HIMA Safety PLC və Yokogawa CENTUM: SIS-də 1oo2 və 2oo3 səsvermə məntiqinin tətbiqi
Təhlükəsizlik instrumentasiya sistemlərində səsvermə məntiqi nədir?
Səsvermə məntiqi ölçmələr bir-biri ilə uyğun gəlmədikdə sensorların və son elementlərin necə cavab verəcəyini müəyyən edir. 1oo2 (ikidən biri) arxitekturasında iki sensordan istənilən biri açılma siqnalını işə sala bilər. 2oo3 (üçdən ikisi) arxitekturasında isə açılma siqnalı verilməzdən əvvəl üç sensordan ən azı ikisi eyni nəticəni təsdiqləməlidir.
HIMA Prizm təhlükəsizlik kontrolleri və Yokogawa CENTUM DCS kombinə edilmiş dövriyyəli elektrik stansiyalarında və neft emalı zavodlarının qızdırıcı qurğularında tez-tez birlikdə istifadə olunur. HIMA SIS təbəqəsini idarə edir. Yokogawa CENTUM BPCS təbəqəsini idarə edir və ProSafe-RS inteqrasiyası vasitəsilə operator interfeysini təmin edir. HIMA CPU Module F8640 yüksək əlçatanlığa malik bu SIS arxitekturaları üçün sınaqdan çıxmış aparat platformasıdır.
Səsvermə arxitekturaları üçün IEC 61511 tələbləri
IEC 61511 Təhlükəsizlik instrumentasiya funksiyaları (SIF) üçün arxitektura məhdudiyyətlərini müəyyən edir. Hər kanalın aparat xətasına dözümlülüyü (HFT) hədəf SIL səviyyəsinə uyğun olmalıdır. SIL 2 üçün HFT = 1 olduqda ən azı 2 kanal (1oo2) tələb olunur. SIL 3 üçün HFT = 2 olduqda ən azı 3 kanal (2oo3) və ya paralel qoşulmuş iki 1oo2 alt sistemi tələb olunur.
Bundan əlavə, tələb zamanı nasazlıq ehtimalı (PFD) tam səsvermə dövrəsi üçün hesablanmalıdır. Buraya ötürücülər, Safety PLC emalı və son elementlər daxildir. 1oo2 səsverməsi üçün sadələşdirilmiş PFD düsturu belədir:
PFD₁oo₂ = 2 × λ_DU² × TI² / 3 + λ_DU × MTTR
Burada λ_DU aşkar edilməmiş təhlükəli nasazlıqların tezliyini, TI yoxlama sınağı intervalını (adətən 1 il), MTTR isə bərpa üçün orta müddəti göstərir.
Addım-addım: HIMA Safety PLC-də 2oo3 səsverməsinin konfiqurasiyası
Burada HART protokolu vasitəsilə üç təzyiq ötürücüsünə qoşulmuş HIMA Prizm kontrollerində 2oo3 təzyiq açılmasının konfiqurasiyası üçün praktiki prosedur təqdim olunur:
- Addım 1 — Ötürücü kanallarını təyin edin. Üç 4-20 mA HART ötürücüsünü HIMA analoq giriş modullarına (məsələn, HIQUAD 4AI) qoşun. HIMA Engineering Studio proqramında PT-101-A, PT-101-B, PT-101-C kanal ünvanlarını təyin edin.
- Addım 2 — Səsvermə blokunu konfiqurasiya edin. Safety PLC məntiqinə 2oo3 səsvermə funksional bloku əlavə edin. Giriş teqlərini PT-101-A, PT-101-B, PT-101-C olaraq təyin edin. Açılma təyinat nöqtəsini 150 psi səviyyəsinə qoyun. Səsvermə növünü "2oo3 MAJORITY" olaraq seçin.
- Addım 3 — HART rabitəsini konfiqurasiya edin. Hər analoq giriş kanalında HART protokolunu aktivləşdirin. Təzyiq üçün əsas dəyişəni (PV) psi vahidində konfiqurasiya edin. Təhlükəsizlik dövrəsində sürətli cavab üçün yenilənmə tezliyini 100 ms olaraq təyin edin.
- Addım 4 — Açılma çıxışını proqramlaşdırın. Səsvermə bloku çıxışını EBV solenoid klapanını idarə edən rəqəmsal çıxış moduluna yönləndirin. Səsvermə nəticəsində təzyiq 500 ms-dən artıq (sıçrayışların qarşısının alınması müddəti) 150 psi həddini keçdikdə çıxış enerjisizləşdirilməlidir (açılma). Yokogawa ADV559-P01 Digital Output (DO) Module hibrid SIS-BPCS arxitekturalarının CENTUM tərəfində son elementlərin qoşulması üçün uyğundur.
- Addım 5 — Yokogawa CENTUM ilə inteqrasiya edin. Səsvermə nəticəsində yaranan açılma statusunu Yokogawa CENTUM operator stansiyasına ötürmək üçün Modbus TCP interfeysindən istifadə edin. Açılma şərti yarandıqdan sonra 1 saniyə ərzində SIS siqnalının CENTUM qrafikində göründüyünü təsdiqləyin. Yokogawa CENTUM VP AFV10D-S41201 Duplexed Field Control Unit etibarlı Modbus TCP şlüzünün işləməsi üçün ehtiyatlı FCU əsasını təmin edir.
SIS səsverməsinin layihələndirilməsində ümumi səhvlər (ISA-84 / IEC 61511)
ISA-84 və IEC 61511 üzrə sahə təcrübəsi bir neçə təkrarlanan layihələndirmə səhvini üzə çıxarır. Birincisi, hər üç səsvermə kanalında eyni istehsalçının sensorlarından istifadə ümumi səbəbli nasazlıq yaradır. Sensorun proqram təminatında səhv olarsa, hər üç kanal eyni vaxtda sıradan çıxa bilər. Buna görə müxtəliflik tələblərinə cavab vermək üçün iki müxtəlif istehsalçının sensorlarından istifadə edin.
İkincisi, hər üç sensor kabelinin eyni boru kanalından keçirilməsi ümumi rejimli nasazlığa səbəb olur. Həmin boru kanalında yaranan dağılma və ya yanğın nəticəsində baş verən zədələnmə ehtiyatlılığı aradan qaldıra bilər. Kabelləri ən azı 300 mm fiziki məsafə olmaqla ayrı kabel tavalarında çəkin.
Üçüncüsü, illik yoxlama sınaqlarının aparılmaması PFD hesablamasını etibarsız edir. PFD yenidən hesablanmadan yoxlama sınağı intervalı (TI) 1 ildən 3 ilə uzadılarsa, sistem artıq hədəf SIL səviyyəsinə cavab verməyə bilər.
2oo3 arxitekturalarında ümumi səbəbli nasazlıq
Ümumi səbəbli nasazlıq (CCF) səsvermə arxitekturalarının əsas zəifliyidir. CCF bir hadisənin eyni vaxtda bir neçə kanalı zəiflətməsi zamanı baş verir. Temperatur, rütubət, vibrasiya və elektromaqnit müdaxiləsi tipik CCF başladıcılarıdır.
CCF-ni azaltmaq üçün aşağıdakı sahə təcrübələrinə əməl edin. Birincisi, sensorları ayrı korpuslarda və ya texnoloji qabda fiziki cəhətdən bir-birindən uzaq yerlərdə quraşdırın. İkincisi, hər analoq giriş kanalı üçün ayrı enerji mənbələrindən istifadə edin. Yokogawa SPW481 AC Power Supply Module CENTUM I/O şkaflarında hər kanal üçün ayrıca enerji paylanmasını dəstəkləyir. Üçüncüsü, illik müxtəliflik auditləri aparın. Üç sensorun fərqli proqram təminatı versiyalarından və ya fərqli aparat reviziyalarından istifadə etdiyini təsdiqləyin.
2oo3 sistemi düzgün layihələndirildikdə, hətta 5% CCF əmsalı nəzərə alınsa belə, onun PFD-si 0,001-dən (SIL 3) aşağı qalır. CCF-nin azaldılması tədbirləri görülmədikdə effektiv PFD 3 dəfəyə qədər pisləşə və SIL tələblərinə uyğunsuzluq riski yarada bilər.
Nəticə və fəaliyyət üzrə tövsiyə
Yokogawa CENTUM ilə inteqrasiya edilmiş HIMA Safety PLC-də səsvermə məntiqi kritik texnoloji qurğular üçün etibarlı, SIL sertifikatlı mühafizə təmin edir. Lakin arxitekturanın gücü onun ən zəif layihələndirmə detalı qədərdir. Ümumi səbəbli nasazlıq, kabel marşrutlarının çəkilməsi və yoxlama sınaqlarına riayət edilməsi sahə qruplarının ən çox çatışmazlıq göstərdiyi üç sahədir.
Fəaliyyət üzrə tövsiyə: Bu rüb Təhlükəsizlik instrumentasiya sistemi (SIS) üzrə mühəndislik komandanızla səsvermə məntiqinin nəzərdən keçirilməsini planlaşdırın. Bütün 2oo3 sensor kanallarının fiziki cəhətdən ayrıldığını və ayrı enerji mənbələrinə qoşulduğunu yoxlayın. Hər hansı kanal eyni boru kanalını və ya enerji şinini paylaşırsa, növbəti təmir dayandırılmasından əvvəl çatışmazlıqlar siyahısına müvafiq bənd əlavə edin.
