KROHNE OPTISWITCH 5300 C Steam boiler Manuel du propriétaire

Manuel de sécurité
pour l'homologation de la chaudière à vapeur OPTISWITCH 5300 C
comme dispositif de limitation pour les niveaux d'eau haut et bas
Table des matières
1
Domaine d'application.............................................................................................................. 3
2
Généralités et documents complémentaires......................................................................... 4
3
Composants du système......................................................................................................... 5
3.2 Version système avec circuit de sélection 1oo2................................................................ 6
3.3 Version système circuit de sélection 2oo3......................................................................... 7
4
Installation et mise en service................................................................................................. 7
5
Comportement de l'appareil en fonctionnement normal et en cas de défaut.................... 7
6
Comportement de l'appareil en cas de défaut..................................................................... 10
7
Maintenance............................................................................................................................ 11
8
Vérification du fonctionnement............................................................................................. 11
9
Réparation............................................................................................................................... 11
10 Certificat.................................................................................................................................. 12
51250-FR-190207
Date de rédaction : 2019-02-07
2
Manuel de sécurité
1
Domaine d'application
Le OPTISWITCH 5300 C est un détecteur de niveau à lames vibrantes destiné à la détection de niveau. La sécurité de fonctionnement n'est assurée qu'à condition d'un usage conforme de l'appareil
en respectant les indications stipulées dans le manuel de mise en service et dans les éventuelles
notices complémentaires.
Pour des raisons de sécurité et de garantie, toute intervention sur l'appareil en dehors des manipulations indiquées dans la notice de mise en service est strictement réservée à des personnes
autorisées par le fabricant de l'appareil. Il est explicitement interdit de procéder de son propre chef à
des transformations ou modifications sur l'appareil.
Mise en oeuvre dans les chaudières à vapeur
Le OPTISWITCH 5300 C est homologué comme partie d'un dispositif de limitation pour niveaux
d'eau haut et bas dans les chaudières à tubes d'eau et les chaudières à tubes de fumée selon
EN 12952-11:2007, EN 12953-9:2007 ainsi qu'EN 50156-1:2004. Conformément à la ligne directive
A-20 relative à la Directive équipements sous pression 2014/68/UE, le OPTISWITCH 5300 C est un
système de mesure pour la détection du niveau d'eau, toutefois pas un appareil pour la surveillance
de la pression et ainsi pas un équipement avec une fonction de sécurité comme par exemple disque
de rupture ou une soupape de sécurité.
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Version redondante
Les normes EN 12952-11 section 4.11 et EN 12953-9 section 4.1.1 imposent : "Un limiteur doit être
conçu de telle manière qu'une erreur unique dans une pièce affectée quelconque n'entraîne pas la
perte de la fonction de sécurité." C'est la raison pour laquelle au moins deux capteurs redondants
sont respectivement nécessaires pour la saisie du niveau d'eau minimum ou maximum. Vous trouverez des exemples pour la version précise au chapitre "Composants du système".
Manuel de sécurité
3
1
2
3
4
5
Fig. 1: Structure du OPTISWITCH 5300 C
1
2
3
4
5
2
Couvercle de boîtier
Boîtier avec électronique
Extension haute température
Raccord process
Tube prolongateur
Généralités et documents complémentaires
Remarque :
Les appareils ne doivent être mis en service que par un "personnel spécialisé".
La plaque signalétique spécifie les caractéristiques techniques de l'appareil. Un appareil sans
plaque signalétique spécifique ne doit pas être mis en service.
4
Manuel de sécurité
51250-FR-190207
Les travaux de maintenance et de conversion ne doivent être effectués que par des personnes
formées à cet effet par le fabricant.
Document-ID
Désignation
51194
Safety Manual
OPTISWITCH 5300 C
Relais (2 x SPDT)
Avec qualification SIL
51195
Safety Manual
OPTISWITCH 5300 C
Transistor (NPN/PNP)
Avec qualification SIL
51196
Safety Manual
OPTISWITCH 5300 C
Bifilaire (8/16 mA)
Avec qualification SIL
48078
Mise en service
OPTISWITCH 5300 C
Relais (S)
Avec qualification SIL
48079
Mise en service
OPTISWITCH 5300 C
Transistor (T)
Avec qualification SIL
48077
Mise en service
OPTISWITCH 5300 C
Électronique bifilaire (L)
Avec qualification SIL
3
Composants du système
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Pour détecter le seuil de niveau maximal ou minimal dans un générateur de vapeur, au moins deux
sondes avec redondance (circuit de sélection 1oo2, « one out of two ») sont nécessaires. Pour augmenter la disponibilité, il est recommandé d'installer trois sondes dans un circuit de sélection 2003
(« two out of three ») avec évaluation via un APS.
Manuel de sécurité
5
3.1
Version avec APS
(4)
(1)
(2)
(3)
Fig. 2: Évaluation via APS
1
2
3
4
3.2
Détecteur de niveau 1
Détecteur de niveau 2
En option capteur supplémentaire pour la réalisation d'un circuit de sélection 2oo3 ou une redondance diversitaire
APS ou système d'évaluation certifié selon EN 12952-11 et EN 12953-9
Version système avec circuit de sélection 1oo2
Comportement système en fonctionnement normal
Si la valeur limite à surveiller (niveau d'eau bas (NW)/niveau d'eau haut (HW)) est atteinte, tous les
capteurs fourniront des signaux de sortie à l'intérieur de l'écart de mesure (voir notice de mise en
service : ID document : 48077, 48078, 48079 ; chapitre 9).
Comportement système en cas de défaut
Comportement système en cas de défaillance dangereuse détectée d'un capteur
Détection par comparaison continue des signaux des capteurs au niveau de l'API de sécurité ou,
en cas de version électronique L (deux fils), par le câblage des sorties. Détection par contrôle
périodique.
6
Manuel de sécurité
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Avertissement !
La protection contre les défauts uniques n'est plus assurée. Des mesures d'urgence sont
nécessaires !
3.3
Version système circuit de sélection 2oo3
Comportement système en fonctionnement normal
Si la valeur limite à surveiller (niveau d'eau bas (NW)/niveau d'eau haut (HW)) est atteinte, tous les
capteurs fourniront des signaux de sortie à l'intérieur de l'écart de mesure (voir notice de mise en
service : ID document : 48077, 48078, 48079 ; chapitre 9).
Comportement système en cas de défaillance dangereuse détectée d'un capteur (2oo3)
En cas de défaillance dangereuse détectée, détection par comparaison des signaux (1-2, 2-3, 3-1)
au niveau de l'API de sécurité ou détection par contrôle périodique.
Avertissement !
La protection contre les défauts uniques n'est plus assurée. Des mesures d'urgence sont
nécessaires !
Les défauts qui surviennent pendant la mise en service ou le mode de mesure sont affichés immédiatement sur les témoins de contrôle et les sorties de la version S ou de la version L passent en
état hors tension.
4
Installation et mise en service
Installation, montage et câblage
Le détecteur de niveau OPTISWITCH 5300 C peut être installé directement dans les réservoirs
ainsi que dans un réservoir de référence raccordé (bypass).
Le capteur doit être disposé, installé et protégé de manière à ne pas entraver son fonctionnement
par :
•
•
•
la mousse et les turbulences dans l'eau de la chaudière
l'encrassement
les effets mécaniques lors du fonctionnement (par ex. oscillations)
Le montage et le câblage de l'appareil sont décrits dans la notice de mise en service correspondante (ID document : 48077, 48078, 48079).
Avertissement !
Une installation correcte est nécessaire pour garantir le fonctionnement sûr de l'appareil !
Position de montage
Les positions de montage admises de l'appareil sont également décrites dans la notice de mise en
service (Document-ID : 48077, 48078, 48079).
Écart
Des influences liées à l'application peuvent entraîner une augmentation de l'écart de mesure indiqué, ce qui a un effet sur le point de commutation (voir notice de mise en service, chapitre 9.1, ID
document : 48077, 48078, 48079).
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Comportement de l'appareil en fonctionnement normal et en cas
de défaut
Fonctions de l'appareil communes
Les lames vibrantes oscillent sur leur fréquence de résonance mécanique de 1400 Hz env.
Le recouvrement des lames vibrantes par le produit entraîne une variation de la fréquence. Celle-ci
est détectée par l'électronique intégrée et convertie en un ordre de commutation.
L'électronique du OPTISWITCH 5300 C contrôle de façon continue par le biais de son exploitation
Manuel de sécurité
7
de fréquence les critères suivants :
•
•
•
•
corrosion importante ou détérioration des lames vibrantes
panne d'oscillation
rupture de ligne vers l'entraînement oscillant
Ligne bifilaire : rupture de ligne ou court-circuit
Si le détecteur reconnaît une panne de fonctionnement ou dans le cas d'une panne de tension d'alimentation, l'électronique passe à un état de commutation défini, c.-à-d. que la sortie de la version
électronique "S" et "I" est ouverte (sécurité positive).
Sur la version électronique "L", la valeur du courant de sortie est ≤ 3,6 mA.
Il est impératif d'assurer que les sorties de l'éventuel APS en aval ou de l'éventuelle unité de
contrôle en aval passent en état non conducteur (hors tension) en cas de panne de fonctionnement.
Pour plus de détails concernant l'état d'affichage et de sortie, voir « Comportement de l'appareil en
cas de défaut ».
Fonctions de l'appareil en fonction de la version électronique
Vous trouverez sur l'électronique les éléments de réglage et d'affichage décrits ci-dessous :
1
4
2 3
max
min
on
5
0,7
g / cm3
0,47
R
7
6
Fig. 3: S (version relais)
1
2
3
4
5
6
7
Témoin de contrôle - Affichage des anomalies (rouge)
Témoin de contrôle - État de commutation (jaune)
Témoin de contrôle - État de fonctionnement (vert)
Inversion du mode de fonctionnement pour sélection du comportement de
commutation (max.)
Commutateur DIL pour le réglage de la sensibilité
Borne de mise à la terre
Bornes de raccordement
Les deux contacts NO des relais doivent être couplés en série !
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Manuel de sécurité
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Seul le contact NO (NO = Normally Open) peut être utilisé pour la fonction de sécurité (principe du
courant repos).
Mode de fonctionnement
Protection antidébordement
(Mode de fonctionnement max.)
Protection contre la marche à
vide
Élément vibrant
immergé
émergé
Relais
Contact NO ouvert (désexcité)
Contact NO ouvert (désexcité)
4
2 3
1
(Mode de fonctionnement min.)
max
min
on
5
0,7
g / cm3
0,47
T
PNP
124
P
7
1
2
3
4
NPN
134
N
6
Fig. 4: I (version transistor)
1
2
3
4
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5
6
7
Témoin de contrôle - Affichage des anomalies (rouge)
Témoin de contrôle - État de commutation (jaune)
Témoin de contrôle - État de fonctionnement (vert)
Inversion du mode de fonctionnement pour sélection du comportement de
commutation
Commutateur DIL pour le réglage de la sensibilité
Borne de mise à la terre
Bornes de raccordement
Manuel de sécurité
9
1
4
2 3
max
min
on
5
0,7 g/cm3
0,47
Z
6
1 2 3 4
Test
9
1 2
7
8
Fig. 5: L (version deux fils)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Témoin de contrôle - Affichage des anomalies (rouge)
Témoin de contrôle - État de commutation (jaune)
Témoin de contrôle - État de fonctionnement (vert)
Inversion du mode de fonctionnement pour sélection du comportement de
commutation
Commutateur DIL pour le réglage de la sensibilité
Touche de test
Borne de mise à la terre
Pont de serrage
Bornes de raccordement
Pour le fonctionnement avec un transmetteur, le capteur doit être réglé sur le mode de fonctionnement max. La sélection du mode de fonctionnement se fait au niveau du transmetteur.
L'état de sécurité du signal de sortie dépend d'un mode de fonctionnement évalué par un APS.
Les fonctions des éléments de réglage et d'affichage sont décrites dans la notice de mise en service. Lors du paramétrage, la fonction de sécurité doit être classée comme étant non sûre !
Le cas échéant, des mesures doivent être prises afin de maintenir la fonction de sécurité.
Le capteur doit être protégé contre un paramétrage involontaire ou non autorisé.
6
Comportement de l'appareil en cas de défaut
Signaux de sortie pour défaut de fonctionnement
Pour la surveillance d'un seuil de niveau, le capteur détecte un seuil déterminé par le lieu de montage via les états "Élément vibrant découvert" ou "Élément vibrant recouvert".
I
L
Non conducteur (désexcité)
Non conducteur (désexcité)
≤ 3,6 mA (« fail low »)
> 21 mA (« fail high »)
Il est impératif d'assurer que les sorties de l'éventuel APS en aval ou de l'éventuelle unité de
contrôle en aval passent en état non conducteur (hors tension) en cas de panne de fonctionnement.
La détection de défauts, leurs causes et les mesures de dépannage appropriées sont décrites dans
10
Manuel de sécurité
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S
la notice de mise en service (ID document : 48078, 48079, 48077 / chapitre 7.2).
7
Maintenance
Si l'on respecte les conditions d'utilisation, aucun entretien n'est nécessaire en fonctionnement normal. Pour l'utilisation dans des systèmes de sécurité instrumentée (SIS), la fonction de sécurité doit
être exécutée par un essai périodique sur l'appareil à intervalles de temps réguliers. Cela permet
de déceler des erreurs potentielles dangereuses et non détectées. Il en va de la responsabilité de
l'exploitant de sélectionner le type de vérification. Les intervalles de temps dépendent de la valeur
PFDAVG utilisée. Pendant le test de fonctionnement, la fonction de sécurité doit être considérée
comme non fiable. Notez que le test de fonctionnement a des effets sur les appareils connectés. Si
l'un des tests décèle des défauts, il faut mettre tout le système de mesure hors service et maintenir
le process dans un état sûr par d'autres mesures de protection. Vous trouverez des informations
détaillées sur l'essai périodique dans le Safety Manual (SIL).
Attention !
• Lors du fonctionnement, les capteurs deviennent chauds !
• Risque de graves brûlures aux mains et aux bras !
• De la vapeur ou de l'eau très chaude peut sortir lorsque l'on dégage la sonde !
• Risque de graves brûlures sur l'ensemble du corps !
• Effectuer les travaux de montage et de maintenance de l'appareil à froid uniquement !
• Ne démonter la sonde qu'à une pression dans la chaudière de 0 bar !
8
Vérification du fonctionnement
Contrôler régulièrement le fonctionnement et la sécurité du limiteur. Le test doit prouver le parfait
fonctionnement du dispositif de limitation en corrélation avec tous les composants asservis. Pour
ce faire, abaisser puis augmenter le niveau d'eau afin de vérifier les fonctions de mesure et de
déclenchement.
Remarque :
Les cycles de test possibles pour le OPTISWITCH 5300 C sont décrits dans le Safety Manual au
chapitre 7 : « Essai périodique » et de manière détaillée dans la notice de mise en service (Doc. :
48078, 48079, 48077) au chapitre 6.4 : « Essai périodique ».
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Réparation
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De manière générale, la réparation des appareils ne doit être réalisée que par la société du
fabricant. En cas de non-respect de cette condition, les fonctions de sécurité ne peuvent plus être
garanties.
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Certificat
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Notes
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Notes
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Notes
Manuel de sécurité
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2019-02-07 Sous réserve de modifications
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Débitmètres électromagnétiques
Débitmètres à section variable
Débitmètres à ultrasons
Débitmètres massiques
Débitmètres Vortex
Contrôleurs de débit
Transmetteurs de niveau
Sondes de température
Capteurs de pression
Matériel d'analyse
Systèmes de mesure pour l'industrie pétrolière et gazière
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