CN101228485A - 紧急停机*** - Google Patents

Abstract

紧急停机***包括紧急停机阀、传送用以决定紧急停机阀的定位的信号的控制线路、连接至控制线路以实现紧急停机阀的定位的电磁组件、以及连接至控制线路和电磁组件的连接设备。在一些实施例中，连接设备包括响应于所述信号来控制电磁组件是否连接至控制线路并且从而是否被励磁的开关，例如继电器。

Description

紧急停机***

技术领域

本公开内容总地涉及过程控制***，具体地说，涉及过程控制***中使用的紧急停机***。

背景技术

工业过程控制***一般包含紧急停机***，以在万一设备失灵、电源故障或其它紧急情况下将停机阀转换到安全状态。紧急停机***通常被配置成使得安全状态为停机阀的默认位置或默认状态。这样，可以达到安全状态，而不管是否处于停机***或其部件之一的电源切断的紧急情况。例如，停机阀可以行进到全开位置或全闭位置，从而达到安全状态，而在正常工作状况下，停机阀就保持全闭或全开(即，保持正常状态)。

基本的紧急停机***包括停机控制器和电磁阀，以用于使停机阀运行。电磁阀提供将停机阀转换到安全状态的唯一机构，而人工观测是确认停机阀在正常状态与安全状态之间转换期间的位置以及在测试过程期间的位置的唯一手段。

改进的紧急停机***包括停机控制器、电磁阀、以及诸如数字阀控制器(DVC)之类的阀***。电磁阀提供将停机阀转换到安全状态的一种机构，而DVC监控并确认停机阀在正常状态与安全状态之间转换期间的位置以及在测试过程期间的位置。DVC还提供将停机阀转换到安全状态的第二冗余机构。由于i)执行并监控停机阀测试的能力，以及ii)冗余运行该停机阀的能力，所以停机***的可靠性相对于基本、单个电磁执行机构得到改进。

在既具有电磁阀又具有DVC的***中，停机控制器通常经由两个单独的电流环路来控制电磁阀和DVC。两个单独电流环路的冗余性使得停机控制器(以及过程控制***的其余部分)能通过切断第一环路中供给至电磁阀的电源而仍经由另一环路与DVC数字通信来实现到安全状态的转换。不幸的是，监控这种转换的能力是以为DVC安装、维护和运行单独、附加环路的费用和复杂性为代价得到的。

发明内容

根据本公开内容的一个方案，紧急停机***包括紧急停机阀；控制线路，其传送用以决定所述紧急停机阀的定位的信号；电磁组件，其连接至所述控制线路以实现所述紧急停机阀的定位；以及连接设备，其连接至所述控制线路和所述电磁组件。所述连接设备包括用于响应所述信号来控制所述电磁组件的开关。

在一些实施例中，所述紧急停机***进一步包括用于监控所述紧急停机阀的定位的数字阀控制器。所述连接设备则可以进一步包括位于所述开关附近的低阻抗AC旁通路径，该路径用于支持所述控制线路上来自所述数字阀控制器的通信。所述开关则可以包括继电器，并且所述低阻抗AC旁通路径可包括并联跨接于所述继电器线圈两侧的电容器。在运行中，所述继电器的触头则可以在所述控制线路中的信号降至门限DC电流值以下时打开，以切断流入所述电磁组件的电流。

在这些和其它实施例中，所述开关和电磁组件可以连接成被供以所述信号的并联负载，以使所述电磁组件即便在所述开关无法响应于所述信号打开时也被去励磁。

根据本公开内容的另一方案，紧急停机***包括紧急停机阀和控制线路，该控制线路传送决定所述紧急停机阀是保持在第一状态还是保持在第二状态的电流信号。电磁组件根据所述电流信号控制所述紧急停机阀从所述第一状态到所述第二状态的运行，而继电器将所述电磁组件连接至所述控制线路，以根据所述电流信号控制所述电磁组件。

在一些情况下，所述紧急停机***进一步包括并联跨接于所述继电器的线圈两侧以支持经由所述控制线路的数字通信的电容器。所述紧急停机***则可以进一步包括包括数字阀控制器，该数字阀控制器连接至所述控制线路，以使所述数字通信包括发送自所述数字阀控制器、表示所述紧急停机阀在局部冲程测试期间的定位的信息。所述数字阀控制器可以响应于所述电流信号来控制所述紧急停机阀的运行，以提供将所述紧急停机阀从所述第一状态驱动到所述第二状态的冗余。

作为替换或者另外附加地，所述继电器包括在所述电流信号降至门限值以下时打开以切断流入所述电磁组件的电流的触头。所述继电器的线圈和电磁组件可以连接成被供以所述电流信号的并联负载，使得即便所述触头无法在所述电流信号降至所述门限值以下时打开，所述电磁组件也被去励磁。

根据本公开内容的又一方案，紧急停机***包括：紧急停机阀；控制线路，其传送用以决定所述紧急停机阀的定位的信号；阀***，其连接至所述控制线路，并响应于所述信号来实现所述紧急停机阀的定位；连接设备，其连接至所述控制线路；以及电磁组件，其经由所述连接设备连接至所述控制线路，并被配置成根据所述信号来实现所述紧急停机阀的定位。

在一些实施例中，所述连接设备包括继电器以及与所述继电器的线圈相并联地连接至所述控制线路的电容器。所述继电器的触头可以在所述控制线路中的信号降至门限DC电流值以下时打开，以切断流入所述电磁组件的电流。所述继电器的线圈和电磁组件可以连接成被供以所述信号的并联负载，使得即便所述触头无法在所述控制线路中的信号降至所述门限DC电流值以下时打开，所述电磁组件也被去励磁。

作为替换地，所述连接设备包括与所述电磁组件并联连接的电阻器。

根据本公开内容的再一方案，紧急停机***包括：紧急停机阀；控制线路，其传送DC电流，该电流具有用以决定所述紧急停机阀的定位的电平；负载，其连接至所述控制线路，并具有作用于所述DC电流以在该负载两侧产生电压的阻抗；以及电磁组件，其响应于所述电压并连接至所述控制线路和所述负载，以根据所述DC电流电平实现所述紧急停机阀的定位。

所述电磁组件可以与所述负载并联连接。作为替换或另外附加地，所述紧急停机***可以进一步包括与所述负载相串联地连接至所述控制线路的数字阀控制器。

在一些实施例中，所述负载包括继电器线圈。作为替换地，所述负载包括电阻器。

在一些情况下，所述负载包括连接至所述控制线路并响应于所述DC电流电平来实现所述紧急停机阀的定位的阀***。所述阀***可以与所述电磁组件串联连接，或者作为替换地，可以与所述电磁组件并联连接。

附图说明

为了更充分地理解本公开内容，应该参照下文具体描述和附图，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且：

图1是根据本公开内容的示范性实施例的紧急停机***的示意图；以及

图2-图5是根据本公开内容的其它示范性实施例的紧急停机***中替换性控制部分的示意图。

虽然所公开***可以有各种形式的实施例，不过附图中所示出的(以及下文中将描述的)是一或多个具体实施例，而且应该理解的是，本公开内容意图在于示例性地，并非用于将所附权利要求书的范围局限于此处所描述及示出的具体实施例。

具体实施方式

此处所公开的是一种通常不需要利用多个电流环路就能提供紧急停机阀可靠定位的紧急停机***。为此，该***的一些实施例包括连接设备(junction device)，或者更笼统地说是包括负载阻抗，以既用于运行电磁组件又用于运行诸如数字阀控制器之类的阀***，所述电磁组件和阀***中的每个均可以在驱动所述停机阀至安全状态的过程相结合地使用。在一些实施例中，电磁组件可以构成用于实现停机设备定位的主机构。尽管数字阀控制器沿着同一电流环路设置，不过通过提供测试能力并通过监控停机阀的定位来确认达到安全位置，数字阀控制器增加了可靠性。此外，数字阀控制器(或其它***)则可以用于提供阀控制过程和气动运行过程中的冗余结构。这样，数字阀控制器用作用于实现停机阀定位的备用机构或第二机构。

连接设备对这种可靠性和冗余结构的支持，使得电磁组件和数字阀控制器均能由同一控制信号来控制，虽然在一些情况下并不是直接控制，如同下文所描述的那样。结果，***仅需要单个电缆对或单个过程控制环路就能提供上述可靠性和冗余结构，不致因具有分别用于电磁组件和数字阀控制器的单独电缆线路而带来弊端。

如下所述，在一些实施例中，连接设备以自动防故障方式或自动纠错方式将电磁组件和数字阀控制器耦合或连接至单个电缆对。也就是说，连接设备(以及其构成部件或元件)的所有已知故障模式都使得停机阀被驱动至安全状态。为此，较佳地，此处将连接设备称为安全电路。

安全电路被设计成在过程控制***所通用的标准4-20毫安(mA)的DC电流控制信号框架内工作。不过，在一些实施例中，安全电路还被配置成支持基于诸如HART、Profibus、Fieldbus之类的过程控制数字协议中的任一个或多个的数字通信。

尽管非常适合于紧急停机环境并且此处也结合紧急停机环境进行描述，但是所公开***并不局限于任一应用场合或环境。而是，所公开***可以应用于如下的任一环境中：阀的运行受益于可靠控制或监控，且具体状况致使利用多个专用控制环路来执行冗余控制，或者具体状况致使无法实行监控。例如，这种具体状况包括阀与***的其它部件分隔较长距离的情况，或者工作环境不安全或另外不导电而无法维护阀与控制区域之间的多个布线连接的情况。

现在参照附图，图1示出根据示范性实施例的、总体示出在10处的紧急停机***。紧急停机***10包括总体示出在12处的气动部分以及总体示出在14处的控制部分，这两部分协作提供总体示出在16处的停机阀组件的可靠停机控制。一般而言，紧急停机***10包括用于实现停机阀组件16到安全状态转换的冗余机构。紧急停机***10可以与过程控制***(未示出)结合运行，或者作为该过程控制***的一部分运行，所述过程控制***具有与所公开***的一或多个部件通信的一或多个控制器或操作员工作站。

气动部分12包括通过总体示出在22处的电磁阀组件流体连接至停机阀组件16的数字阀控制器(DVC)20。DVC 20在DVC压力输入端24处接收来自供给导管26的气动供给压力。DVC压力输出端28将所述气动供给压力经由输出导管30提供至电磁阀组件22。电磁组件22包括利用在致动器输入端36处所接收到的气动供给压力来驱动电磁阀34的电磁阀致动器32，其中供给导管26连接至致动器输入端36。电磁阀34作用于通过输出导管30来自DVC 20的气动压力，以将气动压力通过安全阀供给导管38供给至停机阀组件16。电磁阀组件22可以包括诸如由ASCO阀有限公司(新泽西州，弗伦翰)制造的ASCO^3/2-4/2系列IS压电操作员阀之类的导向操作阀。更具体地说，电磁组件22的运行可以基于压电式或电磁式换能器，或者任何其它适于对施加到其上的电压信号或电流信号做出响应的的机构，正如以下所述的那样。在任何情况下，供给导管26都可以将公共供给压力提供至气动部分12的设备，或者可以为所述各设备提供其绝对独用的专用供给导管。

停机阀组件16包括机械连接至安全阀致动器42的安全阀40。在图1的示范性实施例中，安全阀40沿着流体导管或流体管路44设置。安全阀40可以是空气-关闭阀，其防止在足量气动压力供给至安全阀致动器42时流体通过导管44的流动，用箭头F示出。具体地说，在电磁阀致动器32对电磁阀34进行机械指引，以将足量气动压力通过安全阀供给导管38传送至安全阀致动器42时，可防止流体通过导管44的流动。响应于所接收到的气动压力，安全阀致动器42关闭安全阀40，以防止流体通过导管44流动。这是在正常状态下利用致动器42加压以关闭阀40从而防止流体在导管44中流动的紧急流通阀的示例。这样，由于致动器42提供流通而允许阀40打开，所以安全状态允许流体在导管44中流动。

作为替换地，在实践中所公开***可以包含空气-打开阀，该空气-打开阀在正常工作状态下保持打开以允许流体流动，而在紧急或安全状态下保持关闭。在所有这些情况下，安全状态对应于安全阀致动器42的去加压(de-pressurized)状态。不过，如下文结合若干可替换实施例所描述及示出的那样，所公开***可以包含压力供给至安全阀致动器42而不提供流通的安全状态。

在图1所示的实施例中，当整个过程控制***和紧急停机***10都保持在正常状态(例如，无任何紧急状况或无测试)时，DVC 20将气动供给压力从供给导管26通过DVC压力输出端28传送至电磁阀34。同时发生的是，电磁阀致动器32对电磁阀34进行定位，以将输出导管30中的气动压力导向安全阀致动器42。这样，在空气-打开阀的正常状态运行期间，气动压力将停机阀40保持在打开位置，在空气-关闭阀的正常状态运行期间，气动压力将停机阀40保持在关闭位置。

如果发生紧急情况，则移除气动压力对停机阀组件16的供给。具体地说，DVC 20将通过DVC压力输出端28正常传送的气动压力通过DVC流通管46流通至低压力。结果，输出导管30中的压力也进行流通。在任何情况下，电磁阀组件22都将阀供给导管38连接至电磁阀流通管48，从而使致动器42流通至低压。然后，在电磁阀34将导管38和48设置成流体连通时，由于导管30不再将压力供给电磁阀34，所以停机阀40关闭，以防止流体通过导管44流动(在空气-打开阀的示范性情况下)。

如果DVC 20中的故障状况阻止DVC 20使气动压力通过DVC流通管46流通，则电磁阀致动器32可以通过电磁阀流通导管48使安全供给导管38和安全阀致动器42流通。另一方面，如果电磁阀致动器32无法气动切换阀34的位置，则DVC 20引导来自供给导管26的气动供给压力通过DVC流通管46，以实现阀组件16的转换。这样，紧急停机***10对经由供给导管26正常提供的气动供给压力的流通提供冗余控制，从而在紧急状况期间使安全阀40转换到安全状态。

现在结合图1的示范性实施例阐述控制部分14引导上述气动部分12的操作的方式。控制部分14包括电缆布线50(例如，本地运行电缆)，以用于将来自停机控制器52的命令传送至DVC 20和电磁组件22。因此，在本实施例中，控制部分14控制DVC 20和电磁组件22来实现停机阀组件16的定位，从而提供冗余停机控制。电缆布线50可以是包含布线或线路54、56的双线控制环路，布线或线路54、56可以支持4-20mA DC控制信号以及停机控制器52和DVC 20之间的数字通信。例如，这种通信可以包含阀位置数据从DVC 20到停机控制器52的传输。为此，DVC 20经由线路57接收停机阀组件的位置指示，以监控该停机阀组件的运行。这样，DVC 20用作不局限于响应4-20mA控制信号的智能***。一种适合这种智能监控和控制的控制器是可以从费希尔控制国际LLC(爱荷华州，马歇尔市)商业性获得的DVC 6000数字阀控制器，尽管实际上所公开***并局限于任何一种特定的数字通信协议、数字阀控制器或者数字通信技术。事实上，如下文所描述的，一些实施例并不依赖于任何数字控制功能或其它功能。

控制部分14进一步包括连接至电缆布线50、电磁组件22和DVC 20的连接设备或安全电路58。由于连接设备58通常在过程控制环路中与DVC20串联连接，因此连接设备58为常规4-20mA DC电流信号提供一或多个电流路径，从而给电磁组件22和DVC 20提供电源和控制功能。更具体地说，连接设备58将电磁组件22连接至电缆布线50和停机控制器52，并且还为传输至DVC 20及从DVC 20传输的数字信号提供通信路径。因此，数字通信在包括紧急状况和测试周期期间在内的整个运行中都得到支持。利用路径设备58，停机控制器52可以传送表示控制阀位置的控制信号以及接收表示来自DVC 20的信息或数据的数字信号。例如，停机控制器52可以维持DC控制信号的电流电平(例如，20mA)，同时对DVC 20进行数字式控制以改变停机阀组件16的定位，从而例如执行诸如局部冲程测试之类的测试过程。局部冲程测试的测试结果可以明显提高紧急停机***的可靠性。通过实现局部冲程位置测试次序以及便于测试结果的收集和传输，所公开***给这种测试提供便利。

连接设备58使得同一双线环路，即控制线路54、56既能够处理DC控制信号又能够处理AC(数字)控制信号。为此，控制线路54、56可以传送叠加在DC电流信号上的数字信号。数字信号可以遵从任何期望的通信协议，例如遵从HART协议。如下文所述，连接设备58的特性允许这种数字信号进行传输，而无论DC电流信号的电平如何，其中包括到电磁组件22的DC电流被故意抑制或者为了其它一些原因被抑制的情况。这样，如果电磁组件22或者气动部分12或控制部分14与此有关的部件无法工作时，仍可以依赖与DVC 20的数字通信来确认停机阀组件16处于安全状态。更具体地说，DVC 20与停机控制器52(或者过程控制***的其它部件)之间的数字通信可以包括或涉及与停机阀16的位置或其它方面状态有关的状态信息的传输，所述状态信息例如警报信息、***DC电流电平、通信状态、或者其它任何由通信协议所支持的期望过程或设备的参数或特性。

在不存在紧急状况或操作测试的运行期间，停机控制器52提供表示正常状态的电平下的DC电流信号，其可以是20mA或者其它任何期望电平。20mA DC电流信号通常流入包括布线54和56、DVC 20、电磁组件22以及连接设备58在内的环路。如下进一步所述，20mA电流信号流经该环路，直到在连接设备58处被分流成第一路径60和第二路径62为止。流入第二路径62的电流经过电磁组件22，而第一路径60中的电流经过与电磁组件22并联的负载。在电磁组件22包括压电控制元件的实施例中，通过路径60中负载两侧的电压确定所述电磁组件是否被励磁。在电磁组件22包括线圈或其它电流驱动控制元件的其它实施例中，由路径60和62所形成的分流器确定电磁组件22是否被励磁。在任何情况下，路径60中的负载的阻抗均可决定i)流过路径60和62的电流，以及ii)电磁组件22两侧产生的电压。

在图1的实施例中，连接设备58包括用作路径60中的负载的继电器，该继电器包括继电器触头64和继电器线圈66。连接设备58进一步包括与继电器线圈66并联连接的电容器68。电容器68用作支持DVC 20与停机控制器52之间数字通信的低阻抗AC旁通路径。在运行中，通过电缆布线50(即，线路54和56中之一)的超过预定门限值的电流电平致使继电器线圈66闭合触头64，以便电流流过路径62并通过电磁组件22。在上述电磁组件22中具有压电控制元件的示范性实施例中，流经路径60的电流在继电器线圈66两侧产生足量电压降，以便所述电磁组件被励磁。例如，可以选择所述继电器，以便触头64在约18mA的电流电平下闭合，其中所得出的继电器线圈66两侧电压降约为6伏特DC或更大。然后，上述ASCO压电电磁致动器32被选择或配置成使得所述电磁线圈在约6伏特电平下被励磁。在其它电流驱动的实施例中，所述电磁线圈可以被选择或配置成在2mA下被驱动。在任何情况下，停机控制器52所提供的20mA DC控制信号促使连接设备58将电磁组件22连接至电缆布线50并由此驱动该电磁组件22。

在紧急状况发生时，DC电流控制信号从20mA电平降至例如4mA电平。所述继电器被选择或配置成使得其回动点(dropout point)超过大约4mA，所述回动点即继电器线圈66不能闭合触头64时的电流。所述继电器还被选择成使得在超过大约4mA的回动点电平下，继电器线圈66两侧的电压低于使电磁组件22励磁所需要的电压电平。例如，电磁组件22可以被选择或配置成大约在3伏特DC下去励磁。这样，电磁组件22松弛，从而响应于4mADC控制信号实现到安全状态的转换。

当然，应该理解的是，对于此处所提供的电压、电流和电路其它的详细特性，所述值在本质上是示例性的，而且在可替换实施例中可以根据所使用的不同电路元件、***部件或控制信号电平进行修改。

图1中所示实施例的一种优势在于，连接设备58以自动纠错方式或自动防故障方式运行，从这方面来说，继电器的所有已知故障模式都会导致电磁组件22变成去励磁，从而促使停机阀组件16进入安全模式。继电器的一种故障模式为在电缆布线50中的电流信号降至4mA时，触头64保持闭合，即无法打开。在这种故障模式下，流入控制线路54或流入等效线路70中的4mA DC电流导致无法在继电器线圈66两侧产生足量的电压来使电磁组件22励磁。换句话说，由于继电器线圈66和电磁组件22连接成并联负载，所以即使在触头64无法打开的情况下，电磁组件22也松弛。

在另一种可能故障模式下，继电器线圈64可以在运行在正常状态的期间打开。在这种情况下，不会有电流流过路径60，而继电器触头64打开，以便不会有电流流入线路72而流到电磁组件22中，从而导致电磁组件22松弛。结果，进入这种故障模式促使停机阀组件16进入安全状态。相反地，如果继电器线圈66短路，则电磁组件22两侧的电压为零，使得电磁组件22再次松弛。在所有这些故障模式情况下，所导致的结果均为停机阀组件16进入安全状态。

紧急停机***10中除了连接设备58之外的故障也会将***10进入安全状态。流入，如果电缆布线50中有中断，则没有电流流过路径60，从而促使继电器触头64打开。这样，电磁组件22与***10的其它部分断开，结果电磁组件22被去励磁。

图2-5示出所公开紧急停机***的可替换实施例。在每幅图中，为了易于图示的目的，仅示出控制部分的相关部件。一般而言，这些可替换实施例包括连接至控制线路的负载，该负载为流过控制线路的DC电流提供阻抗，以用于产生施加于电磁组件22的电压。这样，与图1的示范性实施例类似地，图2-5的实施例允许电磁组件22与诸如DVC 20之类的另一***连接至同一控制线路。

现在参照图2，在可替换紧急停机***中，总体示出在100处的控制部分包括DVC 20和电磁组件22，该控制部分可以被配置成任何适合的气动结构，例如图1中所示的结构。控制部分100进一步包括将电磁组件22连接至控制线路54、56的连接设备102，所述控制线路54、56传送4-20mA电流控制信号。如同图1的实施例那样，连接设备102所提供的阻抗通常在过程控制环路中与DVC 20串联连接。不过，在这种情况下，连接设备102并不包括诸如图1中所示继电器之类的开关设备。而是，连接设备102包括电阻器104和电容器106，二者均与电磁组件22并联连接。在运行中，由电阻器104和电磁组件22所提供的并联负载协作确定电磁组件22何时被励磁。因此，图1和图2的实施例在如下方面也是相似的，即：它们都包括跨接在电磁组件22上的负载或阻抗，该负载或阻抗上被并联连接以便运行和控制电磁组件22。在这种情况下，电阻器104被选择成使其向DC电流施加阻抗，以在自身两侧产生电压。然后，电磁组件22响应于电阻器104两侧的电压来实现紧急停机阀组件16(图1)的定位。

在一些情况下，例如在阀位置监控不是很重要或者不是很相关时，DVC20可以用非智能***来代替。结果，电容器68、106可能是不必要的。这种可替换实施例可能无法提供与图1和图2所示实施例相当的可靠度。不过，代替DVC 20的***仍提供用于实现停机阀组件16(图1)定位的冗余机构。

图3示出所公开***的又一可替换实施例，其中紧急停机***中总体示出在110处的控制部分包括将电磁组件22连接至控制线路54、56中之一的连接设备112。与图2中所示实施例相比，连接设备112并不包括用于支持与DVC 20的数字通信的电容器。不过，连接设备112包括电阻器114，该电阻器的电阻被选择成使得DVC 20与停机控制器52(图1)之间的数字通信信号的衰减最小。所述电阻还被选择成支持电磁组件22的控制，如上结合图1和图2的实施例所述的那样。与这些情况类似地，电阻器114提供负载阻抗，该负载阻抗两侧产生与流入控制线路54、56的DC电流相关联的电压。然后，该电压被施加到电磁组件22，以便电磁组件根据DC电流电平实现紧急停机阀组件16(图1)的定位。如上所提到的那样，DVC 20可以用非智能***来代替，例如在预定目的在于冗余运行而不是阀位置监控的情况下更是如此。

图4和图5示出所公开***的另外两个可替换实施例，其中连接至控制线路54、56且确定用于驱动电磁组件22的电压或电流的负载，是本身提供冗余运行机构的***。具体地说，图4和图5分别表示可替换性控制部分120、122，二者均包括***124。在这两种可替换实施例中，***124串联或并联地连接至电磁组件22。在每种情况下，控制线路54、56中DC电流控制信号的可变电平都改变***124两侧的电压降。结果，电磁组件22经受可变电压和/或电流信号，该信号接下来可决定该电磁组件的运行，从而实现紧急停机阀组件16(图1)的定位。***124可以被选择和/或配置成使得该***的有效阻抗两侧的电压降在4-20mA电流电平之间足量变化，从而相应改变电磁组件22的运行。然后，电磁组件22可以根据***124所提供的电压电平(或电流电平)进行选择和/或配置。

在一些情况下，***124可以是数字阀控制器(DVC)。然后，为了支持数字通信，电磁组件22被配置成使得DVC与停机控制器52(图1)之间的数字通信信号不会衰减得太多，或者要不然不受到电磁组件22的负面影响。

结合上述任一实施例，所公开***可以包括或合并可替换性或附加性气动及机械元件，以允许电磁阀致动器32和DVC 20控制安全阀组件16的致动。在一些情况下，所公开***还可以控制一或多个附加停机阀的致动。

如上所提到的那样，所公开***的可替换实施例可以包括气动部分，该气动部分被设置成使得到安全状态的转换涉及施加到安全阀致动器(而不是被流通)的压力。为此，电磁组件可以被配置成在去励磁时供给(而不是流通)空气压力。然后，有利而非必要的是，将安全状态对应于20mA DC控制信号，而将正常状态对应于4mA DC控制信号。在具有DVC的实施例中，DVC可以相应地被配置成响应于4mA控制信号来供给空气压力。尽管所涉及的气动结构和DC电流电平有所不同，但是这些实施例中的电磁组件和DVC仍可以经由同一电流环路(即，同一布线对或电缆布线)得到控制。为此，如果给定控制信号的不同电流电平，则具有单纯电阻或其它阻抗的连接设备可以提供比具有继电器的实施例更高的可靠性。在任何情况下，电磁组件仍由与DVC串联的阻抗两侧的电压控制。

与具有过程控制***其它部件的所公开停机***的操作有关的进一步详情，包括所述停机***的测试过程，在名称为“Emergency ShutdownSystem”(紧急停机***)的美国专利No.6,186,167中有描述，此专利的全部公开内容通过此处的参考合并于此。

虽然已经参照具体示范性实施例对本发明进行了描述，且所述描述意图仅在于示例性的而并不用于限制本发明，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对所公开实施例进行变化、增加和/或删减。这样，由于在本发明范围内的修改对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，因此上述描述仅为了易于理解的目的而给出，并且应该认为其中没有任何不必要的限制。

Claims (25)

1.一种紧急停机***，包括：

紧急停机阀；

控制线路，其传送用以决定所述紧急停机阀的定位的信号；

电磁组件，其连接至所述控制线路以实现所述紧急停机阀的定位；以及

连接设备，其连接至所述控制线路和所述电磁组件，并包括用于响应所述信号来控制所述电磁组件的开关。

2.如权利要求1所述的紧急停机***，进一步包括用于监控所述紧急停机阀的定位的数字阀控制器。

3.如权利要求2所述的紧急停机***，其中所述连接设备进一步包括位于所述开关附近的低阻抗AC旁通路径，该路径用于支持所述控制线路上来自所述数字阀控制器的通信。

4.如权利要求3所述的紧急停机***，其中所述开关包括继电器，并且其中所述低阻抗AC旁通路径包括并联跨接于所述继电器线圈两侧的电容器。

5.如权利要求4所述的紧急停机***，其中所述继电器的触头在所述控制线路中的信号降至门限DC电流值以下时打开，以切断流入所述电磁组件的电流。

6.如权利要求1所述的紧急停机***，其中所述开关和所述电磁组件连接成被供以所述信号的并联负载，以使所述电磁组件即便在所述开关无法响应于所述信号打开时也被去励磁。

7.一种紧急停机***，包括：

紧急停机阀；

控制线路，其传送决定所述紧急停机阀是保持在第一状态还是保持在第二状态的电流信号；

电磁组件，其根据所述电流信号控制所述紧急停机阀从所述第一状态到所述第二状态的运行；以及

将所述电磁组件连接至所述控制线路的继电器，其根据所述电流信号控制所述电磁组件。

8.如权利要求7所述的紧急停机***，进一步包括并联跨接于所述继电器的线圈两侧以支持经由所述控制线路的数字通信的电容器。

9.如权利要求8所述的紧急停机***，进一步包括数字阀控制器，该数字阀控制器连接至所述控制线路，以使所述数字通信包括发送自所述数字阀控制器、表示所述紧急停机阀在局部冲程测试期间的定位的信息。

10.如权利要求9所述的紧急停机***，其中所述数字阀控制器响应于所述电流信号来控制所述紧急停机阀的运行，以提供将所述紧急停机阀从所述第一状态驱动到所述第二状态的冗余。

11.如权利要求7所述的紧急停机***，其中所述继电器包括在所述电流信号降至门限值以下时打开以切断流入所述电磁组件的电流的触头。

12.如权利要求11所述的紧急停机***，其中所述继电器的线圈和所述电磁组件连接成被供以所述电流信号的并联负载，使得即便所述触头无法在所述电流信号降至所述门限值以下时打开，所述电磁组件也被去励磁。

13.一种紧急停机***，包括：

紧急停机阀；

控制线路，其传送用以决定所述紧急停机阀的定位的信号；

阀***，其连接至所述控制线路，并响应于所述信号来实现所述紧急停机阀的定位；

连接设备，其连接至所述控制线路；以及

电磁组件，其经由所述连接设备连接至所述控制线路，并被配置成根据所述信号来实现所述紧急停机阀的定位。

14.如权利要求13所述的紧急停机***，其中所述连接设备包括继电器和与所述继电器的线圈相并联地连接至所述控制线路的电容器。

15.如权利要求14所述的紧急停机***，其中所述继电器的触头在所述控制线路中的信号降至门限DC电流值以下时打开，以切断流入所述电磁组件的电流。

16.如权利要求15所述的紧急停机***，其中所述继电器的线圈和所述电磁组件连接成被供以所述信号的并联负载，使得即便所述触头无法在所述控制线路中的信号降至所述门限DC电流值以下时打开，所述电磁组件也被去励磁。

17.如权利要求13所述的紧急停机***，其中所述连接设备包括与所述电磁组件并联连接的电阻器。

18.一种紧急停机***，包括：

紧急停机阀；

控制线路，其传送DC电流，该电流具有用以决定所述紧急停机阀的定位的电平；

负载，其连接至所述控制线路，并具有作用于所述DC电流以在该负载两侧产生电压的阻抗；以及

电磁组件，其响应于所述电压并连接至所述控制线路和所述负载，以根据所述DC电流电平实现所述紧急停机阀的定位。

19.如权利要求18所述的紧急停机***，其中所述电磁组件与所述负载并联连接。

20.如权利要求18所述的紧急停机***，进一步包括与所述负载相串联地连接至所述控制线路的数字阀控制器。

21.如权利要求18所述的紧急停机***，其中所述负载包括继电器线圈。

22.如权利要求18所述的紧急停机***，其中所述负载包括电阻器。

23.如权利要求18所述的紧急停机***，其中所述负载包括连接至所述控制线路并响应于所述DC电流电平来实现所述紧急停机阀的定位的阀***。

24.如权利要求23所述的紧急停机***，其中所述阀***与所述电磁组件串联连接。

25.如权利要求23所述的紧急停机***，其中所述阀***与所述电磁组件并联连接。

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