工厂安全仪表系统设计要求及实现
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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。
安全仪表系统(SIS)规格书最终用户:设计单位:2008年1月目录1总则 (4)1.1概述 (4)1.2工厂及装置简况 (4)1.3卖方的责任 (4)1.4供货及服务范围 (4)1.5报价技术文件要求 (4)1.6无效报价 (6)1.7关于招标及投标的修改 (6)1.8本规格书程度用词 (6)2系统技术规格 (7)2.1概述 (7)2.2技术要求 (7)2.3通信要求 (15)2.4系统负荷要求 (16)2.5维护和安全、可靠性要求 (17)2.6系统机柜 (18)2.7辅助机柜 (18)2.8电缆及连接配件 (19)2.9电源及接地 (19)3软件配置的基本要求 (20)3.1软件配置 (20)3.2软件的版本更新 (20)3.3汉字系统 (20)4备品备件及辅助工具 (20)4.1备品备件 (20)4.2专用仪器和工具 (20)5文件资料 (20)5.1工程设计文件资料 (20)5.2应用手册文件 (21)5.3中间文件资料 (21)5.4组态培训资料 (21)5.5文件资料的文字 (21)6技术服务 (22)6.1概述 (22)6.2项目管理 (22)6.3工程条件会 (22)6.4现场技术服务 (22)6.5操作运行服务 (23)7技术培训及软件组态 (24)7.1系统技术培训 (24)7.2软件组态培训 (24)7.3组态 (24)7.4维护培训 (24)7.5操作培训 (24)8测试与验收 (25)8.1工厂测试与出厂验收 (25)8.2现场验收 (25)9性能保证 (25)9.1性能保证 (25)9.2备件 (26)10特殊要求 (26)附图1.中心控制室建筑平面图 (26)附录1.系统硬件清单及技术服务 (27)附录2.检测点统计表 (30)1 总则1.1 概述本安全仪表系统(以下简称SIS)规格书为中国石化××××××××××公司××××××工程而编制。
工厂仪器设计方案工厂仪器设计方案一、项目背景随着现代化生产的发展,工厂内使用的各种仪器设备在数量和种类上都呈现出了不断增加和多样化的趋势。
工厂仪器设计方案的目的是为工厂的生产提供必要的仪器设备,并优化其布局和功能,以提高生产效率和质量。
二、设计目标1.适当的数量和类型的仪器设备,以满足工厂生产的需要。
2.合理的仪器设备布局,以提高生产效率。
3.科学合理的仪器设备连接和控制系统,以提高生产质量和安全性。
4.采用节能环保的仪器设备,以降低生产成本和环境污染。
三、设计方案1.仪器设备选择和数量确定根据工厂的生产类型和规模,确定所需的仪器设备的种类和数量。
根据工艺流程和生产需求,选择合适的仪器设备,如传感器、仪表、控制器等。
2.仪器设备布局设计根据工厂的生产流程和空间限制,确定仪器设备的布局方案。
根据生产物料的进出口和工艺步骤的顺序,合理安排仪器设备的位置和连接方式,以提高生产效率和产品质量。
3.仪器设备连接和控制系统设计根据仪器设备的功能和属性,设计合适的连接和控制系统。
通过传感器和控制器对仪器设备进行连接和控制,实现对生产过程的监测和调节,以提高生产质量和安全性。
4.节能环保仪器设备选择在仪器设备的选择过程中,优先考虑节能环保型的产品。
选择能耗低、效率高的仪器设备,减少能源的消耗和生产过程中的二氧化碳排放,以降低生产成本和环境污染。
四、实施计划根据工厂的实际情况和需求,制定仪器设备的采购计划和安装计划。
合理安排采购和安装的时间和顺序,确保工厂仪器设备的及时投入使用。
五、预期效果通过工厂仪器设计方案的实施,预计能够达到以下效果:1.生产效率提高,生产成本降低。
2.生产质量和产品一致性得到保证。
3.生产过程的监测和调节能力增强,生产安全性提高。
4.工厂的节能环保能力提升,环境污染减少。
六、总结工厂仪器设计方案的制定和实施,是为了提高工厂生产的效率和质量,降低生产成本和环境污染。
通过合理选择和布局仪器设备,优化连接和控制系统,选用节能环保产品,能够实现工厂生产的科学化、自动化和可持续发展。
故障安全:安全仪表系统发生故障时,使被控制过程转入预定安全状态。
4安全仪表完整性等级安全完整性等级为SIL1-SIL4共四级。
石油化工工厂或装置的安全完整性等级最高为SIL3级。
SIL等级越高,安全仪表功能失效的概率越低。
SIL1级:很少发生事故,如发生事故,对装置和产品有轻微的影响,不会立即造成环境污染和人员伤亡,经济损失不大。
SIL2级:偶尔发生事故,如发生事故,对装置和产品有较大的影响,并有可能造成环境污染和人员伤亡,经济损失较大。
SIL3级:经常发生事故,如发生事故,对装置和产品将造成重大的影响,并造成严重的环境污染和人员伤亡,经济损失严重。
5设计基本原则5.1安全仪表系统应由测量仪表、逻辑控制器和最终元件等组成。
5.2石油化工工厂或装置的安全完整性等级不应高于SIL3级。
5.3安全仪表系统可实现一个或多个安全仪表功能,多个安全仪表功能可使用同一个安全仪表系统。
当多个安全仪表功能在同一个安全仪表系统内实现时,系统内的共用部分应符合功能中最高安全完整性等级要求。
5.4安全仪表系统不应介入或取代基本过程控制系统的工作。
5.5安全仪表系统应设计成故障安全型。
当安全仪表系统内部产生故障时,安全仪表系统应能按设计预定方式,将过程转入安全状态。
5.6安全仪表系统的中间环节应少。
5.7逻辑控制器的中央处理单元、输入输出单元、通信单元及电源单元等,应采用冗余技术。
5.8安全仪表系统的交流供电宜采用双路不间断电源的供电方式。
5.9安全仪表系统的接地应采用等电位连接方式。
5.10当安全仪表系统输入、输出信号线路中有可能存在来自外部的危险干扰信号时,应采取隔离器、继电器等隔离措施。
6测量仪表6.1测量仪表包括模拟量和开关量测量仪表,安全仪表系统宜采用模拟量测量仪表。
6.2测量仪表宜采用4-20ma叠加HART传输信号的只能变送器。
6.3在爆炸危险场所,测量仪表应采用隔爆型或本安型。
当采用本安系统时,应采用隔离式安全栅。
安全仪表系统的设计与工程1.化工安全仪表系统的设计和工程化工安全仪表系统应由具有石油化工工程设计甲级资质的设计单位基于 SIS 安全要求规格书进行设计,包括安全仪表系统设计说明、安全仪表系统规格书、安全联锁因果表或功能说明、功能逻辑图、组态编程等。
安全仪表系统集成、调试、工厂和现场验收测试、系统硬件、系统软件和应用软件等,应符合安全仪表系统技术要求。
(1)系统设计①安全仪表系统独立于基本过程控制系统,并独立完成安全仪表功能。
安全仪表系统不介入基本过程控制系统的工作。
基本过程控制系统不介入安全仪表系统的运行或逻辑运算。
凡是 SIL1 级及以上、涉及"两重点一重大"以及符合国家相关法律法规、部门规章规定要求的生产装置、储存设施应独立设置安全仪表系统。
安全仪表系统逻辑控制器应与基本过程控制系统分开,采用冗余配置。
测量仪表应与基本过程控制系统分开,测量仪表及取源点独立设置。
控制阀应与基本过程控制系统分开②安全仪表系统可实现一个或多个安全仪表功能,多个安全仪表功能可使用同一个安全仪表系统。
当多个安全仪表功能在同一个安全仪表系统内实现时,系统内的共用部分应符合各功能中最高安全完整性等级要求③安全仪表系统设计成故障安全型。
当安全仪表系统内部产生故障时,安全仪表系统应能按设计预定方式。
将过程转入安全状态。
安全仪表系统由测量仪表、逻辑控制器和最终元件等组成。
④在爆炸危险场所、体仪表应采用隔爆型或本安型。
当采用本安系统时,采用隔离式安全栅。
⑤安全仪表系统来用究余测量仪表。
高安全性时,采用"或"逻辑结构; 高可用性时,采用"与"逻辑结构燕安全性和高可用性时,采用三取二逻辑结构。
⑥安全仪表系统用的开关量测量仪表,正常工况时,触点处于闭合状态; 非正常工况时,触点处于断开状态⑦重要的回线路开路和短路故障检测。
输入回路的开路和短路故障,在安全仪表系统中报警和记录。
安全仪表系统的设计Design Analysis of Safety Instrumented System沈旭敏(宁波市化工研究设计院有限公司,浙江宁波315103)SHEN Xu-min(Ningbo ChemicalResearch &Design Institute Co.Ltd.,Ningbo 315103,China)【摘要】在石油化工生产装置中,安全仪表系统作为一种安全保护措施,起着至关重要的作用。
为了使设计的安全仪表系统达到相应的安全完整性等级,论文从工程设计的角度介绍了安全等级的判定方法以及安全仪表系统设计阶段的步骤,并提出了一些设计要点。
【Abstract 】As a kind of safety protection measure,safety instrumented system plays an important role in petrochemical plant.In order to makethe designed safety instrumented system reach the corresponding safety integrity level,this paper introduces the judgment method of safety level and thedesign stepsofsafetyinstrumented systemfromtheperspective ofengineering design,and putsforward somekeypointsin the design.【关键词】安全仪表系统;安全完整性等级;设计【Keywords 】safetyinstrumented system;safetyintegritylevel;design 【中图分类号】TQ056;TE967【文献标志码】A【文章编号】1007-9467(2021)12-0089-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2021.12.227【作者简介】沈旭敏(1990耀),男,湖北天门人,工程师,从事仪表设计与研究。
安全仪表系统(SIS)技术规格书安全仪表系统(SIS)技术规格书目录1 总则1.1 概述本技术规格书是为了确保安全仪表系统(SIS)的设计、采购和供货符合规范和要求而编写的。
本规格书中的所有规定和要求适用于所有相关方,包括卖方、买方和监管机构。
1.2 工厂及装置简况本规格书适用于所有工厂和装置,包括新建和现有的。
卖方应该了解买方的工厂和装置情况,并在设计和供货过程中考虑到这些情况。
1.3 卖方的责任卖方应该确保其设计、采购和供货符合本规格书的要求,并承担相关的责任。
如果卖方的设计、采购和供货不符合本规格书的要求,买方有权拒绝接受其供货。
1.4 供货及服务范围卖方应该提供符合本规格书要求的安全仪表系统(SIS)的设计、采购和供货,并提供相关的服务和支持,包括安装、调试、培训、维护和修理等。
1.5 报价技术文件要求卖方在报价时应提供符合以下要求的技术文件:设计方案和技术规格书供货清单和价格明细安装、调试、培训、维护和修理方案质量保证和质量控制计划证书和测试报告其他相关文件技术文件应该清晰、准确、完整、合法,并符合相关的法律法规和标准。
1.6 无效报价如果卖方的报价不符合本规格书的要求,或者技术文件不符合要求,买方有权拒绝接受其报价。
1.7 关于招标及投标的修改买方有权在招标或投标过程中对本规格书进行修改或补充,但必须通知所有投标人,并在修改或补充后重新发布招标文件或投标文件。
1.8 本规格书程度用词本规格书中使用的词语应该按其通常含义解释,并符合相关的法律法规和标准。
2 系统技术规格2.1 概述本章节规定了安全仪表系统(SIS)的技术要求,包括硬件和软件方面的要求。
2.2 技术要求2.2.1 硬件要求安全仪表系统(SIS)的硬件要求应该符合以下要求:可靠性高:系统应该具有高可靠性,能够在各种极端条件下正常工作。
稳定性好:系统应该具有良好的稳定性,能够在长时间运行中保持稳定。
灵敏度高:系统应该具有高灵敏度,能够及时检测到异常情况。
关于化工厂罐区 SIS 安全仪表系统的设计和优化分析作者:王强来源:《科学与财富》2020年第20期摘要:随着对化工产品的质量要求的不断提升,化工企业要针对核心技术与应用设备不断进行革新,这样才能有效满足时代的发展需求。
文章以化肥工厂罐区 SIS 安全仪表系统为切入点,针对其进行全方位的分析,并且提出相应的设计与优化措施,旨在促进化工厂的稳定经营。
希望对相关研究人员提供参考与借鉴。
关键词:化工;SIS 安全仪表;设计;优化化工行业技术与设备的发展,使得化工生产项目的规模逐渐扩大,配套的罐区规模和技术要求也在不断地提升。
由于化肥工厂罐区与普通的化工厂具有一定的差别,技术操作的频次更高,发生操作失误的风险高后果严峻。
不仅会对企业造成极大的经济损失,还会使环境受到很大的破坏,威胁工作人员的生命安全。
因此,SIS 安全仪表系统作為保证化肥工厂稳定运营的根本基础,需要对其应用系统不断进行设计与优化,并且重点针对 DCS 网络架构进行调整,这样才能促进 SIS 安全仪表系统的应用质量。
文章针对化肥工厂罐区 SIS 安全仪表系统提出优化设计策略,对化肥工厂的可持续发展具有重要意义。
1;;;;;; SIS安全仪表系统概述SIS 安全仪表系统以安全联锁技术为基础,主要应用于化工行业的生产监控领域,通过对罐区作业情况进行实时监控,在发现隐患问题时可以及时采取报警处理与联锁部分,这样不仅能够为日常维护提供准确的数据支持,还可以强化设备检测结果的准确程度,是化工企业自动化控制生产模式中的重要组成部分。
当前多数 SIS 安全仪表系统都将 IEC61508作为基础标准,同时具备安全性、覆盖性以及诊断性良好的综合功能,可以有效防治化工厂生产过程中的各类潜在隐患。
此外,SIS 安全仪表系统在运行中结合冗余系统技术,可以促进系统软件与硬件部分的应用效率,保证单一故障情况下其安全功能的稳定运行,还能针对 SIS 安全仪表系统进行程序调整与修改,这样可以根据实际情况与生产需求作出优化调整,从而提升系统自身的安全性与可靠性。
《石油化工项目可行性研究报告编制规定》可研的主要要求:(着重说明)1、说明装置的自动化水平、控制规模和主要的控制方案。
2、按照先进、适用的原则,提出项目拟采用的先进控制系统和选用的主要仪表,提出配套增加的信息基础设施,信息控制和管理系统,并列出推荐方案的仪表一览表。
3、说明控制室、仪表供电、仪表用气方案。
4、对于新建厂和全厂性技术改造项目,说明如果用信息技术提升企业管理和运营水平。
《石油化工装置基础工程设计内容规定》SHSG-033-20087 仪表7.1 仪表的基础工程设计文件应有:仪表设计说明,仪表设计规定,仪表索引表,仪表规格书,仪表盘(柜)规格书,在线分析器室规格书,仪表及主要材料汇总表,控制室平面布置图,气体检测器平面布置图,仪表电缆主槽板敷设图或走向图,安全仪表系统逻辑框图、顺序控制系统逻辑框图或顺序控制系统时序框图、复杂控制回路图或其说明。
当采用分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)、可编程序控制系统(PLC)、过程数据采集系统(SCADA)、过程计算机系统(PCS)时,应有相应的系统规格书。
7.2 仪表设计说明应包括下列内容:a) 生产装置对仪表和控制系统的要求,生产过程自动化水平,原料、中间产品、最终产品计量仪表的设置和精度要求;b) 检测和控制方案,包括特殊测量仪表、复杂控制、顺序控制、先进过程控制、安全仪表系统等的简要说明;c) 操作站、打印机、辅助操作台、仪表盘、各种机柜的规格、数量等;d) 为保证操作人员和生产装置的安全,根据装置情况设置安全仪表系统;在爆炸危险区内安装的电气仪表应符合的防爆要求;在可燃或有毒气体泄漏的地方设置可燃气体或有毒气体检测报警器;e) 仪表的防护、保温、保冷、隔热、防堵、防腐蚀、接地、防电磁干扰、防雷、防辐射等的措施;f) 仪表电源、气源和仪表伴热介质的来源和数量;g) 随设备成套供应的仪表及控制系统范围。
7.3 仪表设计规定应对规定的适用范围,仪表和控制系统的选用原则,环境和动力要求,选用的标准规范和控制室、现场仪表的安装及安装材料等设计原则作出规定,应包括如下内容:a) 设计选用的标准规范,信号传输标准,测量单位。
关于化工厂罐区SIS安全仪表系统的设计和优化分析任雪峰摘要:化工行业技术与设备的发展,使得化工与炼油项目的规模逐渐扩大,配套的罐区规模和技术要求也在不断地提升。
化工厂罐区与普通的油库具有一定的差别,技术操作的频次更高,发生操作失误的风险也相对更高,而引发的后果也更加严峻,不仅会对化工企业造成极大的经济损失,还会使环境受到很大的破坏。
化工厂罐区设计中,对于可燃性、毒害介质的安全控制,是设计应用的关键内容之一,将SIS安全仪表系统应用在危险源识别和安全控制方面,具有积极的意义。
关键词:化工厂罐区;SIS安全仪表系统;设计优化1.SIS安全仪表系统介绍化工厂中的SIS系统内部控制模块,安装的是Guard控制器,通过对Guard控制器的有效运用,有效完成了对SIS系统内部控制模块的控制,并且在Guard控制气的作用下,将其中三个独立性的模块进行了明确划分,有效实现了各个子系统之间的独立和同步的运行;I/O通道在对Guard控制器的优化和设置,在I/O通道的传输线路中,实现了三种优化结构。
对I/O模块可以进行独立的运行,可以省掉一些相对比较冗余的设备。
在SIS安全仪表的工作过程当中,其中Guard控制器的具体工作原理为:各个不同的子系统控制模块,对Guard控制器系统端部的控制,并且对系统内部所收集到的信号进行分析和传输,最终将处理完成的信息发送给终端控制系统,在实现对数据的提交工作之后,通过对采集分析之后的详细信息进行对比。
Guard控制器可以真正实现在处理完成之后的数据接收,然后对不同的子系统模块进行审核和检查。
化工厂中的罐区在添加了SIS系统控制之后,对其中SIS控制系统作为其中一种独立性的控制模块在现场的测量和仪表之后,对所设置的逻辑结构进行分析,对其中任何一种仪表的监测都产生信号超出的时候,系统都会自动将其进行安全联锁。
2.SIS安全仪表的类别SIS仪表的选取与设置应综合考量经济成本、技术成熟度、维护校验以及售后服务等多方面因素,在此基础上结合罐区项目的介质特性以及自动化建设水平进行设置。
关键词:石油化工企业;自动化生产;安全仪表系统;设计;可靠性1化工安全仪表系统的作用安全性仪表系统,SafetyinstrumentedSystem,通称SIS,又称作安全性互锁系统(SafetyinterlockingSystem)。
关键为工厂操纵系统中警报和互锁一部分,对操纵系统中检查的结果执行警报姿势或调整或关机操纵,是工厂公司自动控制系统中的关键构成部分。
它的关键构成部分包含传感器、程序控制器及其模块等部件,这些组件经过相互协作,共同实现安全保障功能,其主要作用包括以下几个方面:1)提高化工生产的效率,在保证高效率的同时降低成本。
2)自动化控制减少人力成本,降低工作难度,改善工作环境。
3)安全联锁报警,保证生产的正常运转、事故安全联锁,提升化工生产过程的安全性,降低事故发生的概率,延长设备的使用寿命,保障工作人员的安全。
4)联锁动作和投运显示,符合信息时代发展的需求,实现自动化生产。
2化工安全仪表系统设计基本原则2.1稳定性为了使仪表系统安全、稳定地运行,首先应该遵循系统设计的稳定性原则,在设计系统时合乎逻辑。
日常需对仪表装置的元器件进行安全检测和定期维护,保障整个仪器各项指标达到相应的要求。
同时,定期对工作人员的技术知识进行培训,达到降低仪表系统安全隐患发生率的目的,切实维护相对应工作人员的人身安全,进而促使各类原油生产制造主题活动可以高效进行。
2.2科学性仪表系统的设计应遵循科学性原则,有了科学理论的支撑可以提升系统的整体运行效率,从元器件的选择到各个系统中组件的衔接都不可违背科学的设计原则,以提高全部安全性仪表机器设备的市场份额和公司的核心竞争力。
2.3安全性满足系统的安全性是贯彻我国以人为本的基本理念,在设计石油化工安全仪表系统时,始终应考虑到系统的安全性能,在实际运行中保证工作人员的人身安全,使得该系统的整体设计更为人性化。
3化工安全仪表系统的保障要求3.1仪表系统可靠稳定性的保障措施对系统所使用的表盘、控制器等元器件进行实时监控,依托于石油化工安全仪表的功能展开统计测试,可以快速定位到系统故障风险,并采用合理的解决方法。