Како дизајнирати логику гласања за редундантне термопарове у систему контроле грејне плоче?

Више термопарова је само део решења. Такође вам је потребан оквир за одлучивање како да тумачите контрадикторне резултате. Логика гласања, нека врста дигиталног избора међу сензорима, одређује да ли је операција безбедна или је потребно гашење.

Сврха логике гласања у редундантним системима
Архитектура грејне плоче редундантних термопарова са логиком гласања заснива се на скупу бројних независних очитавања температуре, а не на појединачним мерењима. Поузданост се повећава смањењем ефеката дефекта сензора, буке или дрифта.

Образложење је у принципу основно, али је његова поузданост демонстрирана опсежном анализом кварова. Шеме гласања су основни градивни блокови функционалног сигурносног дизајна и широко се користе у системима дизајнираним у складу са стандардима ИЕЦ 61508 и ИЕЦ 61511.

Алгоритам за гласање се обично имплементира у ПЛЦ{0}}са безбедношћу или засебном безбедносном релејном систему и ради независно од главног ПИД регулатора температуре.

Заједничке шеме гласања
2оо2 (два од два)
У подешавању од 2оо2, постоје два термопара и оба морају да покажу пре-температуру да би се искључивање-иницирало.

На овај начин добијамо добру заштиту од сметњи изазваних једним лошим очитавањем високог сензора. Али представља рањивост ако један сензор поквари у сценарију ниског очитавања, док други грешком показује нормалну температуру. У таквим околностима штетно стање може проћи незапажено.

2оо3 (два од три)
2оо3 – Процена сагласности 3 термопара. Ако два или више сензора осете стање пре{4}}температуре, врши се искључивање. Ако, с друге стране, два или више сензора показују нормалне услове, рад се наставља.

Ова архитектура пружа отпорност на грешке једног сензора (фаил хигх или фаил лов) без жртвовања сигурности или доступности процеса. Због тога се 2оо3 сматра најпожељнијом архитектуром за системе грејања високе поузданости и високе сигурности.

Поређење логичких архитектура гласања
Шема гласања Број сензора Стање искључивања Толеранција грешке Уобичајени случај употребе
2оо2 2 Оба сензора изнад температуре Висока отпорност на сметње Умерена безбедност, лоша толеранција на сметње
2оо3 3 Било која два сензора детектују преко-температуру Један сензор отпоран на грешке Системи високе безбедности и високе доступности
Примена на системе грејних плоча.
У дизајну грејне плоче са редундантним термопаровима са практичном логиком гласања, сваки термопар је повезан са наменским улазним каналом са безбедношћу. Сигурносни ПЛЦ стално чита све улазе и извршава алгоритам гласања у реалном времену.

ПЛЦ даје налог за искључивање безбедносних излаза када дође до дефинисаног услова гласања за превисоку температуру, што генерално{0}}искључује контакторе грејача или полупроводничке релеје.

Важно је да се искључите из ПИД контролне петље. Температуру процеса нормално контролише ПИД контролер. Сигурносни систем ради независно како би открио опасна одступања и предузео мере предострожности.

Избор према нивоу интегритета безбедности (СИЛ)
Потребан ниво безбедносног интегритета (СИЛ) система директно утиче на опцију логике гласања.

Нижи СИЛ захтеви би могли да отворе пут за једноставније архитектуре, нпр.. 2оо2

Виши СИЛ стандарди често захтевају дизајне отпорне на грешке као што је 2оо3

Да би се постигао циљ СИЛ, врсте кварова, покривеност дијагностиком и вероватноћа опасног квара морају бити процењени. Логика гласања је важна за задовољавање ових стандарда минимизирањем ризика да опасни услови остану неоткривени.

Разматрања дизајна:
Локација сензора
Термопарови који се постављају да буду репрезентативни за кључне термалне зоне. Чак и најмоћнији образложење гласања може бити поткопано лошим позиционирањем.

Независност канала
Сваки улаз сензора треба да буде електрично и концептуално одвојен. Редунданција се може смањити заједничким ожичењем или заједничким изворима кварова.

Дијагностика и одржавање
Непрекидно пратите неслагање сензора, померање или квар. Процедуре одржавања треба да укључују периодичну процену и калибрацију свих канала.

Завршне мисли
Одговарајућа логика гласања може се користити за претварање редундантних термопарова у корисна и поуздана процена безбедности. Одабрана шема диктира како систем реагује на неизвесност и неуспех, 2оо2 или 2оо3 архитектуре.

Робусни систем управљања грејном плочом заснован је на логичкој основи{0}}безбедној од квара. Редундантност није само више хардвера, већ структурирани приступ безбедном и поузданом раду.