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技术分享|Esd和SIS的区别,你相识吗?
发布时间:2022-08-12 10:10
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本文摘要:Esd(Emergency Shutdown Device):紧迫停车系统,多数应用于石油和化工系统,是一个独立于DCS系统的控制单元,在工艺发生危险状况时,对设备,情况等举行紧迫的启挺,开关操作。设置设备以高等的PLC居多,多数处置惩罚DI/DO点,现在多数与DCS举行通讯。

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Esd(Emergency Shutdown Device):紧迫停车系统,多数应用于石油和化工系统,是一个独立于DCS系统的控制单元,在工艺发生危险状况时,对设备,情况等举行紧迫的启挺,开关操作。设置设备以高等的PLC居多,多数处置惩罚DI/DO点,现在多数与DCS举行通讯。SIS(SIS, safety instrumented system):宁静仪表系统,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,温度等举行检测,对设备举行掩护,原来设计多为模块组合,相当于与智能仪表的组合体。

SIS是宁静仪表系统,ESD是紧迫停车系统,ESD属于SIS的一部门。SIS包罗现场仪表、逻辑解决器、执行机构三部门,这三个部门都要是宁静设计的,通例的ESD系统只是SIS的逻辑解决器这部门,固然也要是宁静设计的。随便举个例子,纷歧定合适,可是可以资助明白这些观点。

西门子的PCS7 系统。包罗了S7-400H 硬件,WinCC 监控软件,Simaticnet 通讯软件。

Step7编程软件。PDM等智能仪表工具。PCS7 是一系列软件,硬件的组合体,是一个系统的观点。

SIS 基本上也是同样的原理。从本质上来讲,SIS 的硬件系统不光包罗SIS控制器及IO(例如 Triconex,HIMA,西门子400FH)。还应包罗所有跟控制器接口的其他输入部件,例如获得TUV SIL认证的 传感器,变送器,检测装置;还应该包罗所有输出部件,如获得 TUV SIL认证的执行器(液压宁静执行器,气动宁静执行器,电动型宁静执行器),还应该有 获得认证的现场设备。

要求严格的现场,阀门本体也必须是有TUV 证书的。例如核电厂的宁静阀不光是锅炉与压力容器质检及格,还应该有核检证书,还应该有 TUV的安规证书,明确标明是SIL几品级。

那么,我们现在再来明白这些观点、 宁静型控制器(现在这个叫法最科学)仅仅是SIS系统硬件中的一环。宁静型控制器的厂家 包Triconex,HIMA,西门子,Moore,ICS,ABB,EMerson等。

这些宁静型 控制器用于紧迫停车场所,则称之为 ESD。用于油气田的火检和气体报警,则称之为 F&GS.用于危险场所的燃烧控制,则称之为BMS。ESD,F&GS,BMS 不是指Triconex,也不是指HIMA,更不是指 他们这些厂家的控制器。

而是他们这些厂家的宁静性控制器 用在这些差别的场所,有着这些差别的用途,所以有着这些差别的叫法。下一次,别人问你,为什么 Triconex 一会叫ESD,一会叫PSD,一会叫F&GS,一会叫BMS。

还叫做SIS。你应该理其寄义。这些都是宁静性控制器,或者叫宁静性控制系统,或者IEC规范曾经叫过宁静系统(PES),宁静型电子装置。

用在叫ESD的场所,就是ESD,用在叫F&GS 的场所,就是F&GS。而SIS则是个完整的,系统的观点。

从其命名首先就可以看出来,其是个完整的,更关注整体性的一个观点,一个系统。整个宁静性是建设在整个宁静机制之上的,包罗了宁静性的控制器(如ESD,F&GS,BMS,,,),宁静型的仪表,宁静型执行器,宁静型的软件(功效块库,连锁规范),甚至“宁静的通讯功效”(现在很少有此叫法)。SIS的整体性观点还应包罗贯串整个宁静控制系统 全生命周期的规范,如初期的设计,中期的施工,调试;末期的试运行,评估,验证。后续的维护。

宁静生命周期到限前的拆除。总之,SIS 的观点很完整,很庞大。

第一个晕的,总是设计院,然后设计院把业主忽悠晕。然后许多做SIS,调ESD的人,搞了好几年,观点也是晕点。为什么,这几年招标的时候,更多的提SIS的观点?从理论上说,只有ESD,“未必” 会是个完整的SIS控制系统。

ESD仅仅是 SIS中的一环,而且是在实体硬件中,是最重要的一环。所以,许多人认为,SIS就是ESD。

ESD就是SIS。有了ESD,再有了许多周边的配套设备。

就可以组成一个SIS控制系统。用户想要的是一个完整的宁静性控制系统,所以这几年招投标规范书都叫 SIS了。老实说,确实换汤不换药,可是,至少说明晰,我们的用户,在宁静观点的整体性上有所进步,不管是被忽悠的进步了,还是自己提升进步了,总是进步了。

类似的,(我曾亲口听某知名DCS的销售部副司理说,西门子DCS,pcs7就是S7-400 PLC,S7-400PLC 就是PCS7 DCS)许多工具并不是简朴的等同! ITCC。高速旋转设备的控制,如汽轮机组控制,空压机控制,高炉鼓风机控制。甚至涡轮发念头控制,燃气轮机控制是另外的观点。例如 Triconex的控制器,除了能做 ESD,F&GS 外,还能做 ITCC。

做ESD,F&GS 等 SIS观点下的系统,是要认证的,是必须有TUV的SIL品级证书的。而做ITCC的,则不是必须要,TUV的认证。同一家的同一个工具,用在差别的场所,有差别的用途,所以有差别的叫法。同样的原理,你的银子极其的多,你可以用 Triconex的系统来做PLC,或者小DCS 来用。

这时候,你还可以管 triconex 叫PLC,或者DCS,,,都可以的。CCC是做 ITCC,不做ESD; 横河,Emerson的宁静系统则基本上只做ESD,F&GS,不做ITCC。

Triconex是即做ESD,又做ITCC。SIS safety instrument system 宁静仪表控制系统 ESD Emergency shutdown 在石化一般叫ESD。在高压管线上叫HIPPS,在锅炉上叫FSSS,在汽机上叫ETS。ESD 是SIS的一部门,算是比力重要的组成部门 SIS=ESD+ 中间连线+现场仪表或者执行机构。

ESD叫SIS是不太合理的叫法 现在许多项目要求SIS系统到达SIL3,光是ESD到达SIL3是不够,还需要现场的仪表到达该品级,而且组成的整个控制回路到达SIL3。ESD 刚进入海内的时候应该是ICS做得好,厥后是HONEYWELL,然后是康吉森署理的triconex,2000以后HIMA才进来。最近似乎triconex和HIMA的 市场份额要多点吧。另外ITCC是康吉森提出的叫法,由于跟IEC61508和11内里的内容有点冲突,听说现在设计院又开始改叫CCS了。

参考电力系统ETS+DEH模式,我小我私家认为,压缩机控制还是控制和掩护离开的好,接纳 ESD+调速+防踹就练油厂的PCS(历程控制系统)情况来说,整个练油厂综合控制系统由DCS,ESD,CCS,MMS及CGTCS组成,DCS负担控制的焦点。Esd(Emergency Shutdown Device)......紧迫停车系统(包罗SOE),独立于DCS系统,是SIS(SIS, safety instrumented system):宁静仪表系统主要组成在工艺发生危险状况时,对管线及设备紧迫的关启,实现掩护。在设计上从系统结构及通讯方式上与DCS差别,接纳三选二(2-o-o-3 voting)Triconex系统及HART 通讯方式,与DCS举行以太网通讯。

为保证全厂协调宁静运行,ESD系统还需和CCS(压缩机控制系统),MMS(机械监视系统),CSTCS(燃气轮机控制系统),及MCC(电机控制中心)通讯,完成宁静掩护要求。SIS是宁静仪表系统,ESD属于SIS的一部门。SIS包罗现场仪表、ESD系统、紧迫开闭阀三部门,接纳HART+4---20mA通讯连线,每个ESD回路均要做SIL评估。

为实现SIL2 或SIL3 宁静等极,接纳两台电磁阀控制紧迫开闭阀,三台差压变送器丈量同一液位,接纳雷达及超声各一台仪表测同一液位等方法。固然要做SIL盘算验证,以确保系统到达要求。仪表宁静品级的界说和区别,SIL1 、SIL2 与SIL3有什么区别?鉴于SIS涉及到人员、设备、情况的宁静,因此各国均制定了相关的尺度、规范,使得SIS的设计、制造、使用均有章可循。

并有权威的认证机构对产物能到达的宁静品级举行确认。这些尺度、规范及认证机构主要有:我国石化团体制定的行业尺度SHB-Z06-1999《石油化工紧迫停车及宁静联锁系统设计导则》。2006年、2007年等同接纳IEC61508、IEC61511的中国国家尺度GB/T20438、GB/T21109相继公布,中国的功效宁静尺度开始规范我国的功效宁静事情。

国际电工委员会1997年制定的IEC 61508/61511尺度,对用机电设备(继电器)、固态电子设备、可编程电子设备(PLC)组成的宁静联锁系统的硬件、软件及应用作出了明确划定。美国仪表学会制定的ISA-S84.01-1996《宁静仪表系统在历程工业中的应用》。美国化学工程学会制定的AICHE(ccps)-1993,《化学历程的宁静自动化导则》。英国康健与宁静执行委员会制定的HSE PES-1987,《可编程电子系统在宁静领域的应用》。

德国国家尺度中有宁静系统制造厂商尺度-DIN V VDE 0801、历程操作用户尺度-DIN V 19250和DIN V 19251、燃烧治理系统尺度-DIN VDE 0116等。德国技术监视协会(TÜV)是一个独立的、权威的认证机构,它根据德国国家尺度(DIN),将ESD所到达的宁静品级分为AK1~AK8,AK8宁静级别最高。

其中AK4、AK5、AK6为适用于石油和化学工业 取得TUV认证的SIS产物 差别的工业历程(如生产规模、原料和产物的种类、工艺和设备的庞大水平等)对宁静的要求是差别的。上述的国际尺度将其划分为若干宁静完整性品级(SIL:Safety Integrity Level)。

宁静完整性品级(SIL)是一种离散的品级,用来划定分配给E/E/PE宁静相关系统宁静功效的宁静完整性要求。宁静完整性品级可分为4个品级,SIL4是宁静完整性最高的品级(平均概率最高),SIL1是最低品级;宁静完整性品级越高,应执行所要求的宁静功效的概率也越高;凭据宁静相关系统使用方式,要求发生的频率可分为低要求操作模式(<=1次/年)和高要求或一连操作模式(>1次/年)。凭据GB/T 20438尺度,在差别的操作模式下,宁静完整性的目的失效概率和目的风险降低见下表1-1和1-2。接纳差别的操作模式结构有可能使用几个宁静完整性品级较低的系统来满足一个较高宁静完整性品级功效的需要(例如:使用一个SIL2和一个SIL1的系统配合来满足一个SIL3功效的需要)。

差别的工艺历程(生产规模、原料和产物的种类、工艺和设备的庞大水平等)对宁静的要求是差别的。一个详细的工艺历程,是否需要设置SIS、设置何种品级的SIS,其前提应该是对此详细的工艺历程举行风险评估,要举行危险及可操作性分析(HAZOP),然后辨识出与此分析相应的宁静仪表功效(SIF),(找到一个宁静仪表连锁回路),再凭据风险泛起的频率和其发生的严重结果,找到一个与此SIF相应的SIL值,在确定了某个宁静仪表功效的完整性品级(SIL)之后,再设置与之相适应的SIS。表1-3可以看出,若某工艺历程的所需SIF经评定后为SIL 2,则设置到达AK4的SIS即可,其响应失效率(PFD)为百分之一至千分之一之间。应该注意的是差别宁静级此外SIS,只能确保响应失效率(PFD)在一定的规模内,宁静级别越高的SIS,其PFD越小,即发生事故的可能性越小,但它不能改变事故造成的结果。

因此,工艺历程宁静完整性品级的评定是一项十分重要的事情。但现在我国尚无如何评定宁静完整性品级的尺度和规范。国际、外洋尺度中提供了某些评定方法。

下面先容的风险矩阵(RISK MATRIX)评估方法可供参考。这种方法以工艺历程事故泛起的频率(可能性)及其危害水平(严重性)为风险评估的指标,并对频率和危害水平人为量化为若干级,作出矩阵表(见表3)。

以此确定工艺历程度宁静完整性品级。SIL品级是不能举行组态修改的,这个是凭据盘算得来的。系统的SIL品级是讲明系统可应用于某一SIL品级场所,固然到达SIL3品级的系统也可用于SIL2的场所。

而且凭据IEC61508,SIS(宁静仪表系统)不仅仅是要求控制系统具有SIL品级,而且要求现场的仪表阀门也具有SIL品级,不仅仅是组成一个控制回路的各个组成部件(监测仪表、控制系统、执行机构等)具有SIL品级,而是要去盘算这整个控制回路的PFD,如果盘算出的PFD在了SIL2的规模,那么这个控制回路就到达了SIL品级。一个控制回路要求为SIL2还是SIL3品级,是凭据这个控制回路在整个生产装置中的重要性,对宁静的影响等多方面分析而来。

只是在海内,这些都被各方面的人搞得简朴化了,现场仪表和执行机构就用普通的不具有SIL品级的,只有控制系统才要求SIL品级,而且也不去盘算到底需要某一SIL品级的就行,在石油化工上SIS都搞成了SIL3品级的了。泉源:海川化工论坛、化工邦。


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