安全仪表系统在重大危险源存储设施上的设计及应用.pdfVIP

第41卷，第4期 安 徽 化 工 Vo1．41．No．4 一一 2015年 8月 ANHUICHEMICAL INDUSTRY Aug．2015 73 安全仪表系统在重大危险源存储设施上的设计及应用 李致远 (安徽省化工设计院，安徽 合肥230009) 摘要：简述了SIS系统的定义、基本结构及其发展趋势，结合具体工程实际，阐述了SIS系统在重大危险源存储设施上的设计及应用。 关键词：安全仪表系统；安全完整性等级；三重化系统；联锁；分布式控制系统 doi：10．3969~．issn．1008-553X．2015．04．026 中图分类号．X913．4 文献标识码：B 文章编号：1008—553X(2015)40—0073—05 安全仪表系统 (SafetyInstrumentedSystem，SIS)与安 比较少。 全生产紧密相关 ，是应用于安全领域及关键控制部分， (6)响应速度快，从输入变化到输出变化的响应时 用以避免事故或者减少事故给设备、人员和环境造成危 间一般在 10—50ms左右，小型SIS的响应时间更短。 害，从而使危险降低到最低程度的一种专用仪表系统， (7)可实现从传感器到执行元件所组成的整个回 其主要应用于化工、高铁、核电、航空航天等高新产业领 路的安全．』生设计，具有 I／0短路、断线等监测功能l【1。 域 ，在响应速度、安全性 、故障自诊断等方面有较高要 2 SIS系统的基本组成及系统结构 求，是当前工业 自动化领域的一种高尖端技术fl1。随着科 2．1SlS系统的基本组成 学技术的不断发展和人们安全意识的逐步提高，特别是 安全仪表系统包括传感器、逻辑运算器和最终执行 近年来频频发生的恶性事故更是给人们敲响了安全警 元件，即检测单元、控制单元和执行单元。 钟，因而SIS系统得到了人们越来越多的关注和重视。 2．2 SlS系统的结构 1安全仪表系统及其特点 目前 SIS的主流系统结构有 TMR(三重化)、2004D 安全仪表系统由美国仪表学会 (ISA)首先提出，也 (四重化)两种 。 称为紧急停车系统 (EmergencyShutdownDevice，ESD)、 (1)TMR结构：它将三路隔离、并行的控制系统(每 安全联锁系统或仪表保护系统 (InstrumentProtection 路称为一个分电路)和广泛的诊断集成在一个系统中， System，IPS)。 用三取二表决提供高度完善、无差错、不会中断的控制， SIS系统可以监测生产过程中出现或者潜伏的危 如图1所示。 险，迅速响应发出警告信息或直接执行预定程序 ，立即 TRICON、ICS、和利时均是采用TMR结构的系统。 进入操作，防止事故发生、降低事故带来的危害及其影 (2)2004D结构 ：2004D系统由2套独立并行运行 响。它的特点是： 的系统组成，通讯模块负责其同步运行，当系统自诊断 (1)以IEC61508作为基础标准 ，符合国际安全协 发现一个模块发生故障时，CPU将强制其失效，确保其 会规定的仪表安全标准规定。 输出的正确性。同时，安全输出模块中SMOD功能(辅助 (2)覆盖面广、安全性高、有 自诊断功能，能够检测 去磁方法)，确保在两套系统同时故障或电源故障时，系 并预防潜在的安全危险。 统输出一个故障安全信号。一个输出电路实际上是通过 (3)具有容错性的多重冗余系统，SIS一般采用多 四个输出电路及 自诊断功能实现的。这样确保了系统的 重