表2中需要說明的是：“1oo2"聯(lián)鎖本來是為了提高安全性，1個信號出現(xiàn)故障就停車，但是為了可用性，采取了非故障安全型的設置。1臺儀表故障后，為了避免誤停車，采用和聯(lián)鎖反方向的設置方式；當這種情況發(fā)生時，一是設置故障報警，提醒相關人員采取相應的措施，二是必須在規(guī)定的時間內(nèi)修復，否則，原來“1oo2"架構變成了“1oo1"，表面上安全性降低較少，但是如果在故障修復期間另1臺儀表故障，該回路聯(lián)鎖將失效，這是非常危險的。因此，需要在制度或應急處置措施中明確故障修復時間。 智能儀表故障電流輸出不是自診斷的故障輸出形式，比如火焰檢測、可燃氣體爆炸下限檢測等儀表，經(jīng)過安全認證的故障輸出模式是安全繼電器輸出。 3、邏輯控制器的故障安全設置原則 SIS的邏輯控制器是經(jīng)過安全認證(SIL認證)的可編程控制器(PLC)。目前，主流邏輯控制器有兩種：一種是冗余加診斷的雙重化(1oo2D)或者四重化(2oo4D)邏輯控制器，如HIMA、FSC等；另一種是三重化表決(2oo3)，如TRICON、ICS等。 對于安全型邏輯控制器，當故障發(fā)生時，安全型I/O模件的輸入將被置位安全“0"，輸出模件將斷開，這是安全型邏輯控制器的自有功能，本文不再討論。 安全型邏輯控制器正常運行時，檢測到輸入卡件故障或者現(xiàn)場測量儀表的故障狀態(tài)，也要通過邏輯組態(tài)進入安全狀態(tài)。不同現(xiàn)場儀表輸出信號范圍和控制器輸入檢測電流范圍見表3所列。 表3 不同現(xiàn)場儀表輸出信號范圍和控制器輸入檢測電流范圍 mA 邏輯控制器的輸入卡件都是基于閉環(huán)電路電流原則。對于低電流，可能是故障，也可能是正常低限，高電流也類似。儀表電流輸出的正常超限和故障輸出超限對工藝安全的影響是不同的，對于1個SIF回路，可能只有聯(lián)鎖方向是存在安全隱患的，聯(lián)鎖的反方向從工藝角度來看即使超限，也是安全的。但是儀表故障不同，儀表自檢出現(xiàn)故障，表明該SIF回路已經(jīng)失去聯(lián)鎖保護作用，這就要求安全型邏輯控制器能夠判斷測量儀表信號電流是正常高低限還是故障狀態(tài)輸出。由表3可知，現(xiàn)場儀表正常的信號電流超限(上下限)和故障輸出電流是不同的。需要說明的是，安全型邏輯控制器檢測電流上下限是可以設置的，但是一定要寬于正常測量儀表的超限電流。 事實上，NAMUR NE 43：2021 Standardization of the signal level for the failure information of digital transmitters規(guī)定了智能變送器故障電流的范圍：變送器的正常工作電流范圍是3.8-20.5mA(含超限)，小于3.6 mA或者大于21.0mA屬于故障電流范圍。大多數(shù)智能變送器、智能儀表廠家都遵循該標準。 4、最終元件的安全位置 SIF回路的最終元件一般是電磁閥驅動開關閥(或調(diào)節(jié)閥)、去電氣的觸點。按照GB/T21109.1-2022中第11.3.1條規(guī)定：最終元件的故障狀態(tài)是斷開、非勵磁、失電的(工藝有特殊要求的除外)；正常運行時電磁閥是帶電、繼電器觸點是閉合的；聯(lián)鎖動作時電磁閥失電、繼電器觸點斷開。 5、工程實施 儀表的故障安全型設置是個系統(tǒng)性工作，現(xiàn)場不同的儀表故障輸出設置方法是不同的，具體如下： 1)變送器 SIS系統(tǒng)的故障安全設置 對于大多數(shù)智能變送器，在變送器本體有故障輸出跳線或者組態(tài)設置選項，當變送器自診斷有故障發(fā)生時，會按照組態(tài)或者跳線設置，轉到定義的安全輸出狀態(tài)。如YR-ER10設置：若自診斷檢測出是變送器故障，則輸出信號為一個低于3.6mA或者高于21mA的電流提醒用戶。電流輸出的高低可由用戶設置來選擇。 2)溫度儀表 熱電偶、熱電阻本身沒有自診斷功能，但是配套的溫度變送器有診斷或報警輸出功能。如 E+H的溫度變送器具有開路檢測功能，當檢測到線路開路，溫度變送器按照跳線設置，轉到定義的安全輸出狀態(tài)。具體設置：超量程下限，電流降至3.8mA；超量程上限，電流升至20.5mA；傳感器開路或者短路故障，輸出電流小于3.6mA或者高于21mA。 3)盤裝儀表 包括：開關型、輸入(電流)安全柵、溫度安全柵、超速保護器以及Bently 3500繼電器卡等。模擬量安全柵參考變送器跳線(或組態(tài))設置；開關型安全柵輸出注意分清觸點類型，確保信號正常時回路是閉合的，聯(lián)鎖時斷開。 4)安全型邏輯控制器 安全型邏輯控制器將卡件故障信號、測量儀表故障狀態(tài)以及旁路信號共同參與聯(lián)鎖，并和聯(lián)鎖方向一致。邏輯控制器故障安全組態(tài)方式如圖1所示。
