安全仪表系统（SIS）的设计原则.docx

安全仪表系统（SlS）的设计原则当对仪表的安全系统进行设计时，必须遵循以下几条基本原则：可靠性原则：系统的可靠性是指在一定的时间间隔内，发生故障的概率。整个系统的可靠性是由组成系统的各单元可靠性的乘积，任何一个环节可靠性的下降都会导致整个系统可靠性的下降。人们通常对于逻辑控制系统的可靠性十分重视，往往忽视检测元件和执行元件的可靠性，使得整套安全仪表系统可靠性低，达不到降低受控设备风险可用性（可用度）是指可维修的产品在规定的条件下使用时，在某时刻正常工作的概率。可用性不影响系统的安全性，但系统的可用性低可能会导致装置或工厂无法进行正常的生产。而对于安全仪表系统对工艺过程的认知过程，还应当重视系统的可用性，正确地判断过程事故，尽量减少装置的非正常停工，减少开、停工造成的经济损失。故障安全原则：故障安全原则是指，当内部或外部原因使SIS失效时，被保护的对象（装置）应按预定的顺序安全停车，自动转入安全状态。具体体现为：（1）现场开关仪表选用常闭接点，工艺正常时，触点闭合，达到安全极限时触点断开，触发联锁动作；（2）电磁阀采用正常励磁，联锁未动作时，电磁阀线圈带电，联锁动作时断电；（3）送往电气配电室用来开/停电机的接点用中间继电器隔离，其励磁电路应为故障安全型；（4）作为控制装置，“故障安全”意味着当其自身出现故障而不是工艺或设备超过极限工作范围时，至少应该联锁动作。以便按预定的顺序安全停车（这对工艺和设备而言是安全的），进而通过硬件和软件的冗余和容错技术，在过程安全时间内检测到故障，自动执行纠错程序，排除故障。过程适应原则：安全仪表系统的设置必须根据工艺过程的运行规律，为工艺过程在正常运行和非正常运行时服务。正常时安全仪表系统不能影响过程运行，在工艺过程发生危险情况时安全仪表系统要发挥作用，保证工艺装置的安全。这就是系统设计的过程适应原则。独立设置：所谓独立设置原则，是指整个SlS系统应独立于过程控制系统（如DCS）,以降低控制功能和安全功能同时失效的概率，使其不依附于过程控制系统就能独立完成自动保护联锁的安全功能。要求独立设置的单元应当有检测元件、执行元件、逻辑运算元件、通讯设备。复杂的SIS应该合理分解为多个子系统，各个子系统应该相对独立，且分组设置后备手动功能。中间环节最少原则：SIS的中间环节应该是最少的。一个回路中仪表越多可靠性越差，典型情况是本安回路的应用。冗余原则：针对测量仪表，SILl级安全仪表功能，可采用单一测量仪表；SIL2级安全仪表功能，宜采用冗余测量仪表；SIL3级安全仪表功能，应采用冗余测量仪表；当要求高安全性时，应采用“或”逻辑结构；当要求高可用性时，应采用“与”逻辑结构；当安全性和可用性均需保障时，应宜采用“三取二”逻辑结构。针对最终元件，SlLI级安全仪表功能，可采用单一控制阀；SIL2级安全仪表功能，宜采用冗余控制阀；SIL3级安全仪表功能，应采用冗余控制阀；可采用1台调节阀和1台切断阀，也可采用2台切断阀。控制阀的冗余设置并不表示冗余设置就对应安全完整性等级。不能冗余配置控制阀的场合，采用单一控制阀，但配套的电磁阀宜冗余配置。安全仪表系统的电磁阀应优先选用耐高温绝缘线圈，长期带电型，隔爆型。在工艺过程正常运行时，电磁阀应励磁（带电）；在工艺过程非正常运行时，电磁阀非励磁（失电）。针对逻辑控制器，SILI级安全仪表功能，宜采用冗余逻辑控制器；SIL2级安全仪表功能，应采用冗余逻辑控制器；SIL3级安全仪表功能，必须采用冗余逻辑控制器。安全仪表系统与基本过程控制系统通信接口应冗余配置，冗余通信接口应有诊断功能。