Triconex SIS un Emerson ASCO solenoīdvārsti: praktiska integrācija avārijas izslēgšanas sistēmās

Kas ir solenoīda vārsts drošības instrumentētajā sistēmā?

Solenoīda vārsts (SOV) drošības instrumentētajā sistēmā (SIS) kontrolē gaisa vai hidrauliskā šķidruma padevi automatizētiem ieslēgšanas/izslēgšanas vārstiem un avārijas noslēgvārstiem (EBV). Kad drošības PLC konstatē bīstamu stāvokli, tas atslēdz solenoīda barošanu. Tādējādi no izpildmehānisma tiek atgaisots spiediens, un vārsts pārslēdzas drošas atteices stāvoklī. Šo darbību sauc par atvienošanu, lai izraisītu nostrādi.

Lielākajā daļā naftas, gāzes un ķīmiskās rūpnīcas procesu SIS darbojas neatkarīgi no pamata procesa vadības sistēmas (BPCS). Triconex drošības kontrolieris (Schneider Electric) un Emerson ASCO SOV vārsti šādā arhitektūrā ir nozares standarta kombinācija.

SIS SOV prasības detalizēti (IEC 61511 / ISA-84)

IEC 61511 standarts nosaka stingras prasības SIS solenoīda vārstiem. Pirmkārt, SOV jābūt sertificētam atbilstošajam drošības integritātes līmenim (SIL). Otrkārt, vārstam jābūt tiešās darbības vārstam ar atsperes atgriešanu, lai garantētu drošu atteici elektroapgādes zuduma gadījumā. Treškārt, atteices varbūtībai pēc pieprasījuma (PFD) jāatbilst mērķa SIL līmenim.

SIL 2 lietojumā kopējai raidītāja, drošības PLC un SOV PFD vērtībai jābūt mazākai par 0,01. SIL 3 gadījumā mērķa PFD samazinās zem 0,001. Emerson ASCO Series 8210 un 8260 vārstus parasti izmanto SIL 2 kontūrās, ja tās ir atbilstoši projektētas.

Turklāt SIS vadojums ir jānodala no BPCS vadojuma. Izmantojiet atsevišķas kabeļu renes. SOV ķēdei izmantojiet ekranētu kabeli, lai novērstu elektriskos traucējumus, kas var izraisīt viltus nostrādes.

Vadošanas un konfigurēšanas instrukcija pa soļiem

Šeit aprakstīta praktiska procedūra Emerson ASCO SOV pievienošanai Triconex kontroliera izejas modulim:

• 1. solis — identificējiet izejas kanālu. Atrodiet Triconex diskrēto izejas moduli. Pārliecinieties, ka kanāls ir paredzēts 24 V līdzstrāvai un tā nominālā strāva ir ≥ 500 mA ASCO spolei. DO Output Module DO3401 Invensys Triconex un Triconex 3625 Digital Output Module ir pārbaudīta izvēle SIS SOV ķēdēm.
• 2. solis — pievienojiet SOV spoli. Pievienojiet pozitīvo vadu DO kanāla pozitīvajai spailei. Pievienojiet negatīvo vadu 24 V līdzstrāvas atgriezes kopnei. Lai slāpētu induktīvo pārspriegumu, paralēli spoles spailēm uzstādiet brīvgaitas diodi.
• 3. solis — konfigurējiet izeju TriStation 1131. Iestatiet izejas režīmu uz “Atvienot barošanu nostrādes gadījumā”, lai nodrošinātu drošu atteici. Ieprogrammējiet nostrādes iestatīto vērtību drošības PLC loģikā. Piešķiriet kanālu attiecīgajam nostrādes elementam (piemēram, augsta–augsta spiediena PSAHH).
• 4. solis — pievienojiet redundanci (1oo2 balsošana). Augstākiem SIL mērķiem izmantojiet divus virknē savienotus SOV (1oo2). Triconex divu izeju modulis vienlaikus vada abas spoles. Jebkura SOV palikšana atvērtā stāvoklī izraisa nostrādi. Triconex 9662-810 DO Termination Panel atbalsta 16 punktu 24 V līdzstrāvas vadojumu vairāku SOV konfigurācijām.
• 5. solis — pārbaudiet ķēdi. Veiciet piespiedu simulācijas testu. Ievadiet nostrādes signālu no drošības PLC. Pārliecinieties, ka SOV atslēdzas un EBV aizveras noteiktajā drošības izslēgšanas laikā (SST), kas turbomašīnu aizsardzībai parasti ir ≤ 2 sekundes.

Kā pagarināt SIS solenoīda vārsta kalpošanas laiku ekspluatācijā

Solenoīda vārsta atteice ir viens no galvenajiem viltus nostrāžu cēloņiem drošības instrumentētajās sistēmās. Viltus nostrāde naftas pārstrādes rūpnīcai ar jaudu 100 000 barelu dienā maksā aptuveni 500 000 ASV dolāru par katru gadījumu. Tāpēc SOV kalpošanas laika pagarināšana tieši uzlabo rūpnīcas uzticamību un rentabilitāti.

Pirmkārt, spolei pilna sprieguma vietā pievadiet 85% no nominālā sprieguma. Tas samazina spoles sakaršanu aptuveni par 28% un divkāršo tinuma termisko kalpošanas laiku. Otrkārt, uzstādiet SOV vietā, kur apkārtējās vides temperatūra nepārsniedz 55 °C. Treškārt, izmantojiet filtrētu padevi, lai novērstu spiediena pārspriegumus virs vārsta nominālā spiediena. Ceturtkārt, reizi pusgadā veiciet daļējas gājiena testēšanu (PST) EBV, lai pārbaudītu vārsta reakciju, neizslēdzot kontūru no ekspluatācijas.

Triconex SIS kontūru biežāko SOV atteiču novēršana

Kad drošības PLC izraisa nostrādi, bet vārsts nereaģē, tehniķiem secīgi jāpārbauda tālāk norādītais. Vispirms ar multimetru izmēriet 24 V līdzstrāvu pie SOV spailes. Ja spriegums ir klātesošs, spolē ir pārtraukums — nomainiet spoli. Otrkārt, ja sprieguma nav, pārbaudiet Triconex izejas moduļa LED indikatoru. Nepārtraukti degošs zaļš LED nozīmē, ka modulim ir ieslēgta barošana; dzintara krāsas LED norāda uz lauka kļūmi. Treškārt, pārbaudiet kabeļa nepārtrauktību, izmantojot nepārtrauktības testeri. Pārrauts ekranējuma drenāžas vads ekranētajā kabelī var izraisīt periodisku darbību. Ceturtkārt, pārbaudiet SOV manuālo vadību. Ja pēc apkopes manuālā atiestatīšana nav pārslēgta atpakaļ automātiskajā režīmā, vārsts nereaģēs uz elektriskajām komandām.

Secinājumi un ieteikumi rīcībai

Emerson ASCO solenoīda vārstu integrācija ar Triconex drošības PLC veido avārijas izslēgšanas sistēmu pamatu procesu rūpniecībā. Pareizs vadojums, SIL verifikācija un disciplinēts daļējas gājiena testēšanas apkopes grafiks ir obligāti nosacījumi drošai un uzticamai rūpnīcas darbībai.

Ieteikums rīcībai: Šonedēļ pārskatiet pašreizējās SOV vadojuma shēmas. Pārliecinieties, ka visi SIS solenoīda vārsti ir pievienoti atsevišķām drošības PLC izejām. Ja kādam SOV ir kopīga ķēde ar BPCS, nekavējoties iesniedziet izmaiņu pārvaldības pieprasījumu. No viltus nostrādes var izvairīties.