SIS和其他系统的区别.doc
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1、DCS系统分散控制系统以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。DCS在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态,可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要,使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。随着企业提出的高柔性、高效益的要求,以经典控制理论为基础的
2、控制方案已经不能适应,以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后,先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。需要强调的是,广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。ESD紧急停车系统ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车装置系统的缩写。这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的,以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求,独立于DCS集散控制系统,其安全级别高于DCS。在正常情况下,ESD系统是处于静态的,不需要人为干预。作为安全保护系统,凌驾于生产过程控制之上,
3、实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时,不需要经过DCS系统,而直接由ESD发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散造成巨大损失。根据有关资料,当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的,当操作人员面临生命危险时,要在60s内作出反应,错误决策的概率高达99.9%。因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的,这是作好安全生产的重要准则。该动则动,不该动则不动,这是ESD系统的一个显著特点。当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。那么为何要独立设置ESD系统呢?因为于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置,这样做主要有以下几方面原因:
4、(1)降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统;(2)对于大型装置或旋转机械设备而言,紧急停车系统响应速度越快越好。这有利于保护设备,避免事故扩大;并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信息,因此其响应速度难以作得很快;(3)DCS系统是过程控制系统,是动态的,需要人工频繁的干预,这有可能引起人为误动作;而ESD是静态的,不需要人为干预,这样设置ESD可以避免人为误动作。ESD紧急停车装置,在石化行业以及大型钢厂及电厂中都有着广泛的应用。实际上它也是通过高速运算PLC来实现控制的,它与PLC的本质区别在于它的输入输出卡件上,因为一切为了安全
5、考虑,所以在硬件保护上做得较为完善,而且他要考虑到在事故状态下,现场控制阀位及各个开关的位置。安全仪表系统(SIS)安全仪表系统,Safety instrumentation System,简称SIS;又称为安全联锁系统(Safety interlocking System)。主要为工厂控制系统中报警和联锁部分,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,是工厂企业自动控制中的重要组成部分。SIS系统必须使用独立的传感器,逻辑解算器和执行机构(相对BPCS)。SIS系统仅在危险情况出现时才动作,平时不动作(问题:误跳车)。SIS系统需要在系统复杂性、维护费用,投资回报和安全等级之间优化
6、。简述PLC, ESD,SIS,DCS区别导读:PLC programmable logic controller,通常作为成套设备的控制方案,比如说真空、废水、集装、压缩机等等自成一个体系的系统。他们的特点往往是不要求很多的模拟量控制,对数字量控制极为有效、方便、可靠、经济。通常做为DCS的子站点,便于监视。PLCprogrammable logic controller,通常作为成套设备的控制方案,比如说真空、废水、集装、压缩机等等自成一个体系的系统。他们的特点往往是不要求很多的模拟量控制,对数字量控制极为有效、方便、可靠、经济。通常做为DCS的子站点,便于监视。ESD emergency
7、shutdown system 紧急停车系统。SIS safety interlockingsystem(safetyinstrument syetem)。安全联锁系统,个人认为这是不同厂家对安全系统的叫法不同,还有的叫safety manager。这类系统往往用于石化等高危行业。一般涉及到的点不是很多,因为一旦动作就是全场停车,是牺牲生产效益保障安全的最低防线。SM需要有SIS认证,石化行业通常等级为SIL3。DCS distributed control system目前为止,其最大的特点依然是PID控制,借助其强大的通讯功能,是整合工厂所有自动化设备的系统,DCS用于生产过程的连续测量、
8、常规控制、操作控制管理,保证生产装置的平稳运行;SIS用于监视生产装置的运行状况,对出现异常工况迅速进行处理,使危害降到最低,使人员和生产装置处于安全状态;DCS为动态系统,它始终对过程变量连续进行检测、运算和控制,对生产过程进行动态控制,确保产品的质量和产量;SIS为静态系统,正常工况时,它始终监视生产装置的运行,系统输出不变,对生产过程不产生影响,非正常工况下时,它将按照预先的设计进行逻辑运算,实现生产装置安全联锁或停车;SIS 比DCS 在可靠性、可用性上要求更严格,IEC61508、IEC61511、ISAS84.01、SH/T3018等标准中,推荐SIS与DCS硬件独立设置。我看到的
9、PID 图显示,ESD的逻辑控制和PLC的逻辑控制是不一样的,SIS逻辑图纸是流量显示,FT是现场安装的流量表,FI15101是在DCS内显示,流量高报警;DCS逻辑是流量调节控制,调节阀和流量计安装在现场,在电脑中通过阀门的开度控制流量的大小;DCS在国内自控行业又称之为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。因此,DCS的主要特点归结为一句话就是:分散控制集中管理。ES
10、D紧急停车系统。ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求,独立于DCS集散控制系统,其安全级别高于DCS。在正常情况下,ESD系统是处于静态的,不需要人为干预。作为安全保护系统,凌驾于生产过程控制之上,实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时,不需要经过DCS系统,而直接由ESD发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散造成巨大损失。为何要独立设置ESD系统呢?当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。但是对于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置,这样做主要有以下几方面原因:(1)降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会危
11、及安全保护系统;(2)对于大型装置或旋转机械设备而言,紧急停车系统响应速度越快越好。这有利于保护设备,避免事故扩大;并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信息,因此其响应速度难以作得很快;(3)DCS系统是过程控制系统,是动态的,需要人工频繁的干预,这有可能引起人为误动作;而ESD是静态的,不需要人为干预,这样设置ESD可以避免人为误动作。SIS系统的功能和ESD的基本一样,只是在安全程度上要高于ESD系统,有些ESD实现不了的功能可以在SIS上面实现PLC逻辑是现场有个测温点,温度显示,控制及高高报警。 安全仪表系统在化工装置中的应用化工生产通常具有典型的易燃、易爆、有毒及高温高
12、压的生产特征,属于高危行业。随着化工设备装置及产能的大型化,由事故导致的危害对社会诸多方面造成的严重后果日益引起人们的关注。尽管我们可以通过执行严格的规章制度、正确的操作方法、恢复性的年度检修和日常维护等方式来减少或避免事故和灾害的发生,但没有绝对安全的化工生产。因此,在化工生产装置中总是设有各种不同类型的安全设备及措施,以尽可能地降低事故或灾害对人身安全、设备安全和环境保护造成的影响。化工生产中的安全保护系统按专业主要分为机械、电气和仪表三类,而近几年安全仪表系统SIS(safetyinstrUmentsystem)发展较快并得到广泛应用。由于大型化工生产装置中对生产安全性有较高要求,新项目
13、通常独立配置安全仪表系统,完成过去由继电器、PLC或DCS完成的逻辑控制功能。为进一步提高装置仪表的安全防护等级,确保仪表故障或事故状态下人身设备和环境的安全,达到并符合国家及安监部门的要求,需对现有系统进行改造改造的目标是实现逻辑控制与连续控制功能的独立最大限度地避免过去同一系统下控制功能同时失效带来的风险,实现合成氨装置保护系统的高安全性。一、安全仪表系统的选型安全仪表系统的选择应当符合国际电工委员会(IEC)2000年发布的IEC61508电气电子可编程电子安全相关系统的功能安全标准,并经TUV认证。作为衡量电气电子可编程电子设备(E/E/PE)功能安全的标尺,IEC61508标准的发布
14、,为危险工业、安全仪表系统用户、系统集成商和设备供应商提供了一个统一的、为各方所接受的标准规范。选择经过TUV认证且符合IEC61508标准的系统,用户将不需要依靠长期的实际经验或进行测试就能获得所选系统在安全可靠性、有效性、可维护和管理性上的严格保障。1.1SIS与DCS的主要差异按照IEC61508和IEC61511标准,安全仪表系统和DCS系统是两种不同类别的系统,但两者互为补充和联系,主要差异如下。设计标准规范不同安全仪表系统产品是按照IEC61508标准设计、生产制造的,产品应用也要遵循IEC61511提出的要求,有着统一的国际(国内)标准规范,并为制造商、用户各方所接受。DCS系统
15、只需要达到使用国家及地区的标准规范要求、满足用户提出的要求即可。用户在选择和综合评估不同制造商的DCS系统时,更多考虑的是根据市场调查得到的其他用户的使用经验和供应商提供的资料数据。产品定位不同安全仪表系统用于生产过程中的安全防护,功能安全是其核心定位,要求具有较高的可靠性和可用性。DCS系统则是用于生产中的过程控制,控制功能是其核心定位,要求满足和实现生产过程中需要的各种控制功能,并通过各项生产指标的优化控制,实现生产装置的节能降耗和增效。工作特性不同DCS系统是一个“动态”的过程控制系统,它实时采集现场大量的各种工艺数据,根据预定的控制策略进行运算(通常较为复杂耗时)处理后控制现场执行元件
16、(调节阀)的动作。这个过程经常伴有操作人员的人工干预,响应处理速度一般在几百毫秒到一秒之间。安全仪表系统可以看作是一个“静态”的系统,正常工况下,它是“静止”的,不会发出控制输出指令,一旦达到或超过临界点,则快速响应进行逻辑运算(一般较为简单)处理后控制执行元件(电磁阀、两位式快动阀等)的动作,使装置处于所需的安全状态。这个过程一般没有人工操作干预,响应处理速度一般在几十到几百毫秒,优于DCS系统。产品认证不同安全仪表系统(或该系统中的子系统及部件)需要经过独立公认的第三方权威安全机构的严格认证,如在世界范围内被认可的德国TUV认证。DCS系统则可以不需要通过这种认证,只需取得通用的认证即可,
17、如UL、CE等。因此,在SIS选型时,要特别注意SIS与DCS的差异,不能按DCS的选型思路来选择安全仪表系统,且需要重点关注SIS全系统的安全性、可用性与可靠性。1.2安全完整性等级的确定安全完整性等级SIL(safetyintegritylevel)是指在一定时间、一定条件下,安全相关系统执行其所规定的安全功能的可能性。选择安全仪表系统时,需要确定安全仪表系统的安全完整性等级。安全完整性等级是对安全仪表系统安全性能的要求级别,一个装置的危险性越高,对安全仪表系统要求的安全等级就越高,获得对应级别安全性能所付出的安全成本也越高。生产装置的危险由下式决定:Risk=Probability*Co
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