HART和阀门部分行程功能测试——工厂安全的绝佳组合

在ESD阀上引入HART技术后PST的效率更高，更易安装，能够帮助工厂作业人员更好地平衡其对于更高工厂完整性和更高安全性的需要，以及现场作业频率、初始投资成本、后续作业成本、系统集成和文档的需求。

经验显示（国际案例也表明）紧急关断阀是安全仪表功能（SIF）故障的主要来源。阀门的机械结构和其电学特性使其成为系统内最易受故障影响的部件，然而它也是最为重要的部件，所以要想努力提升工厂的功能安全等级，必须在此处多花工夫。

PST的数字关断设备

采用HART关断设备的主要优点在于其支持远程PST和便捷的参数设置，进而决定了实验方法以及实验通过的判据。其他方法虽然在几十年之前就提供了类似的功能，但是安装和维持的成本较高， HART协议的引入改变了这种现状。

配置好之后，数字关断设备就能够从手持式HART设备、控制系统或者直接从PST设备接收指令。指令会帮助其完成试验预设置，并且精确地控制执行器腔体内的压力，以期阀门在试验中获得平稳持续的往复运动。ESD阀门在达到最终用户设定的目标阀门开启位置时就以指定速度关闭（通常是ESD阀门常规状态的5%到30%），然后在以指定速度开启。ESD阀门的安全功能在PST的全过程内都是可用的，持续为工厂提供保护。

 一种基于事实的方法

最近几年，采用了“第二代”数字关断设备的控制器跃入人们视野，具有功能强大的诊断能力，为工厂作业人员提供大量的信息，帮助其依据实际状况作出决断。

一些数字关断设备在安全相关事件中仍旧保持数字通讯处于激活状态，允许过程作业人员监控ESD阀门的作业状况。此类设备已获准具备SIL3等级，用户可以从基于绕线线圈的解决方案升级到数字关断设备了。采用了HART通信之后，数字关断设备使得工厂作业人员在紧急状况发生时能够获得更多的有用信息，包括实际的阀门位置以及ESD是否正确关闭。

而且，HART数字关断设备能够在紧急状况导致阀门关闭时记录关断签名。这种功能类似于飞机上的黑匣子，此设备可以捕获并记录阀门性能数据用于后期分析。由于阀门的关闭和重新设置动作都经过备案，它可以作为阀门完整的测试证据——重新启动倒计时，直到ESD阀门再次经历一次完整的行程功能测试。

HART技术可以帮助工厂作业人员维持SIF完整性，可以提供诊断数据和PST结果，用于判断ESD阀门是否需要或者将会需要维护，使作业团队能够在安全性受到冲击之前就有机会发现问题所在。很多阀门的性能指标能够用于分析，得出在一段时间之后需要进行阀门更换的结果。例如使用阀门内部导向面作业的过程会导致稳定增长的摩擦，这些摩擦数据在每次PST中都会被测量和记录。

相反地，使用HART数据进行的分析也能够帮助作业人员避免对ESD阀门进行不必要的维护，否则就必须按照一定的时间间隔，在上次维护之后盲目地进行下一次维护。因此依据IEC61508(PST并不能免除全行程功能测试的需要)进行全行程功能测试的频率可以降低。

SIS中的PST

根据IEC61508标准要求，PST提供的诊断结果可以用于计算PFDavg值，只要满足如下两个判据：

1.实验全自动进行。自动化确保实验能够按照PFDavg计算所指定的频率进行，确保不会由于工厂作业人员的疏忽，导致无法完成试验计划，进而导致无法发现潜在的不安全状态。

2.通过一种可靠并经过认可的技术将实验结果（通过/不通过）发送给用户。必须将结果告知工厂作业人员，这样他们就能够发现潜在的不安全状态，以便做出人工干预。就如同汽车仪表板上会显示“检查发动机”和“低油压”等信息，提示司机可能有问题发生。这种提示可以使工厂作业人员发现ESD阀门性能问题，并做出调查。

与老式逻辑器件配合使用

新型的HART数字关断设备能够与使用0-24Vdc信号的老式安全系统配合使用，在某些情况下，还能与使用4-20mA信号的系统配合使用。在0-24Vdc应用中，PST可以通过现场设备内置的调度器进行开启，使用本地LCD或者使用HART通讯。

如果准备在老式系统上使用HART通讯，就需要使用一台信号调节器来提高电路的阻抗，允许数字通讯信号搭载在直流电流上。然而，有了无线HART，就无需对系统和ESD阀门之间的布线进行改动，只需要在数字关断设备上安装一台无线适配器即可。适配器可以无线地将HART诊断信息发送给与资产监控软件相连接的网关，无需信号调整设备，简化了连线。