Emerson DeltaV SIS ыстық резервтік ауысу және сканерлеу уақытын оңтайландыру

SIS архитектураларында ыстық резервтің маңызы

Қауіпсіздік аспаптық жүйесі өз анықталған процесс қауіпсіздігі уақыты (PST) ішінде жауап беруі тиіс. Emerson DeltaV SIS SLS 1508 логикалық шешушісі 1oo2D аппараттық архитектурасын қолданады, онда негізгі процессормен бірге ыстық резервтік процессор жұптасады. Екі процессор да бірдей логиканы үздіксіз орындайды. Ауыстыру 100 мс ішінде жүзеге асады, бұл IEC 61511 11.9 тармағындағы SIL 2 циклдері үшін қолжетімділік талаптарына сай келеді.

Алайда, дұрыс бапталмаған жағдайда, басқаруды бұзатын және жалған дабылдарды тудыратын қажетсіз ауыстырулар орын алады. Негізгі себеп көбінесе дұрыс бапталмаған бақылаушы таймер немесе сканерлеу уақытының тым ұзақ болуы. Бір ESD шкафындағы Honeywell Safety Manager SC пен DeltaV SIS арасындағы жүрек соғу интервалдарының сәйкес келмеуі іске қосылғаннан кейін бірнеше апта ішінде жалған диагностика сәйкессіздігі дабылдарын тудыруы мүмкін.

SLS 1508 Қос процессорлы синхрондау архитектурасы

SLS 1508 екі CPU-дан тұрады: CPU-A (негізгі) және CPU-B (резерв). Олар 100 Мбит/с жылдамдықтағы синхрондау шинаны ортақ пайдаланады. Әр сканерлеу циклінде CPU-A өзінің I/O кестесін CPU-B-ге жазады. CPU-B келген деректерді өзінің сканерлеу нәтижесімен салыстырады. Кез келген сәйкессіздік кезінде сәйкессіздік санағы артады. Бақылаушы санағы конфигурацияланған шектен асқанда ауыстыруды іске қосады.

Жабдықты іске қосу кезінде тексерілетін негізгі параметрлер:

• Бақылаушы таймер уақыты: әдепкі 500 мс, SIL 2 PST < 2 с үшін ең аз 200 мс
• Синхрондау сәйкессіздігі шегі: ауыстыруға дейін 3 қатарынан сәйкессіздік әдепкі мәні
• CPU-B сканерлеу ығысуы: CPU-A-ға қатысты 10 мс-ден аспауы тиіс
• Жадтың тексеру сомасы аралығы: қолданба кодының тұтастығын тексеру үшін әр 60 с сайын

Бұл параметрлерді DeltaV Explorer-де SLS Controller Properties бөлімінде табуға болады. PST 1.5 с болғанда бақылаушыны 400 мс-ке орнатыңыз. Бұл ақауды анықтағаннан кейін соңғы элемент жауап беруі тиіс уақытқа дейін 1.1 с маржа береді.

Сканерлеу уақыты бюджеті және IEC 61511 сәйкестігі

IEC 61511 11.7.5 тармағы логикалық шешушінің сканерлеу уақыты PST-тің оннан бірінен аспауы тиіс деп талап етеді. PST 2 с болғанда максималды сканерлеу уақыты 200 мс. DeltaV SIS әдетте SIL 2 үшін 100 мс, SIL 1 үшін 250 мс жылдамдықпен жұмыс істейді. Нақты сканерлеу уақытын DeltaV Diagnostics бөліміндегі Controller Performance-тан тексеріңіз.

• 1-қадам: DeltaV Explorer-ді ашыңыз. SLS Controller → Module Properties → Scan Statistics бөліміне өтіңіз.
• 2-қадам: 24 сағаттық кезеңдегі максималды сканерлеу уақытын тіркеңіз. Ауыстыру кезіндегі шыңдарды қосыңыз.
• 3-қадам: Жеке 5 мс-ден артық уақыт жұмсайтын функция блоктарын анықтаңыз. Олар бөлуге үміткерлер.
• 4-қадам: Қауіпсіздікке қатысы жоқ логикалық блоктарды (мысалы, себеп-салдар матрицасын есептеуге арналған көмекшілер) DeltaV CHARM I/O контроллеріне ауыстырыңыз.
• 5-қадам: Қайта бөлу соңында сканерлеу уақытын қайта тексеріңіз. Ол 180 мс-ден төмен және 10% маржамен болуын растаңыз.

Ауыстыру ақауын оқшаулау: бес қадамдық процедура

Қажетсіз ауыстырулар DeltaV Event Chronicle-де 10 деңгейлі ауырлықпен жазылады. Негізгі себепті анықтау үшін келесі процедураны қолданыңыз:

• 1-қадам: Ауыстырудан 30 минут бұрынғы Event Chronicle-ды экспорттаңыз. Дереккөз ретінде SLS Controller-ді сүзгіден өткізіңіз. Сәйкессіздік санағының өсуі мен CPU температура дабылдарын іздеңіз.
• 2-қадам: SLS 1508 артқы панельдегі P1 және P2 терминалдарындағы 24 VDC қорек кернеуін тексеріңіз. Қабылданатын диапазон 21.6–26.4 VDC. 22 VDC-ден төмен кернеу синхрондау шинасының қателіктерін тудырады.
• 3-қадам: Екі CPU картасы арасындағы синхрондау шинасының кабелін тексеріңіз. DeltaV SIS арнайы таспа кабелін қолданады. Карта шетіндегі коннектордағы иілген пиндерді қараңыз. 1 және 16 пин арасындағы кедергі 5 Ω-ден асса, ауыстырыңыз.
• 4-қадам: I/O сәйкессіздік журналын қараңыз. Қайталанып шығатын нақты кіріс каналы өрістік құрылғының ақауы немесе бос жалғану екенін білдіреді. Қатысты DIN рельстік терминал блогын тотығу үшін тексеріңіз.
• 5-қадам: Екі CPU-дағы микробағдарламаның нұсқаларының сәйкес келуін растаңыз. SLS Controller Properties → Diagnostics → Firmware Version бөліміне өтіңіз. Нұсқалардың сәйкес келмеуі минутына 1–2 төмен деңгейлі сәйкессіздіктерді үзіліссіз тудырады.

Ұзартылған сканерлеу уақыттарының PFDavg-қа әсері

IEC 61511 бюджетінен асып кеткен сканерлеу уақыты дереу тоқтауға себеп болмайды. Алайда, ол SIL тексеру есептеуінде диагностикалық қамту кредитін үлкейтіп жібереді. Emerson SLS 1508 диагностикалық қамтуын 99% (DC = 0.99) деп бағалайды, тек сканерлеу уақыты белгіленген мәннен аспаған жағдайда. Егер SIL 2 циклінде 1 жылдық дәлелдеу тесті аралығы (Ti = 8,760 сағ) және λDU = 2×10⁻⁶/сағ болғанда сканерлеу уақыты 200 мс-ден асса, PFDavg 0.0088-ден шамамен 0.0115-ке көтеріледі — бұл SIL 2 жоғарғы шегі 0.01-ден асып кетеді.

Honeywell Safety Manager SC орнатылымдары көбінесе DeltaV SIS-пен бір ESD шкафында қатар жұмыс істейді. Safety Manager әдепкі бойынша 200 мс тапсырма циклін қолданады. Екі жүйенің бірдей NTP уақыт көзін пайдаланғанына көз жеткізіңіз — OT желісінде stratum 1 GPS-бақыланатын сағат қолданыңыз. Екі SIS жүйесі арасындағы 50 мс-ден асатын уақыт айырмашылығы оқиғалар тізбегінің журналында бастау себептері мен соңғы элемент жауаптарының дұрыс реттелмеуіне әкеледі.

Қорытынды және іс-шаралар бойынша кеңес

Emerson DeltaV SIS ыстық резервтік өнімділігі үш факторға тәуелді: бақылаушы таймерінің сәйкестігі, сканерлеу уақыты бюджетін сақтау және синхрондау шинасының тұтастығы. Соңғы қабылдаудан бұрын 24 сағаттық сканерлеу уақытының базалық деңгейін алыңыз. Екі CPU-да сәйкессіздік шегі мен микробағдарлама нұсқасының бірдей екеніне көз жеткізіңіз. CPU пайдалану 80%-дан асса, функция блоктарын қайта таратыңыз. Артқы панельдегі 24 VDC қорек көзін тексеріңіз. Бұл қадамдар SIL 2 PFDavg есептеуіңізді қорғайды және өндірістегі қажетсіз ауыстыруларды болдырмайды. IEC 61511 16.3 тармағына сәйкес барлық параметр өзгерістерін бастапқы және соңғы күйінде құжаттаңыз.

Автор: Чен Хао — PLC, DCS және басқару жүйелері саласында 10 жылдан астам тәжірибесі бар өнеркәсіптік автоматтандыру инженері.