为什么标准电源的安全功能不能用于大多数工业应用?首先,标准电源不是基于IEC 61508设计的,然后,它不提供FMEDA(故障模式、影响和诊断分析)故障分析。与传统电源不同,冗余SIL认证电源符合IEC 61508和IEC 61511功能安全要求,同时确保最大的运行可靠性。在与不同相连接的电源并联运行期间,始终可靠地为负载供电。
标准系统没有冗余浪涌保护,因此不能用于安全应用。此外,用于冗余的外部去耦 ORing 二极管会导致电压降。电源是系统发生故障时最敏感的组件,以至于整个测量回路都可能受到损害。负载高于 30 Vdc 的电源或操作故障可能会对人员、事物和环境造成严重损害。这就是为什么在可能使输出电压达到 0 V 或超出 2-20 Vdc 范围的故障情况下使用安全电源很重要的原因。一个SIL经过认证的电源通过内置诊断功能减少了危险情况。安全系统还设计为即使在断电的情况下也能保持安全状态。
一般而言,过程工业市场(以及其他)需要可安装在2区的电源 。然后,它们必须紧凑、易于安装、维护和维修、高效、适合在恶劣环境中运行、具有高完整性最高SIL3并配备1oo2或1oo3配置的浪涌保护电路(并联或并联)。专为SIL2/SIL3级别设计并具有通电至安全(ETS)功能的安全电源允许在需要时为火气系统通电。
化学、石油和天然气、制药、海上等行业以及电源故障导致数据、生产和安全丢失的一般应用也需要冗余功能。冗余电源系统可以成功地用于发电厂和制造工厂,因为每分钟的停机时间都是极其昂贵的。
可用性和冗余
可用性(系统在需要时正常运行的概率)对于电力系统也很重要。在通电安全(ETS)应用中,需要冗余配置 1oo2或1oo3以提高SIL级别并减少误跳闸。在断电安全(DTS)应用中,SIL冗余配置增加了1oo1配置的级别。电源不是故障安全设备或PFD=0。例如,在 20-30 Vdc范围内,当电压超过30Vdc 时,会发生可能损坏仪器的故障。这就是为什么有必要为过电压引入冗余保护电路的原因。由于负载功率不足,2-20V 范围内的电压也会导致故障。使用冗余技术可以部分避免这种情况,但还有更普遍的故障原因。在设计为在安全(断电)状态下运行的SIS中,电源可能无法运行。在工业工厂中,电力系统必须可靠,即防止浪涌,并且可以实现安全状态,从而保证运行的连续性。
通常,SIL3额定电源在冗余配置中满足安全要求和 20-30 Vdc范围内的正常通电操作。但是,SIL认证要求将 PFDavg(按需平均故障概率)调整到特定的 SIL 级别。SIL 3级别通常适用于单电源无冗余的常通电 (NE) 应用,而对于常断电(ND)应用,SIL1/SIL2冗余电源适用。对于SIL3应用,需要第二级冗余。为了在ND应用中实现所需的 SIL 或在 NE 应用中实现可用性,需要进行冗余配置。在电压控制失败的情况下,电源会限制电压输出而不超过30V阈值。在涉及安全仪表功能 (SIF) 的所有系统中,必须使用功能安全电源,因为它的参数与影响SIS的其他设备的参数一起考虑。安全电源的其他重要特性包括2区热插拔、集成本地诊断(例如通过显示器)、通过机架安装或外部接线实现冗余、防止过载和短路。