Método y dispositivo para verificar la capacidad de funcionamiento de un dispositivo de seguridad.

Un método para verificar la capacidad de funcionamiento de un dispositivo de seguridad y un sistema de seguridad que controla a dicho dispositivo,

en el que el dispositivo de seguridad se proporciona con medios para llevar a cabo operaciones para verificar la movilidad de las piezas móviles de dicho dispositivo de seguridad y para verificar la capacidad de funcionamiento de unidades eléctricas del sistema de seguridad, en el que, en una situación de emergencia, se evita la unidad de diagnóstico y se activa la función de seguridad directamente mediante el sistema de seguridad de nivel elevado de la planta o mediante una unidad lógica, caracterizado por:

- montar un componente para activar la función de seguridad directamente al dispositivo de seguridad, estando controlado dicho componente directamente por el sistema de seguridad de nivel elevado, o alternativamente por una unidad lógica integrada dentro del dispositivo de seguridad,

- adaptar una unidad de diagnóstico a dicho componente,

- permitir el funcionamiento de funciones de diagnóstico por la unidad de diagnóstico, siempre que, si se observa un funcionamiento defectuoso, el dispositivo de seguridad no se active incondicionalmente.

Método y dispositivo para verificar la capacidad de funcionamiento de un dispositivo de seguridad.

Campo de la invención La invención se refiere al mantenimiento de dispositivos de seguridad. Particularmente, la invención se refiere a la verificación del comportamiento correcto de dispositivos de seguridad controlados por un accionador, que comprenden piezas móviles, especialmente las denominadas válvulas de interrupción automática de emergencia y sus dispositivos de control, de tal manera que no se degrade la continuidad de producción ni la condición en espera de los dispositivos.

Antecedentes de la invención En la industria, particularmente en la industria del proceso petroquímico, se utilizan sistemas en los que el equipo de proceso, que tiene posibilidad de ocasionar riesgos al fallar, está provisto de válvulas y otros medios mecánicos diseñados para llevar al proceso rápidamente a una condición segura si se exceden los límites del parámetro de proceso preestablecidos. Por ejemplo, tal sistema por lo general incluye válvulas con accionadores de acción única, cuya apertura o cierre libera una sobrepresión acumulada, desvía una peligrosa corriente de proceso a un depósito de retención, o similar. En lo sucesivo, tales válvulas se denominan válvulas de interrupción automática (siendo válvulas de emergencia que tienen una función de apertura o cierre) . Estas válvulas normalmente mantienen siempre la misma posición, como otros dispositivos de seguridad mecánicos correspondientes, y en consecuencia tienen riesgo de quedarse atascados si las situaciones que fuerzan una interrupción no son, como se espera en este caso, muy frecuentes. La seguridad general de las válvulas de interrupción automática no se considera satisfactoria cuando se usan el equipo y los métodos de la técnica anterior. La mayor desventaja en los sistemas actuales consiste en que un fallo existente - por ejemplo, que un componente mecánico se quede atascado – no se observa necesariamente cuando el sistema se encuentra en una condición en espera, y en una situación de emergencia el sistema puede estar dañado o inoperativo.

Para verificar el funcionamiento apropiado, es habitual probar, por ejemplo, las válvulas de interrupción automática de un modo que simule una situación de emergencia real. Esta práctica puede de hecho ocasionar enormes riesgos, puesto que la capacidad de funcionamiento del sistema de válvula de interrupción automática se bloquea temporalmente y, si el dispositivo no se activa apropiadamente, la situación puede permanecer así.

Un método para comprobar una válvula de interrupción automática consiste en limitar mecánicamente su recorrido, para evitar así que tenga cualquier efecto significativo sobre el proceso, y verificar la movilidad de la válvula dentro de ciertos límites. Este procedimiento requiere el uso de, por ejemplo, una llave tangible, y evitar la activación del sistema de emergencia durante el procedimiento de comprobación, al menos en lo que respecta a la unidad pertinente.

La prueba se realiza a intervalos preestablecidos, por ejemplo dos veces al año, pero la prueba sólo demuestra que los dispositivos son capaces de funcionar en el momento de la prueba. Un fallo se puede desarrollar brevemente después de la prueba, y persistir hasta la siguiente prueba. Esta forma de comprobación no es un modo fiable de verificar la capacidad de funcionamiento del sistema.

El diagnóstico de la válvula, que usa el detector actual y la tecnología digital, es un campo en rápido desarrollo. Por ejemplo, en la solicitud de patente finlandesa 96 2406 y en la solicitud de patente europea 95 306546, se describen los métodos para la vigilancia de la condición de las válvulas de control, usando detectores en el accionador y medios de control de la válvula, y el análisis de señales a partir de dichos detectores en un microprocesador para analizar la capacidad de funcionamiento de la unidad de válvula como un todo.

Según se describe más arriba, la vigilancia de la condición de una válvula u otro dispositivo mecánico que forma parte de un sistema de seguridad comprende ciertos requisitos.

En la patente noruega 152314, se describen un método y un dispositivo para comprobar la función de los dispositivos de seguridad. Según dicha patente, una válvula de interrupción automática de emergencia o el relé de control de un motor eléctrico se comprueba periódicamente sin afectar al proceso al cual se adapta el sistema de seguridad. Durante, por ejemplo, el corte temporal de la señal de una válvula piloto solenoide que afecta a una válvula de interrupción automática, la válvula de interrupción automática se desplaza, por ejemplo, 10 grados, y la posición de la válvula de interrupción automática se monitoriza mediante un detector o un disyuntor. Si se observa un funcionamiento defectuoso, se activa la función de seguridad. La secuencia de comprobación se controla por un conjunto de circuitos lógicos situados fuera del campo, y puestos en marcha por medio de temporizadores y elementos lógicos estándares.

Descripción de la invención Descripción general Se ha inventado un método según la reivindicación 1, el cual proporciona la verificación del funcionamiento libre de error de un dispositivo mecánico de seguridad, por ejemplo una válvula de interrupción automática, al tiempo que la condición en espera del sistema de seguridad se mantiene constantemente sin alteración. En dicho método, la función de seguridad y la vigilancia o función de diagnóstico se combinan en tiempo real, teniendo la función de seguridad no obstante una prioridad mayor que la función de diagnóstico. En un método según la invención, un componente montado directamente en el dispositivo de seguridad para activar la función de seguridad es controlado mediante el sistema de seguridad de alto nivel de la planta que es responsable de las operaciones de seguridad, o alternativamente por una unidad lógica integrada en el dispositivo según la invención, adaptándose una unidad de diagnóstico a dicho componente de activación. Se permite a la unidad de diagnóstico realizar el diagnóstico sin perturbar las funciones del proceso siempre que el proceso esté en una condición normal. En una situación de emergencia, se evita la unidad de diagnóstico, con lo que, por ejemplo, ni un fallo o perturbación en la prueba de diagnóstico ni una comprobación de rutina en marcha pueda alterar la función de seguridad. El alcance y periodicidad del diagnóstico se puede programar en el sistema para alcanzar un nivel deseado de fiabilidad.

Según una realización de la presente invención, se proporciona un dispositivo que permite la verificación del funcionamiento sin perturbar de un dispositivo de seguridad mecánico, al tiempo que se mantiene totalmente la condición en espera del sistema de seguridad. La unidad de campo de un sistema de seguridad según la invención comprende un microprocesador que proporciona procedimientos de diagnóstico y de autocomprobación preestablecidos. La unidad de campo incluye además una unidad de control que proporciona el control de un accionador. Mediante medios de comunicaciones apropiados dicha unidad de control se conecta, por un lado, al sistema de seguridad de nivel elevado o a la unidad lógica integrada en la unidad de campo, y, por otro lado, al suministro de energía del dispositivo de seguridad, por ejemplo un suministro de aire comprimido. El sistema de seguridad de nivel elevado o la unidad lógica integrada activa la función de seguridad directamente, evitando la función de diagnóstico.

Además de dicha unidad de campo, otro componente principal del sistema de seguridad según la presente invención consiste en una unidad de monitorización. El enlace de comunicación procedente del sistema de seguridad de nivel elevado se hace pasar a través de la unidad de monitorización. Preferiblemente, la tarea de la unidad de monitorización es monitorizar la condición de la unidad de campo en línea, y proporcionar el medio para presentar información de la condición al usuario.

Descripción detallada La invención se describe más exactamente a continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que

- la figura 1 es una representación esquemática de un sistema para realizar el método de la presente invención;

- la figura 2 es una representación de una unidad de campo según la presente invención conectada a un accionador de válvula en una situación normal;

- la figura 3 es una representación de una unidad de campo y un accionador según la presente...

1. Un método para verificar la capacidad de funcionamiento de un dispositivo de seguridad y un sistema de seguridad que controla a dicho dispositivo, en el que el dispositivo de seguridad se proporciona con una unidad de campo comprendiendo una unidad de diagnóstico, para llevar a cabo operaciones para verificar la movilidad de las piezas móviles de dicho dispositivo de seguridad y para verificar la capacidad de funcionamiento de unidades eléctricas del sistema de seguridad, la señal que mantiene la condición en espera de la función de seguridad no se ve afectada por dichas operaciones; en el que, en una situación de emergencia, se evita la unidad de diagnóstico y se activa la función de seguridad directamente mediante el sistema de seguridad de nivel elevado de la planta, caracterizado por

- montar un componente para activar la función de seguridad directamente al dispositivo de seguridad, y adaptar una unidad de diagnóstico a dicho componente, estando controlado dicho componente directamente por el sistema de seguridad de nivel elevado,

- permitir el funcionamiento de funciones de diagnóstico por la unidad de diagnóstico, siempre que, si se observa un funcionamiento defectuoso, el dispositivo de seguridad no se active incondicionalmente.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento para verificar la movilidad de las piezas móviles y la capacidad de funcionamiento de componentes eléctricos en el sistema de seguridad se lleva a cabo continuamente según un programa preestablecido, o según acontecimientos únicos por medio de un enlace de comunicación.

3. Dispositivo para la verificación de un dispositivo de seguridad que comprende piezas móviles, que comprende

- una unidad de control para activar la función de seguridad,

- enlaces para controlar dicha unidad de control directamente por un sistema de seguridad de nivel elevado de la planta;

- electrónica para llevar a cabo diagnósticos, al tiempo que se mantiene totalmente la condición en espera del sistema de seguridad;

- medios para permitir, en una situación de emergencia, que el sistema de seguridad evite la electrónica de diagnóstico,

caracterizado por una unidad (2) de campo montada directamente al dispositivo de seguridad, incluyendo la unidad de campo

- la unidad (7) de control para activar la función de seguridad,

- una unidad (19) electrónica adaptada a dicha unidad (7) de control, para llevar a cabo diagnóstico sin activar incondicionalmente el dispositivo de seguridad si se observa un funcionamiento defectuoso,

- una interfaz de comunicación (3) ,

- enlaces (5, 10) para controlar la unidad de control directamente por el sistema (18) de seguridad de nivel elevado.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por una unidad (2) de campo dispuesta sobre el dispositivo, una unidad (1) de monitorización situada en cualquier otra parte, y un enlace (5) de comunicación entre dichas unidades, siendo transmitidas las señales desde la unidad (19) electrónica y las señales desde el sistema (18) de seguridad en dicho enlace de comunicación.

5. Dispositivo según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el dispositivo de seguridad comprende un accionador y una válvula.