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安全仪表控制系统

安全仪表系统,Safety instrumentation 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,也是国家安监局在2018年规定涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施中必须具备符合要求的安全仪表控制系统。

安全仪表控制系统解决方案:

系统概述:

系统构成:

根据IEC61511的定义,安全仪表系统是由传感器、逻辑控制器和执行器组成的,能够行使一项或多项安全功能的仪表系统。

例子:

安全仪表系统由一个温度变送器(传感器)、一个阀门(执行器)和一台PLC(逻辑控制器)组成,温度变送器检测装置内温度并将其变换成合适的信号传送给PLC,PLC判断若温度超过了额定值则关闭燃气阀以降低装置内温度。这被称为安全仪表系统的一个安全仪表功能。

缺点:

对于这个例子,组成系统的3个设备中只要有一个发生故障而失效,那么安全仪表系统的安全仪表功能将失效,也就是不能达到保障安全的目的。

对应方案:

为了解决因“故障”引发设备失效而导致整体安全仪表系统失效,在这里引入一个灵活的冗余机制,分别构成无冗余、二重、三重、四重冗余。根据经验,执行机构出现故障的比例占达50%,因此也产生了二重化电磁阀等执行机构。

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趋势分析:

      相关政策:国家安监总局第40号令做出了《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》,规定重大危险源需配备温度、压力、液位、流量、组分等信息的不间断采集和检测系统以及可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置,并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能;一级或二级重大危险源,具备紧急停车功能。

方案架构:

信息采集系统采用ExiaIICT4防爆等级IP65防护的传感器对罐区、仓库进行数据采集,所有信号电缆采用阻燃型的屏蔽电缆。

通信架构:现场采用独立的PLC控制,采用具有屏蔽功能的西门子ProfibusDP总线通讯方式与生产车间进行数据交互,利用Modbus TCP工业通信协议搭建厂区局域网。

数据汇集及处理平台系统:

    1.    具备过程执行顺序、保护动作指令的状态显示;

    2.    检测元件和执行器件的运行状态,和显示诊断结果;

    3.    管道旁路的状态显示;

预警系统

    1)储罐、仓库、生产车间设立静电消除装置与喷淋系统;

    2) ESD紧急停车系统和超压保护功能;

    3)火灾及可燃气体报警系统联锁保护功能;

架构优势:

    (1)预警级别设置灵活:系统可根据需要设置多级预警级别及范围,并可在不同的预警级别选择联动不同的处理预案。

    (2)响应机制及时和全面,面向全要素、多类型数据的毫秒级实时采集;

    (3)系统兼容性好,可扩展性强:系统采用全模块化设计、标准的借口,支持参数化配置,支持组件及组件的动态加载,在技术和系统容量上留有充分扩展余地。

罐区安全防护(一)

罐区安全防护(二)


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