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sis系统,ESD,DCS系统,PLC的基本概念

文章出处:河北康吉森 人气:发表时间:2019-8-30 10:09:18

    SIS系统(SIS, safety instrumented system):安全仪表系统,主要用于汽轮机,压缩机等高速运转设备,对轴承的转速,震动,位移,温度等进行检测,对设备进行保护,原来设计多为模块组合,相当于与智能仪表的组合体。SIS是安全仪表系统,ESD是紧急停车系统,ESD属于SIS系统的一部分。SIS系统包括现场仪表、逻辑解决器、执行机构三部分,这三个部分都要是安全设计的,常规的ESD系统只是SIS系统的逻辑解决器这部分,当然也要是安全设计的。SIS安全仪表系统(压缩机、汽轮机高速转到的设备,如轴位移,轴振动。ESD是SIS系统的一部分。ESD是事先设置好的程序,不用人为的操作。),简称sis系统;DCS集散控制系统(DCS系统是可控制的。),简称DCS系统

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 ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求,独立于DCS系统,其安全级别高于DCS系统。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。该动则动,不该动则不动,这是ESD系统的一个显着特点。

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 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系统分开设置,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系统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。而DCS系统处理大量过程监          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系统          是静态的,不需要人为干预,这样设置ESD系统可以避免人为误动作。

   

  PLC可编程控制器,通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器 。

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   SIS安全仪表系统(ESD系统)中的逻辑控制器是由电气、电子、可编程电子技术构成的逻辑运算处理设备。根据不同的应用、技术、年代,SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器可能是:机电继电器、固态逻辑、可编程电子系统、马达驱动计时器、固态继电器和计时器、硬接线逻辑,以及上述技术的组合。需要注意的是,功能安全标准并未对采用的具体技术技术进行限定,而是通过对 SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器以及传感器和最终控制元件的功能安全要求,来规范系统设计和应用。 

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  以PLC为代表的可编程电子系统的出现,为大规模的自动化保护逻辑的编程应用以及修改提供了便利。但是,随着系统的复杂,人们对其失效状态的预期和掌控,较之简单传统的设备,如机电继电器和固态逻辑控制器,变得十分困难。因此,对于现代基于计算机技术的可编程电子系统或仪表设备在安全保护中的应用,功能安全成为突出的问题。 

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   一般SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器的出现,为关键控制和安全保护的应用提供了可靠的技术保证。在许多资料中,将传统的PLC称为常规PLC,而将SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器称为安全PLC。SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器,尽管也像常规PLC那样完成逻辑和数学运算,有输入输出卡件作为接受传感器输入信号和到最终执行元件输出信号的接口,有与其他控制设别的通信接口,以及人机界面等,但在研发的安全理念上,与常规PLC截然不同。 

   SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器在技术上的显著特点是:系统必须有极高的可靠性,通过冗余等措施避免整个系统的功能失效;如果出现某种失效状态,它必须是可以遇见的、安全的方式出现。SIS安全仪表系统(ESD系统)的逻辑控制器强调内部诊断,通过硬件和软件的有机结合,对检测出系统内部的异常运行状态,作出针对性的处理,如报警、隔离、切除,甚至安全关停;在系统研发时,采用失效模式、影响和诊断分析技术,确定系统中的每个部件将会怎样的失效,以及系统如何检测、因对这些失效,保证能够检测出99%以上的内部元器件潜在的危险失效;要采用一系列的专门技术确保软件的可靠性,并保证通过其数字通信端口进行读写操作的私密安全。 

   SIS系统(ESD系统)的逻辑控制器与常规PLC的不同,还体现在通过第三方的权威认证,例如,德国的TUV的认证,仪表满足国际功能安全标准严格的安全和可靠性要求。 之外,当今世界的SIS系统(ESD系统)的逻辑控制器一般采用硬件冗余和故障容错为基础的表决技术,如 2 out of 3,或者采用基于诊断技术,如1oo1D,1oo2D,以及2oo4D等。 

此文关键字:sis系统,ESD,DCS系统

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