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SIS聯(lián)鎖和DCS聯(lián)鎖的區(qū)別

SIS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)處于生產(chǎn)裝置的不同安全層級(jí),DCS的聯(lián)鎖屬于生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常使用的開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖或設(shè)備啟動(dòng)停止聯(lián)鎖,屬于正常操作SIS的聯(lián)鎖大多與人員及設(shè)備的安全聯(lián)鎖有關(guān),屬于SIL級(jí)別確定嚴(yán)格的故障及事故聯(lián)鎖。兩者性質(zhì)和配置都不同。

安全表系統(tǒng)SIS與分散控制系統(tǒng)DCS在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程匯總分別起著不同的作用。

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生產(chǎn)裝置從安全角度來(lái)講,可分為三個(gè)層次,第一層為生產(chǎn)過(guò)程層;第二層為過(guò)程控制層;第三層為安全儀表系統(tǒng)停車(chē)保護(hù)層。生產(chǎn)裝置在最初的工程設(shè)計(jì)、設(shè)備選型及安裝階段,都對(duì)過(guò)程和設(shè)備的安全性進(jìn)行了考慮,因此裝置本身就構(gòu)成了安全的第一道防線。采用過(guò)程控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)控制,使裝置在設(shè)定值下穩(wěn)定運(yùn)行,不但生產(chǎn)出各種合格產(chǎn)品,而且將裝置的風(fēng)險(xiǎn)又降低了一個(gè)等級(jí),是安全的第二道防線。在過(guò)程之上要設(shè)置一套安全儀表系統(tǒng),對(duì)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù),把發(fā)生更大惡性事故的可能性降到最低,最大限度的保護(hù)生產(chǎn)裝置和人員安全,構(gòu)成了生產(chǎn)裝置最關(guān)鍵、最穩(wěn)固的最后一道防線。因此SIS和DCS在生產(chǎn)過(guò)程中所起的作用是截然不同的。

SIS與DCS是兩種功能上的不同系統(tǒng),其區(qū)別:

1、 DCS系統(tǒng)

1)DCS用于過(guò)程連續(xù)測(cè)量、常規(guī)控制(連續(xù)、順序、間歇等)、操作控制管理,保證生產(chǎn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

2)DCS是動(dòng)態(tài)系統(tǒng),它始終對(duì)過(guò)程變量連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、運(yùn)算和控制,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)控制,確保產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。

3)DCS可以進(jìn)行故障自動(dòng)顯示,DCS對(duì)維修時(shí)間的長(zhǎng)短和要求不算苛刻,DCS可進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)切換。

4)DCS系統(tǒng)只作一般聯(lián)鎖、電機(jī)的開(kāi)停、順序等控制,安全級(jí)別要求沒(méi)有SIS那么高。

5)DCS系統(tǒng)一般是由人機(jī)界面操作站、通信總線及現(xiàn)場(chǎng)控制站組成,DCS不含檢測(cè)執(zhí)行部分。

6)為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,操作人員會(huì)經(jīng)常改變DCS系統(tǒng)的一些輸出動(dòng)作。

2、SIS系統(tǒng)

1)SIS用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀況,對(duì)出現(xiàn)異常工況迅速進(jìn)行處理,使故障發(fā)生的可能性降到最低,使人和裝置處于安全狀態(tài)。

2)SIS是靜態(tài)系統(tǒng),在正常工況下,它始終監(jiān)視裝置的運(yùn)行,系統(tǒng)輸出不變,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生影響,在異常工況下,它將按著預(yù)先設(shè)計(jì)的策略進(jìn)行邏輯運(yùn)算,使裝置安全停車(chē)。

3)SIS必須測(cè)試潛在故障,SIS維修時(shí)間非常關(guān)鍵,嚴(yán)重的會(huì)造成裝置全線停車(chē),SIS系統(tǒng)永遠(yuǎn)不允許離線運(yùn)行,否則生產(chǎn)裝置將失去安全保護(hù)屏障。

4)SIS與DCS相比,在可靠性、可用性上要求更加嚴(yán)格,IEC6150811,ISAS84.01強(qiáng)烈推薦SIS與DCS硬件獨(dú)立設(shè)置。

5)SIS系統(tǒng)由傳感器、邏輯解算器、和最終單元三部分組成。

6)SIS系統(tǒng)日常是靜默的不會(huì)發(fā)出動(dòng)作,只有聯(lián)鎖觸發(fā)才會(huì)動(dòng)作。

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3、SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用原則 

SIS獨(dú)立于過(guò)程控制系統(tǒng)(DCS或其他系統(tǒng)),獨(dú)立完成安全保護(hù)功能。

當(dāng)過(guò)程達(dá)到預(yù)定條件時(shí),SIS動(dòng)作,使被控制過(guò)程轉(zhuǎn)入安全狀態(tài);

根據(jù)對(duì)過(guò)程危險(xiǎn)性及可操作性分析,人員、過(guò)程、設(shè)備及環(huán)保要求,安全度等級(jí)確定SIS的功能等級(jí);

  • SIS應(yīng)設(shè)計(jì)成故障安全型;
  • SIS應(yīng)采用經(jīng)TUV安全認(rèn)證的PLC系統(tǒng);
  • SIS應(yīng)具有硬件、軟件診斷和測(cè)試功能;
  • SIS構(gòu)成應(yīng)使中間環(huán)節(jié)最少;
  • SIS的傳感器、最終執(zhí)行元件宜單獨(dú)設(shè)置;
  • SIS應(yīng)能和DCS、MES等進(jìn)行通信;
  • SIS實(shí)現(xiàn)多個(gè)單元保護(hù)功能時(shí),其公用部分應(yīng)符合最高安全等級(jí)要求;

4、SIS邏輯運(yùn)算器設(shè)計(jì)選用 
SIS邏輯運(yùn)算器設(shè)計(jì)選用
SIS邏輯運(yùn)算器:繼電器系統(tǒng),可編程序電子系統(tǒng),混合系統(tǒng)三種;
繼電器用于I/O點(diǎn)較少,邏輯功能簡(jiǎn)單的場(chǎng)合;
可編程電子系統(tǒng)用于I/O點(diǎn)較多,邏輯功能復(fù)雜,與DCS、MES通信等場(chǎng)合;
可編程電子系統(tǒng)可以是經(jīng)TUV認(rèn)證的PLC系統(tǒng),也可是DCS和其他專(zhuān)用系統(tǒng);

獨(dú)立設(shè)置原則:
1級(jí)SIS邏輯運(yùn)算器宜與DCS分開(kāi);
2級(jí)SIS邏輯運(yùn)算器應(yīng)與DCS分開(kāi);  
3級(jí)SIS邏輯運(yùn)算器必須與DCS分開(kāi);

冗余設(shè)置原則:
1級(jí)SIS可采用單一的邏輯運(yùn)算器; 
2級(jí)SIS宜采用冗余或容錯(cuò)邏  I/O模件宜冗余配置;
3級(jí)SIS應(yīng)采用冗余容錯(cuò)邏輯運(yùn)算器;
其中CPU電源單元,通信單元,I/O模件 應(yīng)冗余配置;
5、 SIS工程設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題
  • I/O模件應(yīng)帶診斷,帶電插拔;
  • SIS關(guān)聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)變送器或最終執(zhí)行元件應(yīng)由SIS系統(tǒng)供電;
  • 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)變送器信號(hào)同時(shí)用于SIS、DCS時(shí),應(yīng)先接到SIS系統(tǒng)后接到DCS系統(tǒng);
  • I/O模件連接的傳感器和最終執(zhí)行元件應(yīng)設(shè)計(jì)成故障安全型;
  • SIS 不應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式;
  • SIS負(fù)荷不應(yīng)超過(guò)50~60%;
  • SIS電源應(yīng)冗余配置
  • SIS關(guān)聯(lián)的傳感器及最終執(zhí)行元件,在正常工況應(yīng)是帶電(勵(lì)磁)狀態(tài);在非正常工況應(yīng)是失電(非勵(lì)磁)狀態(tài);
  • SIS關(guān)聯(lián)的電磁閥采用冗余配置時(shí),有兩種方式:
    并聯(lián)連接   可用性好;
    串聯(lián)連接   安全性好;
6、 SIS 設(shè)計(jì)應(yīng)用舉例
  • 設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室的SIS與DCS采用冗余通信方式;
  • 設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室的SIS與CCR中的AMS站采用非冗余通信方式;
  • 設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室的SIS與CCR中的SER站采用非冗余通信方式;
  • 設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜的SIS與CCR中的SIS采用冗余安全以太網(wǎng)通信方式;網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)完全冗余運(yùn)行;
  • 設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室的SIS與CCR中的SIS工程師站采用SIS系統(tǒng)總線非冗余通信方式;
  • 在CCR輔助操作臺(tái)上安裝的緊急停車(chē)按鈕、開(kāi)關(guān)、選擇器、旁路開(kāi)關(guān)等用硬線接到CCR的SIS控制器,通過(guò)冗余安全以太網(wǎng)通信接到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室SIS控制器進(jìn)行邏輯運(yùn)算。