一、产品说明
FOXBORO FBMSVH 是 Foxboro I/A Series 分布式控制系统(DCS)中的一款安全相关模块,主要用于工业自动化过程中安全联锁逻辑的执行与安全信号的处理,是保障生产过程安全的关键组件。
该模块专为满足工业安全标准(如 SIL 认证相关要求)设计,具备高可靠性和故障安全性,能够在生产过程出现危险工况时,快速触发安全保护措施,如紧急停机、切断危险物料供应等,防止事故扩大。其广泛应用于石油、化工、制药等对安全等级要求极高的行业,尤其适用于涉及易燃易爆、有毒有害介质的生产装置,为工业生产的本质安全提供坚实保障。
二、产品技术参数
- 安全性能参数
- 安全等级:符合 SIL 2(安全完整性等级)要求,部分配置可满足 SIL 3 需求,通过严格的安全认证(如 TÜV 认证),确保在安全相关控制回路中可靠运行。
- 故障响应时间:安全联锁逻辑执行响应时间小于 10ms,能在极短时间内对危险信号做出反应,最大限度减少事故影响。
- 诊断覆盖率:≥90%,具备强大的自诊断能力,可实时监测模块内部电路、输入输出通道等关键部分的状态,及时发现潜在故障并报警。
- 输入 / 输出参数
- 输入通道:通常配备 8-16 个安全输入通道,支持干接点、湿接点等数字量信号,用于采集急停按钮、安全门开关、压力 / 温度超限开关等安全相关信号。
- 输出通道:包含 4-8 个安全输出通道,多为继电器输出(强制导向触点),触点容量可达 5A @ 250V AC,可直接驱动安全联锁执行机构,如紧急停机继电器、切断阀等。
- 信号处理:支持双通道输入校验、输出信号自检测等功能,确保信号采集与输出的准确性,避免误动作或漏动作。
- 通信与电源参数
- 通信接口:配备专用安全通信接口,支持与 I/A Series 系统中的安全控制器或冗余模块通信,采用加密通信协议,防止数据传输过程中的干扰或篡改。
- 供电电压:采用 24V DC 冗余供电,两路电源独立输入,确保单路电源故障时模块仍能正常工作,供电中断恢复后可自动重启并恢复安全状态。
- 功耗:正常工作时功耗约为 10-15W,在冗余供电模式下功耗略有增加。
三、规格
- 物理规格
- 尺寸:长 × 宽 × 高约为 180mm×130mm×80mm(具体以产品手册为准),采用标准机架式设计,可安装于 I/A Series 系统的安全控制柜中,与其他安全模块协同工作。
- 重量:约为 500-600g(不含安装附件),重量适中,便于安装和维护操作。
- 环境规格
- 工作温度范围:-20℃至 + 60℃,能适应工业现场的温度波动,确保在极端环境下的安全功能不受影响。
- 湿度范围:5% 至 95% RH(无冷凝),具备良好的防潮性能,可在潮湿的工业环境中可靠运行。
- 防护等级:IP20,具备基本的防尘能力,保护内部安全电路免受灰尘侵蚀。
- 抗干扰能力:通过 EN 61000 系列电磁兼容测试,能抵御工业现场的电磁辐射、快速瞬变脉冲群等干扰,确保安全逻辑的稳定执行。
四、使用方法
- 安装步骤
- 安装前准备:安装前需确认模块已通过安全认证且与现场安全等级需求匹配,检查模块外观无损伤、接口无松动,配套安全接线端子、屏蔽线缆等附件齐全。安装位置需选择在安全控制柜内,远离非安全区的干扰源(如变频器、大功率电机),确保与其他设备的安全距离符合规范。
- 硬件安装:将模块沿机架导轨插入并固定,确保安装牢固无晃动。连接冗余电源:将两路独立的 24V DC 电源接入模块的安全电源接口,注意极性正确,电源回路需配置独立的过载保护装置。连接安全输入 / 输出信号:输入通道连接急停按钮、安全传感器等设备,输出通道连接安全执行机构,所有接线需采用屏蔽双绞线,屏蔽层单端接地,且与非安全信号线缆分开布线。
- 安全验证:安装完成后,使用专用工具测量绝缘电阻(≥100MΩ)和接地电阻(≤1Ω),确认接线无误且符合安全规范后,方可通电。
- 组态与测试
- 安全逻辑组态:通过 I/A Series 系统的安全组态软件(需具备安全编程权限)对 FBMSVH 模块进行编程,定义安全输入信号与输出动作的联锁逻辑(如 “二选一”“三取二” 表决机制),设置故障诊断参数和报警阈值。组态完成后,需进行离线仿真测试,验证逻辑的正确性。
- 在线测试:通电后,模块进入自检模式,自检通过后指示灯显示正常(如绿色常亮)。通过强制输入信号的方式测试安全联锁功能:模拟急停信号触发,观察输出通道是否按预设逻辑动作(如切断执行机构电源),同时检查报警信息是否正确上传至安全监控系统。测试需记录详细数据,确保符合安全要求。
- 运行与维护
- 日常监控:通过安全监控界面实时查看模块的运行状态、诊断信息和安全输出状态,确保无故障报警。定期(如每月)检查指示灯状态,确认冗余电源、通信链路正常。
- 维护要求:维护人员需具备安全操作资质,进行维护前必须执行 “上锁挂牌(LOTO)” 程序。每季度进行一次功能测试:触发急停按钮等输入信号,验证联锁逻辑的响应时间和输出动作的正确性;每年进行一次全量程校准和故障注入测试,确保诊断功能有效。
- 故障处理:若模块发出安全故障报警,需立即启动应急预案,在确保现场安全的前提下,通过安全诊断工具查看故障代码(如通道故障、通信中断),更换故障部件时需使用同型号、同批次的安全备件,更换后需重新进行安全验证。
五、系统介绍
FOXBORO FBMSVH 安全模块是 Foxboro I/A Series DCS 安全仪表系统(SIS)的核心组件,与安全控制器、安全输入 / 输出模块、操作站等组成完整的安全联锁系统,用于执行超出基本过程控制的安全保护功能。
在 SIS 系统中,FBMSVH 模块接收来自现场的安全输入信号(如压力超高、温度超限、安全门打开),通过内部安全逻辑运算后,驱动安全输出通道动作,实现紧急停机、切断燃料供应、启动消防系统等安全措施。同时,模块通过安全通信总线将自身状态和故障信息上传至安全控制器,确保安全信息的独立传输(与常规 DCS 物理隔离),避免受到非安全系统的干扰。
该安全系统的特点包括:
- 独立性:安全回路与常规控制回路完全隔离(物理和逻辑上),确保常规系统故障时不影响安全功能的执行。
- 故障安全性:采用 “故障导向安全” 设计,模块自身出现故障时(如通道短路、通信中断),输出自动切换至安全状态(如切断输出),防止危险发生。
- 可追溯性:具备完整的事件记录功能,可记录安全联锁触发时间、原因、动作过程等数据,满足安全审计和事故追溯需求。
- 合规性:系统设计符合 IEC 61508、IEC 61511 等国际安全标准,支持安全生命周期管理(从设计、安装到维护、报废),确保长期符合安全规范。
FOXBORO FBMSVH 模块凭借其高安全完整性、可靠的故障处理能力和严格的合规性,成为工业安全仪表系统中的关键组件,为高风险工业过程的安全生产提供了不可或缺的保障。