近期,在危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)設(shè)計(jì)再?gòu)?fù)核的文件規(guī)定當(dāng)中出現(xiàn)諸多安全儀表系統(tǒng)的字眼。
那么到底什么叫安全儀表系統(tǒng),現(xiàn)小編特針對(duì)安全儀表安全儀表系統(tǒng)做一些簡(jiǎn)單的介紹,以供大家參考。
A.目前哪些企業(yè)需要安裝對(duì)安全儀表SIS系統(tǒng)?
根據(jù)國(guó)家安監(jiān)局第116號(hào)文件闡明:從2018年1月1日起,所有新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施要設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表SIS系統(tǒng)。其他新建化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施安全儀表系統(tǒng),從2020年1月1日起,應(yīng)執(zhí)行功能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。
(十三)從2018年1月1日起,所有新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施要設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。其他新建化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施安全儀表系統(tǒng),從2020年1月1日起,應(yīng)執(zhí)行功能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。
(十四)涉及“兩重點(diǎn)一重大”在役生產(chǎn)裝置或設(shè)施的化工企業(yè)和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存單位,要在全面開展過(guò)程危險(xiǎn)分析(如危險(xiǎn)與可操作性分析)基礎(chǔ)上,通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)分析確定安全儀表功能及其風(fēng)險(xiǎn)降低要求,并盡快評(píng)估現(xiàn)有安全儀表功能是否滿足風(fēng)險(xiǎn)降低要求。
(十五)企業(yè)應(yīng)在評(píng)估基礎(chǔ)上,制定安全儀表sis系統(tǒng)管理方案和定期檢驗(yàn)測(cè)試計(jì)劃。對(duì)于不滿足要求的安全儀表功能,要制定相關(guān)維護(hù)方案和整改計(jì)劃,2019年底前完成安全儀表系統(tǒng)評(píng)估和完善工作。其他化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施,要參照本意見要求實(shí)施。在安監(jiān)總管三〔2017〕121號(hào)這個(gè)文件中又提到了:《化工和危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》。
這里的“兩重點(diǎn)一重大”就是指政府安監(jiān)部門重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝、重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品和重大危險(xiǎn)源的監(jiān)管,簡(jiǎn)稱“兩重點(diǎn)一重大”,都要安裝sis系統(tǒng)。
一重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝,可查閱《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝目錄》;
二重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品,可查閱《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》;
一重大指重大危險(xiǎn)源:長(zhǎng)期地或臨時(shí)地生產(chǎn)、加工、使用或儲(chǔ)存
據(jù)安監(jiān)局116號(hào)文件規(guī)定,重大危險(xiǎn)源的化工生產(chǎn)裝置裝備滿足安全生產(chǎn)要求的自動(dòng)化控制系統(tǒng);一級(jí)或者二級(jí)重大危險(xiǎn)源,裝備緊急停車系統(tǒng),即安全儀表sis系統(tǒng);對(duì)重大危險(xiǎn)源中的毒性氣體、劇毒液體和易燃?xì)怏w等重點(diǎn)設(shè)施,設(shè)置緊急切斷裝置;毒性氣體的設(shè)施,設(shè)置泄漏物緊急處置裝置。涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級(jí)或者二級(jí)重大危險(xiǎn)源,配備獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)(SIS);
該意見涉及到了生產(chǎn),設(shè)計(jì),管理等多個(gè)方面。HAZOP分析,SIL等級(jí)評(píng)估,安全系統(tǒng)驗(yàn)證,老裝置安全系統(tǒng)安全等級(jí)評(píng)估,安全系統(tǒng)改造等,這些工作將在今后幾年中越來(lái)越多,越來(lái)越重要!
B.SIS系統(tǒng)簡(jiǎn)單介紹
安全儀表系統(tǒng),Safety instrumented System,簡(jiǎn)稱SIS;又稱為安全聯(lián)鎖系統(tǒng)(Safety interlocking System)。主要為工廠控制系統(tǒng)中報(bào)警和聯(lián)鎖部分,對(duì)控制系統(tǒng)中檢測(cè)的結(jié)果實(shí)施報(bào)警動(dòng)作或調(diào)節(jié)或停機(jī)控制,是工廠企業(yè)自動(dòng)控制中的重要組成部分。
在IEC61508 中,SIS被稱為安全相關(guān)系統(tǒng)(Safety Related System),將被控對(duì)象稱為被控設(shè)備(EUC)。
IEC61511將安全儀表系統(tǒng)SIS定義為用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)安全儀表功能(Safety Instrumented Function,SIF)的儀表系統(tǒng)。SIS是由傳感器(如各類開關(guān)、變送器等)、邏輯控制器、以及最終元件(如電磁閥、電動(dòng)門等)的組合組成,如圖1所示。
IEC61511又進(jìn)一步指出,SIS可以包括,也可以不包括軟件。另外,當(dāng)操作人員的手動(dòng)操作被視為SIS的有機(jī)組成部分時(shí),必須在安全規(guī)格書(Safety Requirement Specification,SRS)中對(duì)人員操作動(dòng)作的有效性和可靠性做出明確規(guī)定,并包括在SIS的績(jī)效計(jì)算中。
從SIS的發(fā)展過(guò)程看,其控制單元部分經(jīng)歷了電氣繼電器(Electrical)、電子固態(tài)電路(Electronic)和可編程電子系統(tǒng)(Programmable Electronic System),即E/E/PES三個(gè)階段。
特點(diǎn) ?。?)以IEC61508作為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),符合國(guó)際安全協(xié)會(huì)規(guī)定的儀表的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
(2)具有覆蓋面廣、安全性高、有自診斷功能,能夠檢測(cè)并預(yù)防潛在的危險(xiǎn)。
(3)容錯(cuò)性的多重冗余系統(tǒng),SIS一般采用多重冗余結(jié)構(gòu)以提高系統(tǒng)的硬件故障裕度,單一故障不會(huì)導(dǎo)致SIS安全功能喪失。(4)應(yīng)用程序容易修改,可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)軟件進(jìn)行修改。
(4)自診斷覆蓋率大,工人維修時(shí)需要檢查的點(diǎn)數(shù)比較少。
(5)響應(yīng)速度快,從輸入變化到輸出變化的響應(yīng)時(shí)間一般在10—50ms左右,一些小型SIS的響應(yīng)時(shí)間更短。
(6)可實(shí)現(xiàn)從傳感器到執(zhí)行元件所組成的整個(gè)回路的安全性設(shè)計(jì),具有I/O短路、斷線等監(jiān)測(cè)功能。
安全儀表系統(tǒng)基本組成 安全儀表系統(tǒng)包括傳感器、邏輯運(yùn)算器和最終執(zhí)行元件,即檢測(cè)單元、控制單元和執(zhí)行單元。SIS系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的或者潛伏的危險(xiǎn),發(fā)出告警信息或直接執(zhí)行預(yù)定程序,立即進(jìn)入操作,防止事故的發(fā)生、降低事故帶來(lái)的危害及其影響。
如圖1所示,這是一個(gè)氣液分離容器A液位控制的安全儀表功能回路圖。對(duì)這個(gè)安全儀表功能完整的描述是:當(dāng)容器液位開關(guān)達(dá)到安全聯(lián)鎖值時(shí),邏輯運(yùn)算器(圖2)使電磁閥2斷電,則切斷進(jìn)調(diào)節(jié)閥膜頭信號(hào),使調(diào)節(jié)閥切斷容器A進(jìn)料,這個(gè)動(dòng)作要在3秒內(nèi)完成,安全等級(jí)必須達(dá)到SIL2。這是一個(gè)安全儀表功能的完整描述,而所謂的安全儀表系統(tǒng),則是類似一個(gè)或多個(gè)這樣的安全儀表功能的集合。
圖1 安全儀表回路圖
圖1 說(shuō)明:
L液面超高-L1接點(diǎn)閉合-Z帶電。
Z1常閉接點(diǎn)打開,S線圈斷電。
S電磁閥切斷,往調(diào)節(jié)閥膜頭的控制信號(hào)調(diào)節(jié)閥切斷工藝進(jìn)料,完成聯(lián)鎖保護(hù)作用。
K起:按鈕開關(guān):起動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)回路兼有復(fù)位作用。
K停:起人工強(qiáng)制起動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)作用。
K旁:旁路聯(lián)鎖保護(hù)作用,用于開車或檢修聯(lián)鎖信號(hào)儀表。
圖2 SIS邏輯圖
大多石油和化工生產(chǎn)過(guò)程具有高溫、高壓、易燃、易爆、有毒等危險(xiǎn)。當(dāng)某些工藝參數(shù)超出安全極限,未及時(shí)處理或處理不當(dāng)時(shí),便有可能造成人員傷亡、設(shè)備損壞、周邊環(huán)境污染等惡性事故。這就是說(shuō),從安全的角度出發(fā),石油和化工生產(chǎn)過(guò)程自身存在著固有的風(fēng)險(xiǎn)。
總之,SIS是一種經(jīng)專門機(jī)構(gòu)認(rèn)證,具有一定安全完整性水平,用于降低生產(chǎn)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)的儀表安全保護(hù)系統(tǒng)。它不僅能響應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程因超過(guò)安全極限而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),而且能檢測(cè)和處理自身的故障,從而按預(yù)定條件或程序使生產(chǎn)過(guò)程處于安全狀態(tài),以確保人員、設(shè)備及工廠周邊環(huán)境的安全。
安全儀表系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
SIS的主流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有TMR(三重化)、2004D(四重化)2種?! 。?)TMR結(jié)構(gòu):它將三路隔離、并行的控制系統(tǒng)(每路稱為一個(gè)分電路)和廣泛的診斷集成在一個(gè)系統(tǒng)中,用三取二表決提供高度完善、無(wú)差錯(cuò),不會(huì)中斷的控制。TRICON、ICS、HollySys等均是采用TMR結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)?! 。?)2004D結(jié)構(gòu):2004D系統(tǒng)是有2套獨(dú)立并行運(yùn)行的系統(tǒng)組成,通訊模塊負(fù)責(zé)其同步運(yùn)行,當(dāng)系統(tǒng)自診斷發(fā)現(xiàn)一個(gè)模塊發(fā)生故障時(shí),CPU將強(qiáng)制其失效,確保其輸出的正確性。同時(shí),安全輸出模塊中SMOD功能(輔助去磁方法),確保在兩套系統(tǒng)同時(shí)故障或電源故障時(shí),系統(tǒng)輸出一個(gè)故障安全信號(hào)。一個(gè)輸出電路實(shí)際上是通過(guò)四個(gè)輸出電路及自診斷功能實(shí)現(xiàn)的。這樣確保了系統(tǒng)的高可靠性,高安全性及高可用性。HONEYWELL、HIMA的SIS均采用了2004D結(jié)構(gòu)。
安全儀表系統(tǒng)功能和要求
安全儀表系統(tǒng)的基本功能和要求
1. 保證生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、事故安全聯(lián)鎖(控制系統(tǒng)CPU掃描時(shí)間一定要達(dá)到ms毫秒等級(jí))
2. 安全聯(lián)鎖報(bào)警(對(duì)于一般的工藝操作參數(shù)都會(huì)有設(shè)定的報(bào)警值和聯(lián)鎖值)
3. 聯(lián)鎖動(dòng)作和投運(yùn)顯示
安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的附加功能
1. 安全聯(lián)鎖的預(yù)報(bào)警功能
2.安全聯(lián)鎖延時(shí)
3.第一事故原因區(qū)別
4.安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的投入和切換
5.分級(jí)安全聯(lián)鎖
6.手動(dòng)緊急停車
7.安全聯(lián)鎖復(fù)位
安全儀表系統(tǒng)原則要求
1.信號(hào)報(bào)警、聯(lián)鎖點(diǎn)的設(shè)置,動(dòng)作設(shè)定值及調(diào)整范圍必須符合生產(chǎn)工藝的要求。
2.在滿足安全生產(chǎn)的前提下,應(yīng)當(dāng)盡量選擇線路簡(jiǎn)單、元器件數(shù)量少的方案。
3.信號(hào)報(bào)警、安全聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)當(dāng)安裝在震動(dòng)小、灰塵少、無(wú)腐蝕氣體、無(wú)電磁干擾的場(chǎng)所。
4.信號(hào)報(bào)警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)可采用有觸點(diǎn)的繼電器線路,也可采用無(wú)觸點(diǎn)式晶體管電路、DCS、PLC來(lái)構(gòu)造信號(hào)報(bào)警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。
5.信號(hào)報(bào)警、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)中安裝在現(xiàn)場(chǎng)的檢出裝置和執(zhí)行器應(yīng)當(dāng)符合所在場(chǎng)所的防爆、防火要求。
6.信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)供電要求與一般儀表供電等級(jí)相同。
安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
傳感器的設(shè)計(jì)原則
獨(dú)立原則
冗余準(zhǔn)則
最終執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)原則
閥門獨(dú)立原則
閥門冗余準(zhǔn)則
電磁閥配合準(zhǔn)則
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器配合準(zhǔn)則
邏輯單元的設(shè)計(jì)原則
邏輯單元獨(dú)立原則
邏輯單元冗余準(zhǔn)則
通信接口的設(shè)計(jì)原則
故障安全原則
組成SIS的各環(huán)節(jié)自身出現(xiàn)故障的概率不可能為零, 且供電、供氣中斷亦可能發(fā)生。
當(dāng)內(nèi)部或外部原因使SIS失效時(shí),被保護(hù)的對(duì)象(裝置)應(yīng)按預(yù)定的順序安全停車,自動(dòng)轉(zhuǎn)入安全狀態(tài)(Fault to Safety),這就是故障安全原則。
具體體現(xiàn):
(1) 現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)儀表選用常閉接點(diǎn),工藝正常時(shí),觸點(diǎn)閉合,達(dá)到安全極限時(shí)觸點(diǎn)斷開,觸發(fā)聯(lián)鎖動(dòng)作,必要時(shí)采用“二選一”、“二選二”或“三選二”配置。
(2) 電磁閥采用正常勵(lì)磁,聯(lián)鎖未動(dòng)作時(shí),電磁閥線圈帶電,聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)斷電。
(3) 送往電氣配電室用以開/停電機(jī)的接點(diǎn)用中間繼電器隔離,其勵(lì)磁電路應(yīng)為故障安全型。
(4) 作為控制裝置(如PLC)“故障安全”意味著當(dāng)其自身出現(xiàn)故障而不是工藝或設(shè)備超過(guò)極限工作范圍時(shí),至少應(yīng)該聯(lián)鎖動(dòng)作,以便按預(yù)定的順序安全停車(這對(duì)工藝和設(shè)備而言是安全的);進(jìn)而應(yīng)通過(guò)硬件和軟件的冗余和容錯(cuò)技術(shù),在過(guò)程安全時(shí)間(PST-Process Safety Time)內(nèi)檢測(cè)到故障,自動(dòng)執(zhí)行糾錯(cuò)程序,排除故障。
安全儀表系統(tǒng)分級(jí)
IEC-61508將過(guò)程安全所需要的安全度等級(jí)劃分為4級(jí)(SIL1- SIL4,)。
ISA-S84.01根據(jù)系統(tǒng)不響應(yīng)安全聯(lián)鎖要求的概率將安全度等級(jí)劃分為3級(jí)(SIL1-SIL3)。
鑒于我國(guó)目前的實(shí)際情況,一般通過(guò)對(duì)所有事件發(fā)生的可能性與后果的嚴(yán)重程度及其他安全措施的有效性進(jìn)行定性的評(píng)估,從而確定適當(dāng)?shù)陌踩鹊燃?jí):
1級(jí)用于事故很少發(fā)生。如發(fā)生事故,對(duì)裝置和產(chǎn)品有輕微的影響,不會(huì)立即造成環(huán)境污染和人員傷亡,經(jīng)濟(jì)損失不大;
2級(jí)用于事故偶爾發(fā)生。如發(fā)生事故,對(duì)裝置和產(chǎn)品有較大影響,并有可能造成環(huán)境污染和人員傷亡,經(jīng)濟(jì)損失較大。
3級(jí)用于事故經(jīng)常發(fā)生。如發(fā)生事故,對(duì)裝置和產(chǎn)品將造成嚴(yán)重的影響,并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和人員傷亡,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。
控制閥的獨(dú)立設(shè)置:
SIL1 級(jí)安全儀表功能,控制閥可與基本過(guò)程控制系統(tǒng)共用,應(yīng)確保安全儀表系統(tǒng)的動(dòng)作優(yōu)先。
SIL2 級(jí)安全儀表功能,控制閥宜與基本過(guò)程控制系統(tǒng)分開。
SIL3 級(jí)安全儀表功能,控制閥應(yīng)與基本過(guò)程控制系統(tǒng)分開。
安全儀表系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立于基本過(guò)程控制系統(tǒng),并應(yīng)該獨(dú)立完成安全儀表功能。安全儀表系統(tǒng)不應(yīng)介入或取代基本過(guò)程控制系統(tǒng)的工作,基本過(guò)程控制系統(tǒng)不應(yīng)介入安全儀表系統(tǒng)的運(yùn)行或邏輯預(yù)算。
測(cè)量?jī)x表的獨(dú)立設(shè)置:
SIL1 級(jí)安全儀表功能,測(cè)量?jī)x表可與基本過(guò)程控制系統(tǒng)共用。
SIL2 級(jí)安全儀表功能,測(cè)量?jī)x表宜與基本過(guò)程控制系統(tǒng)分開。
SIL3 級(jí)安全儀表功能,測(cè)量?jī)x表應(yīng)與基本過(guò)程控制系統(tǒng)分開。
一般是單獨(dú)的,SIS系統(tǒng)的信號(hào)一般是通過(guò)DCS系統(tǒng)反饋回去的,在正常調(diào)節(jié)是SIS系統(tǒng)是不起作用,只有DCS系統(tǒng)其作用SIS系統(tǒng)只具備急停的功能,不具備開機(jī)的功能;DCS系統(tǒng)有開機(jī)、停機(jī)的功能,但是必須經(jīng)過(guò)SIS系統(tǒng)確認(rèn)。
前國(guó)內(nèi)三大sis系統(tǒng)是和利時(shí)、浙大中控、康吉森,基本都有SIL認(rèn)證和tuv認(rèn)證吧。當(dāng)然國(guó)外也有 Triconex,HIMA,西門子,Moore,ICS,ABB,EMerson等品牌。
按照SIS的定義,下述系統(tǒng)均屬于安全儀表系統(tǒng):
安全聯(lián)鎖系統(tǒng)(Safety Interlock System—SIS);
安全關(guān)聯(lián)系統(tǒng)(Safety Related System—SRS);
儀表保護(hù)系統(tǒng)(Instrument Protective System—IPS);
透平壓縮機(jī)集成控制系統(tǒng)(Integrated Turbo & Compressor Control System—ITCC);
火災(zāi)及氣體檢測(cè)系統(tǒng)(Fire and gas systems—F&G);
緊急停車系統(tǒng)(Emergency Shutdown Device—ESD);
燃燒管理系統(tǒng)(Burner Management System);
列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)(ATP)
SIS的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證機(jī)構(gòu)
鑒于SIS涉及到人員、設(shè)備、環(huán)境的安全,因此各國(guó)均制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,使得SIS的設(shè)計(jì)、制造、使用均有章可循。并有權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品能達(dá)到的安全等級(jí)進(jìn)行確認(rèn)。這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及認(rèn)證機(jī)構(gòu)主要有:
(1)我國(guó)石化集團(tuán)制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SHB-Z06-1999《石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則》。
(2)2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20438、GB/T21109相繼發(fā)布,中國(guó)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)開始規(guī)范我國(guó)的功能安全工作。
(3)國(guó)際電工委員會(huì)1997年制定的IEC 61508/61511標(biāo)準(zhǔn),對(duì)用機(jī)電設(shè)備(繼電器)、固態(tài)電子設(shè)備、可編程電子設(shè)備(PLC)構(gòu)成的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件、軟件及應(yīng)用作出了明確規(guī)定。
(4)美國(guó)儀表學(xué)會(huì)制定的ISA-S84.01-1996《安全儀表系統(tǒng)在過(guò)程工業(yè)中的應(yīng)用》。
(5)美國(guó)化學(xué)工程學(xué)會(huì)制定的AICHE(ccps)-1993,《化學(xué)過(guò)程的安全自動(dòng)化導(dǎo)則》。
(6)英國(guó)健康與安全執(zhí)行委員會(huì)制定的HSE PES-1987,《可編程電子系統(tǒng)在安全領(lǐng)域的應(yīng)用》。
(7)德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有安全系統(tǒng)制造廠商標(biāo)準(zhǔn)-DIN V VDE 0801、過(guò)程操作用戶標(biāo)準(zhǔn)-DIN V 19250和DIN V 19251、燃燒管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)-DIN VDE 0116等。
(8)德國(guó)技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(huì)(TüV)是一個(gè)獨(dú)立的、權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu),它按照德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(DIN),將ESD所達(dá)到的安全等級(jí)分為AK1~AK8,AK8安全級(jí)別最高。其中AK4、AK5、AK6為適用于石油和化學(xué)工業(yè) 取得TüV認(rèn)證的SIS產(chǎn)品。
在國(guó)內(nèi)石化行業(yè)中應(yīng)用的SIS產(chǎn)品中,經(jīng)過(guò)TüV認(rèn)證的主要有:
(1) Tricon、Triden,美國(guó)Triconex公司開發(fā)用于壓縮機(jī)綜合控制(ITCC)和緊急停車系統(tǒng)。安全等級(jí)為AK6(SIL3)。
(2) FSC(Fail safe control),由荷蘭P&F(Pepper&Fuchs)公司開發(fā),1994年被Honeywell公司收購(gòu)。安全等級(jí)AK6(SIL3)
(3) 和利時(shí)集團(tuán)HiaGuard(SIS),我國(guó)首套獲TüV SIL3認(rèn)證的安全儀表系統(tǒng)。
(4) HIMA PES,HIMA是德國(guó)一家專業(yè)生產(chǎn)安全控制設(shè)備的公司,PES (Programmable Electronic System)是可編程電子系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)引進(jìn)較多的一種安全儀表系統(tǒng)。主要由H41q和H51q系統(tǒng)組成。H41q也叫小系統(tǒng),它分為不冗余的系統(tǒng)和冗余的系統(tǒng),不冗余系統(tǒng)型號(hào)為H41q—M,冗余系統(tǒng)又分為高可靠系統(tǒng)H41q—H和高性能系統(tǒng)H41q—HR。H51q稱為模塊化的系統(tǒng),它也分為不冗余的系統(tǒng)和冗余的系統(tǒng),不冗余的系統(tǒng)型號(hào)為H51q—H和高性能系統(tǒng)H51q—HR。各種型號(hào)的PES都具有TüV AK1~6級(jí)認(rèn)證。(儀控工程網(wǎng)在線學(xué)習(xí)頻道,有關(guān)于HIMA公司及產(chǎn)品的介紹)
(5) Prosafe—RS,是橫河電機(jī)安全儀表系統(tǒng),其特點(diǎn)是與CENTUMCS.3000 R3的技術(shù)融合,即實(shí)現(xiàn)了與DSC的無(wú)縫集成。非冗余取量即可實(shí)現(xiàn)SIL3,通過(guò)冗余取量實(shí)現(xiàn)更高的可用性。
(6) QUADLOG,由MOORE公司開發(fā),日本橫河電機(jī)公司收購(gòu)后稱prosafe plc,其1oo2D結(jié)構(gòu)安全等級(jí)達(dá)AK6 (SIL3);
(7) SIMATICS7—400F/FH,德國(guó)SIEMENS公司產(chǎn)品。400F和400FH分別為1個(gè)CPU和2個(gè)CPU運(yùn)行fail-safe(F)用戶程序,均取得TUV認(rèn)證,安全等級(jí)為AK1~AK6(SIL1~SIL3);
(8) Regent Trusted,美國(guó)ICS利用宇航技術(shù)開發(fā)的安全系統(tǒng)。安全等級(jí)AK4~AK6(SIL2~SIL3);
(9) GMR90-70,美國(guó)GE Fanuc公司開發(fā)。其中GMR90-70(模塊式冗余容錯(cuò))的安全等級(jí)為class 5(2oo3),class 4(1oo2)和class 5(2oo2);
(10) TRIGUARD SC300E, AUGUST公司開發(fā),1999年成為ABB集團(tuán)成員之一,安全等級(jí)為class 5和class 6,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為2oo3;
(11) DeltaV SIS是艾默生推出的TüV認(rèn)證的新型整體回路概念的智能安全儀表系統(tǒng),安全等級(jí)SIL3。
(12) Safeguard 400&300,ABB Industry公司開發(fā),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1oo2D。
(篇幅有限不再一一列舉)
SIS和DCS的比較
DCS與由PES構(gòu)成的SIS的主要區(qū)別有:
(1) 系統(tǒng)的組成:DCS一般是由人機(jī)界面操作站、通信總線及現(xiàn)場(chǎng)控制站組成;而SIS系統(tǒng)是由傳感器、邏輯解算器和最終元件三部分組成。及DCS不含檢測(cè)執(zhí)行部分。
(2) 實(shí)現(xiàn)功能:DCS用于過(guò)程連續(xù)測(cè)量、常規(guī)控制(連續(xù)、順序、間歇等)操作控制管理使生產(chǎn)過(guò)程在正常情況下運(yùn)行至最佳工況;而SIS是超越極限安全即將工藝、設(shè)備轉(zhuǎn)至安全狀態(tài)。
(3) 工作狀態(tài):DCS是主動(dòng)的、動(dòng)態(tài)的,它始終對(duì)過(guò)程變量連續(xù)進(jìn)行檢測(cè)、運(yùn)算和控制,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)控制確保產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。而SIS系統(tǒng)是被動(dòng)的、休眠的 。
(4) 安全級(jí)別:DCS安全級(jí)別低,不需要安全認(rèn)證;而SIS系統(tǒng)級(jí)別高,需要安全認(rèn)證。
(5) 應(yīng)對(duì)失效方式:DCS系統(tǒng)大部分失效都是顯而易見的,其失效會(huì)在生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程中自行顯現(xiàn),很少存在隱性失效;SIS失效就沒(méi)那么明顯了,因此確定這種休眠系統(tǒng)是否還能正常工作的唯一方法,就是對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行周期性的診斷或測(cè)試。因此安全儀表系統(tǒng)需要人為的進(jìn)行周期性的離線或在線檢驗(yàn)測(cè)試,而有些安全系統(tǒng)則帶有內(nèi)部自診斷。
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