HIMA Sigma S6 Yapılandırması: SIL 3 Güvenlik Mantığını Sıfırdan Oluşturma
HIMA Sigma S6 Mimarisi Genel Bakış
HIMA Sigma S6, yüksek kullanılabilirlik gerektiren proses güvenliği uygulamaları için tasarlanmış modüler bir güvenlik kontrolörüdür. Sistem, kritik girişler için 2oo3 (üçte ikiden ikisi) oylama mimarisi ve standart güvenlik işlevleri için 1oo2D (ikiden biri, tanılamalı) mimarisi kullanır. S6 şasisi, raf başına en fazla 16 G/Ç modülünü destekler ve standart PROFINET altyapısı üzerinden PROFIsafe ile iletişim kurar.
Bu kılavuzda, 40 MW gücündeki bir gaz türbini tesisindeki yakıcı yönetim sistemi (BMS) için bir HIMA S6 yapılandırıyoruz. BMS, IEC 61511 uyarınca SIL 2 seviyesine ulaşmalıdır. Örnek ayrıca HIMA HI 645 analog giriş modülü üzerinden HART transmiteri entegrasyonunu da kapsar.
Brenview HMI Mühendisliği: Proje Kurulumu
Öncelikle Brenview HMI 6.0 sürümünü başlatın ve yeni bir BMS projesi oluşturun. Hedef kontrolör olarak HIMA S6'yı seçin. Güvenlik bölgesi yapısını tanımlayın. HIMA S6, mantığı İşlev Blokları (FB'ler) içinde düzenler. Yaygın bloklar arasında F-Shutdown, F-Motor, F-Valve ve F-Analog bulunur.
İkinci olarak fiziksel G/Ç adreslerini atayın. Her G/Ç modülünün benzersiz bir raf ve yuva adresi vardır. HI 621 dijital giriş modülü 01–04 yuvalarını kullanır. HI 641 analog çıkış modülü 11–14 yuvalarını kullanır. Her etiket adını G/Ç atama tablosunda fiziksel adresiyle eşleştirin.
HIMA Sigma S6'da F-Shutdown Mantık Programlama
F-Shutdown işlev bloğu, her HIMA güvenlik programının temelidir. Öncelikle açma sinyali girişlerini yapılandırın. Bir gaz türbini BMS'sinde F-Shutdown bloğu alev kaybını, aşırı titreşimi, düşük yağ basıncını ve aşırı devri izler. Her giriş, yedekli transmiterlerden gelen oylanmış bir 2oo3 sinyalidir.
İkinci olarak kapatma tepkisini yapılandırın. F-Shutdown bloğunu enerjilendirmeyle açma (ETT) olarak ayarlayın. Bu, vananın 24 V DC ile enerjilendirilen bir bobin tarafından açık tutulduğu anlamına gelir. Güvenlik açması durumunda bobinin enerjisi kesilir ve yakıt vanası kapanır. Bu arızaya karşı güvenli tasarım, güç kaybının güvenli bir durumu tetiklemesini sağlar; bu, SIL 3 uygulamaları için gereklidir.
Adım 1: Brenview kitaplığından F-Shutdown FB'sini işlev şeması tuvaline sürükleyin.
Adım 2: FB'ye çift tıklayın ve oylama yapısını yapılandırın: kritik açmalar için 2oo3, kritik olmayanlar için 1oo2D.
Adım 3: SIL 2 sınıflandırması için SRS uyarınca Kanıtlama Testi Aralığını 8760 saat (yıllık) olarak ayarlayın.
Adım 4: HI 621 modülündeki dijital girişleri F-Shutdown IN1, IN2 ve IN3 terminallerine bağlayın.
Adım 5: F-Shutdown OUT terminalini, yakıt vanası konumlayıcısını kontrol eden HI 641 analog çıkış kanalına bağlayın.
Adım 6: Derlenmiş güvenlik programını S6 kontrolörüne indirin ve zorlamalı bir simülasyon testi gerçekleştirin.
ABB AC 800M Kontrolörü ile PROFIsafe İletişimi
HIMA S6, tesis DCS'siyle PROFIsafe üzerinden iletişim kurabilir. Bu örnekte S6, bir PROFINET arka paneli üzerinden ABB AC 800M ile açma komutlarını alışveriş eder. Öncelikle Brenview donanım kataloğunda HIMA F-Host parametrelerini yapılandırın. PROFIsafe F-Address değerini ABB AC 800M güvenlik modülü adresiyle eşleşecek şekilde ayarlayın. İkinci olarak tüketici ve üretici veri alışverişi alanlarını tanımlayın. S6, DCS'ye 16 bitlik bir güvenlik durum sözcüğü gönderir; DCS ise S6'ya 16 bitlik bir açma komutu sözcüğü gönderir.
Ayrıca Brenview PROFIsafe sihirbazında F-Parameter kümesini yapılandırın. Temel parametreler arasında F_Source_Add (HIMA S6 adresi), F_Dest_Add (ABB AC 800M adresi), F_WD_Time (izleme zaman aşımı, genellikle 100 ms) ve F_DataRate (PROFIsafe V2 için 250 kbps) bulunur. İzleme zaman aşımı, HIMA kontrolöründe güvenli bir durumu tetikler; bu, iletişim kaybı senaryosunda beklenen davranıştır.
SIL 3 Doğrulaması ve Kanıtlama Testi Dokümantasyonu
Yapılandırma tamamlandıktan sonra mühendisler, IEC 61511 gereklilikleri uyarınca tam işlevsel bir doğrulama testi gerçekleştirmelidir. Öncelikle tek kanallı arıza enjeksiyonu testi yapın. Her giriş kanalını bir arıza durumuna zorlayın ve 2oo3 oylanmış çıkışın beklenen açma mantığını izlediğini doğrulayın. Açma tepki süresini kaydedin. HIMA Sigma S6, dijital girişler için 50 ms'den kısa bir açma tepki süresine ulaşır.
İkinci olarak HART transmiter kanallarında uçtan uca kalibrasyon kontrolü gerçekleştirin. 4 mA ve 20 mA sinyali enjekte etmek için bir HART iletişim cihazı kullanın. İlgili HIMA HI 645 modülünün %0 ve %100 mühendislik birimlerini okuduğunu doğrulayın. Üçüncü olarak tüm doğrulama sonuçlarını Güvenlik Doğrulama Raporu'nda (SVR) belgeleyin. SVR; test tarihini, testi gerçekleştiren mühendisin adını, test ekipmanının kalibrasyon sertifikalarını ve her test senaryosu için başarılı/başarısız kriterlerini içermelidir.
Sonuç ve Eylem Önerileri
HIMA Sigma S6, proses güvenliği uygulamaları için SIL 3 yetenekli, sağlam bir platform sunar. Brenview yapılandırma yazılımı, F-Shutdown mantık programlamasını ve G/Ç atamasını kolaylaştırır. Mühendisler, FAT ve SAT aşamalarında her zaman IEC 61511 yaşam döngüsü gerekliliklerine uymalıdır. Yeni tesis projelerinde, arayüz karmaşıklığını azaltmak ve tesis genelinde sistem tanılamalarının görünürlüğünü iyileştirmek için entegre Brenview HMI'lı HIMA S6'yı değerlendirin.
Yazar: Li Ming; Çin ve Orta Doğu'daki enerji üretimi ile petrol ve gaz tesisleri için güvenlik enstrümantasyonlu sistemler, yakıcı yönetim sistemleri ve türbin koruma sistemleri alanlarında 10 yıllık deneyime sahip kıdemli bir kontrol sistemleri mühendisidir.
