Useiden lämpöparien käyttö on vain puolet ratkaisusta; Päätöskehys tarvitaan sen määrittämiseksi, kuinka ristiriitaisia lukemia tulkitaan. Äänestyslogiikka-todellisuudessa digitaalinen anturien valinta-määrittää, pysyykö toiminta turvassa vai onko sammutus aloitettava.
Äänestyslogiikan tarkoitus redundanteissa järjestelmissä
Vuonna aäänestyslogiikka redundantti lämpöparit lämmityslevyArkkitehtuurissa useita riippumattomia lämpötilamittauksia arvioidaan kollektiivisesti eikä erikseen. Tämä lähestymistapa parantaa luotettavuutta vähentämällä anturivikojen, melun tai ajautumisen vaikutusta.
Logiikka on konseptiltaan yksinkertainen, mutta sen luotettavuutta tukee tiukka vikaanalyysi. Äänestysjärjestelmät ovat olennaisia toiminnallisen turvallisuuden suunnittelussa, ja niitä käytetään laajasti järjestelmissä, jotka on suunniteltu noudattamaan IEC 61508- ja IEC 61511 -standardeja.
Yleensä äänestysalgoritmi toteutetaan turvaluokitellussa -PLC:ssä tai erillisessä turvarelejärjestelmässä, joka toimii riippumattomasti ensisijaisesta PID-lämpötilansäätimestä.
Yhteiset äänestysjärjestelmät
2oo2 (kaksi-kahdesta--kahdesta)
2oo2-kokoonpanossa on asennettu kaksi lämpöparia, ja molempien on osoitettava yli-lämpötila ennen kuin sammutus laukaistaan.
Tämä lähestymistapa tarjoaa vahvan suojan yksittäisen viallisen anturin korkean lukeman aiheuttamia häiriöitä vastaan. Se aiheuttaa kuitenkin haavoittuvuuden, jos yksi anturi epäonnistuu alhaisessa-lukutilassa, kun taas toinen anturi osoittaa virheellisesti normaalia lämpötilaa. Tällaisessa tapauksessa vaarallinen tila voi jäädä huomaamatta.
2oo3 (kaksi--/-kolme)
2oo3-konfiguraatiossa käytetään kolmea termoparia, ja järjestelmä arvioi niiden välisen sopivuuden. Jos vähintään kaksi anturia havaitsee yli-lämpötilan, sammutus käynnistetään. Sitä vastoin, jos vähintään kaksi anturia ilmaisee normaaleja olosuhteita, toiminta jatkuu.
Tämä arkkitehtuuri tarjoaa vikasietoisuuden yksittäistä anturivikaa vastaan-riippumatta siitä, onko se korkea tai alhainen- vaarantamatta turvallisuutta tai prosessin saatavuutta. Tästä syystä 2oo3:a pidetään laajalti ensisijaisena lähestymistapana korkean-luotettavuuden ja{6}}turvallisuuden lämmitysjärjestelmiin.
Äänestyslogiikkaarkkitehtuurien vertailu
| Äänestysjärjestelmä | Anturin määrä | Sammutusehto | Vikasietokyky | Tyypillinen käyttötapaus |
|---|---|---|---|---|
| 2oo2 | 2 | Molemmat anturit havaitsevat yli{0}}lämpötilan | Kestää vääriä laukaisuja (korkea) | Keskinkertainen turvallisuus, alhainen häiriöiden sietokyky |
| 2oo3 | 3 | Mikä tahansa kaksi anturia havaitsee yli{0}}lämpötilan | Sietää yhden anturivian | Korkea turvallisuus ja korkea käytettävyysjärjestelmät |
Käyttöönotto lämmityslevyjärjestelmissä
Käytännössääänestyslogiikka redundantti lämpöparit lämmityslevysuunnittelussa jokainen termopari on johdotettu omaan turvaluokiteltuun{0}}tulokanavaan. Turva-PLC lukee jatkuvasti kaikkia syötteitä ja käyttää äänestysalgoritmia reaaliajassa.
Kun määritetty äänestysehto yli{0}}lämpötiloille täyttyy, PLC antaa sammutuskomennon turva-nimellislähdöille, tyypillisesti -katkaiseville lämmittimen kontaktoreille tai puolijohdereleille.
Erottaminen PID-säätösilmukasta on kriittinen. PID-säädin hallitsee prosessin lämpötilaa normaaleissa olosuhteissa, kun taas turvajärjestelmä valvoo itsenäisesti vaarallisia poikkeamia ja valvoo suojatoimenpiteitä.
Valinta turvallisuuden eheystason (SIL) perusteella
Äänestyslogiikan valintaan vaikuttaa suoraan järjestelmän vaadittu turvallisuustaso (SIL).
Alemmat SIL-vaatimukset voivat sallia yksinkertaisemmat arkkitehtuurit, kuten 2oo2
Korkeammat SIL-tavoitteet vaativat yleensä{0}}vikasietoisia malleja, kuten 2oo3
SIL-tavoitteen saavuttaminen edellyttää vikatilojen, diagnostiikan kattavuuden ja vaarallisen vian todennäköisyyden arviointia. Äänestyslogiikalla on keskeinen rooli näiden vaatimusten täyttämisessä vähentämällä havaitsemattomien vaarallisten olosuhteiden todennäköisyyttä.
Suunnittelun huomioita
Anturin sijoitus
Termoparit tulee sijoittaa siten, että ne edustavat tarkasti kriittisiä lämpövyöhykkeitä. Huono sijoitus voi heikentää jopa vahvimman äänestyslogiikan tehokkuutta.
Kanavan itsenäisyys
Jokaisen anturin sisääntulon tulee pysyä sähköisesti ja loogisesti riippumattomana. Jaetut johdotukset tai yhteiset vikakohdat voivat kumota redundanssin.
Diagnostiikka ja huolto
Jatkuva seuranta anturin erimielisyyksien, poikkeamien tai vikojen varalta on välttämätöntä. Ylläpitostrategioihin tulisi sisältyä kaikkien kanavien säännöllinen todentaminen ja kalibrointi.
Johtopäätös
Sopivan äänestyslogiikan valitseminen muuttaa redundantit termoparimittaukset toimiviksi ja luotettaviksi turvallisuuspäätöksiksi. Käytitpä 2oo2- tai 2oo3-arkkitehtuuria, valittu malli määrittelee, kuinka järjestelmä reagoi epävarmuuteen ja epäonnistumiseen.
Tukevat lämmityslevyn ohjausjärjestelmät on rakennettu vikaturvallisen logiikan-perustalle, jossa redundanssi ei ole vain lisättyä laitteistoa vaan jäsenneltyä menetelmää turvallisen ja luotettavan toiminnan varmistamiseksi.
