Измервателна техника в системи за безопасност SIS

Измервателна техникаСп. Инженеринг ревю - брой 2/2017 • 14.02.2017

Измервателна техника в системи за безопасност SIS
Измервателна техника в системи за безопасност SIS

Във все повече автоматизирани непрекъснати производства се използват т. нар. системи за безопасност SIS (Safety Instrumented Systems). Те се грижат за безопасната експлоатация на инсталациите, агрегатите и съоръженията. При достигане на гранични стойности на предварително зададени работни параметри, системите SIS привеждат оборудването в безопасно състояние благодарение на своите функции за безопасност SIF (Safety Instrumented Functions).

Системите за осигуряване на безопасност се състоят от
различни електрически, електронни, програмируеми, пневматични и хидравлични устройства, включително датчици, комуникационно оборудване, преобразуватели, контролери и т. н. Измервателните средства са сред критичните компоненти на този тип системи и от правилното им проектиране, диагностика и поддръжка зависи безопасността на цялото производство.

Стандарти в областта
IEC 61508 е основен стандарт за постигане на безопасност, разработен с цел унифициране на терминологията при проектирането и управлението на системи за безопасност. IEC 61511 е насочен към процесната индустрия и обхваща проектирането, изграждането, функционирането, поддръжката и извеждането от експлоатация на такива решения.
Освен на стандартите, проектантите и операторите на системи за безопасност SIS в съвременните процесни индустрии могат да разчитат на много нови технологии в сферата на дизайна, монторинга и диагностиката, насочени към основното предизвикателство пред измервателната техника в такива приложения –

адекватна качествена и количествена оценка на риска
от настъпване на неизправноств процесното оборудване. Ключова задача в тази посока е осигуряването на достатъчна и релевантна информация за състоянието на инсталациите и съоръженията, а за целта е необходимо датчиците и другите измервателни прибори в системата да работят изправно и да отчитат с точност. За съжаление, в реална процесна среда рискът даден сензор да не реагира правилно на извънредно събитие и погрешно да отчете безопасен статус е сравнително голям. Сред

факторите на процесната среда, влошаващи точността
на измервателното оборудване в системите за безопасност SIS са: запушване, замръзване или друга повреда на сензорните или импулсни линии, свързващи технологичните съоръжения и процеси с дистанционните датчици; бавен отговор на сензорите поради ниски експлоатационни температури; корозия и повреждане на защитните покрития на първичните елементи, както и натрупване на замърсявания върху тях; промяна в плътността на процесните флуиди и т. н. В случаите, в които е налице

комбинация от рискови фактори, които засягат повече от един датчик
или трансмитер в системата, опасността от погрешна оценка на риска от страна на контролната логика поради грешни сигнали от измервателното оборудване значително нараства. В повечето случаи основните причини за този риск се коренят в характера на самите процесни операции. Например, оновната причина за запушване на импулсните линии са замърсяванията в процесния флуид, който влиза в контакт с всички измервателни средства в системата.

Стратегии за оптимизиране на експлоатацията и диагностиката
Импулсните или сензорни линии свързват технологичните процеси с датчиците и трансмитерите в системите за безопасност SIS. Те могат да бъдат запълнени с процесен флуид (в англоезичната литература такива линии се наричат "wet legs") или технологична пара ("dry legs"). И двата типа се нуждаят от регулярна поддръжка, тъй като при определени условия флуидът може да се изпари, а парата да се кондензира. Алтернатива на тези линии са капилярните тръбички с маслени уплътнения.
Често характерът на процесното производство е такъв, че е налице честа промяна на процесните температури. В такива случаи е нужно

особено внимание при проектирането на импулсните линии
особено коато се експлоатират на открито. Ако те са прекалено къси, при високи процесни температури, излишната топлина няма да има достатъчно време да се разсее по дължината на линията и може да прегрее или увреди свързания с линията датчик. Ако линията е прекалено дълга, температурата на процесния флуид може да спадне прекалено и това да доведе до повишаване на вискозитета му и дори замръзване преди да достигне датчика. Всички тези нежелани ефекти е възможно да причинят

бавна или погрешна реакция
на измервателното устройство, както и неговото повреждане. В случаите, в които подобна неизправност обхване голям брой датчици (например за налягане), е вероятно устройствата да не отчетат рязка промяна на измервания процесен параметър (в случая – налягането). Измерените стойности ще се различават драстично от реалните, но управляващата логика на системата няма да е в състояние да регистрира наличието на риск и да инициира аварийно изключване на системите.

Сезонната разлика в експлоатационните температури
е сред факторите, които водят до отделни случаи или цели периоди на неправилно отчитане на измервателните уреди в системите за сигурност SIS, инсталирани в процесни съоръжения на открито. Дори измервателните устройства да разполагат със защитна изолация, през зимата топлината на технологичния флуид се разсейва 5 до 10 пъти по-бързо в сравнение с лятото. Поради тази причина в много приложения се налага използването на различни модели сензорни линии за ниски и високи работни температури или на т. нар. heat tracing системи с термостатичен контрол за мониторинг на температурата и предотвратяване на прегрявания или преохлаждания.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top