Triconex пен HIMA SIS интеграциясы: Өндірісте нақты жұмыс істейтін сынақ процедуралары

Неліктен SIL 2 және SIL 3 үшін сынақ тестілеу міндетті

Қауіпті анықталмаған ақау жиілігі (λDU) – сынақ тестілері шешуге арналған мәселе. Triconex контроллерлері 2-ден 3-ке дауыс беру архитектурасын (2oo3) қолданады. HIMA жүйелері көбінесе төрттік артық құрылымдарды пайдаланады. Екі архитектураның да бір осалдығы бар: ақаулы арна жүйені дереу тоқтатпайды. Ол тыныш күтіп, екінші арна процесс талаптарына сәйкес ақау болғанша.

IEC 61511 стандартында талап етілетін ақау ықтималдығын (PFD) ұстап тұру үшін сынақ тестілеу аралықтары белгіленген. SIL 3 цикл үшін, PFDavg 1.0E-3 болғанда, диагностикалық қамту коэффициенті (DC) 99% болған жағдайда сынақ тестілеу аралығы (PTI) ≤6 ай болуы керек. Triconex платформалары стандартты диагностикамен әдетте DC ≥95% көрсетеді. HIMA HIMatrix сериясы кеңейтілген өзін-өзі тестілеу циклдерімен DC 98%-ға дейін жетеді.

• PFDavg = λDU × MTBF/2 (1oo2 архитектуралары үшін қарапайым формула)
• 2oo3 үшін: PFDavg = 3(λDU × PTI)² / 2
• Мақсат SIL 3: PFDavg 1.0E-3 төмен болуы тиіс

Triconex Trident / TMRX жүйелері үшін кезең-кезеңімен сынақ тестілеу процедурасы

Invensys Triconex 9300 Қауіпсіздікке маңызды ақауға төзімді жүйе модулі және Triconex 9100 SIS модулі төменде сипатталған TMR сынақ тестілеу процедураларының негізгі платформалары болып табылады.

• 1-қадам — Тестілеуден бұрын жүйе күйін тексеру. Triconex негізгі процессордың жарықдиодтарын қараңыз. Жасыл = қалыпты. Сары = төмендеген бірақ жұмыс істеп тұр. Қызыл = ақау белсенді. TriStation 1131 бағдарламасы арқылы дабыл тарихын тіркеңіз (5.0 немесе одан кейінгі нұсқасы ұсынылады). Оқиға журналын уақыт таңбасы бар .tsd файлына экспорттап, офлайн қарау үшін сақтаңыз.
• 2-қадам — Процесс тоқтауын шақырмай қауіпсіздік функциясын оқшаулау. Қатысты клапанды HMI арқылы қолмен басқару режиміне қойыңыз. Triconex I/O модуліндегі клапан позиция индикаторының дұрыс оқылуын тексеріңіз. Аналогтық кіріс (AI) арнасының стандартты қысым датчигі үшін 4.00–20.00 мА аралығында екенін растаңыз. Triconex 3503E сандық кіріс модулі осы кезеңде арна күйінің дұрыстығын тексеру керек.
• 3-қадам — Еліктірілген талап сигналын енгізу. HART коммуникаторы (Emerson 475 немесе ұқсас) арқылы 4.00 мА (0% процесс айнымалысы) енгізіп, сандық шығыс (DO) өшірілгенін тексеріңіз. Содан кейін 20.00 мА (100% PV) енгізіп, DO конфигурацияланған тоқтау уақыты ішінде қосылатынын растаңыз. Trident контроллерінің типтік тоқтау уақыты I/O сканерлеуді қоса алғанда 25–50 мс. Осы кезеңде Triconex 3601E сандық шығыс модулінің жауап беруін тексеріңіз.
• 4-қадам — Соңғы элементтің жауап беру уақытын өлшеу. Пневматикалық әрекеттегіш клапан үшін 0%-дан 100%-ға дейінгі жүріс уақытын өлшеңіз. Нәтижені тіркеңіз. FAT (Зауыттық қабылдау тесті) базалық көрсеткішпен салыстырыңыз. Базадан 5%-дан артық ауытқу болса, қызметке қайтармас бұрын тексеру қажет.

HIMA HIMatrix сынақ тестілеуі: Triconex-тен маңызды айырмашылықтар

HIMA жүйелері басқа дауыс беру философиясын қолданады. HIMatrix F-IO модульдері ыстық ауыстыруды және онлайн арна оқшаулауын қауіпсіздік функциясына әсер етпей қолдайды. Бұл ескі Triconex конфигурацияларына қарағанда үлкен операциялық артықшылық.

HIMA сынақ тестілеу тізбегі логикалық тұрғыдан ұқсас, бірақ құралдарымен ерекшеленеді. Инженерлер HIMA Planar4 немесе F-System инженерлік құралын пайдаланады. Арна оқшаулауы кіріктірілген сақтандырғыш пен бағдарламалық өшіру функциясын (F-LAD логикасында 8000 функция коды) қолданады. Тірі сынақ кезінде сымдарды физикалық алып тастауға сенбеңіз.

• Функционалдық тест: әр қауіпсіздік функциясының орнатылған нүктеде ± рұқсат етілген шекте іске қосылуын тексеру
• Көрнекі тексеру: терминалдардың қаттылығын тексеру (Phoenix Contact ST 4 қосылатын терминалдар үшін 0.5–0.8 Нм момент)
• Құжаттама: IEC 61511-2 форматына сәйкес сынақ тестілеу жазбасын толтырып, қол қойып, күнін белгілеу

Жиі кездесетін сынақ тестілеу ақаулары және оларды шешу жолдары

• Ақау 1 — Тестілеу кезінде DO арнасы қосылмайды. Бұл әдетте DO модуліндегі сақтандырғыштың өртенгенін білдіреді. Triconex сыртқы сақтандырғышты терминал блоктарын қолданады. Диод тест режимінде мультиметрмен тексеріңіз. Алмастыру үшін сақтандырғыштың кернеуі (250 В AC) және тогы (2 А баяу жанғыш) сәйкес болуы керек. Қате сақтандырғыш қолдану жасырын қауіп тудырады.
• Ақау 2 — Аналогтық кіріс шектен тыс оқылады (әдетте >21.0 мА). Бұл цикл қуат көзі мәселесін немесе ақаулы датчикті көрсетеді. Датчик ұшындағы цикл кернеуін өлшеңіз. 2-сымды датчик үшін 20 мА кезінде ең төменгі жұмыс кернеуі 10.5 В DC. Егер кернеу төмен болса, датчик 4–20 мА сигналын ұстай алмайды.
• Ақау 3 — Клапан жүріс уақыты спецификациядан асып кетті. Себептері: ауа қысымы 4.5 бардан (65 psi) төмендеу, клапан білігінің жабысып қалуы немесе әрекеттегіш тығыздағыштарының тозуы. Маңызды клапандар үшін толық әрекеттегіш тексерісін әр 5 жылда немесе 25 000 цикл сайын өткізу қажет, қайсысы ерте болса.

Қорытынды және іс-әрекетке кеңес

Сынақ тестілеу міндетті. Бұл артықшылықты қауіпсіздік аспаптық жүйелердегі қауіпті анықталмаған ақауларды табудың жалғыз механизмі. Triconex және HIMA платформалары өте сенімді, бірақ SIL талаптарын сақтау үшін тәртіпті сынақ тестілеу процедураларын қажет етеді. Инженерлер әр тесті, әр ауытқуды және әр түзету шарасын құжаттауы тиіс.

SIL 3 циклдер үшін келесі сынақ тестін 6 ай ішінде жоспарлаңыз. Бастамас бұрын Triconex дабыл тарихын қарап шығыңыз. Калибрленген цикл калибраторын (Fluke 707 немесе баламасы) және HART коммуникаторын дайындаңыз. Клапан жүріс уақытын өлшеуді ешқашан өткізіп алмаңыз. 5% ауытқу шегі кездейсоқ емес — бұл функционалды және потенциалды ақаулы қауіпсіздік функциясының арасындағы шекара. Triconex 4354 Жоғары жылдамдықты коммуникация модулі сынақ тестілеу журналын және SIL тексеру файлдарын нақты уақыт режимінде экспорттауды қолдайды.

Автор: Ван Лей – PLC, DCS және басқару жүйелері саласында 10 жылдан астам тәжірибесі бар өнеркәсіптік автоматтандыру инженері.