浅论如何提高安全仪表系统可靠性

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1、浅论如何提高安全仪表系统可靠性【摘要】解决安全仪表系统可靠性是设计人员和最终用户共同关心的问题，本文阐述了安全仪表系统系统的可靠性问题，分析了安全仪表系统可靠性存在的问题并提出了提高安全仪表系统可靠性分析途径及方法。【关键词】安全仪表；可靠性；方法1引言近年来，生产事故的频发使得安全生产受到越来越多的关注，为确保工厂生产过程的安全，安全仪表系统已越来越多地得到重视并应用。安全仪表系统(SafetyinstrumentationSystem),简称SIS,又称为安全联锁系统。其作用是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

2、，是工厂企业自动控制中的重要组成部分。2SIS系统分析2.1SIS系统的构成SIS系统由高可靠性可编程控制系统、继电器检测仪表、开关、电磁阀等组成。SIS系统既独立于DCS系统，又可与DCS系统进行单向通信，可在DCS操作站上显示，同时本身须具有时间序列记录(SOE)功能，以便于系统地维护和停车联锁分析。2.2SIS的作用采集下层所有机组级/车间级控制系统的生产实时数据，实现厂级的状态监测、性能计算、优化运行、操作指导、故障诊断、寿命管理以及负荷分配等功能；将机组状态信息和性能信息发送给上层的MIS系统。SIS处于具有高精度、高速

3、度、高可靠性要求的DCS系统与实时性要求不髙的MIS系统之间，是电厂自动化、信息化架构中的过渡层面，起到隔离作用。2.2SIS系统在实际运行中的故障分析SIS系统工作出现故障主要具体表现为以下几个方面：2.2.1一次检测元件质量差：热电阻易断、液位/压力开关超差、位置开关误动作；继电器触点接触不良或粘连；保险丝断。2.2.2仪表选型不合理：不适合工艺介质和工作环境，致使测量不准或动作不到位。2.2.3设计不完善：调节和联锁的信号共用一个变送器，在处理调节回路故障时，触发联锁信号。2.2.4仪表伴热系统失灵：变送器导压管介质凝结产生

4、虚假信号导致误停车。2.2.5接线不良：仪表信号线端子松动，接触不良、时好时坏，经常造成不明原因停车。2.2.6外部电磁强干扰：系统抗干扰性能差，影响系统总线通讯，造成通讯错误；通过分布电容和电感串入信号回路，造成逻辑数据变化，产生误动，严重时损坏系统卡件。2.2.7I/O卡硬件故障：I/O卡老化致使系统输入信号错误，动作指令不输出。3提高SIS可靠性的对策3.1提高SIS系统控制回路的可靠性控制回路一般由检测仪表、变送器、输入安全栅、控制器、输出安全栅、电气阀门定位器、联锁控制阀等7环节组成。提髙装置控制回路可靠性，需要合理地选

5、择冗余容错的配置方案，切实做到控制方案的选择和配置不仅使装置安全，而且经济合理。目前国内对装置自动控制回路设计，重点是根据设计规范满足工艺控制、联锁保护要求等控制原理和控制方式设计，SIS主要是根据国外的工艺包和主机厂的要求来设计的，SIS的设计缺少统一的标准和合理的评价体系。3.2加强对SIS系统定期校验和巡检在装置停车检修期间，要对各种开关、变送器、一次仪表进行校验并填好记录；执行机构要注油润滑，电磁阀更新,防止动作不灵活；应用软件要有双备份。开车投用联锁前，工艺、仪表和电气要对SIS系统进行逐点联校，确认无误后方可投用。正常

6、生产时，仪表维护人员每天都要对SIS系统进行巡检。内容包括：机柜室的温度、湿度；SIS系统的主卡件及I/O卡件的状态指示灯；自诊断和系统状态画面；在联锁逻辑画面上检查一次仪表的运行状态；机柜的散热风扇运行状态；机柜通风口的过滤棉清洁情况。针对重要参数和易出现故障的现场仪表应定期巡检，查看参数的历史趋势、仪表有无渗漏、防护是否完好。一旦确定仪表元件本身有故障，应及时和工艺工程师沟通，从装置的整体安全生产角度出发，做好完善的预案，摘除该联锁，处理故障。为SIS系统各部件建立运行记录，及时为系统进行软、硬件的升级，避免元件的老化，推迟耗

7、损故障期，延长有效寿命期。3.3实现DCS与SIS的无缝集成DCS技术不断发展，其可靠性也大幅度提高，成本降低,系统的健壮性也达到与SIS系统相当的水平。对DCS在承担安全功能任务的担心减少了，这使得DCS与SIS的无缝集成问题成为了设计者、生产制造商、终端用户共同关注的话题,并且已经提到了议事日程上来。DCS与SIS的集成一般分为三种情况：第一种情况是：DCS与SIS采用不同的硬件结构（控制器）、控制网络、人机界面，也就是之前说的异种分离。将这样不同的系统通过网关相互连接，以便进行数据交换。两个系统使用不同的工程组态工具，这种方

8、式可称为不同控制器、不同网络的集成；第二种情况是：DCS与SIS采用不同的硬件结构，但釆用统一的通信网络，使用共同的工程组态工具，工程上一个网络可加快项目的执行速度；第三种情况是：DCS与SIS采用共同的硬件结构，同一个通信网络、人机界面，即DCS