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    安全儀表基本概念及配置原則
    來源:哲成閥門 作者:哲成閥門貿易部 發布時間:2019-5-17 閱讀:
      

    1. 安全儀表系統(SIS)

    實現一個或多個安全儀表功能的儀表系統

    組成:測量儀表、邏輯控制器、最終元件及相關軟件構成,作為系統還有通信接口、人機接口。系統特征為故障安全型。

    2. 安全儀表功能(SIF)

    為了防止、減少危險事件發生或保持過程安全狀態,用測量儀表、邏輯控制器、最終元件及相關軟件等實現的安全保護功能或安全控制功能。

    3. 風險、安全

    風險:預期可能發生的特定危險事件和后果。

    安全:簡單的說,可以接受的風險就是安全。

    4. 安全完整性、安全完整性等級(SIL)

    安全完整性:在規定的條件和時間內,SIS完成SIF的平均概率。

    安全完整性等級(SIL):安全功能的等級,由低到高分SIL1—SIL4。

    本規范要求在安全功能分配時,安全完整性等級最高為SIL3。


    低要求操作模式:

    SIL1為平均每年失效的概率10-1---10-2

    SIL2為平均每年失效的概率10-2---10-3

    SIL3為平均每年失效的概率10-3---10-4

    SIL評估內容:

    1)確定每個SIF的SIL

    2)確定診斷、維護和測試要求,包括測試間隔時間。

    5. 基本過程控制系統(BPCS)

    響應過程測量以及其它設備、其它儀表、控制系統或操作員的輸入信號,按過程控制規律、算法、方式,產生輸出信號實現過程控制及其相關設備運行的系統。

    (理解就是SIS以外的控制系統,不執行SIF的系統)。

    6. 保護層

    通過預防、控制、減緩等手段降低風險的措施


    安全生命周期:從工程方案設計開始到所有安全儀表功能停止使用的全部過程。

    分三個階段:

    1)工程設計階段,從方案設計到詳細工程設計完。自控專業從收到SIL評估及審查前的過程為參與者,后為主導者。

    2)集成調試驗收測試階段,集成商為主。

    3)操作維護階段,業主自控專業為主。

    三.測量儀表

    測量儀表包括模擬量和開關量兩種類型儀表

    1. 一般規定

     測量儀表宜采用4~20mA+HART的智能變送器

     爆炸危險場所優先使用隔爆型儀表

     現場安裝測量儀表防護等級不應低于IP65

     測量儀表及取源點宜獨立設置

     不應采用現場總線或其它通信方式作為SIS的輸入信號

    2. 測量儀表獨立設置和冗余設置原則

     完成SIL1的SIF:測量儀表可與BPCS共用,可采用單一測量儀表

     完成SIL2的SIF:測量儀表宜與BPCS分開,宜采用冗余測量儀表

     完成SIL3的SIF:測量儀表應與BPCS分開,應采用冗余測量儀表

    3. 冗余方式

     當系統要求高安全性時,應采用“或”邏輯結構

     當系統要求高可用性時,應采用“與”邏輯結構

     當系統要求兼顧高安全性和高可用性時,應采用三取二邏輯結構

    四.最終元件

    最終元件包括控制閥調節閥、切斷閥)、電磁閥、電機等執行設備

    1. 一般規定

     最終元件宜采用氣動控制閥,不宜采用電動控制閥

     氣動控制閥執行安全儀表功能時,SIS應優先動作,也就是說調節閥帶的電磁閥應安裝在定位器和執行機構之間,切斷閥帶的電磁閥應安裝在執行機構上。電磁閥電源應由SIS提供

     氣動控制閥宜采用彈簧復位單氣缸執行機構,當采用雙氣缸執行機構時,宜配空氣儲罐或專用儀表氣源管線

     爆炸危險場所優先使用隔爆型電磁閥、閥位開關

     現場安裝電磁閥、閥位開關防護等級不應低于IP65

    2. 控制閥獨立設置和冗余設置原則

     完成SIL1的SIF:控制閥可與BPCS共用,但SIS應優先動作,可采用單一控制閥

     完成SIL2的SIF:控制閥宜與BPCS分開,宜采用冗余控制閥

     完成SIL3的SIF:控制閥應與BPCS分開,應采用冗余控制閥

    3. 冗余方式

     控制閥冗余可采用一個調節閥和一個切斷閥,也可采用二個切斷閥

     當系統要求高安全性時,冗余電磁閥宜采用“或”邏輯結構

     當系統要求高可用性時,冗余電磁閥宜采用“與”邏輯結構

    五.邏輯控制器

    邏輯控制器宜采用可編程電子系統,簡單場合可采用繼電器系統,或可編程電子系統、繼電器系統混合構成。

    1. 一般規定: 當邏輯控制器為可編程電子系統時

     邏輯控制器總響應時間宜為100ms---300ms,總響應時間指信號從進邏輯控制器到出邏輯控制器所需的全部時間

     邏輯控制器的中央處理單元負荷不應超過50%

     邏輯控制器的內部通信負荷不應超過50%,若采用以太網的通信負荷不應超過20%

    2. 邏輯控制器獨立設置和冗余設置原則

     完成SIL1的SIF:邏輯控制器宜與BPCS分開,可采用冗余邏輯控制器

     完成SIL2的SIF:邏輯控制器應與BPCS分開,宜采用冗余邏輯控制器

     完成SIL3的SIF:邏輯控制器應與BPCS分開,應采用冗余邏輯控制器

    3. 邏輯控制器的配置原則

     邏輯控制器符合SIL要求,應獨立完成SIF

     邏輯控制器的軟硬件版本應是正式發布的

     邏輯控制器的中央處理單元、I/O單元、電源單元、通信單元等應是獨立的單元,應允許在線更換單元而不影響邏輯控制器的正常運行

     邏輯控制器應有軟件和硬件診斷和測試功能,診斷和測試信息應在工程師站和/或操作站顯示、記錄

     邏輯控制器的系統故障宜在SIS的操作站報警,也可在BPCS的操作站報警

    4. 邏輯控制器的接口配置原則

     I/O卡信號通道應帶光電或電磁隔離,I/O卡不應采用現場總線數字信號

     檢測同一過程變量的多臺測量儀表信號宜接到不同輸入卡件

     冗余的最終元件應接到不同的輸出卡件,每一個輸出信號通道應只接一個最終元件

    本文Tag:控制閥、氣動控制閥、調節閥、電磁閥、切斷閥
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