تصويت 2oo3 يوقف حالات الفصل الكاذبة في حلقات السلامة من Triconex وHIMA
لا يلزم أن يؤدي تعطل جهاز إرسال واحد إلى إيقاف الضاغط، لكن لا يضمن أي ترتيب للتصويت تحقيق ذلك. يوازن التصميم المناسب بين خفض المخاطر، والتوافر، والتشخيص، والأعطال ذات السبب المشترك.
لماذا يُستخدم التصويت في الوظيفة الآلية للسلامة؟
يجب أن تتصرف الوظيفة الآلية للسلامة عندما تصل العملية إلى حالة خطرة، مع تجنب عمليات الفصل غير الضرورية أثناء التشغيل العادي. ويمكن أن يساعد التصويت بين الحساسات المتكررة في تحقيق التوازن بين هذين الهدفين. ويحدد اختيار الترتيب تحليل المخاطر والتحقق من SIL، وليس قاعدة عامة. قيّم متوسط احتمال الفشل عند الطلب (PFDavg)، ومعدل الفصل الكاذب، والفشل ذا السبب المشترك، واختبارات الإثبات، وافتراضات الإصلاح للوظيفة كاملة، بما في ذلك الحساسات، ومحلل المنطق، والعناصر النهائية.
ماذا تعني 1oo1 و1oo2 و2oo2 و2oo3؟
تعني هذه الرموز أن m قناة من أصل n يجب أن تطلب الفصل. يضم ترتيب 1oo1 قناة واحدة. ويفصل ترتيب 1oo2 عندما تطلب أي قناة من القناتين ذلك؛ وقد يحسن هذا اكتشاف الحالة الخطرة، لكنه قد يزيد من عمليات الفصل المزعجة. ويتطلب ترتيب 2oo2 أن تطلب القناتان الفصل، مما يقلل بعض عمليات الفصل المزعجة، مع احتمال زيادة فرصة عدم تنفيذ الفصل إذا تعطلت إحدى القناتين بطريقة خطرة. ويفصل ترتيب 2oo3 عندما تصوت قناتان على الأقل من أصل ثلاث قنوات لصالحه. ويمكنه تحمل بعض أعطال القناة المفردة، لكن الأداء يعتمد على أنماط الأعطال، والتشخيص، والاستقلالية.
لا تفترض أن الحساس المتعطل سيُكتشف تلقائيًا أو أن الطلب الحقيقي سيُلتقط دائمًا. حدّد كيفية تعامل المحلل مع الإشارات غير الصالحة، أو العالقة، أو الخارجة عن النطاق، وحدد سلوك الوضع المتدهور.
هل التصويت بين الحساسات 2oo3 هو نفسه بنية وحدة التحكم TMR؟
لا. فالحساسات الميدانية الثلاثة التي تستخدم التصويت 2oo3 والمعالجة الزائدة ثلاثية الوحدات داخل محلل المنطق تعالجان جزأين مختلفين من وظيفة السلامة. وقد يستخدم نظام Triconex بنية زائدة؛ وتُعد منتجات مثل وحدة الطاقة Triconex 8310 ووحدة الإدخال Triconex 3708E أمثلة على أجهزة ذات صلة، لكنها لا تثبت أن حلقة معينة تحقق مستوى SIL محددًا. كما تختلف منصات HIMA حسب الطراز؛ ولا ينبغي وصف وحدة التحكم المرتبطة بالسلامة HIMA HIMatrix F35 بأنها تتمتع بالبنية الداخلية نفسها التي تتمتع بها كل منصة أخرى من HIMA.
تحقق من دليل السلامة الخاص بالأجهزة بدقة، ومن التهيئة المعتمدة، والتغطية التشخيصية، ووثائق دورة حياة السلامة قبل تحديد منصة أو منطق تصويت. إن SIL 3 نتيجة محققة لوظيفة سلامة كاملة تم التحقق منها، وليس خاصية تمنحها ثلاثة معالجات وحدها.
ما الذي يمكن أن يعطل ثلاث قنوات تبدو مستقلة؟
يمكن للأعطال ذات السبب المشترك أن تؤثر في عدة حساسات معًا، مثل خطوط النبض المشتركة، أو مصدر الطاقة، أو التعرض البيئي، أو أخطاء المعايرة، أو مسارات الكابلات. راجع وصلة العملية والتركيب، بالإضافة إلى الفصل الكهربائي. وعند الاقتضاء، افصل نقاط الأخذ ومسارات التوصيل وقيّم التنوع، لكن تأكد من أن كل قياس مصوَّت يكشف بالفعل الخطر نفسه في العملية؛ فلا ينبغي الجمع بين قياسات مختلفة لمجرد إنشاء تنوع.
كيف ينبغي للمهندسين اختبار حلقة 2oo3 وصيانتها؟
اضبط إنذارات اختلاف القنوات ومعالجة الأعطال وفقًا لمواصفات متطلبات السلامة. اضبط حدود السماح استنادًا إلى العملية ودقة الجهاز، لا إلى نسبة عامة من المدى. أجرِ اختبار إثبات لكل قناة ولكل عنصر نهائي بالفاصل المستخدم في حساب SIL، وأدر حالات التجاوز وفق إجراء معتمد، وسجّل كل عملية فصل وكل حدث في الوضع المتدهور. أكد افتراضات الحالة الآمنة والفصل عند زوال الطاقة للعنصر النهائي الفعلي، بدلًا من افتراض أن كل فقدان للطاقة يؤدي إلى النتيجة المقصودة.
من أين ينبغي أن تبدأ المراجعة؟
ابدأ بوظيفة سلامة عالية التأثير وبالدراسة المعتمدة للمخاطر الخاصة بها. قارن ترتيب الحساسات، والمنطق، والتشخيص، وحالات التجاوز، وسجلات اختبارات الإثبات الخاصة بها بمواصفات متطلبات السلامة وبحساب PFDavg الذي تم التحقق منه. ثم استخدم سجل عمليات الفصل للعثور على القنوات الضعيفة وتحديد أولويات التصحيح دون إضعاف الحماية.
المؤلف: لي ويمينغ مهندس أتمتة صناعية يتمتع بخبرة تزيد على 10 سنوات في أنظمة PLC وDCS وأنظمة التحكم.
