相比常規(guī)的溫度變送器，功能安全溫度變送器具有較高的安全完整性水平，具有更高的可靠性和安全性來滿足系統(tǒng)設(shè)計中的功能安全需求，即使在自身發(fā)生故障的情況下，也能將自診斷信息及時反饋到安全控制系統(tǒng)中，并完成相應(yīng)的安全動作。 功能安全溫度變送器適合應(yīng)用在石油、化工、冶金和核電等對安全要求較高的場合，特別是對安全完整性水平有較高要求的功能安全相關(guān)系統(tǒng)。
1、功能安全溫度變送器主要技術(shù)參數(shù)
傳感器輸入：熱電偶(B、E、J、K、N、R、S、T)和熱電阻(Pt100、Pt1000)
輸出信號：兩線制4-20mA
電壓范圍：12-36VDC
額定電壓：24VDC
污染等級：Ⅱ
海拔高度：≤2000meter
顯示：LCD
故障報警：一旦出現(xiàn)故障，即進入安全狀態(tài)并輸出用戶設(shè)置的報警電流
精度：0.2%FS
溫度漂移：≤±0.02%/℃
診斷精度：±5%
防護等級：IP65
絕緣電阻：＞20MΩ
2、功能安全溫度變送器主要功能特性
①系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
功能安全溫度變送器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分兩部分組成，一部分是安全相關(guān)的部分，包括采樣模塊、MCU模塊和DA模塊；一部分是診斷的部分，包括采樣診斷模塊、帶時窗看門狗、DA診斷模塊、電源診斷模塊和安全輸出處理模塊。如圖1所示。安全相關(guān)的部分主要完成對傳感器(TC/RTD)信號的采樣、運算處理和電流輸出；診斷的部分主要完成對變送器內(nèi)部故障的周期性診斷。
②診斷功能
為了確保功能安全溫度變送器更加安全可靠的運行，在運行中對變送器自身進行周期性診斷。一旦診斷到任何故障，則進入安全狀態(tài)，輸出報警電流。功能安全溫度變送器具有豐富全面的診斷功能，診斷覆蓋率可以達到90%以上。具體診斷內(nèi)容主要包括輸入采樣診斷、輸出診斷、電源診斷、D/A診斷等。MCU微處理器單元的診斷主要包括：RAM診斷、ROM診斷、堆棧指針診斷、EEPROM診斷、指令診斷、環(huán)境溫度診斷、程序順序執(zhí)行診斷、寄存器診斷。
3、功能安全溫度變送器安全相關(guān)參數(shù)
傳感器配置 熱電偶 兩線制熱電阻 三線制熱電阻
系統(tǒng)類型 B類(復(fù)雜) B類(復(fù)雜) B類(復(fù)雜)
故障裕度(HFT) 0 0 0
SFF 0.9735 0.9744 0.9734
PFH 4.3311×10-9 4.1838×10-9 4.1838×10-9
PFDAVG 2.1048×10-5 2.0411×10-5 2.037×10-5
PTI 1年 1年 1年
MTTR 24h 24h 24h
MRT 8h 8h 8h
基本精度 ±0.2%/25℃ ±0.2%/25℃ ±0.2%/25℃
溫度漂移 ≤0.02%/℃ ≤0.02%/℃ ≤0.02%/℃
診斷精度 ±5% ±5% ±5%
響應(yīng)時間 650ms 650ms 650ms
診斷測試間隔 50s 50s 50s
故障響應(yīng)時間 1min 1min 1min
硬件完整性等級 SL2 SL2 SL2
系統(tǒng)能力 SC3 SC3 SC3
高要求模式PFH ≥10-8＜10-7 ≥10-8＜10-7 ≥10-8＜10-7
低壓求模式PFDAVG ＞3.5×10-4 to ＜3.5×10-3
4、功能安全溫度變送器應(yīng)用
◆單臺功能安全溫度變送器的應(yīng)用，可以滿足安全完整性等級為SIL2。
◆通過功能安全溫度變送器的冗余使用，可以達到SIL3的安全完整性等級。
5、功能安全溫度變送器維護
功能安全溫度變送器出廠前均經(jīng)過嚴格的檢查及測試，所有維護工作都必須經(jīng)過溫度變送器廠家專業(yè)的安全維護工程師完成。同時，必須每年完成一次校驗測試，校驗測試主要包括精度測試和故障測試。校驗測試中出現(xiàn)任何異常均需記錄備案。
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