Triconex SIS i Emerson ASCO solenoidni ventili: praktična integracija za sisteme za hitno isključivanje

Šta je solenoidni ventil u sigurnosnom instrumentisanom sistemu?

Solenoidni ventil (SOV) u sigurnosnom instrumentisanom sistemu (SIS) kontroliše dovod vazduha ili hidraulične tečnosti do automatizovanih ventila za uključivanje/isključivanje i ventila za hitno blokiranje (EBV). Kada sigurnosni PLC detektuje opasno stanje, on deaktivira solenoid. Time se aktuator odzračuje, a ventil se prebacuje u svoj bezbedni položaj pri otkazu. Ovo ponašanje se naziva deaktiviranje za aktiviranje zaštite.

U većini postrojenja za naftu i gas i hemijskih postrojenja, SIS radi nezavisno od osnovnog sistema za upravljanje procesom (BPCS). Sigurnosni kontroler Triconex (kompanije Schneider Electric) i Emerson ASCO SOV ventili predstavljaju standardnu kombinaciju u ovoj arhitekturi.

Detaljni zahtevi za SIS SOV ventile (IEC 61511 / ISA-84)

Standard IEC 61511 propisuje stroge zahteve za SIS solenoidne ventile. Prvo, SOV mora biti sertifikovan za odgovarajući nivo integriteta bezbednosti (SIL). Drugo, ventil mora biti direktnog dejstva (sa povratnom oprugom) kako bi se garantovalo bezbedno ponašanje pri gubitku napajanja. Treće, verovatnoća otkaza na zahtev (PFD) mora ispunjavati ciljni SIL nivo.

Za primenu SIL 2, ukupni PFD predajnika, sigurnosnog PLC-a i SOV-a treba da bude ispod 0,01. Za SIL 3 ciljni PFD pada ispod 0,001. Emerson ASCO ventili serija 8210 i 8260 često se koriste za SIL 2 petlje kada su pravilno projektovani.

Pored toga, ožičenje SIS-a mora biti odvojeno od ožičenja BPCS-a. Koristite odvojene kablovske police. Za SOV strujno kolo koristite oklopljeni kabl kako biste sprečili da električni šum izazove neželjena aktiviranja zaštite.

Ožičenje i konfiguracija korak po korak

U nastavku je praktičan postupak na terenu za povezivanje Emerson ASCO SOV-a sa izlaznim modulom kontrolera Triconex:

• Korak 1 — Identifikujte izlazni kanal. Pronađite digitalni izlazni modul Triconex. Potvrdite da je kanal predviđen za 24 VDC i da je nazivna struja ≥ 500 mA za ASCO kalem. DO Output Module DO3401 Invensys Triconex i Triconex 3625 Digital Output Module provereni su izbori za SIS SOV strujna kola.
• Korak 2 — Povežite SOV kalem. Povežite pozitivan provodnik sa pozitivnim priključkom DO kanala. Negativni provodnik povežite sa povratnom sabirnicom od 24 VDC. Ugradite diodu za slobodan hod paralelno sa priključcima kalema kako biste potisnuli induktivni povratni napon.
• Korak 3 — Konfigurišite izlaz u programu TriStation 1131. Podesite režim izlaza na „Deaktiviranje pri aktiviranju zaštite“ za bezbedan rad pri otkazu. Programirajte tačku podešavanja za aktiviranje zaštite u logici sigurnosnog PLC-a. Dodelite kanal odgovarajućem elementu zaštite (npr. PSAHH za vrlo visok pritisak).
• Korak 4 — Dodajte redundantnost (1oo2 glasanje). Za više SIL ciljeve koristite dva SOV ventila redno povezana (1oo2). Dvostruki izlazni modul Triconex istovremeno upravlja oba kalema. Otkaz bilo kog SOV-a u otvorenom položaju izaziva aktiviranje zaštite. Triconex 9662-810 DO Termination Panel podržava ožičenje sa 16 tačaka i 24 VDC za konfiguracije sa više SOV ventila.
• Korak 5 — Potvrdite ispravnost strujnog kola. Izvršite test simulacijom prinudnog signala. Pošaljite signal za aktiviranje zaštite iz sigurnosnog PLC-a. Potvrdite da se SOV deaktivira i da se EBV zatvara u okviru specificiranog vremena sigurnosnog isključenja (SST), obično ≤ 2 sekunde za zaštitu turbomašina.

Kako produžiti radni vek SIS solenoidnog ventila na terenu

Otkaz solenoidnog ventila jedan je od vodećih uzroka neželjenih aktiviranja zaštite u sigurnosnim instrumentisanim sistemima. Neželjeno aktiviranje zaštite rafineriju kapaciteta 100.000 barela dnevno košta približno 500.000 USD po događaju. Zato produžavanje radnog veka SOV-a direktno poboljšava pouzdanost i profitabilnost postrojenja.

Prvo, na kalem dovedite 85% nazivnog napona umesto punog napona. Time se zagrevanje kalema smanjuje za približno 28%, a termički vek namotaja kalema udvostručuje. Drugo, ugradite SOV na mesto gde temperatura okoline ostaje ispod 55 °C. Treće, koristite filtrirani dovod kako biste sprečili skokove pritiska iznad nazivnog pritiska ventila. Četvrto, obavljajte polugodišnje testiranje delimičnog hoda (PST) na EBV ventilima kako biste proverili odziv ventila bez stavljanja petlje van rada.

Otklanjanje uobičajenih kvarova SOV-a u Triconex SIS petljama

Kada sigurnosni PLC aktivira zaštitu, ali ventil ne reaguje, tehničari treba redom da provere sledeće. Prvo, multimetrom izmerite 24 VDC na priključku SOV-a. Ako je napon prisutan, kalem je u prekidu — zamenite kalem. Drugo, ako nema napona, proverite LED indikator na izlaznom modulu Triconex. Neprekidno zeleno svetlo znači da je modul pod napajanjem; žuto svetlo ukazuje na kvar na terenu. Treće, proverite celovitost kabla pomoću uređaja za ispitivanje kontinuiteta. Prekinuta odvodna žica oklopa u oklopljenom kablu može izazvati povremeni rad. Četvrto, pregledajte ručni premošćivač SOV-a. Ako ručni reset nakon održavanja nije vraćen u automatski režim, ventil neće reagovati na električne komande.

Zaključak i savet za postupanje

Integracija Emerson ASCO solenoidnih ventila sa Triconex sigurnosnim PLC-ovima čini osnovu sistema za hitno isključivanje u procesnoj industriji. Pravilno ožičenje, provera SIL nivoa i disciplinovan raspored održavanja sa testiranjem delimičnog hoda obavezni su za bezbedan i pouzdan rad postrojenja.

Savet za postupanje: Ove nedelje pregledajte aktuelne šeme ožičenja SOV ventila. Proverite da li su svi SIS solenoidni ventili povezani na namenske izlaze sigurnosnog PLC-a. Ako bilo koji SOV deli strujno kolo sa BPCS-om, odmah pokrenite zahtev za upravljanje promenama. Neželjena aktiviranja zaštite mogu se sprečiti.