СТА 1/2010

94 СТА 1/2010 С ТАНДА Р Т ИЗАЦИЯ И С Е Р Т ИФИКАЦИЯ www.cta.ru ции. Из этого следует, что в нормаль ном состоянии, когда отсутствуют за просы на выполнение функции безо пасности, модули не активны, поэтому питание диагностических схем, кото рое должно осуществляться непрерыв но, производится от отдельного источ ника 24 В пост. тока. О СНОВАНИЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ С УРОВНЕМ SIL 3 Источники питания ошибочно счи таются отказобезопасными, поскольку обычно они включаются параллельно с целью резервирования. Это справедли во только для отказов, приводящих к выходу напряжения за нижний допус тимый предел, при которых выходное напряжение падает до нуля или близ кого к нулю значения. В таких случаях резервный модуль берёт нагрузку на себя. Однако при некоторых отказах напряжение, наоборот, выходит за верхний допустимый предел и может достигать 60 В и более вместо номи нальных 24 В. Это может привести к полному выходу из строя компонентов системы безопасности, питающихся от данного источника. Чтобы избежать этого, в источнике должна быть предусмотрена защита от перенапряжения с двойным или лучше тройным резервированием. Также должны присутствовать резервирован ные силовые диоды для обеспечения параллельного включения источников совместно со схемой распределения нагрузки, чтобы снизить риск сбоев при автоматическом переключении па раллельно включённых источников. Для исключения наводок и помех в линии нагрузки источник питания должен быть с двойным импульсным преобразованием. Схема двойного им пульсного преобразования обеспечи вает хорошую синусоидальную форму напряжения с малым уровнем гармо ник. Кроме того, можно обеспечить ав томатическую коррекцию cos ϕ , чтобы снизить потребление энергии из сети переменного тока. В качестве примера источника пита ния, который удовлетворяет всем пере численным требованиям и соответ ствует уровню SIL 3, можно привести изолированный источник PSD1210 компании GM International (24 В пост. тока, 10 A). На рис. 13 приведена схема включения источников питания PSD1210 в конфигурации «1+1». Рассмотрим один из способов расчё та вероятности отказа источника пита ния PSD1210 с выходом напряжения за верхний допустимый предел. В этом способе используется дерево отказов, представленное на рис. 14. Когда ис пользуется дерево отказов, вероятность PFD должна вычисляться для множе ства временных интервалов (например, каждый час), а затем производится её усреднение за интересующий период времени. На каждом шаге вероятность отказа вычисляется следующим обра зом: PFDavg_OC_Sys =PFD_OC_PS × × PFD_OP × PFD_CB, где: PFD_CB = PFD_CB1 × PFD_CB2 + + β × PFD_CB12, PFD_OC_PS (Tproof = 1 год) = = 1.84 E–04, PFD_OP (Tproof = 1 год) = 9.64 E–05, PFD_CB1 (Tproof = 1 год) = = PFD_CB2 (Tproof = 1 год) = = 2.10 E–04, PFD_CB12 (Tproof = 1 год) = = 2.11 E–04, β × PFD_CB12 (Tproof = 1 год) = = 0,05 × 2.11 E–04 = 1.05 E–05, откуда PFD_CB (Tproof = 1 год) = = 1.06 E–05. В результате получим: PFDavg_OC_Sys (Tproof = 1 год) = = 18.8 E–14. В МЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ В заключение вернёмся к названию статьи. Компоненты с уровнем SIL 3 являются одними из самым распрост ранённых в системах обеспечения без опасности, примеры таких компонен тов приведены в статье. Однако важно PSD1210 + + – – – + L/+ N/– = _ CS Схема распреде ления тока Выход аварийного сигнала 1 Выход аварийного сигнала 2 Вход питания 1 24В пост. тока Выходная шина PSD1210 + + – – – + L/+ N/– = _ CS Вход питания2 Соединение для распределения тока Схема распреде ления тока Рис. 13. Включение источников питания PSD1210 в конфигурации «1+1» Выход напряжения за верхний предел (ОС) Отказ источника c превышением напряжения (ОС PS) Необнаруживаемый отказ защиты от превышения напряжения (ОP) Необнаруживаемый отказ защитного шунта (СВ) & 1 & Отказ обоих защитных шунтов по общей причине (СВ12) Необнаруживаемый отказ 2 го защитного шунта (СВ2) Необнаруживаемый отказ 1 го защитного шунта (СВ1) Рис. 14. Дерево отказов с превышением допустимого напряжения источника питания 15 16 3 + 4 – 5 + – = = 6 = = + 14 13 + – – + + – 1 + 2 – Диагнос тика нагрузки Выход 1 ЭМ клапан ЭМ клапан ЭМ клапан Выход A Выход B Выход C Питание 24 В пост. тока Управление Вход 1 Транзисторный выход аварийной сигнализации Рис. 12. Функциональная схема модуля D1047S © СТА-ПРЕСС