1 SIS系统的概念
在危险化工装置的设计中,为了满足安全生产要求和应对危险场所的需要,除了生产控制所使用的DCS控制系统外,还专门设计并实施了独立的安全仪表系统——SIS系统(安全仪表系统)。SIS系统旨在化工装置上的应用,以确保装置的安全运行。当危险发生时,SIS系统的联锁功能能够迅速响应,及时切断运行中的生产装置,防止扩大,从而保障生产装置的可靠运行,最大程度地降低风险并提高经济效益。
2 SIS系统的基本原则
SIS系统主要由传感器、逻辑控制器以及终端元件等组成,是化工装置安全运行的重要保障。它遵循以下几个基本原则:
(1) 可靠性原则
SIS系统必须具备与生产工艺相互适应的两个安全完整性等级的可靠度。这包括SIS系统本身的安全工作可靠性,以及对于工艺过程认知和连锁保护的可靠性。
(2) 可用性原则
SIS系统具备硬件和软件的自诊断和自检测功能,方便在检修过程中进行在线调试。为避免因SIS系统的检修而造成停车,每个输入信号联锁旁边都增加了工艺联锁信号维护旁路开关。
(3) 独立性原则
SIS系统的架构设计重点考虑其独立性和安全性,以确保系统的独立供电、控制系统CPU、卡件系统、通讯系统网络以及监控系统都采用双重冗余设计。这种设计支持在线更换,当一侧故障时,可以迅速切换至正常设备并继续运行。
(4) 标准认证原则
SIS系统的设计和实施严格遵循IEC61508和IEC61511等国际标准,其软件和硬件使用合格的、已经商业化的正版产品,并采用符合规范要求的防爆认证产品。
(5) 故障安全原则
当SIS系统中的任何环节发生故障或失效时,系统会立即启动预设计的联锁方案,确保化工装置从不安全状态迅速转化为安全状态。
3 SIS系统的主要特点
SIS系统在化工生产中表现出以下主要特点:
(1) 负逻辑联锁
SIS系统采用负逻辑控制,既包括有触点的继电器,也采用无触点的晶体管电路,提高生产装置及其辅助设施的安全性。
(2) 双保险触发结构
SIS系统联锁触发结构分为软件触发和硬件触发,当软件触发失效时,中控操作人员可以及时按下辅助操作台的急停按钮触发该联锁系统。
(3) 响应的即时性
在正常使用时,SIS系统的联锁响应速度快,实时性好,能够瞬间动作,触发现场仪表动作。
(4) 便于在线维护
SIS系统的设备在电脑上具有状态显示,故障位置一目了然。双冗余系统的设计允许在确保生产安全的情况下进行无扰动在线维护。
4 独立设置SIS系统的原因
为确保化工生产的安全性并避免人为误操作,独立设置SIS系统是必要的。DCS系统与SIS系统相互独立,SIS系统作为安全保护系统于生产过程控制之上,能够实时在线监测生产装置的安全性。
5 独立设置SIS系统的优点
独立设置SIS系统的优点包括:降低控制和安全功能同时失效的概率、减少控制中间环节、避免人为误动作、提高响应速度和安全级别等。
6 SIS系统在化工生产中的应用
SIS系统被广泛应用于化工生产中,特别是在规模较大的化工装置中。它能够实时监控生产过程,当生产装置处于非正常工况时,按照预设计的联锁逻辑启动相对应的联锁控制系统,对异常装置进行安全联锁关断或停车,确保装置及人员的安全。
7 结语
随着化工生产自动化程度的提高,SIS系统在保障化工生产安全和环境保护方面发挥着越来越重要的作用。它是化工生产装置安全运行的最后保障,能够极大地避免生产过程中的安全隐患。