Triconex SIS és Emerson ASCO mágnesszelepek: Gyakorlati integráció vészleállító rendszerekhez

Mi az a mágnesszelep egy biztonsági műszeres rendszerben?

A biztonsági műszeres rendszerben (SIS) használt mágnesszelep (SOV) szabályozza az automatizált nyitó/záró szelepek és a vészblokkoló szelepek (EBV) levegő- vagy hidraulikaellátását. Amikor a Safety PLC veszélyes állapotot észlel, feszültségmentesíti a mágnesszelepet. Ez légteleníti a működtetőt, és a szelep biztonsági helyzetbe áll. Ezt a működést kioldás feszültségmentesítéssel elvnek nevezik.

A legtöbb olaj- és gázipari, valamint vegyipari üzemben az SIS a folyamatirányító alaprendszertől (BPCS) függetlenül működik. Ebben az architektúrában a Schneider Electric Triconex biztonsági vezérlői és az Emerson ASCO SOV-k iparági szabványos párosítást alkotnak.

Az SIS SOV-k követelményei részletesen (IEC 61511 / ISA-84)

Az IEC 61511 szabvány szigorú követelményeket határoz meg az SIS mágnesszelepeire. Először is, az SOV-nak rendelkeznie kell a megfelelő biztonsági integritási szinthez (SIL) szükséges tanúsítással. Másodszor, a szelepnek közvetlen működésűnek (rugó-visszatérítésűnek) kell lennie, hogy áramkimaradás esetén is garantálja a biztonságos működést. Harmadszor, az igény szerinti meghibásodás valószínűségének (PFD) meg kell felelnie a célként meghatározott SIL-szintnek.

SIL 2 alkalmazás esetén az adó, a Safety PLC és az SOV együttes PFD-értékének 0,01 alatt kell maradnia. SIL 3 esetén a célérték 0,001 alá csökken. Az Emerson ASCO 8210-es és 8260-as sorozatú szelepeit megfelelő tervezés esetén gyakran használják SIL 2 hurkokban.

Ezenfelül az SIS-vezetékezést el kell választani a BPCS-vezetékezéstől. Használjon külön kábelcsatornákat. Az elektromos zaj által kiváltott téves kioldások megelőzése érdekében árnyékolt kábelt alkalmazzon az SOV áramköréhez.

Lépésről lépésre: vezetékezés és konfigurálás

Az alábbiakban egy Emerson ASCO SOV Triconex vezérlő kimeneti moduljához történő vezetékezésének gyakorlati helyszíni eljárása olvasható:

• 1. lépés — Azonosítsa a kimeneti csatornát. Keresse meg a Triconex diszkrét kimeneti modulját. Ellenőrizze, hogy a csatorna 24 VDC feszültségre és az ASCO tekercséhez legalább 500 mA áramerősségre van-e méretezve. A DO Output Module DO3401 Invensys Triconex és a Triconex 3625 Digital Output Module bevált választás SIS SOV-áramkörökhöz.
• 2. lépés — Kösse be az SOV tekercsét. Csatlakoztassa a pozitív vezetéket a DO-csatorna pozitív kapcsához. Csatlakoztassa a negatív vezetéket a 24 VDC visszatérő sínéhez. Az induktív visszarúgás elnyomására szereljen szabadon futó diódát a tekercs kapcsai közé.
• 3. lépés — Konfigurálja a kimenetet a TriStation 1131-ben. A biztonságos működés érdekében állítsa a kimeneti módot „Kioldáskor feszültségmentesítés” értékre. Programozza be a kioldási alapértéket a Safety PLC logikájába. Rendelje hozzá a csatornát a megfelelő kioldási elemhez (például a magas-magas nyomású PSAHH-hoz).
• 4. lépés — Adjon hozzá redundanciát (1oo2-szavazás). Magasabb SIL-célértékek esetén használjon két sorba kapcsolt SOV-t (1oo2). A Triconex kettős kimeneti modulja mindkét tekercset egyidejűleg vezérli. Bármelyik SOV nyitott állapotban történő meghibásodása kioldást okoz. A Triconex 9662-810 DO Termination Panel 16 pontos, 24 VDC-s vezetékezést támogat több SOV-t tartalmazó konfigurációkhoz.
• 5. lépés — Ellenőrizze az áramkört. Végezzen kényszerített szimulációs tesztet. Adjon kioldási jelet a Safety PLC-ből. Ellenőrizze, hogy az SOV feszültségmentesül-e, és az EBV a megadott biztonsági leállási időn (SST) belül zár-e; turbógépes védelem esetén ez jellemzően ≤ 2 másodperc.

Az SIS mágnesszelep élettartamának növelése a helyszínen

A mágnesszelep meghibásodása a biztonsági műszeres rendszerekben a téves kioldások egyik vezető oka. Egy téves kioldás egy napi 100 000 hordó kapacitású finomítóban eseményenként körülbelül 500 000 dollár veszteséget okoz. Ezért az SOV élettartamának növelése közvetlenül javítja az üzem megbízhatóságát és jövedelmezőségét.

Először a tekercsre a névleges feszültség teljes értéke helyett annak 85%-át kapcsolja. Ez körülbelül 28%-kal csökkenti a tekercs melegedését, és megduplázza a tekercselés termikus élettartamát. Másodszor, az SOV-t olyan helyre telepítse, ahol a környezeti hőmérséklet 55 °C alatt marad. Harmadszor, használjon szűrt tápellátást, hogy megakadályozza a szelep névleges nyomását meghaladó nyomáscsúcsokat. Negyedszer, félévente végezzen részleges löketvizsgálatot (PST) az EBV-ken a szelep működőképességének ellenőrzésére, anélkül hogy a hurkot ki kellene vonni az üzemből.

A gyakori SOV-meghibásodások elhárítása Triconex SIS-hurkokban

Ha a Safety PLC kioldást kezdeményez, de a szelep nem reagál, a technikusoknak a következőket kell sorrendben ellenőrizniük. Először multiméterrel mérjék meg a 24 VDC feszültséget az SOV kapcsán. Ha van feszültség, a tekercs szakadt — cseréljék ki a tekercset. Másodszor, ha nem mérhető feszültség, ellenőrizzék a Triconex kimeneti modul LED-jét. A folyamatosan zölden világító LED azt jelenti, hogy a modul feszültség alatt van; a borostyánsárga LED terepi hibát jelez. Harmadszor, folytonosságvizsgálóval ellenőrizzék a kábel épségét. Az árnyékolt kábel megszakadt árnyékolás-levezető vezetéke időszakos működési hibát okozhat. Negyedszer, vizsgálják meg az SOV kézi felülvezérlését. Ha karbantartás után a kézi visszaállítást nem állították vissza automatikus módba, a szelep nem fog reagálni az elektromos parancsokra.

Összegzés és teendők

Az Emerson ASCO mágnesszelepek és a Triconex Safety PLC-k integrációja képezi a folyamatipari vészleállító rendszerek gerincét. A megfelelő vezetékezés, a SIL-ellenőrzés és a részleges löketvizsgálatok fegyelmezett karbantartási ütemezése elengedhetetlen a biztonságos és megbízható üzemeltetéshez.

Teendő: Ezen a héten vizsgálja felül az aktuális SOV-vezetékezési rajzokat. Ellenőrizze, hogy minden SIS mágnesszelep dedikált Safety PLC-kimenetre csatlakozik-e. Ha bármelyik SOV közös áramkört használ a BPCS-sel, azonnal kezdeményezzen változáskezelési kérelmet. A téves kioldások megelőzhetők.