详解:超速保护系统的投票结构

关于超速保护系统的投票机制,可定义为在检测到超速情况时应切换至安全状态的安全回路数量。理想的投票结构取决于具体应用。对于高度关键的机械设备,2oo3投票结构被广泛采用且符合API 670标准的要求;但对于关键性较低的机械设备,1oo1投票结构可能已足够。 其背后的原理在于,更复杂的投票结构能够提供更高的可用性和安全性。

不同投票结构的含义常被误解。这是因为投票结构的影响会因观察角度的不同而有所差异。

什么被视为失败?

当安全单元未能在应进入安全状态时进入,或在不应进入安全状态时进入时,即发生故障。

两个视角:

应考虑两种不同情况:从安全角度出发的情况,以及从可用性角度出发的情况。

  • 安全视角侧重于当投票结构中一个或多个安全单元发生故障时,机器是否仍能保持受保护状态。
  • 可用性视角侧重于当投票结构中一个或多个安全单元发生故障时,设备是否仍能保持可用。

如何确定投票结构?

  • 从安全角度来看:为了确保机器安全,必须有多少个安全装置保持正常运行?
  • 从可用性角度来看:为了保持机器的可用性,必须有多少个安全装置保持正常运行?

表1. 从安全角度与可用性角度对各种(继电器)投票结构的说明。

 

注:表格中的图示可能会引起混淆,因为继电器被描绘为断开状态,而在正常运行时,通电状态下继电器应处于闭合状态。不过,这是继电器原理图的一般表现方式,因为这样能提供更清晰的整体视图。

下表显示,投票结构会因从安全角度还是可用性角度审视而有所不同。以第二幅图为例,从安全角度看,这属于 1oo2 投票结构;只需其中一个安全单元正常工作,设备即可保持安全。然而,从可用性角度看(2oo2 投票结构),如果一个单元发生故障,设备将无法正常运行,因为两个设备都必须正常工作。