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2020-09-09 17:07:53 工控资料窝 admin 15

安全仪表系统,或者SIS系统,必须在工业系统出现危险情况时正确执行其对应的安全功能,SIS系统的这种特性被称为功能安全。功能安全实际上讲的是SIS系统自身的安全问题。

 

如上图示安全仪表系统SIS,该系统由一个压力变送器、一个阀门和一个安全PLC组成的SIS系统。

(1) 压力变送器检测容器内压力并将其变换成合适的信号传送给安全PLC,安全PLC判断若压力超过了额定值则打开阀门以降低容器内压力,这被称为安全系统的一个安全功能。很明显例子中仪表安全系统sis系统只有一个安全功能。如果三个设备有一个或多个失效,安全功能将失效,即它将不能对压力容器内压力进行限制。因此安全仪表系统SIS系统的安全性能由传感器、逻辑解算器和执行器三部分功能决定。

(2) SIS系统安全功能实际上讲的是让SIS系统执行什么样的安全任务,如何保护受控设备。

SIS系统设计时要遵循的几个原则

SIS系统是确保安全生产的安全仪表系统,不仅要求SIS系统的安全性很高,而且在SIS系统设计时也要遵循几个原则:

(1) 原则上应独立设置(含检测和执行单元);

(2) 中间环节最少;

(3) 应为故障安全型;

(4) 采用冗余容错结构。

组成SIS系统的各环节自身出现故障的概率不可能为零, 且供电、供气中断亦可能发生。当内部或外部原因使SIS系统失效时,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(Fault to Safety),这就是故障安全原则。下面为您简单介绍一下,什么是SIS系统的误动和拒动。

1.SIS系统误动

当输出开关由于某种原因处于非激励状态,即使潜在的危险工况没有发生,SIS系统也会进入一种安全失效状态,这种情况经常被称为误动

误动可能会以许多不同方式发生。例如,输入电路可能会发生故障,从而使逻辑解算器误认为是传感器检测到了危险工况,而事实上并没有这种情况发生。逻辑解算器本身也可能出现运算错误,并导致输出回路失电,输出回路可能出现开路。

SIS系统的许多元件失效均会导致系统进入安全失效状态。正常激励的SIS系统在它的输出非激励时,就会处于故障状态,这有一个概率。称为安全故障概率(PFS),或称误动率。

2.SIS系统拒动

当工艺条件达到或超过安全极限时,SIS系统本应引导工艺过程停车,但由于其自身存在隐性故障(危险故障),譬如输出开关被误连短路,而不能响应此要求,即该停车而拒停,降低了安全性。

危险失效定义为这样一些失效,这些失效会阻止SIS系统对潜在的危险工况做出反应。这是一个衡量安全性的指标,称为要求时失效概率。它意味着系统是危险的。它不会再要求(潜在的紧急条件)发生时产生响应。

仪表安全生产管理有效措施

1.从内在入手,注重仪表选型问题

仪表的安全问题,首先要考虑的就是仪表本身的安全,如果本身无法确保安全性,那么,在将仪表投入到使用之后,无论采取哪些方面的措施,都会引发安全事故。

针对不同的仪表应该制定出不同的仪表选型表格,里面的内容包括:测量内容、测量范围、被测介质成分、被测介质压力范围、被测介质温度范围、仪表安装形式等,通过填写表格,就可以比较全面的考虑仪表的选型,尽可能的避免因为选型不当而带来安全隐患,在最大程度上保障仪表的正常运行和使用寿命。

以智能仪表为例,大部分的智能仪表对于环境的温度要求是需要在-20℃60℃之间,一般这个温度在华北地区是不会超出的,但是进入夏季之后,由于受到太阳照射的影响,仪表表面的温度会超过允许值,导致仪表指示错误而引发事故,因此,在使用仪表的过程中,不仅要注意仪表的选型问题,而且也要特别留意外界的发展变化,以此来保障仪表的使用安全。

2.落实仪表设备管理要求,做好车间设备管理措施

仪表设备的管理要求,主要表现在以下几个方面:

第一,  为了避免诸多不确定因素的干扰,需要对仪表做好防水、防潮、防冻等方面的工作,同时保障良好的接地,尽可能的降低外界因素对仪表的干扰。

第二,  仪表作为一个仪器,需要定期对其进行检验,比如说仪表的指示是否灵敏,运转是否良好等等。

第三,  仪表在使用过程中会受到很多环境因素的影响,因此,一旦保障仪表运行的工作条件之后,不能够转换仪表的工作条件,除此之外,避免在仪表的周围放置一些影响仪表灵敏度的设备,以此来保障仪表的有效使用。

第四,定期对仪表进行安全隐患的排查,加大对仪表设备的保养力度,以此来保障仪表设备的稳定运行。

从车间设备的管理措施入手,针对这一方面具体来讲的话为:

第一,规章制度对于事物的发展是发挥着不可忽视的作用,为此,在结合实际发展情况的基础上建立健全规章制度,在规章制度的作用下将安全仪表设备划分到人,并且做好定期检修保养工作,以此来保障仪表设备处于完好的状态。

第二,增加零点巡检和极端环境巡检,从而保障仪表设备的稳定运行。

3.加强施工安全管理

在自动化仪表施工过程中,安全管理也是非常关键的项目。

第一,施工部门要在图纸会审工作的基础上,对施工细节进行校对和分析,合理性提高安全管理的时效性。结合实际情况选取可燃性以及有毒性气体现场检测仪器,确保其能实现现场生光报警工程,有效提高调试的时效性,也为验收管理工作的全面落实奠定基础。

为了保证整体施工流程的安全性,施工部门也要进行标气调试工作,在多方确认后提高操作工序的完整性。室内和现场仪表供电设置要利用专业化的UPS(不间断电源),并保证不间断时间控制在30min左右,重要气动阀净化风储罐容量要控制在(1530min

另外,自动化仪表施工进程中,要设置安全仪表系统,在完成工艺联锁保护工作的基础上,确保设备联锁保护效果符合预期,借助成熟的技术和可靠的DCS系统保证安全管理效果[6]。此外,对于重要联锁的切断处理设备,要选择双电磁阀,在维护故障安全管理效果的同时,利用专用监测系统和控制系统确保调速工作以及防喘振工作的合理性,也为后续过程控制和安全监督管理工作有序开展奠定基础。

第二,相关部门要对施工团队进行集中的安全培训,有效提高施工人员的安全意识,保证具体工作落实到位,施工开始前,培训人员要完成技术交底的监督工作,并且要对施工人员进行特殊环境施工保护措施和安全监护的指导,确保作业执行条件和监护制度能有效发挥其作用。

第三,要保证自动化仪表施工能按照正确的程序和方法有序开展,从而提升投运管理水平,不仅要对施工工艺予以了解,也要对特殊场合和施工部位进行判定,在工艺技术指导人员的安全指导下完成施工。

4.降低仪表故障发生率

随着仪表设备自动化水平的大幅提高,生产过程控制中的集成化、智能化和数字化,以及相关工作人员对仪表的维护能力等,对仪表控制设备平稳运行提出了更高的要求。仪表维护工作人员必须探索降低仪表维护抢修故障率的措施,做好工作日期间的运行维护,减少节假日和夜间时的仪表故障处理次数。

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