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引言
安监总局116号令 《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》第十三条:从2018年1月1日起,所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统,从2020年1月1日起,应执行功能安全相关标准要求,设计符合要求的安全仪表系统。
国内随着石化库区设备的发展,控制系统日趋复杂,对于安全保护的要求越发重视。安全保护的方式在石化库区的运行过程中的方式逐级上升,在运行中使设备参数控制在正常范围内的仪表系统;在仪表系统保护延缓或出现干扰等异常状况时,控制运行设备超出正常范围时使用报警联锁系统,则需采取手动或自动方式使运行过程恢复到;若事故发展到临界状态时使用紧急停车系统,即ESD系统,按照预先设定的程序,包括紧急排空、控制仪表状态、停止运行等措施,使部分或整体停车方式解除危险;若事故已经发生,包括可燃气体泄漏、火灾等已形成,则采用消防系统来补救;若消防系统不能彻底消除事故,需采用物理措施,即使用安全阀、爆破片、防火堤等;物理措施无法彻底消除时,只能采取紧急疏散撤离。
在设备运行过程中,工艺参数和设备状态种类极多,过程信号则为被检测出来的参数和状态。当这些过程信号控制在预先设定的范围内时,则为正常的运行状态;超出范围说明有异常发生,则需以报警方式提醒值班人员采取措施或通过预设的逻辑使其恢复到正常状态,根据预定逻辑的操作就是联锁;若异常情况再次扩大时,为防止事故发生而采取的部分或整体设备停车的仪表系统,称为安全仪表系统(SIS),或紧急停车系统(ESD),它是生产过程中的一种自动安全保护系统,能对石化库区运行过程中可能发生的危险及未采取措施而继续扩大的状态进行及时地响应和保护,使其进入预定的安全状态,从而保证人员、设备、环境的安全。
一、安全仪表系统(SIS)的构成
用于执行一个或多个具有安全仪表功能(SIF)的仪表系统,主要由检测元件(如液位开关、变送器等)、逻辑计算器、以及执行元件(电动阀、泵等)的组合组成。安全仪表系统(SIS)属于独立控制系统,能够独立完成保护,且能与DCS等其他过程系统进行通讯;SIS应设计为故障安全性,且构成的中间环节最少;SIS应采用冗余、容错结构,应具有软件、软件诊断和测试功能,能及时将系统运行过程中的问题反馈出来;当运行过程达到预定的联锁条件时,安全仪表系统(SIS)动作时使被控制过程转入安全状态。
应用于安全仪表系统(SIS)的检测元件应独立设置,不应与其他系统共用,且需冗余配置和设置,以保证检测元件的高可用性;系统中的执行元件也应遵守独立、冗余的设置原则进行设置;应用于安全仪表系统(SIS)的逻辑运算器可根据系统的复杂程度及实际情况选择继电器系统、PLC系统或二者的混合系统,其系统的设置原则需根据SIL定级进行配置和设置,如定级为SIL3的系统安全仪表系统(SIS)应采用冗余容错逻辑运算器,其中CPU电源单元,通信单元,I/O模块均应冗余配置,且必須独立与DCS等其他控制系统。
SIS独立于其他系统的目的是在于降低安全功能和控制功能同时失去作用的概率,即使维护DCS系统故障,也不会波及SIS;对于石化库区的大型设备,系统的响应速度越快越好,已完成对设备的保护任务,阻止事故扩大及帮助事故原因分析。
二、安全仪表系统(SIS)的主要功能
安全仪表系统(SIS)无论在生产开车、停车阶段,还是在运行扰动以及维护操作期间,不管是设备本身故障,还是人为因素造成的其他故障,或者是一些不可抗原因引发的其他危险,都可以使生产设备按照预设的逻辑关系安全联锁或紧急停车,阻止危险的发生和事故的进一步扩大,以提供对人员健康、装置设备和环境的有效保护。
安全仪表系统(SIS)是预防保护阶段的最高保护层,用于该系统的检测、执行元件以及逻辑逻辑控制器通过冗余、容错及表决的方式,来实现对设备或装置的保护,且用于该系统的设备和逻辑控制器均为经过安全等级认证的故障安全型仪表,也就是说及时本身出现故障,也会按照预设的逻辑关系进行停车或安全联锁,是设备或装置进入安全状态。
三、安全仪表系统(SIS)的特性
安全仪表系统(SIS)具有高的可靠性、高的可用性以及高可维护性,用于安全仪表系统(SIS)的检测元件、执行元件、逻辑运算器(PLC)均经过相关权威机构的认证,并取得了认证的安全等级(SIL)证书,硬件和软件采取了冗余、容错措施,本身具有完善的测试方法,当检测到系统故障,特别是危险性高的故障时,可以让系统恢复至安全状态,并发出系统故障报警,提示故障原因以及故障所在位置,便于在线维护。
安全仪表系统(SIS)与控制控制系统(DCS)最大的区别在于,安全仪表系统(SIS)用于监视生产装置或设备的运行状况,对出现的异常工况迅速的进行处理,属于静态系统,对生产过程不产生任何影响,只是按照预设的逻辑安全停车,SIS永远不允许离线运行,否则安装置或设备的安全屏障失效,具有强制联锁、强制关停的功能,安全级别高,可靠性高;而DCS系统是用于连续测量、常规控制、操作控制管理,来保证生产装置和设备平稳运行,属于动态系统,对过程变量连续测量和控制,对生产过程动态控制,随时可进行手动/自动切换,生产需要时,可解除连锁,只做一般连锁,如泵的启停、顺序控制等,安全级别较低。
综上所述,在目前安全形势极其严峻的大背景下,石化库区设置安全仪表系统也就是在事故的预防阶段加固了一道强有力的壁垒,为库区的安全运行及生产提供了更有效的保护措施,尽可能的将设备或装置的运行环境变得安全可控。
参考文献
[1]安监总局116号令.《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》
[2]柏鹏立.安全仪表系统(SIS)设计与应用
[3]仉冠生.安全仪表系统(SIS)设计探索
[4]王键.浅谈安全仪表系统的认识
安监总局116号令 《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》第十三条:从2018年1月1日起,所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统,从2020年1月1日起,应执行功能安全相关标准要求,设计符合要求的安全仪表系统。
国内随着石化库区设备的发展,控制系统日趋复杂,对于安全保护的要求越发重视。安全保护的方式在石化库区的运行过程中的方式逐级上升,在运行中使设备参数控制在正常范围内的仪表系统;在仪表系统保护延缓或出现干扰等异常状况时,控制运行设备超出正常范围时使用报警联锁系统,则需采取手动或自动方式使运行过程恢复到;若事故发展到临界状态时使用紧急停车系统,即ESD系统,按照预先设定的程序,包括紧急排空、控制仪表状态、停止运行等措施,使部分或整体停车方式解除危险;若事故已经发生,包括可燃气体泄漏、火灾等已形成,则采用消防系统来补救;若消防系统不能彻底消除事故,需采用物理措施,即使用安全阀、爆破片、防火堤等;物理措施无法彻底消除时,只能采取紧急疏散撤离。
在设备运行过程中,工艺参数和设备状态种类极多,过程信号则为被检测出来的参数和状态。当这些过程信号控制在预先设定的范围内时,则为正常的运行状态;超出范围说明有异常发生,则需以报警方式提醒值班人员采取措施或通过预设的逻辑使其恢复到正常状态,根据预定逻辑的操作就是联锁;若异常情况再次扩大时,为防止事故发生而采取的部分或整体设备停车的仪表系统,称为安全仪表系统(SIS),或紧急停车系统(ESD),它是生产过程中的一种自动安全保护系统,能对石化库区运行过程中可能发生的危险及未采取措施而继续扩大的状态进行及时地响应和保护,使其进入预定的安全状态,从而保证人员、设备、环境的安全。
一、安全仪表系统(SIS)的构成
用于执行一个或多个具有安全仪表功能(SIF)的仪表系统,主要由检测元件(如液位开关、变送器等)、逻辑计算器、以及执行元件(电动阀、泵等)的组合组成。安全仪表系统(SIS)属于独立控制系统,能够独立完成保护,且能与DCS等其他过程系统进行通讯;SIS应设计为故障安全性,且构成的中间环节最少;SIS应采用冗余、容错结构,应具有软件、软件诊断和测试功能,能及时将系统运行过程中的问题反馈出来;当运行过程达到预定的联锁条件时,安全仪表系统(SIS)动作时使被控制过程转入安全状态。
应用于安全仪表系统(SIS)的检测元件应独立设置,不应与其他系统共用,且需冗余配置和设置,以保证检测元件的高可用性;系统中的执行元件也应遵守独立、冗余的设置原则进行设置;应用于安全仪表系统(SIS)的逻辑运算器可根据系统的复杂程度及实际情况选择继电器系统、PLC系统或二者的混合系统,其系统的设置原则需根据SIL定级进行配置和设置,如定级为SIL3的系统安全仪表系统(SIS)应采用冗余容错逻辑运算器,其中CPU电源单元,通信单元,I/O模块均应冗余配置,且必須独立与DCS等其他控制系统。
SIS独立于其他系统的目的是在于降低安全功能和控制功能同时失去作用的概率,即使维护DCS系统故障,也不会波及SIS;对于石化库区的大型设备,系统的响应速度越快越好,已完成对设备的保护任务,阻止事故扩大及帮助事故原因分析。
二、安全仪表系统(SIS)的主要功能
安全仪表系统(SIS)无论在生产开车、停车阶段,还是在运行扰动以及维护操作期间,不管是设备本身故障,还是人为因素造成的其他故障,或者是一些不可抗原因引发的其他危险,都可以使生产设备按照预设的逻辑关系安全联锁或紧急停车,阻止危险的发生和事故的进一步扩大,以提供对人员健康、装置设备和环境的有效保护。
安全仪表系统(SIS)是预防保护阶段的最高保护层,用于该系统的检测、执行元件以及逻辑逻辑控制器通过冗余、容错及表决的方式,来实现对设备或装置的保护,且用于该系统的设备和逻辑控制器均为经过安全等级认证的故障安全型仪表,也就是说及时本身出现故障,也会按照预设的逻辑关系进行停车或安全联锁,是设备或装置进入安全状态。
三、安全仪表系统(SIS)的特性
安全仪表系统(SIS)具有高的可靠性、高的可用性以及高可维护性,用于安全仪表系统(SIS)的检测元件、执行元件、逻辑运算器(PLC)均经过相关权威机构的认证,并取得了认证的安全等级(SIL)证书,硬件和软件采取了冗余、容错措施,本身具有完善的测试方法,当检测到系统故障,特别是危险性高的故障时,可以让系统恢复至安全状态,并发出系统故障报警,提示故障原因以及故障所在位置,便于在线维护。
安全仪表系统(SIS)与控制控制系统(DCS)最大的区别在于,安全仪表系统(SIS)用于监视生产装置或设备的运行状况,对出现的异常工况迅速的进行处理,属于静态系统,对生产过程不产生任何影响,只是按照预设的逻辑安全停车,SIS永远不允许离线运行,否则安装置或设备的安全屏障失效,具有强制联锁、强制关停的功能,安全级别高,可靠性高;而DCS系统是用于连续测量、常规控制、操作控制管理,来保证生产装置和设备平稳运行,属于动态系统,对过程变量连续测量和控制,对生产过程动态控制,随时可进行手动/自动切换,生产需要时,可解除连锁,只做一般连锁,如泵的启停、顺序控制等,安全级别较低。
综上所述,在目前安全形势极其严峻的大背景下,石化库区设置安全仪表系统也就是在事故的预防阶段加固了一道强有力的壁垒,为库区的安全运行及生产提供了更有效的保护措施,尽可能的将设备或装置的运行环境变得安全可控。
参考文献
[1]安监总局116号令.《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》
[2]柏鹏立.安全仪表系统(SIS)设计与应用
[3]仉冠生.安全仪表系统(SIS)设计探索
[4]王键.浅谈安全仪表系统的认识