安全仪表系统培训讲义-燕山石化王立奉课件

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1、燕山石化王立奉安全仪表系统(SIS)1什么是安全仪表系统?1什么是安全仪表系统?在IEC61508中，SIS被称为安全相关系统（SafetyRelatedSystem）,将被控对象称为被控设备（EUC）。IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（SafetyInstrumentedSystem）的仪表系统。SIS是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成。IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必

2、须在安全规格书（SafetyRequirementSpecification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中。从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（ProgrammableElectronicSystem），即E/E/PES三个阶段。图1SIS的构成检测单元输入模块控制模块输出模块执行单元PES下图为由PES构成的SISSIS安全仪表系统SIS仪表安包含全控制功能，也可包含仪表安全保护功能，或包含这两者。需要说明的

3、是，这里所说的仪表控制功能，是指以连续模式（ContinuousMode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。SIS可以包括或不包括软件SIS的一部分也可能是人的动作SIS安全仪表系统如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安全仪表功能。对这个安全仪表功能完整的描述是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成，安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的完整描述，而所谓的安全仪表系统，

4、则是类似一个或多个这样的安全仪表功能的集合。图2安全仪表回路图图2说明L液面超高-L1接点闭合-Z带电。Z1常闭接点打开，S线圈断电。S电磁阀切断，往调节阀膜头的控制信号调节阀切断工艺进料，完成联锁保护作用。K起：按钮开关：起动联锁保护回路兼有复位作用。K停：起人工强制起动联锁保护作用。K旁：旁路联锁保护作用，用于开车或检修联锁信号仪表。图3SIS逻辑图SIS安全仪表系统大多石油和化工生产过程具有高温、高压、易燃、易爆、有毒等危险。当某些工艺参数超出安全极限，未及时处理或处理不当时，便有可能造成人员伤亡、设备损坏、周边环境污染等恶性事故。这就是说，从安全的

5、角度出发，石油和化工生产过程自身存在着固有的风险。总之，SIS是一种经专门机构认证，具有一定安全完整性水平，用于降低生产过程风险的仪表安全保护系统。它不仅能响应生产过程因超过安全极限而带来的风险，而且能检测和处理自身的故障，从而按预定条件或程序使生产过程处于安全状态，以确保人员、设备及工厂周边环境的安全。SIS安全仪表系统按照SIS的定义，下述系统均属于安全仪表系统：安全联锁系统（SafetyInterlockSystem—SIS）安全关联系统（SafetyRelatedSystem—SRS）仪表保护系统（InstrumentProtectiveSyste

6、m—IPS）透平压缩机集成控制系统（IntegratedTurbo&CompressorControlSystem—ITCC）火灾及气体检测系统（Fireandgassystems—F&G）紧急停车系统（EmergencyShutdownDevice—ESD）燃烧管理系统（BurnerManagementSystem）列车自动防护系统（ATP）2SIS的相关标准及认证机构SIS的相关标准及认证机构鉴于SIS涉及到人员、设备、环境的安全，因此各国均制定了相关的标准、规范，使得SIS的设计、制造、使用均有章可循。并有权威的认证机构对产品能达到的安全等级进行确认

7、。这些标准、规范及认证机构主要有：我国石化集团制定的行业标准SHB-Z06-1999《石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则》。2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中国国家标准GB/T20438、GB/T21109相继发布，中国的功能安全标准开始规范我国的功能安全工作。SIS的相关标准及认证机构国际电工委员会1997年制定的IEC61508/61511标准，对用机电设备（继电器）、固态电子设备、可编程电子设备（PLC）构成的安全联锁系统的硬件、软件及应用作出了明确规定。美国仪表学会制定的ISA-S84.01-1996《安全仪表

8、系统在过程工业中的应用》。美国化学工程学会制定的AICHE（ccp