HIMA Sigma S6 konfigurācija: SIL 3 drošības loģikas izveide no nulles
HIMA Sigma S6 arhitektūras pārskats
HIMA Sigma S6 ir modulārs drošības kontrolieris, kas paredzēts augstas pieejamības procesu drošības lietojumiem. Sistēma kritiskajām ieejām izmanto 2oo3 (divi no trim) balsošanas arhitektūru, bet standarta drošības funkcijām — 1oo2D (viens no diviem ar diagnostiku) arhitektūru. S6 šasija atbalsta līdz 16 I/O moduļiem vienā statnē un sazinās, izmantojot PROFIsafe, kas darbojas uz standarta PROFINET infrastruktūras.
Šajā rokasgrāmatā mēs konfigurējam HIMA S6 degļa vadības sistēmai (BMS) 40 MW gāzes turbīnu iekārtā. BMS jānodrošina SIL 2 atbilstoši standartam IEC 61511. Piemērā aplūkota arī HART raidītāju integrācija, izmantojot HIMA HI 645 analogo ieejas moduli.
Brenview HMI inženierija: projekta iestatīšana
Vispirms palaidiet Brenview HMI versiju 6.0 un izveidojiet jaunu BMS projektu. Izvēlieties HIMA S6 kā mērķa kontrolieri. Definējiet drošības zonu struktūru. HIMA S6 loģiku organizē funkcionālajos blokos (FB). Bieži izmantotie bloki ir F-Shutdown, F-Motor, F-Valve un F-Analog.
Otrkārt, piešķiriet fiziskās I/O adreses. Katram I/O modulim ir unikāla statnes un slota adrese. HI 621 digitālās ieejas modulis aizņem slotus 01–04. HI 641 analogās izejas modulis aizņem slotus 11–14. Kartējiet katru taga nosaukumu uz tā fizisko adresi I/O piešķiršanas tabulā.
F-Shutdown loģikas programmēšana HIMA Sigma S6
F-Shutdown funkcionālais bloks ir jebkuras HIMA drošības programmas kodols. Vispirms konfigurējiet atslēgšanas ieejas. Gāzes turbīnas BMS sistēmā F-Shutdown bloks uzrauga liesmas izdzišanu, pārmērīgu vibrāciju, zemu eļļas spiedienu un pārsniegtu apgriezienu ātrumu. Katra ieeja ir redundantu raidītāju 2oo3 balsošanas signāls.
Otrkārt, konfigurējiet izslēgšanas reakciju. Iestatiet F-Shutdown bloku darbībai pēc principa “spriegums atslēgšanai” (ETT). Tas nozīmē, ka vārsts tiek turēts atvērtā stāvoklī ar 24 V līdzstrāvas spriegumam pieslēgtu spoli. Drošības atslēgšanas gadījumā spole tiek atslēgta, un degvielas vārsts aizveras. Šī atteikumnoturīgā konstrukcija nodrošina, ka strāvas padeves zudums izraisa drošu stāvokli, kas nepieciešams SIL 3 lietojumiem.
1. darbība: No Brenview bibliotēkas pārvelciet F-Shutdown FB uz funkciju shēmas audekla.
2. darbība: Veiciet dubultklikšķi uz FB un konfigurējiet balsošanas struktūru: 2oo3 kritiskiem atslēgšanas signāliem, 1oo2D nekritiskiem signāliem.
3. darbība: Iestatiet pārbaudes testa intervālu uz 8760 stundām (reizi gadā) saskaņā ar SIL 2 klasifikācijas SRS.
4. darbība: Savienojiet digitālās ieejas no HI 621 moduļa ar F-Shutdown spailēm IN1, IN2 un IN3.
5. darbība: Savienojiet F-Shutdown spaili OUT ar HI 641 analogās izejas kanālu, kas kontrolē degvielas vārsta pozicionieri.
6. darbība: Lejupielādējiet kompilēto drošības programmu S6 kontrolierī un veiciet piespiedu simulācijas testu.
PROFIsafe saziņa ar ABB AC 800M kontrolieri
HIMA S6 var sazināties ar iekārtas DCS, izmantojot PROFIsafe. Šajā piemērā S6 apmainās ar atslēgšanas komandām ar ABB AC 800M, izmantojot PROFINET aizmugures kopni. Vispirms Brenview aparatūras katalogā konfigurējiet HIMA F-Host parametrus. Iestatiet PROFIsafe F-Address tā, lai tā atbilstu ABB AC 800M drošības moduļa adresei. Otrkārt, definējiet patērētāja un ražotāja datu apmaiņas apgabalus. S6 nosūta DCS 16 bitu drošības statusa vārdu, bet DCS nosūta S6 16 bitu atslēgšanas komandas vārdu.
Turklāt konfigurējiet F-Parameter kopu Brenview PROFIsafe vednī. Galvenie parametri ir F_Source_Add (HIMA S6 adrese), F_Dest_Add (ABB AC 800M adrese), F_WD_Time (sargsuņa taimauts, parasti 100 ms) un F_DataRate (250 kb/s PROFIsafe V2). Sargsuņa taimauts HIMA kontrolierī izraisa drošu stāvokli, kas ir paredzamā darbība saziņas zuduma gadījumā.
SIL 3 validācija un pārbaudes testa dokumentācija
Pēc konfigurācijas pabeigšanas inženieriem jāveic pilns funkcionālās validācijas tests atbilstoši IEC 61511 prasībām. Vispirms veiciet vienkanāla kļūmes ievadīšanas testu. Piespiediet katru ieejas kanālu kļūmes stāvoklī un pārbaudiet, vai 2oo3 balsošanas izeja darbojas atbilstoši paredzētajai atslēgšanas loģikai. Reģistrējiet atslēgšanas reakcijas laiku. HIMA Sigma S6 digitālo ieeju atslēgšanas reakcijas laiks ir mazāks par 50 ms.
Otrkārt, veiciet HART raidītāju kanālu kalibrācijas pārbaudi no gala līdz galam. Izmantojiet HART komunikatoru, lai ievadītu 4 mA un 20 mA signālu. Pārbaudiet, vai attiecīgais HIMA HI 645 modulis nolasa 0% un 100% inženiertehnisko vienību. Treškārt, dokumentējiet visus validācijas rezultātus Drošības validācijas pārskatā (SVR). SVR jāietver testa datums, testa inženiera vārds, testa aprīkojuma kalibrēšanas sertifikāti un katra testa gadījuma nokārtošanas/nenokārtošanas kritēriji.
Secinājumi un ieteikumi rīcībai
HIMA Sigma S6 nodrošina izturīgu platformu, kas spēj sasniegt SIL 3, procesu drošības lietojumiem. Brenview konfigurācijas programmatūra vienkāršo F-Shutdown loģikas programmēšanu un I/O piešķiršanu. Inženieriem FAT un SAT posmos vienmēr jāievēro IEC 61511 dzīves cikla prasības. Jaunos projektos apsveriet HIMA S6 ar integrētu Brenview HMI, lai samazinātu saskarnes sarežģītību un uzlabotu sistēmas diagnostikas pārskatāmību visā iekārtā.
Autors: Li Ming ir vecākais vadības sistēmu inženieris ar 10 gadu pieredzi drošības instrumentētajās sistēmās, degļu vadības sistēmās un turbīnu aizsardzības sistēmās elektroenerģijas ražošanas, kā arī naftas un gāzes iekārtās Ķīnā un Tuvajos Austrumos.
