Triconex un HIMA SIS integrācija: pārbaudes procedūras, kas patiešām darbojas praksē

Kāpēc pārbaudes tests ir obligāts SIL 2 un SIL 3 sistēmām

Bīstamā neatklātā kļūmes likme (λDU) ir tas, ko paredzēts risināt ar pārbaudes testiem. Triconex kontrolieri izmanto 2-no-3 (2oo3) balsošanas arhitektūru. HIMA sistēmas parasti izmanto četrkāršu redundances struktūru. Abām arhitektūrām ir viena ievainojamība: bojāts kanāls nekavējoties neizslēdz sistēmu. Tas klusē, līdz process pieprasa un bojājas otrs kanāls.

IEC 61511 nosaka pārbaudes testu intervālus, kas uztur mērķa pieprasījuma kļūmes varbūtību (PFD). SIL 3 cilpā ar PFDavg 1.0E-3 pārbaudes testa intervālam (PTI) jābūt ≤6 mēnešiem, ja tiek izmantots diagnostikas pārklājuma faktors (DC) 99%. Triconex platformas ar standarta diagnostiku parasti sasniedz DC ≥95%. HIMA HIMatrix sērija ar paplašinātām pašpārbaudes cikliem var sasniegt DC līdz 98%.

• PFDavg = λDU × MTBF/2 (vienkāršots 1oo2 arhitektūrām)
• 2oo3 gadījumā: PFDavg = 3(λDU × PTI)² / 2
• Mērķis SIL 3: PFDavg jāpaliek zem 1.0E-3

Pakāpeniska pārbaudes testa procedūra Triconex Trident / TMRX sistēmām

Invensys Triconex 9300 Safety Critical Fault Tolerant System Module un Triconex 9100 SIS modulis ir galvenās platformas TMR pārbaudes testu procedūrām, kas aprakstītas zemāk.

• 1. solis — Pārbaudiet sistēmas statusu pirms testa. Pārbaudiet Triconex galvenā procesora LED indikācijas. Zaļš = normāls stāvoklis. Dzeltens = degradēts, bet darbojas. Sarkans = aktīva kļūme. Ierakstiet trauksmes vēstures žurnālu, izmantojot TriStation 1131 programmatūru (ieteicama versija 5.0 vai jaunāka). Eksportējiet notikumu žurnālu uz laika zīmogu .tsd failu tālākai analīzei.
• 2. solis — Izolējiet drošības funkciju, neizraisot procesa izslēgšanu. Pārvietojiet attiecīgo vārstu manuālā režīmā, izmantojot HMI. Pārbaudiet, vai vārsta pozīcijas indikators Triconex I/O modulī rāda pareizi. Apstipriniet, ka analogā ieeja (AI) kanāls rāda 4.00–20.00 mA standarta spiediena pārveidotājam. Šajā posmā jāpārbauda Triconex 3503E digitālā ieejas modulis kanāla statuss.
• 3. solis — Ievadiet simulētu pieprasījuma signālu. Izmantojiet HART komunikatoru (Emerson 475 vai līdzīgu), lai ievadītu 4.00 mA (0% procesa mainīgais) un pārbaudiet, vai digitālā izeja (DO) paliek neaktivizēta. Pēc tam ievadiet 20.00 mA (100% PV) un apstipriniet, ka DO aktivizējas konfigurētajā izslēgšanas laikā. Parasts Trident kontroliera izslēgšanas laiks ir 25–50 ms, ieskaitot I/O skenēšanu. Šajā posmā pārbaudiet Triconex 3601E digitālā izejas moduļa reakciju.
• 4. solis — Izmēriet galvenā elementa reakciju. Pneimatiskam vārsta aktuatoram izmēriet laiku no 0% līdz 100% kustībai. Ierakstiet rezultātu. Salīdziniet ar FAT (fabrikas pieņemšanas testa) bāzi. Jebkāda novirze >5% no bāzes prasa izmeklēšanu pirms atjaunošanas ekspluatācijā.

HIMA HIMatrix pārbaudes tests: būtiskas atšķirības no Triconex

HIMA sistēmas izmanto atšķirīgu balsošanas filozofiju. HIMatrix F-IO moduļi atbalsta karsto nomaiņu un tiešsaistes kanālu izolāciju, neietekmējot drošības funkciju. Tas ir būtisks darbības priekšrocība salīdzinājumā ar vecākām Triconex konfigurācijām.

HIMA pārbaudes testa secība seko tai pašai loģiskajai struktūrai, bet atšķiras rīki. Inženieri izmanto HIMA Planar4 vai F-System inženiertehnisko rīku. Kanālu izolācijai izmanto iebūvēto drošinātāju un programmatūras atslēgšanas funkciju (funkcijas kods 8000 F-LAD loģikā). Dzīvā pārbaudes testa laikā nepaļaujieties uz fizisku vadu noņemšanu.

• Funkcionālais tests: pārbaudiet, vai katra drošības funkcija aktivizējas iestatītajā punktā ± toleranci
• Vizuālā pārbaude: pārbaudiet spailu pievilkšanas stingrību (griezes moments 0.5–0.8 Nm Phoenix Contact ST 4 spraudņu spailēm)
• Dokumentācija: aizpildiet pārbaudes testa ierakstu saskaņā ar IEC 61511-2 formātu, parakstiet un datējiet

Biežākās pārbaudes testa kļūmes un to risinājumi

• Kļūme 1 — DO kanāls neaktivizējas testa laikā. Parasti tas norāda uz izdegušu drošinātāju DO modulī. Triconex izmanto ārējas drošinātāju spailes. Pārbaudiet ar multimetrā diodes testēšanas režīmā. Nomaiņas drošinātājam jāatbilst nominālajam spriegumam (250 V AC) un strāvai (2 A lēni plosošs). Nepareiza drošinātāja izmantošana rada slēptu risku.
• Kļūme 2 — Analogā ieeja rāda ārpus diapazona vērtību (parasti >21.0 mA). Tas norāda uz barošanas ķēdes problēmu vai bojātu pārveidotāju. Izmēriet ķēdes spriegumu pārveidotāja galā. Divvadu pārveidotājam minimālais darba spriegums ir 10.5 V DC pie 20 mA. Ja barošana ir zem šī līmeņa, pārveidotājs nevar uzturēt 4–20 mA signālu.
• Kļūme 3 — Vārsta kustības laiks pārsniedz specifikāciju. Biežākie iemesli ir gaisa padeves spiediena kritums zem 4.5 bāriem (65 psi), vārsta stieņa iesprūšana vai nolietoti aktuatora blīvējumi. Kritiskajiem vārstiem veic pilnu aktuatora pārbaudi ik pēc 5 gadiem vai 25 000 cikliem, atkarībā, kas iestājas ātrāk.

Nobeigums un rīcības ieteikumi

Pārbaudes tests nav izvēles jautājums. Tas ir vienīgais mehānisms, kas atklāj bīstamas neatklātas kļūmes redundantu SIS arhitektūrās. Gan Triconex, gan HIMA platformas ir ļoti uzticamas, taču tām nepieciešamas disciplinētas pārbaudes testa procedūras, lai uzturētu SIL prasības. Inženieriem jādokumentē katrs tests, katra novirze un katra korektīvā darbība.

Ieplānojiet nākamo pārbaudes testu 6 mēnešu laikā SIL 3 cilpām. Pirms sākšanas pārskatiet Triconex trauksmes vēsturi. Sagatavojiet kalibrētu cilpas kalibratoru (Fluke 707 vai līdzvērtīgu) un HART komunikatoru. Nekad neizlaidiet vārsta kustības laika mērījumu. 5% novirzes slieksnis nav patvaļīgs — tas ir robeža starp funkcionālu un potenciāli bojātu drošības funkciju. Triconex 4354 augstas ātruma komunikācijas modulis atbalsta reāllaika datu eksportu pārbaudes testa žurnālam un SIL verifikācijas failu pārvaldībai.

Autors: Wang Lei ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmās.