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功能安全温度变送器的特性、应用及维护

2025年02月10日 09:59:56 来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台阅读量：19

功能安全温度变送器的整个生命周期包括需求、设计、生产等环节，均遵循IEC 61508国际标准，并需要通过功能安全认证，在冗余方式使用时，功能安全温度变送器可满足SIL3的安全完整性等级要求。

相比常规的温度变送器，功能安全温度变送器具有较高的安全完整性水平，具有更高的可靠性和安全性来满足系统设计中的功能安全需求，即使在自身发生故障的情况下，也能将自诊断信息及时反馈到安全控制系统中，并完成相应的安全动作。功能安全温度变送器适合应用在石油、化工、冶金和核电等对安全要求较高的场合，特别是对安全完整性水平有较高要求的功能安全相关系统。
功能安全温度变送器(SIL3等级)

1、功能安全温度变送器主要技术参数
传感器输入：热电偶(B、E、J、K、N、R、S、T)和热电阻(Pt100、Pt1000)
输出信号：两线制4-20mA
电压范围：12-36VDC
额定电压：24VDC
污染等级：Ⅱ
海拔高度：≤2000meter
显示：LCD
故障报警：一旦出现故障，即进入安全状态并输出用户设置的报警电流
精度：0.2%FS
温度漂移：≤±0.02%/℃
诊断精度：±5%
防护等级：IP65
绝缘电阻：＞20MΩ

2、功能安全温度变送器主要功能特性
①系统结构
功能安全温度变送器的系统结构主要分两部分组成，一部分是安全相关的部分，包括采样模块、MCU模块和DA模块；一部分是诊断的部分，包括采样诊断模块、带时窗看门狗、DA诊断模块、电源诊断模块和安全输出处理模块。如图1所示。安全相关的部分主要完成对传感器(TC/RTD)信号的采样、运算处理和电流输出；诊断的部分主要完成对变送器内部故障的周期性诊断。
功能安全温度变送器系统构成

②诊断功能
为了确保功能安全温度变送器更加安全可靠的运行，在运行中对变送器自身进行周期性诊断。一旦诊断到任何故障，则进入安全状态，输出报警电流。功能安全温度变送器具有丰富全面的诊断功能，诊断覆盖率可以达到90%以上。具体诊断内容主要包括输入采样诊断、输出诊断、电源诊断、D/A诊断等。MCU微处理器单元的诊断主要包括：RAM诊断、ROM诊断、堆栈指针诊断、EEPROM诊断、指令诊断、环境温度诊断、程序顺序执行诊断、寄存器诊断。

3、功能安全温度变送器安全相关参数

传感器配置热电偶两线制热电阻三线制热电阻

系统类型              B类(复杂)                   B类(复杂)                   B类(复杂)
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℃
温度漂移              ≤0.02%/℃                ≤0.02%/℃                 ≤0.02%/℃
诊断精度              ±5%                          ±5%                          ±5%
响应时间               650ms                      650ms                       650ms
诊断测试间隔        50s                           50s                             50s
故障响应时间        1min                        1min                          1min
硬件完整性等级     SL2                         SL2                            SL2
系统能力               SC3                          SC3                            SC3
高要求模式PFH     ≥10^-8＜10^-7          ≥10^-8＜10^-7           ≥10^-8＜10^-7
低压求模式PFDAVG ＞3.5×10^-4 to ＜3.5×10^-3

4、功能安全温度变送器应用
◆单台功能安全温度变送器的应用，可以满足安全完整性等级为SIL2。

◆通过功能安全温度变送器的冗余使用，可以达到SIL3的安全完整性等级。

5、功能安全温度变送器维护
功能安全温度变送器出厂前均经过严格的检查及测试，所有维护工作都必须经过专业的安全维护工程师完成。同时，必须每年完成一次校验测试，校验测试主要包括精度测试和故障测试。校验测试中出现任何异常均需记录备案。

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