SIL2/SIL3认证的音叉液位开关如何使用?
音叉液位开关是一种工业自动化控制系统中常见测量液位仪表,它是基于频率变化检测设计,具有极高可靠性,是一种专用于液位测量的控制开关。该控制开关采用压电器件驱动叉体振动与检测,当叉体与被测液体接触时,叉体的谐振频率明显降低,振动频率的变化直接反应在压电检测器件的输出信号上,检测电路对频率的变化进行判别并输出一个开关信号,去控制系统的运行或停止。
在安全相关仪表系统中,获得SIL功能安全完整性认证的音叉液位开关能够满足更高的安全性和可靠性要求,产品可应用于安全回路,是安全功能的组件之一,广泛应用在化工、石油天然气、制药等对安全性要求极高的行业中。下面将详细探讨SIL2/SIL3的概念以及计为的SIL2/SIL3认证的音叉液位开关的使用方法。
SIL功能安全完整性认证,是国际公认的一种功能安全认证,是根据国际电工委员会IEC颁布的功能安全标准《IEC61508—E/E/PE安全相关系统的功能安全》对应的国标为《GB/T20438》中对相关产品进行安全考核的认证要求,该标准的基本原理是用基于风险控制的方法,分布在产品整个安全生命周期的各个阶段,按部就班地实现风险降低的目标。通常在可能对人、环境或财产造成较高危害的场合使用的产品都需要做SIL认证。该认证主要涉及针对安全设备开发流程的文档管理(FSM)评估,硬件FMEA计算和评估、软件评估、环境试验、EMC电磁兼容性测试等内容。
SIL等级表示系统在指定条件下执行安全功能的能力,SIL认证是一种全面的安全评估和认证过程,旨在确保使用在关键应用中的产品或系统能够达到预定的安全标准和性能要求,从而保护人员和环境免受潜在危害,其等级分为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4,其中,以SIL4的要求最高。对于一般工业仪表的过程控制,常见的SIL等级一般选SIL2、SIL3,SIL2/SIL3有较强的自主纠正和安全保护能力,需要冗余设计和严格的检测手段,能够有效地防止意外事故的发生;而针对核电、铁路ATP系统、石化电力的SIS系统等特别关注安全的行业,则一般执行最高安全等级SIL4,能够保证在发生重大事故时仍然能够进行安全停机,并采取相应的措施保护人员和财产的安全。
计为生产的音叉液位开关通过了SIL2/SIL3认证,可用于满足高安全性和高可靠性要求的工业环境。那么通过SIL2/SIL3认证的音叉液位开关在安全相关仪表系统中如何使用呢?
1.首先仔细阅读音叉液位开关认证安全手册,掌握该产品的安全功能输出。计为音叉液位开关可实现对定点液位的测量,当检测到阈值点信号或者产品故障时,输出安全信号。该系列产品可支持如下输出:8mA/16mA输出、NAMUR输出、继电器输出、晶体管输出。
2. 理解计为音叉液位开关的工作安全状态:
- 音叉液位开关正常工作下的输出信号状态为:
二线制8-16mA信号输出 | 8mA±1.5mA | 16mA±1.5mA |
NAMUR信号输出 | ≤1.0mA | ≥2.1mA |
继电器输出 | 连接闭合 | 连接断开 |
晶体管(TRANSISTOR)输出 | 输出导通 | 输出截止 |
- 音叉液位开关的安全状态为:
工作模式 | 溢流保护(高位报警)模式 | 干运行保护(低位报警)模式 |
震动元件(传感器) | 被浸没覆盖 | 未被浸没覆盖 |
二线制8-16mA信号输出 | 16mA±1.5mA | 16mA±1.5mA |
NAMUR信号输出 | ≤1.0mA | ≤1.0mA |
继电器输出 | 连接断开 | 连接断开 |
晶体管(TRANSISTOR)输出 | 输出截止(低电流模式) | 输出截止(低电流模式) |
- 音叉液位开关仪器故障失灵输出的故障信号:
8/16mA信号输出 | 不在8mA±1.5mA、16mA±1.5mA稳定电流范围内的电流信号 |
NAMUR信号输出 | <2.1mA或>6.5mA |
继电器输出 | 连接断开 |
晶体管(TRANSISTOR)输出 | 输出截止(低电流模式) |
3. 查看音叉液位开关失效率数据,核算整个仪表相关系统的PFH或PFDavg是否符合要求。
本产品计算失效概率时,假设平均维修时间(MRT)为8小时,检验测试间隔不超过1年(T1=8760小时)。产品两种架构的安全参数如下:
1oo1架构
产品采取1oo1架构安全参数如下(失效率的单位为:FIT):
序号 | 型号名称 | λ | λSD | λSU | λDD | λDU | PFDavg | PFH | SFF |
1 | NAMUR输出 | 195.227FIT | 16.432FIT | 160.235FIT | 4.802FIT | 13.759FIT | 6.04E-05 | 1.38E-08 | 93.0% |
2 | 8mA/16mA输出 | 209.738FIT | 129.280FIT | 52.704FIT | 12.742FIT | 15.012FIT | 6.60E-05 | 1.50E-08 | 92.8% |
3 | 继电器输出 | 216.922FIT | 122.899FIT | 70.808FIT | 6.131FIT | 17.084FIT | 7.50E-05 | 1.71E-08 | 92.1% |
4 | 晶体管输出 | 222.803FIT | 102.730FIT | 103.453FIT | 5.349FIT | 11.271FIT | 4.95E-05 | 1.13E-08 | 94.9% |
1oo2架构
产品采取1oo2架构安全参数如下(失效率的单位为:FIT):
序号 | 型号名称 | 单通道λ | 单通道λSD | 单通道λSU | 单通道λDD | 单通道λDU | PFDavg | PFH | SFF |
1 | NAMUR输出 | 195.227FIT | 16.432FIT | 160.235FIT | 4.802FIT | 13.759FIT | 6.09E-07 | 1.39E-10 | 93.0% |
2 | 8mA/16mA输出 | 209.738FIT | 129.280FIT | 52.704FIT | 12.742FIT | 15.012FIT | 6.70E-07 | 1.53E-10 | 92.8% |
3 | 继电器输出 | 216.922FIT | 122.899FIT | 70.808FIT | 6.131FIT | 17.084FIT | 7.57E-07 | 1.73E-10 | 92.1% |
4 | 晶体管输出 | 222.803FIT | 102.730FIT | 103.453FIT | 5.349FIT | 11.271FIT | 4.99E-07 | 1.14E-10 | 94.9% |
4.计为音叉液位开关产品适用于符合GB/T20438定义的安全相关液位测量系统的高要求模式和低要求模式:
应用示例如下图1(a)、(b)所示:
5. 严格按照音叉液位开关安全手册中的安装指南进行正确安装,实时监测被测液体的液位的变化并输出液位信息,保证设备安全运行。
SIL2/SIL3认证的音叉液位开关在高风险、高安全要求的工业应用中发挥着重要作用。计为音叉液位开关通过SIL2/SIL3认证后, 填补了国内空白,满足了行业安全生产发展的需求,凭借其卓越的安全性能和可靠性,广泛应用于石油化工、天然气、医药生产等各种工业领域,更是得到用户的赞许和认可。