HIMA Sigma S6 конфигурациясы: SIL 3 қауіпсіздік логикасын нөлден құру

HIMA Sigma S6 архитектурасына шолу

HIMA Sigma S6 — қолжетімділігі жоғары технологиялық қауіпсіздік қолданбаларына арналған модульдік қауіпсіздік контроллері. Жүйе маңызды кірістер үшін 2oo3 (үштен екеу) дауыс беру архитектурасын, ал стандартты қауіпсіздік функциялары үшін 1oo2D (екеудің біреуі, диагностикамен) архитектурасын қолданады. S6 шассиі әр тірекке 16 I/O модуліне дейін қолдайды және стандартты PROFINET инфрақұрылымы арқылы PROFIsafe көмегімен байланысады.

Бұл нұсқаулықта қуаты 40 MW газ турбиналы қондырғыдағы оттықты басқару жүйесіне (BMS) арналған HIMA S6 конфигурацияланады. BMS IEC 61511 стандартына сәйкес SIL 2 деңгейіне жетуі тиіс. Мысалда HIMA HI 645 аналогтық кіріс модулі арқылы HART таратқыштарын біріктіру де қарастырылады.

Brenview HMI инженериясы: жобаны баптау

Алдымен Brenview HMI 6.0 нұсқасын іске қосып, жаңа BMS жобасын жасаңыз. Мақсатты контроллер ретінде HIMA S6 құрылғысын таңдаңыз. Қауіпсіздік аймақтарының құрылымын анықтаңыз. HIMA S6 логиканы Function Blocks (FBs) ішінде ұйымдастырады. Жиі қолданылатын блоктарға F-Shutdown, F-Motor, F-Valve және F-Analog жатады.

Екіншіден, физикалық I/O мекенжайларын тағайындаңыз. Әрбір I/O модулінің бірегей тірек және слот мекенжайы болады. HI 621 цифрлық кіріс модулі 01–04 слоттарын алады. HI 641 аналогтық шығыс модулі 11–14 слоттарын алады. I/O тағайындау кестесінде әр тег атауын оның физикалық мекенжайымен сәйкестендіріңіз.

HIMA Sigma S6 жүйесінде F-Shutdown логикасын бағдарламалау

F-Shutdown функционалдық блогы кез келген HIMA қауіпсіздік бағдарламасының өзегі болып табылады. Алдымен ажырату кірістерін баптаңыз. Газ турбинасының BMS жүйесінде F-Shutdown блогы жалынның өшуін, шамадан тыс дірілді, май қысымының төмендігін және шамадан тыс айналу жылдамдығын бақылайды. Әрбір кіріс — резервтелген таратқыштардан келетін 2oo3 дауыс берілген сигналы.

Екіншіден, ажыратуға жауап әрекетін баптаңыз. F-Shutdown блогын ажыратуға қуат берілетін (ETT) режиміне орнатыңыз. Бұл клапанның 24 V DC кернеуі берілген катушка арқылы ашық күйде ұсталуын білдіреді. Қауіпсіздік бойынша ажырату кезінде катушка кернеусізденіп, отын клапаны жабылады. Бұл ақау қауіпсіздігі бар құрылым қуат жоғалған жағдайда қауіпсіз күйге өтуді қамтамасыз етеді, ал бұл SIL 3 қолданбалары үшін талап етіледі.

1-қадам: Brenview кітапханасынан F-Shutdown FB блогын функциялар диаграммасының кенеп аймағына сүйреп апарыңыз.

2-қадам: FB блогын екі рет басып, дауыс беру құрылымын баптаңыз: маңызды ажыратулар үшін 2oo3, маңызды емес ажыратулар үшін 1oo2D.

3-қадам: SIL 2 жіктеуіне арналған SRS құжатына сәйкес Proof Test Interval параметрін 8760 сағатқа (жылына бір рет) орнатыңыз.

4-қадам: HI 621 модулінің цифрлық кірістерін F-Shutdown блогының IN1, IN2 және IN3 терминалдарына қосыңыз.

5-қадам: F-Shutdown OUT терминалын отын клапанының позиционерін басқаратын HI 641 аналогтық шығыс арнасына қосыңыз.

6-қадам: Құрастырылған қауіпсіздік бағдарламасын S6 контроллеріне жүктеп, мәжбүрлі модельдеу сынағын орындаңыз.

ABB AC 800M контроллерімен PROFIsafe арқылы байланыс

HIMA S6 қондырғының DCS жүйесімен PROFIsafe арқылы байланыса алады. Бұл мысалда S6 ABB AC 800M жүйесімен PROFINET шинасы арқылы ажырату командаларымен алмасады. Алдымен Brenview аппараттық каталогында HIMA F-Host параметрлерін баптаңыз. PROFIsafe F-Address параметрін ABB AC 800M қауіпсіздік модулінің мекенжайына сәйкес орнатыңыз. Екіншіден, тұтынушы және өндіруші деректер алмасу аймақтарын анықтаңыз. S6 жүйесі DCS-ке 16 биттік қауіпсіздік күйі сөзін жібереді, ал DCS S6 жүйесіне 16 биттік ажырату командасы сөзін жібереді.

Сонымен қатар Brenview PROFIsafe шеберінде F-Parameter жиынын баптаңыз. Негізгі параметрлерге F_Source_Add (HIMA S6 мекенжайы), F_Dest_Add (ABB AC 800M мекенжайы), F_WD_Time (бақылау таймерінің үзілу уақыты, әдетте 100 мс) және F_DataRate (PROFIsafe V2 үшін 250 кбит/с) жатады. Бақылау таймерінің үзілуі HIMA контроллерінің қауіпсіз күйге өтуіне себеп болады, бұл байланыс жоғалған жағдайда күтілетін әрекет болып табылады.

SIL 3 валидациясы және сынақ құжаттамасы

Конфигурация аяқталғаннан кейін инженерлер IEC 61511 талаптарына сәйкес толық функционалдық валидация сынағын орындауы тиіс. Алдымен бір арналы ақауды енгізу сынағын орындаңыз. Әрбір кіріс арнасын ақау күйіне мәжбүрлі түрде орнатып, 2oo3 дауыс берілген шығыстың күтілетін ажырату логикасына сәйкес келетінін тексеріңіз. Ажыратуға жауап беру уақытын тіркеңіз. HIMA Sigma S6 цифрлық кірістер үшін 50 мс-тан аз ажыратуға жауап беру уақытына қол жеткізеді.

Екіншіден, HART таратқыш арналарының соңынан соңына дейінгі калибрлеу тексерісін орындаңыз. 4 mA және 20 mA сигналдарын енгізу үшін HART коммуникаторын пайдаланыңыз. HIMA HI 645 модулінің сәйкесінше 0% және 100% инженерлік бірліктерді көрсететінін тексеріңіз. Үшіншіден, барлық валидация нәтижелерін Safety Validation Report (SVR) құжатына енгізіңіз. SVR құжатында сынақ күні, сынақты орындаған инженердің аты-жөні, сынақ жабдығының калибрлеу сертификаттары және әрбір сынақ жағдайына арналған өту/өтпеу критерийлері болуы тиіс.

Қорытынды және әрекет бойынша кеңес

HIMA Sigma S6 технологиялық қауіпсіздік қолданбаларына арналған SIL 3 деңгейін қолдайтын сенімді платформа ұсынады. Brenview конфигурациялау бағдарламалық құралы F-Shutdown логикасын бағдарламалауды және I/O тағайындауды жеңілдетеді. Инженерлер FAT және SAT кезеңдерінде IEC 61511 өмірлік цикл талаптарын әрдайым сақтауы керек. Жаңа жобалар үшін интерфейс күрделілігін азайтып, бүкіл қондырғы бойынша жүйе диагностикасының көрінуін жақсарту мақсатында біріктірілген Brenview HMI бар HIMA S6 жүйесін қарастырыңыз.

Автор: Li Ming — Қытай мен Таяу Шығыстағы электр энергиясын өндіру және мұнай-газ нысандарына арналған қауіпсіздік аспаптық жүйелері, оттықты басқару жүйелері және турбиналарды қорғау жүйелері саласында 10 жылдық тәжірибесі бар аға басқару жүйелері инженері.