Beschreibung Der Systemarchitektur Und Funktionsprinzip - ABB 2600T Serie Bedienungsanleitung

INBETRIEBNAHME
Allgemeine Systemfunktionalität
Der Vorgang zur Validierung der nötigen Sicherheitsfunktionalität des Systems in Zusammenhang mit dem Druckmessumformer
gemäß der Sicherheitsanforderungen-Spezifikation ist der Vorab-Abnahmetest.
Fehler außerhalb der funktionalen Sicherheit
Alle redundanten Algorithmen und Elektronik-Komponenten wurden entwickelt, um interne Hardwarefehler aufzuspüren. Daher kann
die Messumformerdiagnostik keine Fehler entdecken, die auf den Prozess oder die Installationskonfiguration zurückzuführen sind. In
der folgenden Tabelle werden die bekannten Schwächen resultierend aus der Messzellen-FMEA (Failure Mode and Effect Analysis,
Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse) aufgelistet.
- Materialansammlungen in den Leitungen des Messumformers, Verstopfung der Rohre.
- Einsatz außerhalb des angegebenen Temperaturbereichs.
- Übermäßige Temperatur
- Gasansammlungen im Messumformer, wenn der Messumformer oberhalb der Prozessleitungen montiert wird
- Überdruck, hohe Druckspitzen in den Prozessleitungen
- Eindringen von Wasserstoff, Membranriss in Anwendungen mit Prozessmedium Wasserstoff.
- Ausgedünnte Membran, undichte Membran in Anwendungen mit abrasiven Medien.
- Ausgedünnte Membran, undichte Membran in Anwendungen mit korrosiven Medien.
- Höhere Membransteifigkeit, Membranriss in der Applikation mit Metallionen-Verunreinigung
- Mechanische Schäden durch Reinigung, Schäden an der Beschichtung, Korrosion.
Weitere Überlegungen
Die Alarmstufen des Messumformers (Hochalarm oder Tiefalarm) können vom Benutzer eingestellt werden. Standardmäßig sind alle
266-er Geräte auf Hochalarm konfiguriert. Bei einigen Störungen (z.B. Sensorbruch) wird der Ausgang bei 3,6 mA gehalten, auch
wenn ein Hochalarm ausgewählt wurde.

BESCHREIBUNG DER SYSTEMARCHITEKTUR UND FUNKTIONSPRINZIP

Das Instrument besteht aus zwei Haupt-Funktionseinheiten:
- Primäreinheit
- Sekundäreinheit
Die Druckmesszellen-Einheit (Messwerk) umfasst die Prozess-Schnittstelle, die Sensor- und die Anpasselektronik; die Sekundärein-
heit umfasst die Elektronik, den Anschlussblock und das Gehäuse. Beide Einheiten sind mechanisch mittels einer Schraubverbindung
miteinander verbunden.
FUNKTIONSPRINZIP
Im Folgenden wird das Funktionsprinzip beschrieben. Im Messwerk übt das Prozessmedium (Flüssigkeit, Gas oder Dampf) direkt
über korrosionsbeständige Trennmembranen oder Druckfühler mit flexiblen, flüssigkeitsgefüllten Kapillarrohren, Druck auf den Sensor
aus. Der Sensor registriert Druckänderungen und erzeugt daraus gleichzeitig eine Änderung des primären, physischen Werts je nach
Sensortechnologie (kapazitiv, induktiv oder piezoresistiv). Dieses Signal wird dann durch die Anpasselektronik in ein digitales Signal
umgewandelt. Aus den Roh-Messwerten werden durch einen Mikrocontroller präzise Primär-Ausgangslinearisierungswerte errechnet.
Diese kompensieren die kombinierten Einflüsse der Sensor-Nichtlinearität, des statischen Druckes und der Temperaturänderungen auf
Grundlage von vorgegebenen Parametern, die im Herstellungsprozess berechnet und im Speicher der Anpasselektronik gespeichert
wurden. Die Berechnungen verlaufen nach unabhängigen Abläufen und werden im Mikrocontroller zur Prüfung des Ausgangssignals
verglichen. Wenn ein Unterschied zwischen beiden Messungen festgestellt wird, nimmt der analoge Ausgang den als sicher definierten
Signalpegel an. Die Messwerte und die Sensorparameter werden mittels einer standardmäßigen, seriellen Digitalkommunikation an die
Sekundärelektronik, die das Kommunikationsboard beinhaltet, übertragen. Die Ausgangsdaten werden in ein Pulsweitensignal umge-
wandelt, das gefiltert wird und den 4-20 mA- Übertrager aktiviert. Für die bi-direktionale Digitalkommunikation, die als Teil dieser Einheit
implementiert ist, wird das standard "HART"-Protokoll verwendet. Um die Korrektheit und Gültigkeit aller Prozessvariablen sowie die
Funktionstüchtigkeit der Speicher zu prüfen wurden interne Diagnose-Algorithmen vorgesehen. Der Ausgang wird ebenfalls geprüft,
indem das analoge Ausgangssignal gegengelesen und die Spannungsversorgung einbezogen wird. Die Feedback-Schleife wird durch
einen zusätzlichen A/D-Wandler am Ende des Ausgang erreicht, wobei das 4-20 mA-Signal in ein digitales umgewandelt wird, um vom
Mikrocontroller verglichen werden zu können.
INBETRIEBNAHME UND WEITERE HINWEISE ZUR KONFIGURATION
Der Messumformer arbeitet im Sicherheitsmodus (normaler Betriebsmodus), wenn der Schreibschutzschalter außerhalb des Mes-
sumformergehäuses unterhalb des Typenschilds auf Schreibschutz gestellt ist. In diesem Zustand sind keinerlei Konfigurationen des
Geräts möglich.
Aktivieren und Deaktivieren des Betriebsmodus
Der Betriebsmodus kann je nach Schalterposition aktiviert/deaktiviert werden. Durch einen spezifischen HART-Befehl kann das Gerät
ebenfalls auf Schreibschutz gestellt werden. In jedem Fall hat die Schalterposition Priorität vor Softwarebefehlen.
WARNUNG - Nach jeder Konfiguration muss der Messumformer in Betriebsmodus gebracht werden.
FUNKTIONSTESTS
Während des Messumformerbetriebes können sichere, unentdeckte Fehler auftreten. Diese Fehler haben keinerlei Auswirkungen auf
den Messumformerbetrieb. Um das Sicherheitsintegritätsniveau (SIL 2) zu wahren, ist alle 10 Jahre ein Funktionstest erforderlich. Die
Funktionstests bestehen aus folgenden Vorgängen:
1. Gerät abschalten.
2. Sicherstellen, dass der Schreibschutzschalter auf Schreibschutz gestellt wurde.
3. Messumformer unter Spannung setzen: Der Messumformer führt automatisch einen Selbsttest aus, der aus den unten beschrie-
benen Vorgängen besteht:
ROM test
RAM test
60 SOI/266-XC | 2600T Series Pressure transmitters 266 models