浅析石油化工安全仪表系统的设计.pdf

工艺与设备化 工 设 计 通 讯 Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications 125 第43卷第5期 2017年5月 1 SIS的概念以及发展过程各阶段安全仪表设备的特点 SIS 是一种仪表系统，该系统组成单元主要有三项，分别 是传感器、逻辑控制器和执行机构，通常情况下，它能够行 使一项或多项安全仪表功能。 1975年之前，SIS 一般采用电磁继电器或固态集成电路 来装配相关安全系统的控制设备，该控制设备具有安全性能 高的特点，但同时也使得其增加了后期的维护工序，操作复 杂，与此同时，也没有严格要求其使用的检测和控制设备。 自1980年开始采用 PLC，其主要特点是克服了之前后期维护 复杂的缺点，使其达到安全性高且易于维护的特点，但是由 于其与过程控制系统在某种程度上，不能严格区分开，所以 也没有严格要求其使用的检测和控制设备。1996年，SIS 的概 念在美国国家标准化组织（ANSI）和美国仪表学会（ISA）的 标准 工业生产过程中安全仪表系统的应用 发布后正式启用， 同时相关规范性文件也陆续推出来，尤其是在1998年12月， SIS 的工业化应用在标准 IEC 61508的发布及2003年标准 IEC 61511的发布后正式确定了国际标准。迄今为止，SIS 已经在 很多地方得到了广泛的运用，为了使其具有更高的安全性能 和可靠性，对相关回路的检测仪表、逻辑控制器和执行器均 提出了更高的 SIL 要求或冗余配置要求，但这也无形中增加 了投资成本。 2 SIS的设计优化 随着石油化工行业的飞速发展，通常需要从多个方面进 行 SIS 设计优化，比如 ： 具体模型、逻辑设计、系统配置等。 2.1 SIS的具体设计优化 在进行 SIS 的具体设计优化时必须遵循一条原则，就是经 过优化后的系统必须比原先的系统的安全性能更高。具体表 现在 ： 优化后的系统能够通过项目的生产状态判断出可能存 在的风险，并且能够及时的做出相应的应急反应，对出现的 不同状况，要作出不同的措施，尽量减少危险扩散程度，使 其损失降到最低。 （1）优化 SIS 选型。对 SIS 的优化选型，需要遵循严格 的标准，不仅对产品的适用性有较高要求，同时还需要考量 产品生产厂家的实力资本情况。除此之外还需要做到以下几 点 1 ： 第一，所选系统必须是经过国际认证的合格产品，并且 要与 SIS 兼容，有较高的匹配程度 ； 第二，进行选型时，对于 产品的自我诊断、测试、记录、报警等功能有一定考量，确 保所选产品的品质 ； 第三，所选取的控制器应当具备双重化 功能。总的来说，SIS 无论是在可靠性还是冗余性方面，都要 比 DCS 强大很多，所以 SIS 系统在实际应用中能更大程度的 保证石油化工生产的安全，并提高石油化工生产的经济效益。 （2）优化系统的配置选取。优化系统中，最重要的就是 系统的配置，所以在选取配置时一定要格外注意，为了满足 目前生产的需要，在配置选择的过程中，应该满足以下要求 ： 在执行元件上，应该单独设置其配置，一般情况下，SIS 传 感器在传递信号的时候由 SIS 进行供电，但是信号传递则是先 由 SIS 传给分配器，再由分配器传送到 DCS，最后由其进行 表决。另外在控制阀上需要设置安全系数临界值，保证一旦 发生故障，系统能对 SIS 立即作出相应的应急措施。在选取 传感器的时候，应当使其与 SIS 具有较高的匹配度，比如单一 传感器应满足安全完整性一级，冗余传感器应满足安全完整 性二级。 2.2 SIS设计优化的逻辑设计 在进行优化系统的逻辑设计时，对不同对象应采取不同 的设计方案，一般的参考依据是 SIS 的控制器选型以及系统配 置的结果。在进行逻辑设计时应注意以下问题 ： （1）优化后的逻辑设计应保持与原始的 SIS 系统的适用性 相一致。 （2）辅助操作面板设计应该更加人性化、适用性强，操 作便捷，比如添加旁路开关可以使操作更加便捷。 （3）在进行优化系统的维护旁路设计时，应结合生产现 场的仪表实际维修测试情况，在 DCS 操作站上进行开关操作 的设计模式。 3 结束语 SIS 作为新型的安全仪表系统，可以有效地保证石油化工 生产环节的安全性与稳定性，并且对于保证现代工业的安全 生产起到非常大的作用，随着该系统设计的国际化标准的完 善与推广，以及科技网络技术的进步，SIS 的设计也朝着国际 化和标准化的目标发展， 其越来越具备更强大的功能， 安全性、 稳定性也成倍提高，但与此同时也使 SIS 系统的复杂性增加， 操作也更加繁琐。对于后期的维修保养工作也提出了更高的 要求，所以这就要求在进行 SIS 的设计优化过程中，一定要参 考国际推出的设计标准，只有该系统越接近标准化，才能使 后期维修工作也趋于标准化，才能设计出更具有应用价值的 石油化工安全仪表系统。 参考文献 1 武照云，李丽，刘楠嶓，等 . 电子仪表可靠性管理系统设计与开发 J. 科技创新与生产力， 2017， （2）. 摘 要 ： 在现代工业企业中，对于安全仪表系统的应用是企业安全控制的重要环节，介绍了 SIS 发展过程各阶段安全仪表 设备的特点，以研究石油化工安全仪表的设计为主，对于现有的安全仪表系统进行优化，旨在设计出一种更加具有应用价值的 安全仪表系统，以期为今后的工作提供一定的技术支持。 关键词 ： 石油化工 ； 安全仪表系统 ； 系统优化 中图分类号 ： TQ056 文献标志码 ： B 文章编号 ： 10036490（2017）05012501 Analysis on the Design of Petrochemical Safety Instrument System Hu Jun-rao Abstract ： In modern industrial enterprises， the application of safety instrumentation system is an important link in enterprise safety control. It introduces the characteristics of safety instrumentation equipment in all stages of SIS development process， and studies the design of petrochemical safety instrument. Of the safety instrument system to optimize， designed to design a more valuable value of the safety instrument system， with a view to the future work to provide some technical support. Key words ： petrochemical industry ； safety instrument system ； system optimization 浅析石油化工安全仪表系统的设计 胡君尧 （南京扬子石油化工设计工程有限责任公司，江苏南京 210048） 收稿日期 ： 20170406 作者简介 ： 胡君尧（1989） ，男，江苏南京人，助理工程师，主要 从事化工仪表设计工作。