Kako oblikovati logiko glasovanja za redundantne termočlene v krmilnem sistemu grelne plošče?
Pustite sporočilo
Več termočlenov je le del rešitve. Potrebujete tudi okvir odločanja, kako razlagati protislovne rezultate. Glasovalna logika, neke vrste digitalne volitve med senzorji, določa, ali je delovanje varno ali je potrebna zaustavitev.
Namen glasovalne logike v redundantnih sistemih
Arhitektura grelne plošče z redundantnimi termočleni z logiko glasovanja temelji na nizu številnih neodvisnih odčitkov temperature in ne na posameznih meritvah. Zanesljivost se poveča z zmanjšanjem učinkov okvar senzorjev, hrupa ali odnašanja.
Utemeljitev je načeloma osnovna, vendar je njena zanesljivost dokazana z obsežno analizo napak. Glasovalne sheme so osrednji gradniki načrtovanja funkcionalne varnosti in se v veliki meri uporabljajo v sistemih, zasnovanih v skladu s standardoma IEC 61508 in IEC 61511.
Glasovalni algoritem je običajno implementiran v PLC-ocenjenem z varnostjo ali ločenem varnostnem relejnem sistemu in deluje neodvisno od glavnega regulatorja temperature PID.
Skupne volilne sheme
2oo2 (dva od dveh)
V nastavitvi 2oo2 sta dva termočlena in oba morata pokazati nad-temperaturo, da se sproži-izklop.
Na ta način dobimo dobro zaščito pred motnjami, ki jih povzroči en sam slab senzor, ki odčita visoko. Vendar zagotavlja ranljivost, če en senzor odpove v scenariju nizkega odčitka, medtem ko drugi pomotoma prikazuje normalno temperaturo. Škodljivo stanje lahko v takih okoliščinah ostane neopaženo.
2oo3 (dva od treh)
2oo3 – Ocena sporazuma o 3 termočlenih. Če dva ali več senzorjev zazna nad-temperaturo, se izvede zaustavitev. Če po drugi strani dva ali več senzorjev prikazuje normalne pogoje, se delovanje nadaljuje.
Ta arhitektura zagotavlja odpornost na napake enega senzorja (hitro ali nizko) brez žrtvovanja varnosti ali razpoložljivosti procesa. Zato 2oo3 velja za najprimernejšo arhitekturo za visoko zanesljive in visokovarne ogrevalne sisteme.
Primerjava arhitektur glasovalne logike
Shema glasovanja Število senzorjev Stanje izklopa Toleranca napak Običajen primer uporabe
2oo2 2 Oba senzorja nad temperaturo Visoka odpornost na moteča potovanja Zmerna varnost, slaba toleranca na motnje
2oo3 3 Katera koli dva senzorja zaznata preko-temperaturo En senzor odporen na napake Sistemi visoke varnosti in visoke razpoložljivosti
Uporaba na sistemih grelnih plošč.
V praktičnih zasnovah grelnih plošč z redundantnimi termočleni z glasovalno logiko je vsak termočlen priključen na namenski vhodni kanal z oceno varnosti. Varnostni PLC nenehno bere vse vhode in izvaja algoritem glasovanja v realnem času.
PLC zagotavlja ukaz za zaustavitev za varnostno ocenjene izhode, ko pride do definiranega volilnega pogoja za previsoko temperaturo, kar na splošno onemogoči kontaktorje grelnika ali polprevodniške releje.
Pomembno je, da se odklopite od krmilne zanke PID. Procesno temperaturo običajno krmili PID regulator. Varnostni sistem deluje neodvisno, da zazna nevarna odstopanja in sprejme previdnostne ukrepe.
Izbira glede na stopnjo varnostne celovitosti (SIL)
Potrebna stopnja varnostne celovitosti (SIL) sistema neposredno vpliva na možnost glasovalne logike.
Nižje zahteve glede SIL bi lahko odprle pot preprostejšim arhitekturam, npr. . 2oo2
Višji standardi SIL pogosto zahtevajo zasnove, odporne na napake, kot je 2oo3
Da bi dosegli cilj SIL, je treba oceniti vrste okvar, diagnostično pokritost in verjetnost nevarne okvare. Logika glasovanja je pomembna za izpolnjevanje teh standardov z zmanjšanjem tveganja, da nevarne razmere ostanejo neodkrite.
Oblikovni vidiki:
Lokacija senzorja
Termočleni, ki se namestijo tako, da predstavljajo ključna toplotna območja. Celo najmočnejša utemeljitev glasovanja je lahko spodkopana s slabim pozicioniranjem.
Neodvisnost kanala
Vsak senzorski vhod mora biti električno in konceptualno ločen. Redundanco je mogoče zmanjšati s skupnim ožičenjem ali skupnimi viri napak.
Diagnostika in vzdrževanje
Nenehno spremljajte neskladje, zamik ali okvaro senzorja. Vzdrževalni postopki morajo vključevati redno ocenjevanje in kalibracijo vseh kanalov.
Končne misli
Ustrezno logiko glasovanja je mogoče uporabiti za pretvorbo redundantnih meritev termoelementov v uporabne in zaupanja vredne varnostne ocene. Izbrana shema narekuje, kako se sistem odziva na negotovost in napako, arhitekturi 2oo2 ali 2oo3.
Robusten nadzorni sistem grelne plošče temelji na-varni logični osnovi. Redundanca ni samo več strojne opreme, temveč strukturiran pristop k varnemu in zanesljivemu delovanju.
