Der automatisierte Prüfprozess
Entwicklung des HBSI-Werts (Heartbeat Sensor Integrity) bei Sensorabnutzung durch Abrasion im Messrohr (Quelle:Endress+Hauser)
Sichtbare Abnutzung im Coriolis-Messrohr durch Abrasion (Quelle:Endress+Hauser)
Vor dem Prüfstart überprüft die Sicherheitssteuerung, ob der Zeitpunkt für die Durchführung optimal ist, das heißt, ob die Anlage zum Beispiel nur mit Teillast läuft.
Im Rahmen der Prüfprozedur wird zunächst das Messgerät über die Hart-Schnittstelle und konform zur NE154 aus dem SIL-Modus entriegelt. Anschließend erfolgt eine vollumfängliche Geräteverifikation, gesteuert durch die im Gerät integrierte Heartbeat Verifikation. Neben dem eindeutigen Prüfergebnis (bestanden/nicht bestanden) können dabei aussagekräftige Monitoring-Parameter, wie der HBSI-Wert (Heartbeat Sensor Integrity) eines Promass-Coriolis-Massedurchflusssensors, ausgelesen werden. Dieser Wert ermöglicht erstmals eine eindeutige Aussage zum Gesundheitszustand und zum Abnutzungsvorrat des Geräts. Die Beispielgrafik (Bild 2) dokumentiert das lineare Verhalten des HBSI-Werts in Abhängigkeit vom Abnutzungsgrad des Messsensors. Der Wert kann dann an ein übergeordnetes Maintenance-System zur Trenderfassung und -auswertung durch die HIMax-Sicherheitssteuerung weitergeleitet werden. Damit ist neben der automatisierten wiederkehrenden Prüfung ein kontinuierliches Monitoring systematischer Prozessfehler auch in Sicherheitseinrichtungen möglich.
Abschließend versetzt die Steuerung das Gerät über Hart wieder in den SIL-Modus, was zu einer automatischen Prüfung der Einstellparameter führt und die Inbetriebnahmesequenz im Gerät automatisch ablaufen lässt. Zum Abschluss wird das Gerät über Hart mit dem SIL-Code verriegelt.
Verlängerung der Prüfzyklen für Vollprüfungen
Mit dieser Lösung zur Teilprüfung der Sicherheitseinrichtungen lassen sich die Prüfzyklen für eine Vollprüfung, die meist mit einem Ausbau der Geräte und einem Anlagenstillstand verbunden ist, verlängern. Bild 3 zeigt den PFDav (Probability of Failure on Demand average) der automatisierten Teilprüfung in einer Durchfluss-Sicherheitseinrichtung mit Heartbeat Technology bzw. bei der Nutzung von Heartbeat Technology mit erweiterter Geräteprüfung. Im ersten Fall wird eine Vollprüfung nur noch alle sechs Jahre fällig. Mit der Nutzung der erweiterten automatisierten Heartbeat-Prüfung, die zusätzlich einen automatisierten Geräteneustart und die Strom-Loop-Prüfung beinhaltet, ist sogar ein Prüfintervall von bis zu zwölf Jahren möglich.
Maximale Sicherheit im Zugriff auf SIL-verriegelte Geräte
Die Lösung ist, vor allem auch durch die Erfüllung der Sicherheitsanforderungen, gerade für SIL-verriegelte Sicherheitseinrichtungen besonders attraktiv. Dank der Integration der Heartbeat-Daten der Feldgeräte und der passenden Smart-Safety-Test-Funktionen lassen sich derartige Lösungen im Sicherheitssystem voll- oder teilautomatisiert umsetzen. Voraussetzung für die Umsetzung bei analogen Ein- oder Ausgängen ist der Einsatz von Hart-Modulen, die den zentralen Zugriff auf alle Hart-Informationen ermöglichen. Mit diesen Daten können die Einstellungen von Feldgeräten überwacht werden. Unerwünschte Änderungen über ein AMS (Asset Management System) verhindert die integrierte Hart-Firewall in SIL3-Qualität, die steuerbar nur den lesenden Zugriff auf die Feldgeräte erlaubt und jegliche Schreibkommandos blockt.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Die Bandbreite der automatisierbaren Testaufgaben ist groß und kann auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anlage und der darin zu automatisierenden Sicherheitseinrichtungen abgestimmt werden. Die Dokumentation der Prüfergebnisse (bestanden/nicht bestanden) mit Zeitstempelung wird dem übergeordneten Leitsystem bereitgestellt und die Heartbeat-Monitoring-Parameter lassen sich zur vorausschauenden Wartung von Sicherheitseinrichtungen verwenden. Durch vielfältige Umsetzungsbeispiele liegen Endress+Hauser und Hima bereits weitreichende Erfahrungen zu automatisierten wiederkehrenden Teilprüfungen vor.