Die Sicherheit im Fokus

Die Teilnehmer am European Global Users Exchange konnten an den drei Veranstaltungstagen aus rund 100 themenspezifischen Präsentationen wählen, von denen einige simultan ins Deutsche und Russische übersetzt wurden. Das Programm beinhaltete außerdem Industrieforen zu unterschiedlichen Themen aus dem Bereich der Prozessautomatisierung und technische Präsentationen in der Solutions Exhibition an den beiden Abenden. Zudem hatten die Teilnehmer ausreichend Gelegenheit, ihre Erfahrungen mit Kollegen aus der Prozessindustrie und Automatisierungsfachleuten auszutauschen. Der nächste Global Users Exchange findet bereits vom 8. bis 12. Oktober 2012 in Anaheim, Kalifornien/USA, statt.

Im Rahmen der abendlichen Ausstellung zeigte Emerson drei neue Technologien, mit denen sich Sicherheitsapplikationen unkompliziert realisieren lassen. Dazu gehören die DeltaV-SIS-Sicherheitssteuerung mit TÜV-geprüftem Charm-E/A-System, das digitale Überdrehschutzsystem CSI 6300 und der digitale Stellungsregler DVC 6200 SIS.

Emerson Process Management kombiniert in den neuen Sicherheitssystemen die bewährte Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des DeltaV Safety System (SIS) mit der Installationsflexibilität und Platzersparnis seines Electronic Marshalling-Technologie. Dies vereinfacht Planung, Installation, Verkabelung und Inbetriebnahme von SIS-Projekten deutlich, gleichzeitig erhöht es die Kapazität und verringert den Platzbedarf. Auf der Basis der Human-Centered-Design-(HCD)Prinzipien nutzt das DeltaV Safety System die elektronische Rangierung und Charm-Technologie, um die konventionelle Rangierung zu vermeiden.

Das System kann als eigenständige SIS-Lösung, integriert in eine DeltaV-Installation oder in Verbindung mit einem beliebigen Leitsystem implementiert werden. Dieses Konzept war die logische Voraussetzung, um den Anwendern den Umgang mit komplexen Sicherheitssystemen bei Planung, Implementierung und Betrieb zu ermöglichen.

Die DeltaV-SIS-Architektur enthält den Charm Smart Logic Solver (CSLS), in dem die gesamte Sicherheitslogik abläuft, und neue Charm-Signalanpassungen, die die E/A-Anschlüsse an den Anschlussblock der Sicherheitssteuerung ersetzen.

Ebenfalls zum System gehört ein Logic Safety Network (LSN), das die Kommunikation von bis zu 16 CSLS ermöglicht, sowie der SZ-Controller, der für die Kommunikation zwischen LSN und dem Netzwerk des Prozessleitsystems (PLS) verantwortlich ist.

Das CSLS bietet dieselbe Funktionalität wie die Sicherheitssteuerungen SLS 1508, doch es erweitert die bisherige Begrenzung von 16 E/As pro Logic Solver auf 96 Charm-E/As. Alle Eingänge können per Software jedem Logic Solver auf dem LSN zugeordnet werden, so erhöht sich die Flexibilität der Konfiguration und der Verkabelung deutlich. Alle Logikfunktionen auf dem Netzwerk werden weiterhin innerhalb 50 ms ausgeführt.

Das CSLS nutzt die gleiche Ausführungslogik wie die vorhandene Sicherheitssteuerung SLS 1508 und wird mit denselben Anwendungen des Control Studios konfiguriert. Eine existierende Konfiguration eines SLS 1508 kann direkt in eine neue CSLS geladen werden. Während alle Funktionen der Sicherheitslogik abgearbeitet werden, können Prozesseingänge des Sicherheitssystems über den SZ-Controller in das PLS der Anlage integriert werden, damit dieses zusätzliche Automatisierungsfunktionen ausführen und Kommunikationsaufgaben übernehmen kann. Der SZ-Controller besitzt Schnittstellen sowohl für den DeltaV Highway als auch für Modbus TCP/IP, somit kann das DeltaV-SIS-System problemlos auch in Leitsysteme anderer Hersteller integriert werden.

Das digitale Überdrehschutzsystem CSI 6300 SIS bietet Produktionsunternehmen ein weiteres Werkzeug, um den sicheren Betrieb ihrer Anlagen zu gewährleisten. Das System schützt Personal und kritische Ausrüstung wie Turbinen, Kompressoren oder Pumpen vor Schäden durch das Überdrehen und erkennt die Drehrichtung, um eventuelle Probleme beim Hochfahren zu vermeiden.

Das vom TÜV für SIL3-Anwendungen zugelassene CSI 6300 SIS entspricht der aktuellen Version der DIN/EN 61 508:2010 sowie der europäischen Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und dem Standard API 670.

Das Überdrehen entsteht, wenn die Betriebsbedingungen eine Maschine zwingen, über ihre zulässige Drehzahl hinweg zu rotieren. Jedes Überdrehen ist für die Maschine potenziell zerstörend und für die Personen um sie herum gefährlich. Um dieses Sicherheitsrisiko zu vermeiden, nutzt der CSI 6300 drei unabhängige Sensoren, die die Rotationsgeschwindigkeit überwachen, diese Messungen mit konfigurierten Sicherheitsgrenzwerten vergleichen und mit einer Zwei-aus-drei-(2oo3-)Logik als Überdrehen identifizieren. Wenn ein Überdrehen vorliegt, schaltet der CSI 6003 SIS die Maschine ab, um Schaden zu vermeiden und sichere Betriebsumgebungen zu erhalten.

Anders als bisherige Überdrehschutzsysteme liefert der CSI 6300 SIS zusätzlich die Drehrichtung als eine SIL2-Sicherheitsfunktion, die oft bei Pumpen eingesetzt wird. So können die Anwender erkennen, ob ihre Pumpen korrekt arbeiten – oder eingreifen, um Schaden an der Ausrüstung und im Prozess zu vermeiden.

50 % aller Störungen bei Sicherheitssystemen treten im Stellglied auf. Typische Ausfälle bei Ventilen in einer Notsituation sind geöffnet festsitzend, ungenügendes Drehmoment, zu langsame Fahrt, zu hohe Reibung oder gebrochene Welle. Das Erkennen von Ventilausfällen war bisher schwierig, denn Sicherheitsventile wurden normalerweise mit einem Auf-/Zu-Magnetventil betrieben.

Der digitale Fisher-Fieldvue-SIS-Stellungsregler mit Hart-Protokoll erkennt gefährliche Störungen während das Sicherheitsventil in Betrieb bleibt. Mithilfe des sogenannten Teilhubtests (Partial Stroke Test) erkennt er, ob das Ventil sich bewegt. Außerdem überwachen integrierte Drucksensoren ständig den Druck des Antriebs, um das Risiko ungerechtfertigter Abschaltungen zu verhindern. Der Teilhubtest kann völlig automatisch ablaufen oder über eine lokale Bedienstation mit grünen, roten und gelben Leuchten von Hand gefahren werden. Die lokale Bedienstation erlaubt die Durchführung des Teilhubtests direkt am Ventil oder über entsprechende Kabel aus der Ferne. Wird ein Magnetventil genutzt, kann der digitale Fieldvue-Stellungsregler auch den Zustand dieses Ventils im Betrieb überwachen. Darüber hinaus speichert er jede Sicherheitsabschaltung in seinem nicht flüchtigen Speicher, ähnlich wie die „Black Box“ in einem Flugzeug.

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