OPTISWITCH 5300 C Sicherheitshandbuch

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1 OPTISWITCH 5300 C Sicherheitshandbuch für Dampfkessel

2 Inhaltsverzeichnis 1 Anwendungsbereich Allgemeines und mitgeltende Dokumentation Systemkomponenten Systemausführung in Auswahlschaltung 1oo Systemausführung Auswahlschaltung 2oo Einbau und Inbetriebnahme Geräteverhalten im Normalbetrieb und bei Störung Geräteverhalten bei Störung Ausgangssignale bei Funktionsstörung Wartung Überprüfung der Funktionsfähigkeit Reparatur Zertifikat Redaktionsstand: zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C

3 1 Anwendungsbereich Der OPTISWITCH 5300 C ist ein Grenzstandsensor mit Schwinggabel zur Grenzstanderfassung. Die Betriebssicherheit des Gerätes ist nur bei bestimmungsgemäßer Verwendung entsprechend den Angaben in der Betriebsanleitung sowie in den evtl. ergänzenden Anleitungen gegeben. Eingriffe über die in der Betriebsanleitung beschriebenen Handhabungen hinaus dürfen aus Sicherheits- und Gewährleistungsgründen nur durch vom Hersteller autorisiertes Personal vorgenommen werden. Eigenmächtige Umbauten oder Veränderungen sind ausdrücklich untersagt zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C Abb. 1: Aufbau des OPTISWITCH 5300 C 1 Gehäusedeckel 2 Gehäuse mit Elektronik 3 Temperaturzwischenstück 4 Prozessanschluss 5 Verlängerungsrohr 3

4 2 Allgemeines und mitgeltende Dokumentation Hinweis: Die Geräte dürfen nur von "Fachpersonal" in Betrieb genommen werden. Wartungs- und Umrüstarbeiten dürfen nur von Personen vorgenommen werden, welche hierzu entsprechend von VEGA unterwiesen wurden. Mit dem Typenschild werden die technischen Eigenschaften des Gerätes spezifiziert. Ein Gerät ohne gerätespezifisches Typenschild darf nicht in Betrieb genommen werden! Document-ID Bezeichnung Safety Manual OPTISWITCH 5300 C Relais (2 x SPDT) Mit SIL-Qualifikation Safety Manual OPTISWITCH 5300 C Transistor (NPN/PNP) Mit SIL-Qualifikation Safety Manual OPTISWITCH 5300 C Zweileiter (8/16 ma) Mit SIL-Qualifikation Betriebsanleitung OPTISWITCH 5300 C Relais (S) Mit SIL-Qualifikation Betriebsanleitung OPTISWITCH 5300 C Transistor (T) Mit SIL-Qualifikation Betriebsanleitung OPTISWITCH 5300 C Zweileiterelektronik (L) Mit SIL-Qualifikation 3 Systemkomponenten Zur Erfassung des maximalen bzw. minimalen Grenzstandes in einem Dampferzeuger sind mindestens zwei Sensoren in Redundanz erforderlich (Auswahlschaltung 1oo2, "one out of two"). Zur Erhöhung der Verfügbarkeit empfiehlt sich die Installation von drei Sensoren in Auswahlschaltung 2oo3 ("two out of three") mit Auswertung über eine SSPS. 4 zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C

5 3.1 Ausführung mit SSPS (4) (1) (2) (3) Abb. 2: Auswertung mit SSPS 1 Grenzstandsensor 1 2 Grenzstandsensor 2 3 Optional weiterer Sensor zur Verwirklichung einer 2oo3 bzw. diversitären Redundanz 4 SSPS bzw. Auswertesystem mit Zertifizierung nach EN und EN Systemausführung in Auswahlschaltung 1oo2 Systemverhalten bei Normalbetrieb Ist der zu überwachende Grenzwert (NW/HW) erreicht, liefern alle Sensoren ein entsprechendes Ausgangssignal innerhalb der Messabweichung (siehe Betriebsanleitung: Document-ID: 48077, 48078, 48079; Kapitel 9). Systemverhalten bei Störung Systemverhalten bei einem gefährlichen erkannten Ausfall eines Sensors Erkennung durch kontinuierlichen Signalvergleich der Sensoren in der Sicherheits-SPS bzw. für die Elektronikausführung L (Zweileiter) durch die Verschaltung der Ausgänge. Erkennung durch wiederkehrende Prüfung. Vorsicht: Die Einfehlersicherheit ist nicht mehr gegeben. Es sind Sofortmaßnahmen erforderlich! 3.3 Systemausführung Auswahlschaltung 2oo3 Systemverhalten bei Normalbetrieb Ist der zu überwachende Grenzwert (NW/HW) erreicht, liefern alle Sensoren ein entsprechendes zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C 5

6 Ausgangssignal innerhalb der Messabweichung (siehe Betriebsanleitung: Document-ID: 48077, 48078, 48079; Kapitel 9). Systemverhalten bei einem gefährlichen erkannten Ausfall eines Sensors (2oo3) Bei einem gefährlichen erkannten Ausfall eines Sensors Erkennung durch Signalvergleich (1-2, 2-3, 3-1) in der Sicherheits-SPS oder Erkennung durch wiederkehrende Prüfung. Vorsicht: Die Einfehlersicherheit ist nicht mehr gegeben. Es sind Sofortmaßnahmen erforderlich! Fehler, die während der Inbetriebnahme oder des Messbetriebs auftreten, werden sofort an den Kontrollleuchten angezeigt und die Ausgänge bei der S- oder I-Ausführung gehen in den stromlosen Zustand über. 4 Einbau und Inbetriebnahme Installation Montage und Verdrahtung Der Füllstandgrenzschalter OPTISWITCH 5300 C kann sowohl direkt in den Behälter als auch in ein angeschlossenes Bezugsgefäß (Bypass) installiert werden. Der Sensor muss so angeordnet, installiert und geschützt sein, dass seine Funktion nicht beeinträchtigt wird durch: Schaum und Turbulenzen im Kesselwasser Schmutzansammlung Mechanische Einflüsse während des Betriebs (z. B. Schwingungen) Die Montage und Verdrahtung des Gerätes ist in der zugehörigen Betriebsanleitung (Document-ID:: 48077, 48078, 48079) beschrieben. Vorsicht: Der sichere Betrieb des Gerätes setzt eine ordnungsgemäße Installation voraus! Einbaulage Die zulässigen Einbaulagen des Gerätes sind ebenfalls in der Betriebsanleitung (Document-ID: 48077, 48078, 48079) beschrieben. Abweichung Durch anwendungsbedingte Einflüsse kann sich die angegebene Messabweichung erhöhen und somit den Schaltpunkt (siehe Betriebsanleitung Kapitel 9.1 in Document-ID:: 48077, 48078, 48079) beeinflussen. 5 Geräteverhalten im Normalbetrieb und bei Störung Gemeinsame Gerätefunktionen Die Schwinggabel schwingt auf ihrer mechanischen Resonanzfrequenz von ca Hz. Wird die Schwinggabel mit Füllgut bedeckt, ändert sich die Frequenz. Diese Änderung wird vom eingebauten Elektronikeinsatz erfasst und in einen Schaltbefehl umgewandelt. Der Elektronikeinsatz des OPTISWITCH 5300 C überwacht über die Frequenzauswertung kontinuierlich folgende Kriterien: Starke Korrosion oder Beschädigung der Schwinggabel Ausfall der Schwingung Leitungsbruch zum Schwingantrieb Zweiaderleitung auf Leitungsbruch und Kurzschluss 6 zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C

7 Wird eine Funktionsstörung erkannt oder fällt die Spannungsversorgung aus, so nimmt die Elektronik einen definierten Schaltzustand an, d. h. der Ausgang der Elektronikausführung "S" und "I" und der VEGATOR 121/122 in Verbindung mit der Elektronikausführung: "L" ist geöffnet (sicherer Zustand). Details zu Anzeige- und Ausgangszustand siehe "Geräteverhalten bei Störung". Gerätefunktionen in Abhängigkeit von der Elektronikausführung Auf dem Elektronikeinsatz finden Sie nachfolgend beschriebene Anzeige- und Bedienelemente: max min on 0,7 g / cm 0,47 3 R 7 6 Abb. 3: S (Relaisausführung) 1 Kontrollleuchte - Störungsanzeige (rot) 2 Kontrollleuchte - Schaltzustand (gelb) 3 Kontrollleuchte - Betriebszustand (grün) 4 Betriebsartenumschaltung zur Wahl des Schaltverhaltens (max.) 5 DIL-Schalter zur Empfindlichkeitsumschaltung 6 Erdungsklemme 7 Anschlussklemmen Für die Sicherheitsfunktion darf nur der NO-Kontakt (NO = Normally Open) verwendet werden (Ruhestromprinzip). Beide NO-Kontakte der Relais sind in Reihe zu schalten! Betriebsart Überlaufschutz (Betriebsart max.) Trockenlaufschutz (Betriebsart min.) Schwingelement bedeckt unbedeckt Relais NO-Kontakt offen (stromlos) NO-Kontakt offen (stromlos) zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C 7

8 max 0,7 g / cm 3 min on 0,47 T PNP NPN P N Abb. 4: I (Transistorausführung) 1 Kontrollleuchte - Störungsanzeige (rot) 2 Kontrollleuchte - Schaltzustand (gelb) 3 Kontrollleuchte - Betriebszustand (grün) 4 Betriebsartenumschaltung zur Wahl des Schaltverhaltens 5 DIL-Schalter zur Empfindlichkeitsumschaltung 6 Erdungsklemme 7 Anschlussklemmen 8 zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C

9 max min on 0,7 g / cm 0,47 3 Z Test zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C Abb. 5: L (Zweileiterausführung) 1 Kontrollleuchte - Störungsanzeige (rot) 2 Kontrollleuchte - Schaltzustand (gelb) 3 Kontrollleuchte - Betriebszustand (grün) 4 Betriebsartenumschaltung zur Wahl des Schaltverhaltens 5 DIL-Schalter zur Empfindlichkeitsumschaltung 6 Testtaste 7 Erdungsklemme 8 Klemmbrücke 9 Anschlussklemmen Beim Betrieb mit einem Auswertgerät ist am Sensor die Betriebsart max. einzustellen. Die Auswahl der Betriebsart wird am Auswertgerät vorgenommen. Der sichere Zustand des Ausgangssignals ist abhängig von der durch eine SSPS ausgewerteten Betriebsart. Die Funktion der Bedien- und Anzeigeelemente ist in der Betriebsanleitung beschrieben.während der Bedienung muss die Sicherheitsfunktion als unsicher betrachtet werden! Gegebenenfalls müssen andere Maßnahmen ergriffen werden, um die Sicherheitsfunktion aufrecht zu erhalten. Der Sensor muss gegen ungewollte bzw. unbefugte Bedienung geschützt werden. 6 Geräteverhalten bei Störung 6.1 Ausgangssignale bei Funktionsstörung Zur Überwachung einer Füllstandgrenze detektiert der Sensor über die Zustände "Schwingelement unbedeckt" oder "Schwingelement bedeckt" einen durch den Montageort festgelegten Grenzstand. 9

10 S I L Nichtleitend (stromlos) Nichtleitend (stromlos) Der Betriebsartenumschalter am OPTISWITCH 5300 C muss auf "Max." stehen. 3,6 ma ("fail low") > 21 ma ("fail high") In der Betriebsanleitung (Document-ID: 48078, 48079, / Kapitel 7.2) ist die Erkennung von Störungen, deren Ursache sowie geeignete Maßnahmen zur Störungsbeseitigung beschrieben. 7 Wartung Bei bestimmungsgemäßer Verwendung ist im Normalbetrieb keine Wartung erforderlich. Beim Einsatz in sicherheitsinstrumentierten Systemen (SIS) muss am Gerät in regelmäßigen Zeitabständen die Sicherheitsfunktion durch eine Wiederholungsprüfung durchgeführt werden. Damit können mögliche gefährliche, unentdeckte Fehler erkannt werden. Es liegt in der Verantwortung des Betreibers, die Art der Überprüfung zu wählen. Die Zeitabstände richten sich nach dem in Anspruch genommenen PFD AVG. Während des Funktionstests muss die Sicherheitsfunktion als unsicher betrachtet werden. Beachten Sie, dass der Funktionstest Auswirkungen auf nachgeschaltete Geräte hat. Verläuft einer der Tests negativ, so muss das gesamte Messsystem außer Betrieb genommen und der Prozess durch andere Maßnahmen im sicheren Zustand gehalten werden. Detaillierte Informationen zur Wiederholungsprüfung finden Sie im Safety Manual (SIL). Achtung! Die Sensoren sind während des Betriebs heiß! Schwere Verbrennungen an Händen und Armen sind möglich! Beim Lösen der Sonde können Dampf oder heißes Wasser austreten! Schwere Verbrühungen am ganzen Körper sind möglich! Montage- oder Wartungsarbeiten nur in kaltem Zustand durchführen! Sonde nur bei 0 bar Kesseldruck demontieren! 8 Überprüfung der Funktionsfähigkeit Die Funktionsfähigkeit und Sicherheit des Begrenzers sind periodisch zu überprüfen. Die Prüfung ist so durchzuführen, dass die einwandfreie Funktion der Begrenzereinrichtung im Zusammenwirken aller Komponenten nachgewiesen wird. Hierzu ist durch Absenken bzw. Auffüllen des Wasserstandes die Mess- und Auslösefunktion zu überprüfen. Hinweis: Mögliche Prüfabläufe für den OPTISWITCH 5300 C sind im Saftey Manual, Kapitel 7: "Wiederholungsprüfung" detailliert in der Betriebsanleitung (Doc.: 48078, 48079, 48077), Kapitel 6.4: "Wiederholungsprüfung" beschrieben. 9 Reparatur Die Reparatur der Geräte darf grundsätzlich nur durch die VEGA Grieshaber KG durchgeführt werden. Erfolgt die Reparatur von anderer Seite, können die sicherheitstechnischen Funktionen nicht mehr garantiert werden. 10 zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C

11 10 Zertifikat zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C 11

12 12 zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C

13 zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C 13

14 Notizen 14 zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C

15 Notizen zur Dampfkesselzulassung OPTISWITCH 5300 C 15

16 KROHNE Produktübersicht Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte Schwebekörper-Durchflussmessgeräte Ultraschall-Durchflussmessgeräte Masse-Durchflussmessgeräte Wirbelfrequenz-Durchflussmessgeräte Durchflusskontrollgeräte Füllstandmessgeräte Temperaturmessgeräte Druckmessgeräte Analysenmesstechnik Produkte und Systeme für die Öl- und Gasindustrie Änderungen vorbehalten KROHNE Messtechnick GmbH & Co. KG Ludwig-Krohne-Straße 5 D Duisburg Tel.: +49 (0) Tel.: +49 (0) info@krohne.de Die aktuelle Liste aller KROHNE Kontakte siehe: