Automatisierte Ventilanlauftests erhöhen die Prozesssicherheit und Anlagenverfügbarkeit

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Siemens AG

Mit dem Siemens-Stellungsregler Sipart PS2, der unabhängig von der Leittechnik den Partial Stroke Test ausführen kann, gibt es umfangreiche Diagnosemöglichkeiten, z.B. können PST-Reaktionskurven verglichen werden. Ein Wartungsbedarf wird nach der Namur-Empfehlung NE107 in einem 3-Stufen-Alarmkonzept klar und übersichtlich lokal auf dem Display oder im Leittechniksystem signalisiert. Die Einbindung des Stellungsreglers in das Leittechniksystem und das Asset Management kann über Hart, Profibus PA oder FF erfolgen. Integriert man das PST-Verfahren in das Sicherheitssystem Simatic S7-400 F/FH, kann der Test unabhängig vom verwendeten Stellungsregler ausgeführt werden. Mit diesen Lösungen kann der gesamte Ablauf des Partial Stroke Tests voll automatisiert erfolgen – einschließlich der Dokumentation (von einer Meldung bis zu einem Testreport als Nachweis für die Abnahmebehörde).

Der manuelle, automatische oder nach Aufforderung startbare Test besteht aus zwei Schritten. Im ersten Schritt, dem eigentlichen PST, wird eine Sicherheitsabsperreinrichtung aus der „Voll-Offen-Stellung“, bzw. der Betriebsstellung über den zusätzlich angebrachten Stellungsregler vom Sicherheitssystem S7-400 F/FH auf einen definierten Sollwert gefahren. Der Schließvorgang muss den Sollwert einschließlich der eingestellten Hysterese innerhalb der vorgegebenen Testzeit erreichen. Nach Ablauf der Testzeit wird die Sicherheitsabsperr-einrichtung zurück in die Betriebsstellung gebracht.

Optional kann in einem zweiten Schritt das zugehörige Magnetventil getestet werden. Dies geschieht, indem die fehlersichere Ansteuerung kurzzeitig (z.B. 200 ms) abgesteuert und die verzögerte Änderung der analogen Stellungsrückmeldung ausgewertet wird. Falls dies für die Anlage kritisch ist, z.B. wegen schwankenden Drucks in der Luftzufuhr, kann bei Einsatz des Sipart PS2 mit einer Erweiterungskarte für den Stellungsregler ein Magnetventiltest wie bei der Schaltbox realisiert werden. Die beiden verfügbaren Grenzwertschalter verhindern ein unbeabsichtigtes Abschalten der Anlage sicher. Dies ist unabhängig von der Steuerung.

Praxistext bestanden

Die Siemens-Lösung mit im Sicherheitssystem integriertem Partial Stroke Test hat sich auch in industrieller Umgebung bewährt, wie ein Test bei Ineos Paraform zeigte. Ineos Paraform in Mainz ist seit über 150 Jahren in der Produktion organischer Chemikalien tätig und testete diese PST-Lösung in einer von der TÜV Süd Industrie Service begleiteten Pilotanwendung von Oktober bis Dezember 2006.

Als Testobjekt diente das Sicherheitsabsperrventil für einen Hexalösungstank. Das Ventil wird verfahrenstechnisch über Simatic PCS7 gesteuert und sicherheitstechnisch über Sicherheitsrelaislogik abgeschaltet, wobei zwei Magnetventile in Serie verwendet werden. Für die Pilotierung wurde die existierende CPU Simatic S7-400 durch CPU S7-400H ersetzt, damit der Teil der PST-Logik im Sicherheitsprogramm ablauffähig ist. Am Sicherheitsabsperrventil brachte man einen Stellungsregler Sipart PS2 an, der über Profibus PA mit der übergeordneten Steuerung kommunizierte.

Anmerkung: Werden Sicherheitsarmaturen bereits mit montierten Stellungsreglern ausgeliefert, kann beim Anlagenbetreiber die nachträgliche Zertifizierungen der Sicherheitsarmaturen entfallen.

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