電源システムと、ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給する際に使用するために、中央電源システムおよびローカル電源システムから、電力を選択的に送るように適応した弁電力インターフェースとを含む。特定の実施形態において、弁電力インターフェースは、ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給するために十分な電力が、中央電源システムから利用可能であるか否かを判定し、ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給するために十分な電力が、中央電源システムから利用可能ではないと判定することに応じて、ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給する際に使用するために、ローカル電源システムから電力を送るように適応する。
【００１２】
特定の実施形態において、ＥＳＤシステムは、１つ以上のプロセス変数の値を取得するように適応する１つ以上の計器を備えた計器システムをさらに含む。計器システムは、１つ以上のプロセス変数の値を、複数の緊急停止（ＥＳＤ）弁のうちの少なくとも１つに通信するために第３の通信チャネルに結合された第３の通信インターフェースを含み、少なくとも１つのＥＳＤ弁の各々のローカルコントローラは、計器システムから取得された１つ以上のプロセス変数の値に少なくとも部分的に基づいて、ＥＳＤ弁の適切な状態を判定するように適応する。
【００１３】
特定の実施形態において、ＥＳＤシステムはさらに、認証コードと、弁を所与の状態で動作させる要求とを受信するように適応し、認証コードが有効であると判定することに応じて、弁機構を所与の状態に移行させるように作動システムを制御し、認証コードが有効ではないと判定することに応じて、弁機構を所与の状態に移行させるように作動システムを制御しないように適応したローカルコントローラを含む。
【００１４】
特定の実施形態において、ＥＳＤシステムはさらに、自己テスト運転を実施し、自己テスト運転の結果を示すレポートを生成し、ＥＳＤ弁が、自己テスト運転に不合格であったと判定することに応じて、ＥＳＤ弁が、自己テスト運転に不合格であったことを示すアラートを生成するように適応したローカルコントローラを含む。
【００１５】
特定の実施形態において、異なる運転状態は、少なくとも第１のフェイルセーフ状態と第２のフェイルセーフ状態とを備える。いくつかの実施形態において、ＣＳＭは、プラントのステータス情報に基づいて、ＥＳＤ弁のフェイルセーフ状態を判定するように構成され、プラントの現在のステータス情報は、ＥＳＤ弁のフェイルセーフ状態を含み、ＣＳＭから取得された現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、ＥＳＤ弁の適切な状態を判定することは、ＣＳＭから取得された現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、ＥＳＤ弁のフェイルセーフ状態を判定することを含み、弁機構を、適切な状態に対応する位置へ移行させるように作動システムを制御することは、弁機構を、フェイルセーフ状態に移行させるように作動システムを制御することを含む。
【００１６】
いくつかの実施形態において、第１の通信チャネルを介して、緊急停止（ＥＳＤ）システムの中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）から、ＥＳＤ弁の第１の状態を示す指令を受信することと、この指令を受信することに応じて、ＥＳＤ弁を、第１の状態で動作するように制御することと、第２の通信チャネルを介して、ＥＳＤシステムの中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）から、プラントの現在のステータス情報を取得することと、ＣＳＭから取得された現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、ＥＳＤ弁の第２の状態を判定することと、ＥＳＤ弁を、第２の状態で動作するように制御することと、を含む方法が提供される。
【００１７】
特定の実施形態において、第１の通信チャネルは、第２の通信チャネルとは異なる。特定の実施形態において、第１の通信チャネルは、有線接続を含み、第２の通信チャネルは、無線接続を含む。
【００１８】
特定の実施形態において、この方法はさらに、ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給するのに十分な電力が、ＥＳＤ弁に運転電力を提供するように適応した中央電源システムから利用可能か否かを判定することと、ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給するのに十分な電力が、中央電源システムから利用可能ではないと判定することに応じて、ＥＳＤ弁の構成要素に電力を供給する際に使用するために、ＥＳＤ弁のローカル電源システムから電力を送ることとを含む。
【００１９】
特定の実施形態において、ＥＳＤ弁の第２の状態を判定することは、第３の通信チャネルを介して計器システムから取得された１つ以上のプロセス変数の値に少なくとも部分的に基づく。特定の実施形態において、この方法はさらに、認証コードと、所与の状態で弁を作動させる要求とを受信することと、認証コードが有効であると判定することに応じて、ＥＳＤ弁を、所与の状態で作動するように制御することとを含む。
【００２０】
特定の実施形態において、この方法はさらに、プラントのステータス情報に基づいて、ＣＬＳによって、ＥＳＤ弁の所望の状態を判定することと、ＣＬＳによって、第１の通信チャネルを介して、ＥＳＤ弁の第１の状態を示す指令を発行することとを含む。特定の実施形態において、この方法はさらに、ＣＳＭによって、プラントの現在の（たとえば、重要な）ステータス情報（たとえば、ガス漏れ、火災、爆発、避難指示等の状態のようなプラントのリスクステータスに加えて、重要なプラントプロセス変数）の現在のリストを維持することと、ＣＬＳが、第１の通信チャネルを介してＥＳＤ弁と通信できないことを判定することに応じて、ＥＳＤ弁に、プラントの現在のステータス情報を提供することとを含む。
【００２１】
特定の実施形態において、ＥＳＤ弁は、配管を通過する媒体の流れを調整するように適応した弁機構と、弁機構を異なる運転状態間で移行させるように適応した作動システムとを含み、ＥＳＤ弁を、所与の状態で動作するように制御することは、所与の状態に対応する位置に、弁機構を移行させるように、作動システムを制御することを含む。
【００２２】
特定の実施形態において、第１の状態は、第１のフェイルセーフ状態を含み、第２の状態は、第２のフェイルセーフ状態を含む。
【００２３】
いくつかの実施形態において、第１の通信チャネルを介して、緊急停止（ＥＳＤ）システムの中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）から、ＥＳＤ弁の第１の状態を示す指令を受信することと、この指令を受信することに応じて、ＥＳＤ弁を、第１の状態で動作するように制御することと、第２の通信チャネルを介して、ＥＳＤシステムの中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）から、プラントの現在のステータス情報を取得することと、ＣＳＭから取得された現在のステータス情報に少なくとも部分的に基づいて、ＥＳＤ弁の第２の状態を判定することと、ＥＳＤ弁を、第２の状態で動作するように制御することと、を実行させるようにコンピュータプロセッサによって実行可能なプログラム命令を備えた非一時的なコンピュータ読取可能記憶媒体が提供される。
【００２４】
したがって、たとえば、緊急の事態に、一次電源（たとえば、電気、空気式、および／または水力式）が利用可能ではないときであっても、必要なときに、緊急分離弁が、適切な「フェイルセーフ」位置に移行することを保証する実施形態が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】１つ以上の実施形態による、緊急停止（ＥＳＤ）システムを説明する図である。
【図２】１つ以上の実施形態による、緊急停止（ＥＳＤ）システムを説明する図である。
【図３】１つ以上の実施形態による、例示的なロジックテーブルを説明する表である。
【図４】１つ以上の実施形態による、例示的なシステムステータステーブルを説明する表である。
【図５】１つ以上の実施形態による、緊急停止（ＥＳＤ）システムのＥＳＤ弁を動作させるための例示的な方法を説明するフローチャート図である。
【図６】１つ以上の実施形態による、システムステータス情報を更新するための例示的な方法を説明するフローチャート図である。
【図７】１つ以上の実施形態による、例示的なコンピュータシステムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この開示は様々な修正形態および代替形態が可能であるが、その特定の実施形態が、例として図面に図示されており、本明細書で詳細に説明される。図面は、縮尺通りではない場合がある。しかしながら、図面およびその詳細説明は、開示を、開示された特定の形態に限定することは意図されておらず、逆に、その意図は、特許請求の範囲によって定義されるように、本開示の趣旨および範囲内にあるすべての修正、均等物、および代替を包含することと理解されたい。
【００２７】
本発明の例示的な実施形態が図示されている添付図面を参照しながら、本発明が、以下により十分に説明される。しかしながら、この発明は、多くの異なる形態で具体化され得、本明細書に記述された例示された実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろこれらの例示的な実施形態は、この開示が網羅的かつ完全であり、本発明の範囲を、当業者へ十分に伝達できるように提供される。
【００２８】
本明細書に記述されているものは、（たとえばプラントのための）緊急停止システム（ＥＳＤ）と、中央制御システムおよび／または中央電源システムから独立して動作することができる１つ以上の緊急停止（ＥＳＤ）弁を用いた、その関連方法の実施形態である。いくつかの実施形態において、ＥＳＤシステムは、１つ以上のアセット（たとえば、ＥＳＤシステムが展開されているプラント環境内の配管または類似の導管）内の流れを調整するための１つ以上のＥＳＤ弁、中央制御システム、中央電源システム、および１つ以上の計器システムを含む。中央制御システムは、中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）および中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）を含み得る。中央電源システムは、１つ以上のＥＳＤ弁を含むＥＳＤシステムの構成要素に電力を供給するための一次電源（たとえば、ＡＣ（交流）電力グリッド）を含み得る。計器システムは、プラント環境におけるプロセス変数（たとえば、様々なプラントプロセスのための温度、圧力、流量等）に関する情報を提供する１つ以上の計器（たとえば、温度センサ、圧力センサ、流量計等）を含み得る。ＥＳＤ弁は各々、弁機構、（たとえば、弁機構を作動させるための）作動システム、（たとえば、内蔵バッテリのような）ローカル電源システム、（たとえば、中央電源システムからの電源の使用か、または、ローカル電源システムからの電源の使用かを選択するための）ローカル弁電源インターフェース、ローカルコントローラ、および弁制御インターフェースを含み得る。
【００２９】
通常運転中、ＣＬＳは、プラント環境に関する様々な情報（たとえば、計器システムから受信した様々なプラントプロセスの温度、圧力、流量等）を監視し、それぞれのＥＳＤ弁の適切な状態を判定し、ＥＳＤ弁の所望の状態を示す通信（たとえば、開放、閉鎖、部分的開放／閉鎖の指令）を、それぞれのＥＳＤ弁に送信し得る。通信を受信することに応じて、ＥＳＤ弁は、その弁機構を、所望の状態に対応するポジトン（たとえば、開放、閉鎖、部分的開放／閉鎖）に移行するように動作し得る。このプロセスは、ＣＬＳが、ＥＳＤ弁の運転を継続的に監視および制御して、それが適用されるプラントシステム全体のための安全性を維持するように、連続的であり得る。
【００３０】
いくつかの実施形態において、中央制御システムの中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）は、システムステータス情報を連続的に監視し、（たとえば、システムステータステーブルに）記録する。システムステータス情報は、現在のまたは計画されたプラント停止アクティビティ、リスクレベル、プロセス変数の値等に関する情報を含み得る。ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が利用不可能である事態では、ＣＳＭは、現在のシステムステータス情報を、ＥＳＤ弁に提供し得る。ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、現在のシステムステータス情報を使用して、ＥＳＤ弁の適切な状態を判定し、ＥＳＤ弁の作動システムを制御して、ＥＳＤ弁の弁機構を、適切な状態に対応するポジトン（たとえば、開放、閉鎖、部分的開放／閉鎖）へ移行させ得る。そのようなステータス情報は、ＣＳＭによって連続的に更新され得、ＣＳＭは、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が利用不可能である間、更新された現在のシステムステータス情報を、ＥＳＤ弁に提供し続け得る。
【００３１】
いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁のフェイルセーフ状態は、現在の条件（たとえば、現在のシステムステータス情報）に基づいて、動的に更新され得る。たとえば、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭは、第１の時間における現在のシステムステータス情報に基づいて、第１の時間におけるＥＳＤ弁の第１のフェイルセーフ状態を判定し得、第１のフェイルセーフ状態をＥＳＤ弁に通信し得る。ＥＳＤ弁は、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭから、第１のフェイルセーフ状態を受信することに応じて、そのフェイルセーフ状態を、第１のフェイルセーフ状態に更新し得る。さらに、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭは、第２の時間に関するシステムステータスに基づいて、第２の時間におけるＥＳＤ弁の第２のフェイルセーフ状態を判定し得、第２のフェイルセーフ状態をＥＳＤ弁に通信し得る。ＥＳＤ弁は、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭから第２のフェイルセーフ状態を受信することに応じて、そのフェイルセーフ状態を、第２のフェイルセーフ状態に更新し得る。したがって、ＥＳＤ弁は、第１の時間と第２の時間との間に緊急事態（たとえば、ＣＬＳ／ＣＳＭとの通信の喪失）に遭遇した場合、第１のフェイルセーフ状態で動作し得、ＥＳＤ弁は、第２の時間後に緊急事態に遭遇した場合、第２のフェイルセーフ状態で動作し得る。
【００３２】
いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、プロセス変数の値のように、少なくともいくつかのシステムステータス情報を、計器システムから直接取得する。そのような実施形態において、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、計器システムおよび／またはＣＳＭから受信したシステムステータス情報に基づいて、ＥＳＤ弁の適切な弁状態を判定し得る。たとえば、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が利用可能ではない、および／または、ＣＳＭとＥＳＤ弁との間の通信が利用可能ではない場合、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、計器システムの計器から直接取得されたシステムステータス情報に基づいて、適切な弁状態を判定し得る。したがって、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、中央制御システムから独立して、適切な弁状態を判定でき得る。ＥＳＤ弁が、ＣＳＭからシステムステータス情報（たとえば、運転およびリスクステータス情報）を取得し、計器システムから、システムステータス情報（たとえば、プロセス変数または他の計器情報の値）を取得する実施形態において、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、ＣＳＭおよび／または計器システムから取得したシステムステータス情報に基づいて、ＥＳＤ弁の適切な弁状態を判定し得る。
【００３３】
いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭから受信した情報に基づいて、多数の状態に入り得る。たとえば、ＥＳＤ弁は、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭによって提供される指令またはステータス情報に基づいて、ある状態から、別の状態に移行し得る。いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、ＣＬＳの制御から独立して、多数の状態に入り得る。たとえば、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が利用不可能である緊急事態の間に、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、ＣＳＭおよび／または計器システムから、システムステータス情報の第１のセットを取得し、システムステータス情報の第１のセットに基づいて、ＥＳＤ弁の第１の状態（たとえば、閉鎖）を判定し、弁機構を第１の状態に移行させるように、ＥＳＤ弁の作動システムを制御し得る。後に、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、ＣＳＭおよび／または計器システムからシステムステータス情報の第２のセットを取得し、システムステータス情報の第２のセットに基づいて、ＥＳＤ弁の第２の状態（たとえば、開放）を判定し、弁機構を第２の状態に移行させるように、ＥＳＤ弁の作動システムを制御し得る。これは、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が利用不可能である間にプラント環境内の条件が変化し、プラント環境内の変化を考慮するためにＥＳＤ弁の状態を変化させる必要がある状況において特に有用であり得る。たとえば、プラント内で火災が検出され、最初に配管内の流体の流れを止めるためにＥＳＤ弁が閉じられたが、その火災によって配管内の流体の温度が大幅に上昇し、それによって配管内の圧力が上昇した場合、配管が破裂するのを阻止するために、流体圧力を解放するために、ＥＳＤ弁を開く必要があり得る。
【００３４】
いくつかの実施形態において、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が一旦回復すると、制御はＣＬＳに戻る。すなわち、たとえば、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が喪失された場合、ＥＳＤ弁は、取得されたシステムステータス情報に基づいて、ローカルコントローラによってローカルに制御され得るが、ＣＬＳとＥＳＤ弁との間の通信が一旦回復すると、ＥＳＤ弁の状態は、通常の運転条件に関して上述したように、ＣＬＳによって再び遠隔制御され得る。
【００３５】
したがって、いくつかの実施形態において、フェイルセーフ状態の動的な性質により、ＥＳＤ弁が、プラント運転を不必要に中断することなく、適切に作動することを可能にし得る。たとえば、ＥＳＤ弁は、一時的な通信喪失の場合に、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭによって判定された状態に移行するように、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭからそのフェイルセーフ状態への動的な更新を受信し得る。しかしながら、ＥＳＤが、そのフェイルセーフ状態を、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭから独立してローカルに判定できる機能は、長期にわたる通信喪失の場合に、ＥＳＤ弁がその状態を適切に変化させることを可能にし得る。たとえば、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭとの通信の喪失に応じて、ＥＳＤ弁は、通信の喪失に先立ってＣＬＳおよび／またはＣＳＭによって判定され、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭから通信された第１のフェイルセーフ状態で動作し得る。ＣＬＳおよび／またはＣＳＭとの通信が利用可能ではない間、ＥＳＤ弁は、ＣＳＭおよび／または他のソースによって（たとえば、プラント計器から直接）提供されるシステムステータス情報を監視し、ＥＳＤの適切なフェイルセーフ状態を判定し得る。たとえば、ＥＳＤ弁が、現在のシステムステータス情報（および／または、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭによって提供されるシステムステータス情報）に基づいて、現在のフェイルセーフ状態が適切であると判定した場合、ＥＳＤ弁は、第１のフェイルセーフ状態で動作し続け得る。たとえば、ＥＳＤ弁が、現在のシステムステータス情報（および／または、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭによって提供されたシステムステータス情報）に基づいて、第２のフェイルセーフ状態が適切であると判定した場合、ＥＳＤ弁は、その運転を、第２のフェイルセーフ状態へ変化させ得る。ＥＳＤ弁によるこの種のローカル監視および制御は、たとえば、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭとの通信が回復し、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭが再び、ＥＳＤ弁の適切な更新されたフェイルセーフ状態を示すインジケーションを提供するまで継続し得、この時点において、ＥＳＤ弁は、更新されたフェイルセーフ状態に変化し得る。
【００３６】
特定の実施形態において、ＥＳＤ弁は、許可されていないユーザまたは構成要素が、ＥＳＤ弁を制御するかまたは他の方法で運転することを阻止し得る、ローカルセキュリティを適用する。たとえば、ＥＳＤ弁は、弁を作動させることを試みるユーザまたはデバイス（たとえば、第２のＣＬＳコントローラ）が、弁を実際に作動させる前に、弁を作動させるのに十分な資格を有することを確認し得る。たとえば、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、認証コードと、ＥＳＤ弁に配置されたキーパッドを介してオペレータによって提示された開放状態に弁を移行させる要求とを受信し得る。認証コードが有効であると判定することに応じて、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、ＥＳＤ弁の作動システムを制御して、弁機構を開放状態に移行させ得る。しかしながら、認証コードが有効ではないと判定することに応じて、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、ＥＳＤ弁の状態を変化させないことがあり得る。これは、許可されたユーザおよびデバイスのみが、ＣＬＳおよび／またはローカルコントローラによって決定されたＥＳＤ弁の現在の状態を無効にすることを許可されることを保証し得る。
【００３７】
いくつかの実施形態において、ＥＳＤ弁は、自己テスト運転を実施することができる。たとえば、状態変化が実施されると、ＥＳＤ弁のローカルコントローラは、弁機構の動作を（たとえば、弁機構のタイムスタンプ付き位置データを使用して）監視し、運転が所与の期間内に完了したか否かを判定し得る。これは、たとえば、指令されたフェイルセーフ運転を完了するためのＥＳＤ弁の機能をテストするためになされ得る。テスト（たとえば、弁機構の移行をプロットすること、状態変化を完了するための時間を示すこと等）の結果を含むレポートが生成され得る。ＥＳＤ弁がテストに不合格となった事態では、対応するアラートが生成され得る。アラートは、ＣＬＳに提供され、システムステータス情報に含まれ得、および／または、プラント職員に提供され得る。そのようなアラートは、ＥＳＤ弁を整備する必要がある、あるいは検査する必要があるという表示を、ＣＬＳおよび／またはプラント職員に提供し得る。
【００３８】
図１および図２は、１つ以上の実施形態による、プラント環境（たとえば、プラント）１０１において適用されたＥＳＤシステム１００を説明する図である。図１は、１つ以上の実施形態による、多数のＥＳＤ弁システム（「ＥＳＤ弁」または単に「弁」とも称される）１０２を含むＥＳＤシステム１００の高レベル図を説明する。図２は、１つ以上の実施形態による、ＥＳＤシステム１００の様々な構成要素の部分構成要素を説明するシステムの低レベル図である。説明の目的のために、図２には単一の弁１０２しか描写されていないが、実施形態は、各々が、図２に例示された弁１０２の構成と同じまたは類似の構成を適用している多数の弁１０２を含み得る。
【００３９】
描写されるように、いくつかの実施形態において、ＥＳＤシステム１００は、プラント環境１０１の１つ以上のアセット１０４内の流れを調整するための１つ以上の弁１０２、中央制御システム１０６、中央電源システム１０８、および計器システム１１０を含む。いくつかの実施形態において、プラント環境１０１は、下流の石油処理プラント、上流の掘削現場（たとえば、沖合または沿岸掘削リグ）等を含み、ＥＳＤシステム１００は、火災、ライン破裂、プロセス変数（たとえば、温度、圧力、および／または同様のプロセス変数）が安全な運転上の限界を超える等のような緊急の事態において、自動的に停止プロセスを提供するために適用される、プラントのための産業安全システム（ＩＳＳ）の少なくとも一部を含む。
【００４０】
いくつかの実施形態において、アセット１０４の各々は、媒体（たとえば、ガスまたは液体）の流れを方向付けるための導管（たとえば、配管／パイプライン、タンク等）、および、導管を通過する媒体の流れを調整することができ、導管に取り付けられた弁１０２を含む。たとえば、プラント１０１が石油処理プラントである実施形態において、アセット１０４は、炭化水素を様々なプロセスとの間で移行させるための配管を含み得る。そのような実施形態において、弁１０２は、アセット１０４を通過する媒体の流れを止める、あるいは阻止するために閉鎖され得、弁１０２は、アセット１０４を通過する媒体の流れを可能にするために開放され得、および／または、アセット１０４を通過する媒体の流れを絞るために、部分的に開放／閉鎖され得る。本明細書に記述されるように、弁１０２は、たとえば、ＥＳＤフェイルセーフ閉鎖弁（たとえば、弁をフェイルセーフ閉鎖方式で制御するように構成された弁制御システムを有する）、ＥＳＤフェイルセーフ開放弁（たとえば、弁をフェイルセーフ開放方式で制御するように構成された弁制御システムを有する）、緊急の事態にその位置を保持するように構成されたＥＳＤフェイルセーフ定常弁（たとえば、弁をフェイルセーフ定常方式で制御するように構成された弁制御システムを有する）、または、緊急の事態に所与の部分的に開放／閉鎖された状態に移行するように構成されたＥＳＤ状態弁（たとえば、弁をフェイルセーフ部分的開放／閉鎖方式で制御するように構成された弁制御システムを有する）であり得る。
【００４１】
いくつかの実施形態において、弁１０２、制御システム１０６、および／または計器システム１１０のうちのいくつかまたはすべては、互いに通信可能に結合されている。たとえば、以下に記述されるように、制御システム１０６の中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）は、弁１０２のいくつかまたはすべての各々の通信インターフェースへの直接接続（たとえば、有線接続）を有し得、制御システム１０６の中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）は、弁１０２のいくつかまたはすべての各々の通信インターフェースへの直接接続（たとえば、無線接続）を有し得、および／または、計器システム１１０の計器は、弁１０２、ＣＬＳ、および／またはＣＳＭのうちのいくつかまたはすべての各々の通信インターフェースへの直接接続（たとえば、有線または無線接続）を有し得る。
【００４２】
いくつかの実施形態において、中央電源１０８は、プラント機械、弁１０２、制御システム１０６、計器システム１１０の計器等のような、プラント１０１および／またはＥＳＤシステム１００内の構成要素のための電源を含む。たとえば、中央電源１０８は、様々な構成要素に電力を提供する交流（ＡＣ）商用電力グリッド、発電機、燃料電池等を含み得る。いくつかの実施形態において、中央電源システム１０８は、通常の動作条件下でＥＳＤシステム１００の構成要素に電力を供給するように構成されていることに基づいて、一次電源システムと称され得る。いくつかの実施形態において、中央電源システム１０８は、弁１０２のうちのいくつかまたはすべてに対する一次電源である。たとえば、以下に記述されるように、中央電源システム１０８は、それぞれの弁１０２に運転電力を供給できるように、弁１０２のいくつかまたはすべての各々の弁電力インターフェースへ（たとえば、ＣＬＳからの有線接続のような電力ケーブルを介して）接続され得る。本明細書に記述されるように、弁１０２のいくつかまたはすべては、停電、または、弁１０２への電力ケーブルが切断された事態のように、中央電源システム１０８からの電力が利用可能ではない事態に、弁１０２へ電力を供給するように構成された、内蔵バッテリのような二次電源を含み得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、計器システム１１０は、プロセス変数の値、または、他の計器情報のようなシステムステータス情報を提供するＥＳＤシステム１００および／またはプラント環境１０１の１つ以上の計器１４０を含む。たとえば、以下に記述するように、計器システム１１０は、様々なシステムプロセスの温度、圧力、流量、および／または同様のプロセス変数を検知するための１つ以上の温度センサ、圧力センサ、流量計等を含み得る。この計器システムステータス情報は、たとえば、中央制御システム１０６（たとえば、中央ロジックソルバおよび／または中央ステータスモニタ）、および／または、弁状態判定等を行う際に使用するための弁１０２に提供され得る。
【００４４】
図２を参照すると、弁１０２は各々、弁機構１２０、（たとえば、弁機構を作動させるための）作動システム１２２、ローカル電源システム１２４（たとえば、内蔵バッテリ）、（たとえば、中央またはローカル電源システムからの電力の使用を選択するための）弁電力インターフェース１２６、弁制御インターフェース１２８、およびローカル弁コントローラ（または「ローカルコントローラ」）１３０を含み得る。
【００４５】
いくつかの実施形態において、弁機構１２０は、弁１０２を通過する媒体（たとえば、流体またはガス）の流れを調整するために移行され得る要素を含む。たとえば、弁機構は、弁１０２およびそれぞれのアセット１０４を通過する媒体の流れを調整するために、開放位置、閉鎖位置、および／または部分的開放／閉鎖位置に移行され得る弁本体（たとえば、ディスク、ゲート等）を含み得る。弁機構１２０が開放ポジトンにあるとき、それはアセット１０４を通過する媒体の流れを可能にし得る。弁機構１２０が閉鎖ポジトンにあるとき、それはアセット１０４を通過する媒体の流れを阻止し得る。弁機構１２０が部分的開放／閉鎖ポジトンにあるとき、それはアセット１０４を通過する媒体の流れを絞る、あるいは制限し得る。
【００４６】
いくつかの実施形態において、作動システム１２２は、弁機構１２０を開放、閉鎖、または部分的開放／閉鎖位置に物理的に移行させるデバイスを含む。作動システム１２２は、弁機構１２０を移行させるための機械的な力を提供する自動および／または手動の弁アクチュエータを含み得る。自動化された弁アクチュエータは、たとえば、弁機構１２０を作動させるために加圧されたガスまたは流体を使用して作動する空気圧アクチュエータを含み得る。たとえば、弁機構１２０の作動が要求されるとき、加圧タンクまたはポンプからの加圧空気が、弁機構１２０を所望の状態に移行させるための付勢力に打ち勝つために膨張するチャンバ内に導入され得る。手動アクチュエータは、たとえば、弁機構１２０を所望の状態に移行させるために回転されるねじ付きステムを含み得る。本明細書で記述されるように、作動システム１２２は、中央制御システム１０６および／またはローカルコントローラ１３０から受信した指令に応答し得る。
【００４７】
いくつかの実施形態において、ローカル電源システム１２４は、作動システム１２２、ローカルコントローラ１３０等のような、弁１０２の様々な構成要素を動作させるための電力を供給することができる電源を含む。ローカル電源システム１２４は、たとえば、弁１０２と一体化された内蔵エネルギー貯蔵デバイス（たとえば、バッテリ）を含み得る。そのような内蔵電源は、たとえば、中央電源システム１０８のような外部電源からの電力が利用可能ではないときに、弁１０２にローカルに電力を供給し得る。
【００４８】
いくつかの実施形態において、弁電力インターフェース１２６は、中央電源システム１０８および／またはローカル電源システム１２４から、弁１０２の様々な構成要素へ、電力を選択的に送るためのデバイスを含む。たとえば、中央電源システム１０８からの電力が利用可能であると判定することに応じて、弁電力インターフェース１２６は、中央電源システム１０８から、弁１０２の作動システム１２２、弁制御インターフェース１２８、および／または、ローカルコントローラ１３０に電力を送り得る。ローカル電源システム１２４がエネルギー貯蔵デバイス（たとえば、充電式バッテリ）を含む実施形態において、弁電力インターフェース１２６は、中央電源システム１０８から、電力を、貯蔵のために（たとえば、バッテリを充電する際に使うために）ローカル電源システム１２４に送り得る。中央電源システム１０８からの電力が利用可能ではないと判定することに応じて、弁電力インターフェース１２６は、ローカル電源システム１０８から、弁１０２の様々な構成要素へ電力を送り得る。たとえば、停電、または、弁１０２への電源ケーブルが切断された事態では、弁電力インターフェース１２６は、ローカル電源システム１０８から、弁１０２の作動システム１２２、弁制御インターフェース１２８、および／または、ローカルコントローラ１３０へ電力を送り、これによって、弁１０２は、中央電源システム１０８から独立して、ローカルに供給された電力で動作するようになる。中央電源システム１０８からの電力が利用可能であると判定することに応じて、弁電力インターフェース１２６は、その後、中央電源システム１０８から、弁１０２の様々な構成要素へ電力を送り得る。これにより、集中的に供給された電力が弁１０２に利用不可能である場合、あるいは、弁１０２が作動するのに十分な電力を有していない場合に、弁１０２が、火災のような緊急条件において作動し続けることを可能とし得る。すなわち、たとえば、ローカル電源システムが利用可能ではなかった場合、弁機構１２０は作動しないか、または、単にそのフェイルセーフ状態に移行し得るが、電力が不足しているために、その後、状態を変化させることはできないであろう。
【００４９】
いくつかの実施形態において、弁制御インターフェース１２８は、複数の通信プロトコルを介して通信することができる通信インターフェースを含む。たとえば、弁制御インターフェース１２８は、有線ネットワークおよび無線ネットワークを介して通信することができるデュアル通信インターフェースを含み得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳおよびＣＳＭは、ロバストな通信インターフェースを提供するために、これらネットワークのうちの異なるネットワークを使用し得る。たとえば、弁制御インターフェース１２８は、ＣＬＳへの第１の接続（たとえば、産業用イーサネット有線接続）、およびＣＳＭへの第２の接続（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ無線ネットワーク接続）を含み得る。このデュアル特性接続は、ＣＬＳと弁１０２との間の物理的／有線接続を切断する火災または爆発の事態のように、ＣＬＳとの通信が喪失されたときに、弁１０２が、少なくともシステムステータス情報は受信できることを保証し得る。
【００５０】
いくつかの実施形態において、弁制御インターフェース１２８は、計器システム１１０の計器１４０のうちのいくつかまたはすべてへの接続を含む。たとえば、弁制御インターフェース１２８は、計器システム１１０の計器１４０のうちのいくつかへの有線接続（たとえば、産業用イーサネット有線接続）および／または無線接続（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ無線ネットワーク接続）を含み得る。いくつかの実施形態において、弁制御インターフェース１２８は、計器から取得されたシステムステータス情報（たとえば、プロセス変数の値および／または他の計器情報）を、それぞれの接続を介して、弁１０２のローカルコントローラ１３０に転送する。本明細書に記述されるように、ローカルコントローラ１３０は、システムステータス情報（たとえば、プラント運転ステータスおよびリスク）の代わりに、またはそれと組み合わせて、計器システムから受信したシステムステータス情報（たとえば、プロセス変数の値および／または他の計器情報）を使用して、弁１０２の適切な状態を判定し得る。
【００５１】
いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の様々な運転態様を制御するように構成される。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の適切な状態を判定し、弁１０２を適切な状態で動作させるように弁１０２の他の構成要素を制御するように構成され得る。中央制御のＣＬＳとの通信が利用可能である実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、ＣＬＳによって弁１０２に発行された状態指令によって指示された状態で動作するように弁１０２を制御し得る。たとえば、ローカルコントローラ１３０が、ＣＬＳから開放指令を受信する（たとえば、弁制御インターフェース１２８によって転送される）と、ローカルコントローラ１３０は、弁機構１２０を開放位置に移行させるように作動システム１２２に指令し得る。中央制御のＣＬＳとの通信が利用可能ではない実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の適切な状態を判定し、判定された状態で動作するように弁１０２を制御し得る。たとえば、ＣＬＳとの通信が利用不可能であるという表示を、弁制御インターフェース１２８から受信することに応じて、ローカルコントローラ１３０は、ＳＣＭおよび／または計器システム１１０からシステムステータス情報を取得し、ＳＣＭからのシステムステータス情報、および／または、ＣＬＳおよび／またはＣＳＭによって提供されたシステムステータス情報に基づいて、弁１０２の適切な状態を判定し、判定された状態で動作するように弁１０２を制御し得る。したがって、ローカルコントローラ１３０は、中央制御システム１０６のＣＬＳが、弁１０２の制御を提供できない事態に、弁１０２にローカル制御を提供し得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳが弁１０２の制御を提供できるようになると、制御はＣＬＳに戻され得る。すなわち、たとえば、ＣＬＳと弁１０２との間の通信が回復すると、弁１０２の状態は、ＣＬＳによって発行された指令に従って再び制御され得る。
【００５２】
いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、入力条件のセットに基づいて弁１０２の適切な運転状態を判定するためのロジックを含む。入力条件は、たとえば、ローカル制御１３０によって取得されたシステムステータス情報に提供され得る。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、ローカルコントローラ１３０によって取得されたプラントの現在のシステムステータス情報と、弁１０２の対応する運転状態に、特定のシステムステータスをマップするロジックテーブル１５０との比較に基づいて、弁１０２の運転状態を判定するように構成されたロジックソルバを含み得る。したがって、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の運転状態（または、弁動作）を現在のシステムステータス情報にマップする／一致させるロジックを含み得る。図３は、１つ以上の実施形態による例示的なロジックテーブル１５０（たとえば、「プラントリスクステータス」または「プラントリスクマトリクス」）を説明する。テーブル１５０内の各エントリ、すなわち「シナリオ」は、特定の条件のセットを、所与の弁動作にマップし得る。この条件は、たとえば、（たとえば、プラントが、停止されているのか、または、停止するように計画されているのかを示す）現在のプラント運転ステータス条件、（たとえば、漏れ、火災、爆発、主電源障害、予備電源障害、ローカル電源障害、プラント避難、および地域避難のリスクまたは発生を示す）プラントリスクステータス条件、および（たとえば、ＰＶ−１、ＰＶ−２、およびＰＶ−３のための表示のような様々なプロセス変数の値または値の範囲を示す）プロセス変数条件のような、重要なプラントプロセス変数およびプラントリスクステータスを含み得る。弁動作は、弁状態（たとえば、フェイルセーフ、動作なし、または定常維持）、およびフェイルセーフモード（たとえば、閉鎖、開放、または部分的開放／閉鎖）を含み得る。したがって、ローカルコントローラ１３０は、（弁１０２の運転状態を定義する）弁動作を、（（たとえば、プラントのための）現在のシステムステータス情報１６４によって定義された）現在のシナリオにマップする／一致させるロジックを含み得る。本明細書で記述されるように、ローカルコントローラ１３０は、現在のシステムステータス情報によって定義されたシナリオにマップした／一致させた弁１０２の運転状態で動作するように弁１３０を制御し得る。いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を含む。いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、たとえば、図７に関して記述されたコンピュータ／制御システム１０００と同じまたは類似のコンピュータ／制御システムを含み得る。
【００５３】
いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の自己テストを実施し得る。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、状態変化運転が、所与の期間内に完了したか否かを判定するために、状態変化中、弁機構１２０の移行を監視し得る。いくつかの実施形態において、そのような自己テストは、通常の弁運転と併せて実施され得る。たとえば、ＣＬＳからの指令に応じて状態変化が実施されると、ローカルコントローラ１３０は、状態変化運転が正しくかつ所定の期間内で完了したか否かを判定するために、（たとえば、作動システム１２２および／または弁機構１２０内のセンサによって提供されるタイムスタンプ付き位置データを使用して）弁機構１２０の変位を監視し得る。これは、たとえば、弁１０２が、指令された状態変化を完了したことを確認するために行われ得る。いくつかの実施形態において、そのような自己テストは、通常の弁運転と独立して実施され得る。たとえば、プラントの計画された停止中など、条件が許すとき、ローカルコントローラ１３０は、所与の状態（たとえば、弁１０２のフェイルセーフ状態）に移行するように作動システム１２２に指令し得、ローカルコントローラ１３０は、状態変化運転が正しくかつ所定の期間内で完了したか否かを判定するために、（たとえば、作動システム１２２および／または弁機構１２０内のセンサによって提供されるタイムスタンプ付き位置データを使用して）弁機構１２０の変位を監視し得る。これは、たとえば、緊急の事態において、弁１０２が、フェイルセーフ運転を正常に完了することが可能であることを確認するために行われ得る。
【００５４】
いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、自己テスト運転の結果を示すテストレポート１４０を生成する。たとえば、弁１０２の自己テストを実施した後、ローカルコントローラ１３０は、状態変化が正常に完了したか否かの表示（たとえば、テスト合格／不合格）、タイムスタンプ付きの位置データ、弁機構の移行のプロット（たとえば、変位対時間、速度対時間等）、状態変化を完了させるための合計時間の表示等のような、自己テスト運転の結果を含むテストレポート１５２を生成し得る。そのようなレポートは、ローカルコントローラ１３０のメモリにローカルに記憶され得、後に、検索され得る。いくつかの実施形態において、レポートは、制御システム１０６によって維持される弁テスト結果のデータベースに記憶するために、たとえば制御システム１０６に配信され得る。いくつかの実施形態において、弁１０２が自己テストに不合格になった場合に、アラートが生成され得る。たとえば、弁１０２が自己テストに不合格になったとローカルコントローラ１３０が判定したことに応じて、ローカルコントローラ１３０は、警告灯、または弁１０２上の類似の表示を点灯させ得、ローカルコントローラ１３０は、ＥＳＤシステム１００を監督する要員にアラート（たとえば、電子メールまたはテキストメッセージ）を送信し得、ローカルコントローラ１３０は、ＣＬＳ等によって考慮されるシステムステータス情報に含めるために、障害の表示を、中央制御システム１０６に送信し得る。
【００５５】
いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、許可されていないユーザまたはデバイスが、弁１０２を制御するかまたは他の方法で運転することを阻止し得るローカルセキュリティを適用する。たとえば、弁１０２は、弁を手動で制御しようと試みているユーザ（たとえば、プラント職員）またはデバイス（たとえば、第２のＣＬＳ）が、実際に弁１０２を作動させる前に、弁を作動させるのに十分な資格を有していることを確認し得る。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、認証コードと、弁１０２上に配置されたユーザインターフェース（たとえば、キーパッド）を介してオペレータによって発行された、弁を開放状態に移行させる要求とを受信し得る。認証コードが有効であると判定することに応じて、ローカルコントローラ１３０は、弁機構１２０を開放状態に移行させるように作動システム１２２を制御し得る。しかしながら、認証コードが有効ではないと判定することに応じて、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の状態を変化させるための指令を発行しない場合があり得る。これは、許可されたユーザおよびデバイスのみが、ＣＬＳおよび／またはローカルコントローラ１３０によって判定された弁１０２の現在の状態を無効にすることを許可されることを保証し得る。
【００５６】
いくつかの実施形態において、中央制御システム１０６は、中央ロジックソルバ（ＣＬＳ）１６０および中央ステータスモニタ（ＣＳＭ）１６２を含む。通常運転中、ＣＬＳ１６０は、（たとえば、プラント１０１の）システムステータス情報１６４を監視し、その情報に基づいて弁１０２の所望の状態を判定し、そして弁１０２の所望の状態（たとえば、開放、閉鎖、部分的開放等）を示す通信を、それぞれの弁１０２に送信し得る。たとえば、プラント環境１０１において、ＣＬＳ１６０は、プラント１０１の状態を示すシステムステータス情報１６４を取得し、かつプラント内の弁１０２の各々の適切な状態を判定するように構成され得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳ１６０は弁１０２以外にも様々なプラント機器を制御し得る。たとえば、ＣＬＳは、ポンプ、ファン、モータ、計器等の運転を制御し得る。システムステータス情報１６４は、たとえば、計器システム１１０から取得された計器データ（たとえば、様々なプロセス変数を示す計器データ）、弁１０２から取得された弁データ（たとえば、それぞれの弁１０２の現在の状態を示す弁データ）、現在のプラント運転ステータスデータ（たとえば、プラントが停止されているのか、または、停止するように計画されているのかを示す停止データ）、プラントリスクステータスデータ（たとえば、漏れ、火災、爆発、主電源障害、予備電源障害、ローカル電源障害、プラント避難、地域避難等のリスクまたは発生を示すリスクデータ）を含み得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳ１６０は、判定された状態で動作するように弁１０２を制御するように構成される。たとえば、ＣＬＳ１６０が、現在のシステムステータス情報１６４に基づいて、第１の弁１０２の開放運転状態と、第２の弁１０２の閉鎖運転状態とを判定する場合、ＣＬＳ１６０は、第１の弁１０２に開指令を通信し、第２の弁１０２に閉鎖指令を通信し得る。本明細書に記述されるように、ＣＬＳ１６０から指令を受信することに応じて、第１の弁１０２は、開放状態で動作し得、第２の弁１０２は、閉鎖状態で動作し得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳ１６０は、産業用イーサネット等のような信頼性の高い産業用ネットワークを介して弁１０２に通信可能に結合されている。たとえば、ＣＬＳ１６０は、ハードワイヤード産業用イーサネットケーブル等を介して弁１０２の各々の弁通信インターフェース１２８に通信可能に結合され得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳ１６０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を含む。いくつかの実施形態において、ＣＬＳ１６０は、図７に関して記述されたコンピュータ／制御システム１０００と同じまたは類似のコンピュータ／制御システムを含む。
【００５７】
いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、現在のシステムステータス情報１６４を監視し記録する。たとえば、ＣＳＭ１６２は、ＣＬＳ１６０によって考慮されたシステムステータス情報を受信し、現在のシステムステータス情報１６４を、システムステータステーブル１６６または類似のデータレコードに記録し得る。システムステータステーブル１６６は、ＣＳＭ１６２のメモリに記憶され得る。図４は、１つ以上の実施形態による例示的なシステムステータステーブル１６６を説明する。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、ＥＳＤシステム１００の環境の現在のステータスを反映する最新のステータス情報を含むようにシステムステータステーブル１６６を継続的に更新する。たとえば、ＣＳＭ１６２は、システムステータス情報１６４をシステムステータステーブル１６６に複製し得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳ１６０は、システムステータステーブル１６６に含めるために、システムステータス情報１６４内の任意の変化をＣＳＭ１６２にプッシュし得る。たとえば、ＣＬＳ１６０は、システムステータス情報に対する任意の変化を、ＣＳＭ１６２に発行し得、ＣＳＭ１６２は、システムステータステーブル１６６のシステムステータス情報１６４に対して、対応する更新を行い得る。そのような実施形態は、基礎となるシステムステータス情報１６４への変化の事態においてのみ通信することによって、オーバヘッドを低減し得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、ＣＬＳ１６０からシステムステータス情報１６４をプルし得る。たとえば、ＣＳＭ１６２は、システムステータス情報１６４に対する任意の変化について定期的（たとえば、１秒毎、１０秒毎、３０秒毎、１分毎、５分毎等）にＣＬＳ１６０に照会し得、ＣＳＭ１６２は、ＣＬＳ１６０から受信したシステムステータス情報１６４に基づいて、システムステータステーブル１６６に、対応する更新を行い得る。そのような実施形態は、多数の変化が単一の照会運転において通信され得るので、ＣＬＳ１６０とＣＳＭ１６２との間の通信の頻度を低減することによって、オーバヘッドを低減し得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、図７に関して記述されたコンピュータ／制御システム１０００と同じまたは類似のコンピュータ／制御システムを含む。
【００５８】
本明細書に記述されるように、ＣＬＳ１６０との通信が利用不可能である場合、弁１０２は、システムステータステーブル１６６のシステムステータス情報１６４に依存し得るので、ＣＳＭ１６２が、システムステータステーブル１６６を比較的現在の情報を用いて最新に維持する能力は、有用であり得る。たとえば、ＣＬＳ１６０と弁１０２との間の通信が喪失された場合、弁１０２のローカルコントローラ１３０は、代替通信チャネルを介して、ＣＳＭ１６２から、システムステータステーブル１６６（または、少なくとも、システムステータステーブル１６６に含まれるシステムステータス情報１６４）を取得し得る。弁１０２のローカルコントローラ１３０は、その後、取得されたシステムステータス情報１６４を使用して、弁１０２の適切な状態を判定し得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、システムステータステーブル１６６（または、少なくとも、システムステータステーブル１６６に含まれるシステムステータス情報１６４）を使用して、弁１０２の適切な状態を判定し、判定された状態の表示を（たとえば、システムステータス情報１６４における）弁１０２へ提供する。これにより、弁１０２および／またはＣＳＭ１６２が、ＣＬＳ１６０から独立して、運転上の決定をすることを可能とし得る。上記の例を続けると、第１の弁１０２とＣＬＳ１６０との間の通信が喪失された場合、第１の弁１０２は、ＣＳＭ１６２からシステムステータステーブル１６６を取得し得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２が、第１の弁１０２とＣＬＳ１６０との間の通信が喪失されたと判定することに応じて、ＣＳＭ１６２からローカルコントローラ１３０に、この情報が事前に送信され得る。いくつかの実施形態において、第１の弁１０２とＣＬＳ１６０との間の通信が喪失されたことをローカルコントローラ１３０が判定することに応じて、ローカルコントローラ１３０は、ＣＳＭ１６２に、システムステータス情報を照会し得る。以下に記述されるように、第１の弁１０２のローカルコントローラ１３０は、（たとえば、システムステータステーブル１６６の）取得されたシステムステータス情報１６４に基づいて、弁１０２の適切な状態を判定し、判定された状態で動作するように弁１０２を制御し得る。たとえば、第１の弁１０２のローカルコントローラ１３０が、弁１０２が開放状態にあるべきであり、弁１０２が現在開放状態にあると判定した場合、何の動作も行われないことがあり得る。しかしながら、第１の弁１０２のローカルコントローラ１３０が、弁１０２が閉鎖状態にあるべきであり、弁１０２が現在開放状態にあると判定した場合、ローカルコントローラ１３０は、作動システム１２２に、弁機構１２０を閉鎖位置に移行させるように指令し得る。
【００５９】
特定の例示的な実施形態は、ＣＬＳ１６０を介して（たとえば、システムステータステーブル１６６を埋めるために使用される）システムステータス情報１６４を受信するＣＳＭ１６２に関して上述されているが、いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、ステータス情報１６４を、様々なソースから受信し得る。たとえば、中央ステータスモニタ１６２は、ステータス情報１６４（たとえば、ユーザインターフェースを介してユーザによって入力されたステータス情報）を、ユーザインターフェースを介してＣＬＳ１６０から、分散制御システム（ＤＣＳ）（たとえば、プラント制御システム）から、データヒストグラム（ＤＨ）から、電力管理システム（ＰＭＳ）から（たとえば、中央電源システム１０８から）、災害管理システム（ＤＭＳ）から、計器システム１５０（たとえば、計器１４０）、弁１０２、オペレータ、プラントデータヒストリアン等から受信し得る。したがって、ＣＳＭ１６２は、１つ以上のソースからシステムステータス情報１６４を収集および統合し、必要に応じてそのシステムステータス情報１６２を、弁１０２、プラントシステム、プラントオペレータ等に利用可能にし得る。
【００６０】
いくつかの実施形態において、弁１０２は、計器システム１１０から、システムステータス情報１６４のいくつかまたはすべてを取得する。たとえば、弁１０２のローカルコントローラ１３０は、弁制御インターフェース１２８を介して計器システム１１０の計器１４０から、システムステータス情報１６４（たとえば、プロセス変数の値を含む）を取得し得る。そのような実施形態において、ローカルコントローラ１３０は、計器１４０から取得されたこのシステムステータス情報１６４に基づいて、適切な弁状態の判定をし得る。これにより、ローカルコントローラ１３０は、中央制御システム１０６から独立して、弁１０２の適切な状態を判定することが可能となり得る。たとえば、ＣＬＳ１６０と弁１０２との間の通信は利用可能ではなく、ＣＳＭ１６２と弁１０２との間の通信も利用可能ではない場合、弁１０２のローカルコントローラ１３０は、計器１４０から取得されたシステムステータス情報１６４に基づいて、弁１０２の適切な状態を判定し得る。弁１０２が中央制御システム１０６から（たとえば、ＣＳＭ１６２から）および計器システム１１０から（たとえば、計器１４０から）システムステータス情報１６４を受信する実施形態において、弁１０２のローカルコントローラ１３０は、中央制御システム１０６から（たとえば、ＣＳＭ１６２から）取得されたシステムステータス情報１６４、および／または、計器システム１１０から取得されたシステムステータス情報１６４に基づいて、弁１０２の適切な状態を判定し得る。たとえば、中央制御システム１０６からのシステムステータス情報１６４が、現在のまたは計画されたプラント停止アクティビティおよびリスクレベルに関する情報を含み、計器システム１１０から取得されたシステムステータス情報１６４が、プロセス変数の値を含む場合、弁１０２のローカルコントローラ１３０は、結合されたシステムステータス情報１６４に基づいて、弁１０２の適切な状態を判定し得る。
【００６１】
いくつかの実施形態において、弁１０２は、ＣＬＳ１６０による制御から独立して、様々な状態に入り得る。たとえば、ＣＬＳ１６０と弁１０２との間の通信が利用不可能である緊急事態の間、弁１０２のローカルコントローラ１３０は、ローカルコントローラ１３０によって取得されたステータス情報１６４の最初の／第１のセットに基づいて、弁１０２の第１の状態（たとえば、閉鎖）を判定し、弁１０２を、第１の状態で動作するように制御し得る。弁１０２のローカルコントローラ１３０は、その後、ローカルコントローラ１３０によって取得されたステータス情報１６４の更新された／第２のセットに基づいて、弁１０２の第２の状態（たとえば、開放）を判定し、弁１０２を、第２の状態で動作するように制御し得る。これは、ＣＬＳ１６０と弁１０２との間の通信が利用不可能である間に、プラント環境内の条件が変化し、プラント環境における変化を考慮すると弁１０２の状態を変化させる必要がある状況において、特に有用であり得る。たとえば、プラント内で火災が検出され、弁が配管内の流体の流れを止めるために最初に閉鎖されたが、その火災がまた、配管内の流体の温度を、時間とともに著しく上昇させ、それによって、配管内の圧力を増加させる場合、管が破裂するのを阻止するために、流体圧力を解放するために弁１０２を開放することが有益であり得る。いくつかの実施形態において、ＣＬＳ１６０と弁１０２との間の通信が回復すると、制御は、ＣＬＳ１６０に戻され得る。すなわち、たとえば、ＣＬＳ１６０と弁１０２との間の通信が喪失された場合、弁１０２は、取得されたシステムステータス情報１６４に基づいて、ローカルコントローラ１３０によってローカルに制御され得るが、ＣＬＳ１６０と弁１０２との間の通信が回復すると、弁１０２の状態は、ＣＬＳ１６０によって再び遠隔制御され得る。
【００６２】
図５は、１つ以上の実施形態による、弁１０２を動作させるための例示的な方法５００を説明するフローチャート図である。いくつかの実施形態において、方法５００の運転のうちのいくつかまたはすべては、ローカルコントローラ１３０によって実行され得る。方法５００は、ロジックソルバとの通信が利用可能であるか否かを判定することを含み得る（ブロック５０２）。いくつかの実施形態において、ロジックソルバとの通信が利用可能か否かを判定することは、中央制御システム１０６のＣＬＳ１６０と弁１０２の通信インターフェース１２８との間の通信が利用可能か否かを判定する、弁１０２のローカルコントローラ１３０を含み得る。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、通信インターフェース１２８から、ＣＬＳ１６０と通信インターフェース１２８との間の通信が現在利用可能であるか利用不可能であるかの表示を、および／または、ＣＬＳ１６０からの指令を受信し得る。ローカルコントローラ１３０は、ＣＬＳ１６０と通信インターフェース１２８との間の通信が現在利用可能であるとの表示、および／または、ＣＬＳ１６０からの指令を受信することに応じて、ＣＬＳ１６０との通信が利用可能であると判定し得る。ローカルコントローラ１３０は、ＣＬＳ１６０と通信インターフェース１２８との間の通信が現在利用可能ではないという表示を受信することに応じて、ＣＬＳ１６０との通信が利用可能ではないと判定し得る。
【００６３】
方法５００は、ロジックソルバとの通信が利用可能であると判定することに応じて、状態変化指令が受信されたか否かを判定することを含み得る（ブロック５０４）。いくつかの実施形態において、弁１０２の運転状態を指定する指令が、ＣＬＳ１６０から受信された場合、状態変化指令が受信されたと判定し得る。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の「閉鎖」、「開放」、または「部分的閉鎖／開放」の運転状態を指定する指令がＣＬＳ１６０から受信された場合、状態変化指令が受信されたと判定し得る。状態変化指令が受信されていないと判定された場合、方法５００は、終了に進み得る。たとえば、指令は、弁１０２の別の運転の制御を示すが、弁１０２の状態を指定していない場合、ルーチンの反復が完了され得る。当然ながら、いくつかの実施形態において、方法５００のルーチンは、本明細書で記述されるように、弁１０２の適切な状態を継続的に判定し、その状態で動作するように弁１０２を制御するための適切な動作を行うためにローカルコントローラ１３０によって繰り返され得る。状態変化指令が受信されたと判定された場合、方法５００は、状態が弁１０２の状態変化を必要とするか否かを判定することに進み得る（ブロック５０６）。いくつかの実施形態において、指定された状態が、弁１０２の現在の運転状態と異なる場合、その状態は弁１０２の状態変化を必要とすると判定され得る。たとえば、弁１０２が現在開放状態で動作しており、指令が「閉鎖」状態を指定している場合、ローカルコントローラ１３０は、状態が、弁１０２の状態変化を必要としていると判定し得る。弁１０２が現在閉鎖状態で動作しており、指令が「閉鎖」状態を指定している場合、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２の状態変化の要求がないと判定し得る。
【００６４】
方法５００は、状態変化指令が受信されたと判定することに応じて、弁状態に従って弁を制御することを含み得る（ブロック５０８）。いくつかの実施形態において、弁状態に従って弁を制御することは、指定された状態で動作するように弁１０２を制御することを含む。たとえば、状態変化指令が閉鎖状態を指定する場合、ローカルコントローラ１３０は、弁機構１２０を閉鎖位置に移行させるように作動システム１２２に指令し得る。
【００６５】
ブロック５０２に戻ると、方法５００は、ロジックソルバとの通信が利用可能ではないと判定することに応じて、システムステータス情報を取得することを含み得る（ブロック５１０）。いくつかの実施形態において、システムステータス情報を取得することは、ローカルコントローラ１３０が、ＣＳＭ１６２および／または計器システム１１０から、システムステータス情報１６４を取得することを含む。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、システムステータステーブル１６２内のシステムステータス情報１６４について中央ステータスモニタ１６２に照会、および／または、１つ以上の計器１４０から、プロセス変数データを収集し得る。
【００６６】
方法５００は、システムステータス情報に基づいて、弁状態を判定することを含み得る（ブロック５１２）。いくつかの実施形態において、システムステータス情報に基づいて弁状態を判定することは、ローカルコントローラ１３０が、ＣＳＭ１６２および／または計器システム１１０から取得したシステムステータス情報１６４に基づいて、弁１０２の適切な運転状態を判定することと、弁１０２のローカルロジックテーブル１５０を使用することとを含む。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、ＣＳＭ１６２および／または計器システム１１０から取得したシステムステータス情報１６４が、ロジックテーブル１５０内の「シナリオ１」のエントリにリストされたシステムステータス情報に対応する場合、ローカルロジックテーブル１５０の「シナリオ１」に対応する「フェイルセーフ／閉鎖」弁動作／状態を判定し得る。方法５００は、上記と同様の方式で、判定された状態変化要求が、弁１０２の状態変化を必要とするか否かを判定すること（ブロック５０６）と、弁状態に従って弁を制御することと（ブロック５０８）に進み得る。たとえば、ローカルコントローラ１３０は、弁１０２が現在開放状態で動作している場合、判定された状態が、弁１０２の状態変化を必要とすると判定し得、「フェイルセーフ／閉鎖」弁動作／状態が、システムステータス情報１６４に基づいて識別され、ローカルコントローラ１３０は、弁機構１２０を閉鎖位置に移行させるように作動システム１２２に指令し得る。上述したように、状態変化が必要とされないと判定された場合、方法５００の反復は終了し得る。当然ながら、方法５００のルーチンは、本明細書に記述されるように、たとえば、ローカルコントローラ１３０によって定期的に（たとえば、１秒、５秒、３０秒、１分、５分等毎に）繰り返されて、弁１０２の適切な状態を継続的に判定し、弁１０２を適切な状態で動作するように制御するための適切な動作を行い得る。
【００６７】
図６は、１つ以上の実施形態による、システムステータス情報を更新するための例示的方法６００を説明するフローチャート図である。いくつかの実施形態において、方法６００の運転のうちのいくつかまたはすべては、ＣＳＭ１６２によって実行され得る。方法６００は、現在のシステムステータス情報を識別することを含み得る（ブロック６０２）。いくつかの実施形態において、現在のシステムステータス情報を識別することは、ＣＳＭ１６２が、システムステータステーブル１６６に記憶されている現在のシステムステータス情報１６４を判定することを含む。方法６００は、システムステータス情報に変化があるか否かを判定することを含み得る（ブロック６０４）。いくつかの実施形態において、システムステータス情報に変化があるか否かを判定することは、現在のシステムステータス情報１６４が、システムステータステーブル１６６に記憶されているシステムステータス情報１６４と何らかの差異があるか否かをＣＳＭ１６２が判定することを含む。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、ＣＬＳ１６０によってＣＳＭ１６２にプッシュされている更新されたシステムステータス情報１６４、または、計器システム１１０のようなシステムステータス情報１６４の別のソースに基づいて、現在のシステムステータス情報１６４が、システムステータステーブル１６６に記憶されているシステムステータス情報１６４と異なると判定し得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２がＣＬＳ１６０に照会した結果として受信した、更新されたシステムステータス情報１６４、または、計器システム１１０のようなシステムステータス情報１６４の別のソースに基づいて、ＣＳＭ１６２は、現在のシステムステータス情報１６４が、システムステータステーブル１６６に記憶されているシステムステータス情報１６４と異なると判定し得る。システムステータス情報に変化があると判定することに応じて、方法５００は、この変化を反映するようにシステムステータステーブルを更新することに進み得る（ブロック６０６）。いくつかの実施形態において、この変化を反映するようにシステムステータステーブルを更新することは、現在のシステムステータス情報１６４の最新の表示であるように、この変化を反映するように、ＣＳＭ１６２がシステムステータステーブル１６６を更新することを含み得る。
【００６８】
システムステータス情報に変化がないと判定することに応じて、または何らかの変化を反映するようにシステムステータステーブルを更新した後に、方法５００は、弁システムが、システムステータス情報を必要としているか否かを判定することに進み得る（ブロック６０８）。いくつかの実施形態において、弁システムが、システムステータス情報を必要としているか否かを判定することは、ＥＳＤシステム１００の１つ以上の弁１０２が、システムステータス情報１６４を必要としているか否かを、ＣＳＭ１６２が判定することを含み得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、ＣＬＳと弁１０２との間の通信が利用不可能であると判定することに応じて、ＥＳＤシステム１００の弁１０２が、システムステータス情報１６４を必要としていると判定し得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＭ１６２は、弁１０２からシステムステータス情報１６４に対する照会を受信したことに応じて、弁１０２がシステムステータス情報１６４を必要としていると判定し得る。
【００６９】
弁システムが、システムステータス情報を必要としていると判定することに応じて、方法５００は、システムステータス情報を弁システムに提供することに進み得る（ブロック６１０）。いくつかの実施形態において、システムステータス情報を弁に提供することは、ＣＳＭ１６２が、システムステータステーブル１６６を弁１０２に提供することを含む。本明細書に記述されるように、弁１０２は、システムステータステーブル１６６のシステムステータス情報を使用して、弁１０２の適切な運転状態を判定し得る。弁システムが現在システムステータス情報を必要としていないこと、または、システムステータス情報が弁に提供されていることを判定することに応じて、方法５００の反復が終了し得る。もちろん、方法６００のルーチンは、本明細書に記述されるように、システムステータステーブル１６６を最新に維持するために、たとえば、ＣＳＭ１６２によって定期的に（たとえば、１秒、５秒、３０秒、１分、５分等毎に）繰り返され、最新のシステムステータス情報を、弁１０２に提供し得る。
【００７０】
図７は、１つ以上の実施形態による、例示的なコンピュータ／制御システム１０００を説明する図である。いくつかの実施形態において、システム１０００は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）であり得る。システム１０００は、メモリ１００４、プロセッサ１００６、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１００８を含み得る。メモリ１００４は、不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ））、揮発性メモリ（たとえば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ））、大容量記憶メモリ（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭおよび／またはＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ））等を含み得る。メモリ１００４は、その中に記憶されたプログラム命令１０１０を有する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。プログラム命令１０１０は、弁１０２（たとえば、ローカルコントローラ１３０および／または弁電力インターフェース１２６）および中央制御システム１０６（たとえば、ＣＬＳ１６０および／またはＣＳＭ１６２）に関して記述されたもの、および／または、方法５００および／または６００を含む、本明細書に記述された機能的運転を行うために、コンピュータプロセッサ（たとえば、プロセッサ１００６）によって実行可能なプログラムモジュール１０１２を含み得る。弁１０２のコンピュータ／制御システムのコンテキストでは、プログラムモジュール１０１２は、ローカルコントローラ１３０および／または弁電力インターフェース１２６に関して記述された運転のいくつかまたはすべて、および／または方法５００を実行するための１つ以上のモジュールを含み得る。中央制御システム１０６のコンピュータ／制御システムのコンテキストでは、プログラムモジュール１０１２は、ＣＬＳ１６０および／またはＣＳＭ１６２に関して記述された運転のいくつかまたはすべて、および／または、方法６００を実行するための１つ以上のモジュールを含み得る。
【００７１】
プロセッサ１００６は、プログラム命令を実施／実行することが可能な任意の適切なプロセッサであり得る。プロセッサ１００６は、本明細書に記述された算術演算、論理演算、および入力／出力演算を実行するためにプログラム命令（たとえば、プログラムモジュール１０１２のプログラム命令）を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）を含み得る。プロセッサ２００６は、１つ以上のプロセッサを含み得る。Ｉ／Ｏインターフェース１００８は、ジョイスティック、コンピュータマウス、キーボード、ディスプレイスクリーン（たとえば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を表示するための電子ディスプレイ）等のような１つ以上のＩ／Ｏデバイス１０１４と通信するためのインターフェースを提供し得る。Ｉ／Ｏデバイス１０１４は、ユーザ入力デバイスのうちの１つ以上を含み得る。Ｉ／Ｏデバイス１０１４は、有線（たとえば、産業用イーサネット）または無線（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ）接続を介して、Ｉ／Ｏインターフェース１００８に接続され得る。Ｉ／Ｏインターフェース１００８は、他のコンピュータ、ネットワーク等のような１つ以上の外部デバイス１０１６と通信するためのインターフェースを提供し得る。いくつかの実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェース１００８は、アンテナ、トランシーバ等を含み得る。いくつかの実施形態において、コンピュータシステム１０００および／または外部デバイス１０１６は、センサ等のような１つ以上の計器システム１１０および／または計器１４０を含み得る。
【００７２】
本開示の様々な態様のさらなる修正および代替の実施形態は、この記述に鑑みて当業者に明らかであろう。したがって、この記述は、例示としてのみ解釈されるべきであり、実施形態を実行する一般的な方式を当業者に教示することを目的としている。本明細書に図示および記述された実施形態の形態は、実施形態の例として採用されるべきであることが理解されるべきである。要素および材料は、本明細書で例示および記述されたものに代用され得、部品およびプロセスは、逆転または省略され得、実施形態の特定の特徴は、独立して利用され得、これらすべては、実施形態のこの記述の恩恵を受けた後に、当業者に明らかとなるであろう。以下の特許請求の範囲に記述されている実施形態の主旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記述されている要素における変更がなされ得る。本明細書で使用される見出しは、編成目的のみのためであり、記述の範囲を限定するために使用されることは意図されていない。
【００７３】
本明細書に記述されたプロセスおよび方法は、本明細書に記述された技術に従って適用され得るプロセスおよび方法の例示的な実施形態であることが理解されよう。プロセスおよび方法は、それらの実施および使用の変形を容易にするために修正され得る。その中で提供されるプロセスおよび方法および運転の順序は変更され得、様々な要素が、追加、並べ替え、結合、省略、修正等され得る。プロセスおよび方法の一部は、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組合せで実施され得る。プロセスおよび方法の一部のいくつかまたはすべては、本明細書に記述されたプロセッサ／モジュール／アプリケーションのうちの１つ以上によって実施され得る。
【００７４】
本願を通して使用されているように、「し得る」という用語は、必須の意味（すなわち、しなければならないことの意味）ではなく、許容的な意味（すなわち、する可能性を有することの意味）で使用される。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という単語は、包含することを意味するが、それに限定されない。本願を通して使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、その内容が明らかにそうではないことを示さない限り、複数の指示対象を含む。したがって、たとえば、「１つの要素」への言及は、複数の要素の組合せを含み得る。本願を通して使用されるように、「に基づいて」という句は、関連する運転を、特定の項目のみに基づくことに限定しない。したがって、たとえば、データＡに「基づいて」処理することは、その内容が明らかにそうではないことを示さない限り、少なくとも部分的にデータＡに基づき、かつ少なくとも部分的にデータＢに基づく処理を含み得る。本願を通して使用されるように、「〜から」という用語は、関連する運転を、〜から直接的に、と限定するものではない。したがって、たとえば、エンティティ「から」アイテムを受信することは、エンティティから直接的、またはエンティティから間接的に（たとえば、中間エンティティを介して）アイテムを受信することを含み得る。特に明記しない限り、この議論から明らかなように、本明細書を通して、「処理すること」、「コンピューティングすること」、「計算すること」、「判定すること」等のような用語を利用する議論は、専用コンピュータまたは類似の専用電子処理／コンピューティングデバイスのような特定の装置の動作または処理を称することが認識される。この明細書のコンテキストにおいて、専用コンピュータまたは類似の専用電子処理／コンピューティングデバイスは、典型的には、専用コンピュータまたは類似の専用電子処理／コンピューティングデバイスのメモリ、レジスタ、または他の情報記憶デバイス、送信デバイス、または、ディスプレイデバイス内の物理、電気、または磁気量として表される信号を操作または変換することができる。
【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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【国際調査報告】
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