TÜV-zugelassene SIL-2-Analysenmessstelle für die pH-Messung

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Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG

Die Diagnose elegant umgesetzt

Zusätzlich zu den Standard-Diagnose-Verfahren eines sicherheitskritischen Systems (z.B. RAM-Test, ROM/Flash-Test, Programmablaufüberwachung jedes Teilsystems) bietet die Messstelle weitere elegante Diagnosen, wie die logisch getrennte Ermittlung des pH-Wertes. So wird der pH-Wert sowohl im Sensor als auch im Transmitter berechnet. Beide Berechnungen werden logisch getrennt voneinander parallel durch die gesamte Messstelle geführt und an den zwei physikalisch getrennten Stromausgängen ausgegeben. Dadurch muss ein Voter die beiden Stromausgänge als 1oo1D („1 out of 1 with Diagnostics“)-System verarbeiten. Der Voter überwacht dabei die beiden Signale und löst den Übergang in den sicheren Zustand aus, sobald die Signale der beiden Stromausgänge für länger als eine definierte Zeit t und für mehr als einen definierten Betrag x abweichen. Als sicheres Ausgangssignal der Messstelle wird – wie bei einer Nicht-SIL-Messstelle – immer der erste Stromausgang verwendet.

Ein weiteres, sicherheitsrelevantes Diagnose-Merkmal ist die Erzeugung und Überwachung eines Mess-Sequenz-Zählers im Sensor und im Transmitter. Dadurch wird auf einfache und effiziente Art ein eventuelles „Einfrieren“ des Messwertes detektiert.

Sicher kalibrieren, justieren und messen

Die Zwei-Punkt-Kalibrierung ist ein Teil der Sicherheitsfunktion, da bei der Berechnung der pH-Werte das gewählte Referenzverfahren – hier die Kalibrierung – eine große Rolle spielt. Insgesamt realisiert die Messstelle folgende Sicherheitsfunktionen:

sichere Durchführung einer Zwei-Punkt-Kalibrierung vor Ort mithilfe des Displays,

sichere Berechnung des pH-Wertes und

Ausgabe des pH-Wertes (mithilfe der Referenz-Werte der Kalibrierung) auf die beiden Stromausgänge.

Die Kalibrierung und das Umschalten in den sicheren Betriebsmodus des Liquiline M CM42 bedienen sich spezieller Methodiken, um diese Abläufe am Display unter Beachtung der Benutzer-Interaktionen sicher zu machen. Damit ist die SIL-Messstelle wie eine „normale“ Messstelle einsetzbar und kann mit den gleichen Betriebsabläufen benutzt werden. Die Unterschiede sind vor dem Benutzer verborgen, beziehungsweise der Benutzer wird am Display einfach und verständlich geführt.

Das Liquiline M CM42 kann auch direkt zur Grenzwertüberwachung des pH-Wertes benutzt werden. Meist wird die Messstelle jedoch nur zur sicheren Übermittlung des gemessenen Spannungswertes am Sensor auf dem Stromausgang des Transmitters eingesetzt.

Die Messstelle führt im laufenden Betrieb ständig Selbst-Tests durch und reagiert bei erkannten Fehlern mit dem Übergang in den sicheren Zustand. Dies ist die Ausgabe des Fehlerstroms nach Namur NE43 für mindestens vier Sekunden. Dieses Signal muss dann durch das PLS oder eine andere nachgeschaltete Einheit erkannt werden und dort entsprechend mit der Sicherheitsfunktion der Schutzfunktion reagieren. Das Fehler-Signal wird so lange gehalten, bis durch eine Vor-Ort Bedienung das Gerät wieder in den sicheren Betrieb gebracht wird.

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