安全仪表系统SIS

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,题目：安全仪表系统SIS,主讲人：,概述,随着大型石扮装置的进展，生产产品多样化、掌握工程越趋简单，安全爱护越来越被重视。安全爱护在石化生产过程中的表现形式是逐级上升的，即生产中使掌握参数在正常范围内时使用的仪表调整系统；当调整系统不准时或消失干扰等特别，掌握参数超出正常范围时使用报警联锁系统，此时需要实行手动或自动措施使生产恢复到正常状态上去；当状况进一步恶化到达临界状态时使用紧急停车系统，即ESD系统，依据预先设定的程序，包括紧急放空、仪表的选用事故状态、动设备停顿运行等等措施，通过局部或整体停车方式消退危急；当事故已经消失，包括可燃气体泄漏、火灾等形成时承受火气消防系统来补救；对特殊场所，火气消防系统不能彻底消退事故时，承受物理防爆措施，即使用防爆墙等；物理防爆无法彻底消退灾难时实行最终一项措施时紧急疏散撤离。,在工艺生产过程中，存在各种各样的工艺参数和工艺设备状态，这些参数和状态被检测出来就是过程信号。生产中当这些参数掌握在规定的范围内时，说明生产过程处于正常状态；超出这个范围说明消失特别，要求以声光形式提示操作者实行调整措施参数调整或设备适当操作或者通过预定的程序使其恢复到正常值范围内，这个声光表现形式称为报警，依据预定程序的操作就是联锁；假设特别进一步扩大，为防止事故发生而实行的局部或整体生产装置停车的仪表系统，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爱护系统，能对石油化工等生产过程中可能发生的危急超出安全限定及不实行措施而连续恶化的状态进展准时地响应和爱护，使其进入预定的安全停车状态，从而保证人员、设备、生产和装置的安全。,一、通用安全标准,由于SIS属于爱护装置的安全仪表系统，所以对SIS掌握器本身安全要求很高，有关国际机构对掌握器的牢靠性、安全性制定了相关的安全标准，并对相关掌握器产品和使用的编程软件平台、应用于SIS程序的标准功能块等进展等级认证。,1、DIN V19250德国标准，规定安全系统的设计等级必需符合生产过程现场的危急性等级AK1AK8(18级)。,2、IEC61508国际电工组织制定的国际标准，用于确定过程、交通、医药工业等的安全周期(Safety life cycle)，对设备的完整性、设计、操作、测试和维护提出要求，主要针对制造商和设备供给商。标准依据发生故障的可能性分成四个SIL等级，即,等级,表示符号,描述,一级,SIL1,每年故障危险的平均概率为0.10.01,二级,SIL2,每年故障危险的平均概率为0.010.001,三级,SIL3,每年故障危险的平均概率为0.0010.0001,四级,SIL4,每年故障危险的平均概率为0.00010.00001,3、ANSI/SIA S84.01-1996美国对工业过程的安全系统设立的标准，是IEC61508和DIN V 19250的结合，但去除了SIL4这个最高级别。,4、Draft IEC 61511第14局部，适用于工艺过程工业的安全仪表系统包括SIS设计者、系统集成商和最终用户的国际化标准，是IEC61508的补充。,5、EN54的第三局部适用于火灾检测报警系统的欧洲标准，NFPA72则是美国“国家火灾报警标准”等。,二、联锁爱护系统设置：,依据石油化工安全仪表系统设计标准SH/T3018-2023有关要求，安全仪表系统应符合以下规定。,1、独立,安全联锁爱护和停车系统独立于过程掌握系统，以降低掌握功能和安全功能同时失效的概率，使联锁和停车系统不依附于过程掌握系统就能独立完成自动爱护联锁的安全功能。见图243“独立的安全仪表系统”。,安全仪表系统(Safety Instrumented System-SIS)包括传感器Sensor、规律运算器Logic solver)和最终执行元件(Final element)。,1.1 SIS传感器选用：,独立设置原则：1级 SIS传感器可与DCS共用；,2级 SIS传感器宜与DCS分开；,3级 SIS传感器应与DCS分开；,冗余设置原则：1级 SIS传感器可承受单一的传感器；,2级 SIS传感器宜承受冗余的传感器；,3级 SIS传感器应承受冗余的传感器；,冗余选择原则：保证系统的安全性时，承受“或”规律构造；,保证系统的可用性时，承受“与”规律构造；当系统的安全性和可用性均需保证时，承受“三取二”规律构造；,传感器宜承受隔爆型的变送器压力、差压、差压流量、差压液位、温度，不宜承受开关型传感器；传感器由SIS系统供电。,1.2 SIS规律运算器选用：,SIS规律运算器：继电器系统，可编程序电子系统，混合系统三种；,继电器用于I/O点较少,规律功能简洁的场合；,可编程电子系统用于I/O点较多,规律功能简单，与DCS、MES通信等场合；,可编程电子系统可以是经TUV认证的PLC系统，也可是DCS和其他专用系统；,独立设置原则：1级SIS规律运算器宜与DCS分开；,2级SIS规律运算器应与DCS分开；,3级SIS规律运算器必需与DCS分开；,冗余设置原则：1级SIS可承受单一的规律运算器；,2级SIS宜承受冗余或容错规律运算器；,3级SIS应承受冗余容错规律运算器；,1.3 SIS执行元件选用：,执行元件：气动切断阀带电磁阀，气动掌握阀带电磁阀，电动阀或液动阀等。,独立设置原则：1级 SIS 阀门可与DCS共用，应确保SIS优先于DCS动作；,2级SIS阀门宜于DCS分开；,3级SIS阀门宜于DCS分开；,冗余设置原则：1级 SIS 可承受单一阀门；,2级宜承受冗余阀门；如承受单一阀门，电磁阀宜冗余配置；,3级宜承受冗余阀门；可承受一个掌握阀和一个切断阀；,电磁阀设置原则：电磁阀应承受长期带电，低功耗，隔爆型；由SIS系统供电。,1.4 独立设置的目的,1.4.1 降低掌握功能和安全功能同时失效概率，当维护DCS局部故障时也不会危及安全爱护系统；,1.4.2 对于大型装置或旋转机械设备，紧急停车系统响应速度越快越好，这有利于爱护设备，避开事故扩大和分析事故缘由记录，DCS处理大量过程监测信息，因此其响应速度难以作得很快；,1.4.3 DCS系统是过程掌握系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而SIS是静态的，不需要人为干预，这样设置SIS可以避开人为误动作。,2、冗余用多个一样的模块或部件实现特定功能或数据处理,2.1 元件冗余：具有指定的独立的N：1重元件，并且自动检测故障，切换到后备设备上；,2.2 表决用多数原则确定结论构造：如三取二表决电路，排解由于元件故障而消失的虚假动作，避开不应有的停车事故。,3、故障安全安全仪表系统发生故障时，使被掌握过程转入预定安全状态,3.1 报警、联锁的检测元件接点承受正常时闭合，越限时断开；,3.2 执行元件在系统正常时应是励磁带电状态，非正常时应是非励磁不带电状态，重要联锁电磁阀承受双三通电磁阀，即两个电磁阀并联运行，防止电磁阀出故障；,3.3 调整阀选择是事故状态下，工艺装置处于安全状态分别选用气开式和气关式保证在起源终端是装置处于安全状态。,4、人机接口,操作站可以承受过程掌握系统操作站，但操作站不能修改安全仪表系统的编程软件；,工程师站完成安全仪表系统编程组态和维护，可承受台式PC机或便携式PC机；,帮助操作台：在CCR帮助操作台上安装的硬件，包括紧急停车按钮、开关、选择器、旁路开关和信号报警器等用硬线接到CCR的SIS掌握器，通过冗余安全以太网通信接到现场机柜室SIS掌握器规律运算。,4.1 手动复位：当工艺参数由非正常状态恢复到正常状态时，由操作人员有步骤地进展手动复位，重要的联锁系统和工艺变量一般承受手动复位，避开自动复位的缺陷；,4.2 手动旁路：人为切除和投入，在两种状况下使用，一是解除某些变量的联锁，为动设备的启动制造条件；二是用于检修事故开关；,4.3 延时电路：使用时间继电器过滤脉冲干扰或瞬间突发大事引起的停机动作。,5、安全仪表系统应具有硬件和软件诊断和测试功能。,6、软件组态应符合IEC61131-3工业标准，,软件应能在线修改和下载，在系统投用前应对软件组态进展100%功能测试。,7、SIS与DCS区分,7.1 DCS用于生产过程的连续测量、常规掌握连续、挨次、间歇等、操作掌握治理，保证生产装置的平稳运行；,SIS用于监视生产装置的运行状况，对消失特别工况快速进展处理，使危害降到最低，使人员和生产装置处于安全状态；,7.2 DCS是“动态”系统，它始终对过程变量连续进展检测、运算和掌握，对生产过程进展动态掌握，确保产品的质量和产量；,SIS是“静态”系统，正常工况时，它始终监视生产装置的运行，系统输出不变，对生产过程不产生影响，非正常工况下时，它将依据预先的设计进展规律运算，使生产装置安全联锁或停车；,7.3 SIS比DCS在牢靠性、可用性上要求更严格，IEC61508、IEC61511、ISA S84.01、SH/T3018猛烈推举SIS与DCS硬件独立设置。,2、联锁爱护系统试验,信号报警和联锁爱护系统正式投入使用前必需对其进展检查和测试，测试参与方包括施工单位、监理、业主仪表、电气、设备等各专业，联锁试验由业主工艺车间组织，施工单位协作，测试合格并得到有关方面确实认后才能投入使用，具体包括：,2.1 检查：,2.1.1 全部仪表单校合格；,2.1.2 检查设备安装和电缆接线正确；,2.1.3 检查电源和气源满足要求。,2.2 供电：对仪表设备和回路逐个供电，检查以下内容,2.2.1 通过状态指示灯检查规律掌握器运行状态是否正常；,检查输入输出设备运行状态是否正常；,2.2.3 检查输入输出接点状态指示灯目前状态是否与现场全都；,2.2.4 检查联锁系统掌握站与操作站之间通信状态，确认操作站画面显示正常。,2.3 模拟联动,依据信号报警和联锁爱护规律图，将其划分为多个规律包，依据各个规律包的动作条件，逐个进展试验，检查动作结果是否符合设计要求。,2.4,可能存在的问题,问题,造成的可能原因,检查内容,误动作,（1）电源失电或电压波动超过规定值,检查电源熔断丝和供电方式是否合理,（2）检测元件故障,检查接点接触是否良好，安装位置是否合理,（3）执行元件故障,电磁阀开路或短路，导压管泄漏，空气脏造成电磁阀关闭不严,（4）导线短路或开路,包括机械损伤、绝缘老化、接线端子接触不牢固等,拒动作,（1）检测元件不动作,检查设定值是否正确和调整的动作偏差；开关接点表面氧化或集灰；触点容量不够多次动作时出现粘结现象,（2）执行器故障,电气线路问题（短路/断路、接地、绝缘）；电磁阀卡或机械结构失灵,汇智石化,SIS,一、系统硬件简介,1、AADvance 系统概述：,AADvance 系统进展史；,AADvance 系统特性和优点；,AADvance 系统通过的认证；,2、AADvance 系统硬件：,系统架构、系统容量及组成；