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功能安全溫度變送器的特性、應用及維護

2023年01月23日 11:22:59      來源:云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:41

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功能安全溫度變送器的整個生命周期包括需求、設計、生產等環節,均遵循IEC 61508國際標準,并需要通過功能安全認證,在冗余方式使用時,功能安全溫度變送器可滿足SIL3的安全完整性等級要求。

相比常規的溫度變送器,功能安全溫度變送器具有較高的安全完整性水平,具有更高的可靠性和安全性來滿足系統設計中的功能安全需求,即使在自身發生故障的情況下,也能將自診斷信息及時反饋到安全控制系統中,并完成相應的安全動作。 功能安全溫度變送器適合應用在石油、化工、冶金和核電等對安全要求較高的場合,特別是對安全完整性水平有較高要求的功能安全相關系統。

功能安全溫度變送器(SIL3等級)
1、功能安全溫度變送器主要技術參數

傳感器輸入:熱電偶(B、E、J、K、N、R、S、T)和熱電阻(Pt100、Pt1000)
輸出信號:兩線制4-20mA
電壓范圍:12-36VDC
額定電壓:24VDC
污染等級:Ⅱ
海拔高度:≤2000meter
顯示:LCD
故障報警:一旦出現故障,即進入安全狀態并輸出用戶設置的報警電流
精度:0.2%FS
溫度漂移:≤±0.02%/℃
診斷精度:±5%
防護等級:IP65
絕緣電阻:>20MΩ

2、功能安全溫度變送器主要功能特性

①系統結構
功能安全溫度變送器的系統結構主要分兩部分組成,一部分是安全相關的部分,包括采樣模塊、MCU模塊和DA模塊;一部分是診斷的部分,包括采樣診斷模塊、帶時窗看門狗、DA診斷模塊、電源診斷模塊和安全輸出處理模塊。如圖1所示。安全相關的部分主要完成對傳感器(TC/RTD)信號的采樣、運算處理和電流輸出;診斷的部分主要完成對變送器內部故障的周期性診斷。
功能安全溫度變送器系統構成
②診斷功能

為了確保功能安全溫度變送器更加安全可靠的運行,在運行中對變送器自身進行周期性診斷。一旦診斷到任何故障,則進入安全狀態,輸出報警電流。功能安全溫度變送器具有豐富全面的診斷功能,診斷覆蓋率可以達到90%以上。具體診斷內容主要包括輸入采樣診斷、輸出診斷、電源診斷、D/A診斷等。MCU微處理器單元的診斷主要包括:RAM診斷、ROM診斷、堆棧指針診斷、EEPROM診斷、指令診斷、環境溫度診斷、程序順序執行診斷、寄存器診斷。

3、功能安全溫度變送器安全相關參數


傳感器配置           熱電偶                       兩線制熱電阻             三線制熱電阻
系統類型              B類(復雜)                   B類(復雜)                   B類(復雜)
故障裕度(HFT)     0                                0                                0
SFF                      0.9735                       0.9744                       0.9734
PFH                     4.3311×10-9             4.1838×10-9             4.1838×10-9
PFDAVG               2.1048×10-5             2.0411×10-5             2.037×10-5
PTI                      1年                            1年                             1年
MTTR                  24h                           24h                            24h
MRT                    8h                             8h                              8h
基本精度              ±0.2%/25℃              ±0.2%/25℃               ±0.2%/25℃
溫度漂移              ≤0.02%/℃                ≤0.02%/℃                 ≤0.02%/℃
診斷精度              ±5%                          ±5%                          ±5%
響應時間               650ms                      650ms                       650ms
診斷測試間隔        50s                           50s                             50s
故障響應時間        1min                        1min                          1min
硬件完整性等級     SL2                           SL2                            SL2
系統能力               SC3                          SC3                            SC3
高要求模式PFH     ≥10-8<10-7          ≥10-8<10-7           ≥10-8<10-7
低壓求模式PFDAVG >3.5×10-4 to <3.5×10-3


4、功能安全溫度變送器應用

◆單臺功能安全溫度變送器的應用,可以滿足安全完整性等級為SIL2。
單臺功能安全溫度變送器的應用


◆通過功能安全溫度變送器的冗余使用,可以達到SIL3的安全完整性等級。

功能安全溫度變送器的冗余使用

5、功能安全溫度變送器維護

功能安全溫度變送器出廠前均經過嚴格的檢查及測試,所有維護工作都必須經過專業的安全維護工程師完成。同時,必須每年完成一次校驗測試,校驗測試主要包括精度測試和故障測試。校驗測試中出現任何異常均需記錄備案。

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