安全仪表系统,Safety Instrumented System,简称SIS;又称为安全联锁系统(Safety interlocking System)。主要为工厂控制系统中报警和联锁部分,对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制,是工厂企业自动控制中的重要组成部分。目前,SIS已经被广泛应用于石化等流程工业领域。
SIS被定义为实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。SIS包括测量仪表、逻辑运算器和最终元件、关联软件及部件。目前,仪表保护系统IPS、安全联锁系统SIS(Safety Interlocking System)、紧急停车系统ESD、压力保护系统HIPPS和火气保护系统F&GS等都属于安全仪表系统的范畴。
生产多年的装置,也加装了自动化控制系统,DCS也平稳运行了这么多年,加了SIS以后费用不少,给企业带来了资金的压力,那么企业为什么要加SIS?
SIS与DCS等过程控制系统的区别
1、DCS用于生产过程的连续测量、常规控制(连续、顺序、间歇等)、操作控制管理,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,对出现异常工况迅速处理,使危害降到最低,使人员和生产装置处于安全状态。
2、DCS是“动态”系统,始终对过程变量连续进行检测、运算和控制,对生产过程进行动态控制,确保产品的质量和产量;SIS是“静态”系统,正常工况时,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;非正常工况时,按照预先的设计进行逻辑运算,使生产装置安全联锁或停车。
3、SIS比DCS安全性、可靠性、可用性要求更严格,因此SIS与DCS硬件理论上应独立设置。
从标准规范的角度来看,目前石化行业和SIS相关的标准主要如下:
(1) GB/T 50770-2013 石油化工安全仪表系统设计规范
(2) HG/T 20511-2014 信号报警、安全联锁系统设计规范
在HG/T 20511里面给DCS的定义如下:
基本过程控制系统 basic process control system:对来自过程的、与该系统相关设备的以及操作员的输入信号进行响应,并产生输出信号使过程及与该系统相关设备按要求方式运行的系统。该系统不应执行安全完整性等级大于或等于1的仪表安全功能。
而SIS是由多个SIF回路组成的,SIF回路的SIL等级为1-3级,根据上述DCS的定义,DCS去执行SIF回路的功能不合适。所以DCS与SIS是独立设置的。
在GB50770-2013里面,则对LOPA分析的洋葱图,如下所示:
从上图可以看出,DCS作为基本过程控制系统和SIS隶属于不同的保护层,如果他们公用的话,则起不到独立的作用,也没法避免与DCS的共因失效问题。
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作者:本刊编辑部
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