安全仪表（SIS）系统设计原则
SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)的主要作用是在工艺生产过程发生危险故障时将其自动或手动带回到预先设计的安全状态，以确保工艺装置的生产的安全，避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。在安全仪表系统的设计过程中，IEC 61508，IEC 61511提供了极好的国际通用技术规范和参考资料，在安全仪表系统回路设计过程中，一般需要遵循下列几点原则。
1、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的安全性原则
为了保证工艺装置的生产安全，安全仪表系统必须具备与工艺过程相适应的安全完整性等级SIL（Safety Integrity Level）的可靠度。对此，IEC 61508进行了详细的技术规定。对于安全仪表系统，可靠性有两个含义，一个是安全仪表系统本身的工作可靠性；另一个是安全仪表系统对工艺过程认知和联锁保护的可靠性，还应有对工艺过程测量，判断和联锁执行的高可靠性。
评估安全完整性等级SIL的主要参数就是PFDavg(probability of failure on demand 平均危险故障率)，按其从高到低依次分为1~4级。在石化行业中一般涉及到的只有1，2，3级，因为SIL4级投资大，系统复杂，一般只用于核电行业。
2、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的可用性原则
为了提高系统的可用性，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应具有硬件和软件自诊断和测试功能。安全仪表系统应为每个输入工艺联锁信号设置维护旁路开关，方便进行在线测试和维护同时减少因安全仪表系统系统维护造成的停车。需要注意的是用于三选二表决方案的冗余检测元件不需要旁路，手动停车输入也不需要旁路。同时严禁对安全仪表系统输出信号设立旁路开关，以防止误操作而导致事故发生。如果SIL计算表明测试周期小于工艺停车周期，而对执行机构进行在线测试时无法确保不影响工艺而导致误停车，则安全仪表系统的设计应当根据需要进行修改，通过提高冗余配置以延长测试周期或采用部分行程测试法，对事故状态关闭的阀门增加手动旁通阀，对事故状态开启的阀门增加手动截止阀等措施，以允许在线测试安全仪表系统阀门。这些手段对于提供安全仪表系统的可用性都是很有帮助的。
3、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的独立性原则
SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应独立于基本过程控制系统（BPCS，如DCS，FCS，CCS，PLC等），独立完成安全保护功能。安全仪表系统的检测元件，控制单元和执行机构应单独设置。如果工艺要求同时进行联锁和控制的情况下，安全仪表系统和BPCS应各自设置独立的检测元件和取源点（个别特殊情况除外，如配置三取二检测元件，进DCS信号三取中，进安全仪表系统三取二，经过信号分配器公用检测元件）。如需要，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)系统应能通过数据通信连接以只读方式与DCS 通信，但禁止DCS通过该通信连接向安全仪表系统写信息。安全仪表系统应配置独立的通信网络，包括独立的网络交换机，服务器，工程师站等。SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应采用冗余电源，由独立的双路配电回路供电。应避免安全仪表系统和BPCS的信号接线出现同一接线箱，中间接线柜和控制柜内。
SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的标准认证原则
随着安全标准的推出以及对安全系统重视度的不断提高，安全仪表系统的认证也变得越来越重要，系统的设计思想，系统结构都须严格遵守相应国际标准并取得权威机构的认证。安全仪表系统必须获得IEC 61508 SIL和/或TUV AK（德）相应SIL等级的认证。SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)中使用的硬件，软件和仪表必须遵守正式版本并已商业化，同时必须获得国家有关防爆，计量，压力容器等强制认证。严禁使用任何试验产品。5、故障安全原则
当SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)的元件，设备，环节或能源发生故障或者失
效时，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计应当使工艺过程能够趋向安全运行或者安全状态。这就是系统设计的故障安全行原则。能否实现“故障安全“取决于工艺过程及安全仪表系统的设计。整个SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)，包括现场仪表和执行器，都应设计成以下绝对安全形式，即：1）现场触点应开路报警，正常操作条件下闭合；2）现场执行器联锁时不带电，正常操作条件下带电。
《Gb50770.2013石油化工安全仪表设计规》 1总则为了防止和降低石油化工工厂或装置的过程风险，保证人身和财产安全，保护环境，制定本规范。本规范适用于石油化工工厂或装置新建、扩建及改建项目的安全仪表系统的工程设计。2术语安全仪表系统：实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。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。
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。 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传输信号的智能变送器。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。 6.4现场安装的测量仪表，防护等级不应低于IP65。 6.5测量仪表不应采用现场总线或其他通信方式作为安全仪表系统的输入信号。 6.6测量仪表及取源点宜独立设置。 6.7测量仪表的性能和设置应满足安全完整性等级要求。
山东核电有限公司 2013年度调试授权培训(总第三期)试题(A卷) 考试用时：本次考试时间为120分钟。 一、填空题(请将答案写在横线上，每空1分，共25分。) 1.AP1000仪控系统的非安全级系统采用Ovation平台，执行正常运行仪控功能，并覆盖了核电 厂绝大多数的控制功能。 2.堆内仪表探测器的热电偶信号送38个给PMS,送4个信号给DAS。 3.CRDM电磁线圈分为保持线圈，提升线圈，移动线圈。 4.PLC常用的编程语言有梯形图，语句表(STL) ，功能图(FBD)，高级语言。 5.当热电偶的两个接点温度不同时，回路中将产生电流，称为热电流；产生热电流的电动势称 为热电势Es，这种现象叫做热电效应。 6.热电阻安装前应进行检定，有合格证书。 7.Pt100热电阻，仪表显示0℃，现场信号为 100 Ω，Cu50热电阻，现场信号为50Ω，仪表 显示 0 ℃。 8.PMS由四个冗余的通道组成，分别为A、B、C、D。所有的通道以及和非安全系统之间都存在 物理、功能、电气上的隔离。 9.堆内仪表系统具有42根IITA堆内仪表组件，每个堆内仪表组件包含7个自给能探测器，1 个热电偶探测器。 10.压力变送器检定点应包括上、下限值(或其附近10%输人量程以内)在内不少于 5 个点。 11.中子注量率测量响应时间快，测量精度也比较高，所以在反应堆启动和安全保护监测中，通 过监测中子注量率来监测反应堆功率的大小及变化率。 二、单选题(请将答案填写在括号内，每题2分，共40分。) 1.国际单位制中长度的基本单位是( B )。 (A)尺；(B)米；(C)英尺；(D)公里。2.辐射监测系统可分成哪四种类型的仪表：( C ) A. β、γ、快中子、脉冲； B. 气体、水、废物、燃料； C. 工艺、流出物、气载、区域； D. 气载、区域、工艺、计数 3.主泵轴振动传感器是( C ) A、压电式加速度计； B、RTD探针； C、接近式探针； D、闪烁体探针； 4.地震监测系统包含( B )个三轴向加速度传感器。 A、3； B、4； C、5； D、6 5.表征仪表的主要质量指标之一是( D )。 (A)绝对误差；(B)相对误差；(C)引用误差； (D)基本误差。 6.两个10Ω的电阻并联后再与一个10Ω的电阻串联，其等效电阻为( C )Ω。 (A)5； (B)10； (C)15； (D)20。 7.功率控制(Power Control)系统通过调节(A)组位置来控制反应堆冷却剂平均温度。因为一回 路冷却剂流量在稳态运行时恒定，控制了冷却剂平均温度就可以控制反应堆功率。 A、M棒组 B、AO棒组 C、SD棒组 8.分散控制系统是以( B )为核心。 (A)数据通信系统；(B)微处理器；(C)控制处理单元；(D)以上都不是。 9.在“或门”电路中，当三个输入端中的其中一端为高电平时，其输出端为( B )。 A 、低电平 B、高电平 C、不确定 10.计量标准器具的准确度等级( B )计量基准。 (A)高于；(B)低于；(C)等于；(D)不定。 11.热电阻常采用三线制测量，此种接线方式的优点是( A )。 A.消除导线电阻变化引起的误差 B.消除测量线路中寄生电势引起的误差 C.消除二次仪表的误差 12.计算机能直接执行的程序是( C )。 (A)源程序；(B)汇编语言程序；(C)机器语言程序；(D)BASIC语言程序。 13.差压式流量计中节流装置输出差压与被测流量的关系为( D )。 (A)差压与流量成正比； (B)差压与流量成反比； (C)差压与流量成线性关系；(D)差压与流量的平方成正比。 14.数字0.0520中的有效数字有( C )位。
自动化仪表控制系统管理制度 第一章?? 总则 第一条为加强公司自动化仪表设备及控制系统 的管理工作，控制和优化工艺条件，保障仪表设备安全经济运行，依据国家有关法规及相关管理规定，制定本制度。 第二条本制度适用于公司自动化仪表控制系统的管理。 第三条控制系统主要包括集散控制系统（DCS）、紧急停车系统 （ESD）、可编程控制器（PLC）等。 第四条控制系统的日常维护。 （一）系统点检制度 1、仪表设备管理部门应加强对系统的日常维护检查，根据系统的配置情况，制定系统点检标准，并设计相应的点检表格。 2、系统点检应包括以下主要内容： A、主机设备的运行状态。 B、外围设备（包括打印机等）的投用情况和完好状况。 C、各机柜的风扇（包括内部风扇）运转状况。 D、机房、操作室的温度、湿度。
3、点检记录要字迹清楚、书写工整，并定期回收，妥善保管。 （二）系统周检制度 1、仪表设备管理部门(仪表保运单位)应根据设备保养手册的规定，制定周检项目、内容和合理的周期，并做好DCS （PLC）系统周检记录。 2、系统周检应包括如下主要内容： A、确认冗余系统的功能和切换动作是否准确可靠。 B、清洗过滤网。 C、清洗CRT。 D、检查风扇及风扇的保护网。 E、定期清洗打印机。 F、清洗机房内设备的表面灰尘。 G、系统中的电池按期更换。 H、定期对运动机件加润滑油。 I、检查供电及接地系统，确保符合要求。 3、系统周检发现的问题，应及时填写缺陷记录，并立刻组织人员处理解决。 （三）系统硬件管理 1、仪表设备管理部门(仪表保运队伍)应有专人负责保养，按规定进行点检、周检和维护。
2、建立系统硬件设备档案，内容应名细到主要插件板，并作好历次设备、卡件变更记录。 3、系统硬件的各种资料要妥善保管，原版资料要归档保存。 4、在线运行设备检修时，要严格执行有关手续，按照规定，做好防范措施。 （四）系统软件管理 1、系统软件和应用软件必须有双备份，并妥善保管在金属柜内；控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管，并严格执行规定范围内的操作内容。软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人，并将有关修改设计资料存档。 2、系统软件无特殊情况严禁修改；确需修改时，要严格按照申请、论证手续，主管经理批准后实施。 3、应用软件在正常生产期间不宜修改。按工艺要求确需重新组态时，要有明确的修改方案，并由生产管理部门、工艺车间和仪表负责人共同签字后方可实施并做好安全防范措施。 4、软件各种文本修改后，必须对其他有关资料和备份盘作相应的修改。 5、由通用计算机、工业控制微机组成的控制、数据采集等系统，应执行专机专用，严禁任何人运行与系统无关的软件，以防病毒对系统的侵袭。
加强化工安全仪表系统管理与应用 一、安监新要求 20xx年11月19日，国家安监总局印发《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》，旨在进一步加强化工安全仪表系统管理，防止和减少危化品事故发生。《指导意见》要求，20xx年1月1日起，大型和外商独资合资等具备条件的化工企业新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危化品储存设施，要按要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。20xx年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危化品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工装置、危化品储存设施安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。 “两重点一重大”企业在安全管理和设备设施等方面，是否符合国家安监总局《首批重点监管的危险化学品安全措施和应急处置原则》、《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、监控重点参数及推荐的控制方案》、《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》等相关要求。 中石化青岛安全工程研究院高级工程师李玉明介绍，化工安全仪表系统（SIS）包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。安全仪表系统独立于过程控制系统，生产正常时处于休眠或静止状态，一旦生产装置或设施出现可能导致安全事故的情况时，能够瞬间准确动作，使生产过程安全停止运行或自动导入预定的安全状态。如果安全仪表系统失效，将会导致严重的安全事故。近年来发达国家发生的重大化工（危化品）事故大都与安全仪表失效或设置不当有关。 国家安监总局总工程师、三司司长王浩水指出，我国安全仪表系统及其相关安全保护措施在设计、安装、操作和维护管理等生命周期各阶段，还存在危险与风险分析
第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？ 解答： 稳态： 对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达 到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静 止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态： 从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统 又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解答： 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A； y与最终稳态值y（∞）之比的百分数σ； 超调量：第一个波峰值 1
中南大学考试试卷（模拟试卷） -- 学年下学期时间 110 分钟 过程控制仪表与控制系统课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级：总分100分，占总评成绩 70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、填空题（本题10分，每小题1分） 1、DDZ－Ⅲ仪表标准输入信号为。 2、变送器可以通过零点迁移和，来提高仪表的测量精度。 3、调节阀的流量特性是指介质流过控制阀的之间 的关系。 4、通过对干扰通道的分析，干扰通道的放大系数越______越好，这样可减小静差，提高控制 精度。 5、前馈控制是按照进行调节。 6、从一个平衡状态达到另一个平衡状态的过程称为。 7、在锅炉设备的控制中，三大主要的控制系统是：、和 。 8、积分时间愈，积分作愈强。 9、数字PID控制规律主要有位置式和两种。 10、智能控制系统研究的主要内容有：专家控制系统、神经网络控制系统和三 种形式。 二、简答题（本题25分，每小题5分） 1、现场与控制室仪表之间是采用直流电流信号还是采用交流电压信号进行信号传输？为什 么？ 2、写出PID控制规律的数学表达式，并说明式中各符号的意义。 3、电容式差压传感器的结构如下图所示，说明电容式差压变送器测量原理？ 凹形玻璃膜片
4、什么是放大系数K，时间常数T和滞后时间 ？ 5、串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？ 三、计算题（本题32分，每题8分） 1、一台DDZ一Ⅲ型温度比例控制器，测温范围为0～1000℃。当温度给定值由800℃变动到 850℃时，其输出由12mA变化到16mA。试求该控制器的比例度及放大系数？该控制器是属于正作用还是反作用控制器，为什么？ 2、某发酵过程工艺规定操作温度为（40±2）℃。考虑到发酵效果，控制过程中温度偏离给 定值最大不能超过6℃。现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示，试确定该系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间（按被控变量进入±2%新稳态值即达到稳定来确定）和振荡周期等过程指标? 3、已知阀的最大流量Q max=100m3╱h，可调范围R=30。 (1)计算其最小流量Q min，并说明Q min是否是阀的泄漏量。 (2)若阀的特性为直线流量特性，问在理想情况下阀的相对行程（l ╱L）为 0.1及 0.9 时的流量值Q。 (3) 若阀的特性为等百分比流量特性，问在理想情况下阀的相对行程为0.1及0.9时的 流量值Q。 4、为了测定某物料干燥筒的对象特性，在t0时刻突然将加热蒸汽量从25m3/h增加到28m3/h， 物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图所示。试写出描述物料干燥筒对象的传递函数，温度变化量作为输出变量，加热蒸汽量的变化量作为输入变量；温度测量仪表的测量范围0-200℃；流量测量仪表的测量范围0-40m3/h。 四、分析与应用题（本题33分，第1小题18分，第2小题15分） 1、如图为一蒸汽加热器，物料出口温度需要控制。试分别设计串级控制系统、前馈控制系统
烷基化装置仪表控制系统操作法 第一节仪表控制系统概况及操作 1.分散控制系统（DCS）系统概述及操作 1.1.概述 惠州炼油所有的工艺装置和辅助设施、公用工程、储运系统等，均采用FOXBORO DCS进行集中控制和监测。厂区内的生产装置、公用工程及储运系统的DCS显示操作站和部分控制站及附属设备均集中在中心控制室，进行集中操作、控制和管理。 根据全厂总平面的布置，设置12个现场机柜室(FAR)及7个现场控制室(FCR)。各工艺装置或辅助单元的DCS控制站，按相关区域安装在各现场机柜室及现场控制室。从现场机柜室及现场控制室到中心控制室的控制网络用单模冗余铠装光缆连接。各现场机柜室及现场控制室根据需要设置一台现场工程师站，用于正常的维护和历史数据的存储。当现场机柜室与中心控制室之间的网络联系中断或发生通讯故障时，现场工程师站应与所在机柜室内控制器构成独立系统。每个现场控制室设置操作站，为现场操作人员使用。 整个DCS控制系统由控制站、操作站、工程师站和OPC服务器、历史站等设备组成。各装置的DCS控制站独立设置，以保证各装置在正常生产和开、停工过程中互不干扰，减少关联影响。 1.2操作员用户分配 由于全厂DCS由一个网络组成，为了防止互相干扰，避免误操作，每个单元都分配了相应的操作员用户。各单元操作员用户分配如下表所示：
1.3面板操作 点击流程图上数值区域，会弹出如右 图所示面板显示，通过面板可以进行 以下操作： 1)设定值修改：在自动情况下，选择SPT 参数，就可以在数值输入区修改设定值； 2)输出值修改：在手动情况下，选择OUT 参数，就可以在数值输入区修改输出值； 3)点击按钮可以调用趋势画面； 4)点击按钮可以确认报警 5)点击按钮可以将自动回路投手动，可以将手动 回路投自动。 6)点击可以将副回路投串级。 (7) 点击按钮关闭面板显示画面 图6-1 1.4报警操作 1.4.1系统报警画面 系统报警指出由于硬件故障产生的报警情况。系统报警同站，以及与站相连的外围设备或通讯网络的工作状态有关。监视硬件的工作状态是系统管理软件的功能。系统管理软件分析当前设备和每一个站的通讯状态及了解系统报警的状态。所以要了解系统报警情况，须进入系统管理环境，点击[system]，即可打开System Management Display Handler I/A 菜单栏上的 SYS 键区域将会翻红并闪烁。SYS 区域在每个环境中都会存在。它有以下四种颜色状态，指示不同的系统硬件的当前情况。 固定的绿色正常 闪烁的绿色曾经出现过故障又恢复了正常，但未确认过。 闪烁的红色有故障，尚未确认。 固定的红色故障尚未解决，但已经确认。 系统管理软件在各个管理画面中利用组件的 Letterbug 名的颜色变化和边框的颜色变化来指示各组件设备的当前状态和系统通讯情况。 白色边框正常状态，系统通讯正常 红色边框系统中存在通讯故障 灰色 Letterbug 该组件不应出现在系统中
PLC 控制系统设计的基本原则 来源： https://www.doczj.com/doc/587392095.html, 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以 提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则： 1. 最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC 控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 2. 保证PLC 控制系统安全可靠 保证PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC 程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。 3. 力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。 4. 适应发展的需要
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。 ［返回 ]
1．总则 1.1 本规范适用于新建、改扩建石油化工装置(或工厂)安全仪表系统的工程设计。石油化工厂公用工程及辅助设施等工程设计可参照执行。 1.2 安全仪表系统的工程设计必须满足石油化工装置(或工厂）安全等级的要求。 1.3 相关标准如下： IEC 61508 “Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems.” IEC 61511 “Functional safety:safety instrumented systems for the process industry sector.” ANSI/ISA-84.01 Application of safety instrumented system for the process industries. DIN V 19250 Programmable safety system. IEC 61131 Programmable controller. 1.4 执行本标准时，尚应符合国家现行有关标准的要求。
2．名词术语 下列术语适用于本规范: 2.1 危险故障 Dangerous Failure 指能够导致安全仪表系统处于危险或失去功能的故障。 2.2 安全仪表系统 Safety Instrumented System (SIS) 指能实现一个或多个安全仪表功能的系统。系统包括传感器，逻辑运算器和最终执行元件。 2.3 安全度等级 Safety Integrity Level(SIL) 指用于描述安全仪表系统安全的等级，共4级， 4为最高级， 1为最低级。 2.4 最终执行元件 Final Element 指安全仪表系统的一部分，执行必要的动作，使系统达到安全状态。 2.5 逻辑功能 Logic Function 指将一个或多个输入信息转换为一个或多个输出信息的功能。 2.6 逻辑运算器 Logic Solver 指安全仪表系统或过程控制系统中完成一个或多个逻辑功能的部件。 2.7 过程危险 Process Risk 指由过程引起的危险或由过程和过程控制系统相互干扰引起的危险。 2.8 可编程电子系统 Programmable Electronic System （PES） 指由一个或多个可编程电子设备组成，用于控制、保护或监视的系统。该系统包括电源，中央处理单元，输入设备，数据高速通道和其它通信部件，输出设备等。 2.9 安全故障 Safe Failure 指不会导致安全仪表系统处于危险或故障状态。 2.10 过程控制系统 Process Control System(PCS) 指用于直接或间接控制过程及相关设备的控制系统，系统包括分散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、可编程控制系统（PLC）等。 2.11 冗余 Redundancy 指为实现同一功能，使用多个相同功能的模块或部件。 2.12 容错 Fault Tolerant 指功能模块在出现故障时，仍能继续正确执行特定功能的能力。 2.13 表决 Voting 指系统中将每路数据进行比较和修正，用多数原则确定结论。
第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，调节器和执行器）两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动 态特性？ 解： 稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到 一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在 各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n ； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A ； 超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ；1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C ： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；
第一章总则 第一条为加强电化分公司自动化仪表设备及控制系统的管理工作，控制和优化工艺条件，保障仪表设备安全经济运行，依据国家有关法规及相关管理规定，制定本制度。 第二条本制度适用于电化分公司自动化仪表控制系统的管理。 第三条控制系统主要包括集散控制系统、紧急停车系统、可编程控制器等。 第四条控制系统的日常维护。 (一)系统点检制度 1、仪表设备管理部门应加强对系统的日常维护检查，根据系统的配置情况，制定系统点检标准，并设计相应的点检表格。 2、系统点检应包括以下主要内容： A、主机设备的运行状态。 B、外围设备(包括打印机等)的投用情况和完好状况。 C、各机柜的风扇(包括内部风扇)运转状况。 D、机房、操作室的温度、湿度。 3、点检记录要字迹清楚、书写工整，并定期回收，妥善保管。 (二)系统周检制度 1、仪表设备管理部门(仪表保运单位)应根据设备保养手册的规定，制定周检项目、内容和合理的周期，并做好DCS(PLC)系统周检记录。 2、系统周检应包括如下主要内容： A、确认冗余系统的功能和切换动作是否准确可靠。 B、清洗过滤网。 C、清洗CRT。 D、检查风扇及风扇的保护网。 E、定期清洗打印机。 F、清洗机房内设备的表面灰尘。 G、系统中的电池按期更换。 H、定期对运动机件加润滑油。 I、检查供电及接地系统，确保符合要求。
3、系统周检发现的问题，应及时填写缺陷记录，并立刻组织人员处理解决。 (三)系统硬件管理 1、仪表设备管理部门应有专人负责保养，按规定进行点检、周检和维护。 2、建立系统硬件设备档案，内容应名细到主要插件板，并作好历次设备、卡件变更记录。 3、系统硬件的各种资料要妥善保管，原版资料要归档保存。 4、在线运行设备检修时，要严格执行有关手续，按照规定，做好防范措施。 (四)系统软件管理 1、系统软件和应用软件必须有双备份，并妥善保管在金属柜内;控制系统的密码或键锁开关的钥匙要由专人保管，并严格执行规定范围内的操作内容。软件备份要注明软件名称、修改日期、修改人，并将有关修改设计资料存档。 2、系统软件无特殊情况严禁修改;确需修改时，要严格按照申请、论证手续，主管经理批准后实施。 3、应用软件在正常生产期间不宜修改。按工艺要求确需重新组态时，要有明确的修改方案，并由生产管理部门、工艺车间和仪表负责人共同签字后方可实施并做好安全防范措施。 4、软件各种文本修改后，必须对其他有关资料和备份盘作相应的修改。 5、由通用计算机、工业控制微机组成的控制、数据采集等系统，应执行专机专用，严禁任何人运行与系统无关的软件，以防病毒对系统的侵袭。 6、工艺参数、联锁设定值的修改，要办理联锁工作票后方可进行改动。 7、对重大系统改动时，要按软件开发程序进行，即建立命题，制定方案、组态调试、模拟试验、小样试运行、组态鉴定等过程。通过技术鉴定的软件，要做好文件登记并复制软盘，妥善保存。 (五) 机房管理 1、机房是过程控制计算机系统的重要工作场所和核心部位，要认真做好安全工作，非机房工作人员未经批准严禁进入，进入机房人员应按规定着装。进入机房作业人员必须采取静电释放措施，消除人身所带的静电。 2、机房内应清洁无尘并确保满足以下条件： 温度18-24℃变化率<3℃/hr
SIS安全仪表系统设计原则 SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)的主要作用是在工艺生产过程发生危险故障时将其自动或手动带回到预先设计的安全状态，以确保工艺装置的生产的安全，避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。在安全仪表系统的设计过程中，IEC 61508，IEC 61511提供了极好的国际通用技术规范和参考资料，在安全仪表系统回路设计过程中，一般需要遵循下列几点原则。 1、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的可靠性原则（安全性原则） 为了保证工艺装置的生产安全，安全仪表系统必须具备与工艺过程相适应的安全完整性等级SIL（Safety Integrity Level）的可靠度。对此，IEC 61508进行了详细的技术规定。对于安全仪表系统，可靠性有两个含义，一个是安全仪表系统本身的工作可靠性；另一个是安全仪表系统对工艺过程认知和联锁保护的可靠性，还应有对工艺过程测量，判断和联锁执行的高可靠性。 评估安全完整性等级SIL的主要参数就是PFDavg(probability of failure on demand 平均危险故障率)，按其从高到低依次分为1~4级。在石化行业中一般涉及到的只有1，2，3级，因为SIL4级投资大，系统复杂，一般只用于核电行业。 2、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的可用性原则 为了提高系统的可用性，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应具有硬件和软件自诊断和测试功能。安全仪表系统应为每个输入工艺联锁信号设置维护旁路开关，方便进行在线测试和维护同时减少因安全仪表系统系统维护造成的停车。需要注意的是用于三选二表决方案的冗余检测元件不需要旁路，手动停车输入也不需要旁路。同时严禁对安全仪表系统输出信号设立旁路开关，以防止误操作而导致事故发生。如果SIL计算表明测试周期小于工艺停车周期，而对执行机构进行在线测试时无法确保不影响工艺而导致误停车，则安全仪表系统的设计应当根据需要进行修改，通过提高冗余配置以延长测试周期或采用部分行程测试法，对事故状态关闭的阀门增加手动旁通阀，对事故状态开启的阀门增加手动截止阀等措施，以允许在线测试安全仪表系统阀门。这些手段对于提供安全仪表系统的可用性都是很有帮助的。 3、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的独立性原则 SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应独立于基本过程控制系统（BPCS，如DCS，FCS，CCS，PLC等），独立完成安全保护功能。安全仪表系统的检测元件，控制单元和执行机构应单独设置。如果工艺要求同时进行联锁和控制的情况下，安全仪表系统和BPCS应各自设置独立的检测元件和取源点（个别特殊情况除外，如配置三取二检测元件，进DCS信号三取中，进安全仪表系统三取二，经过信号分配器公用检测元件）。如需要，SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)系统应能通过数据通信连接以只读方式与DCS通信，但禁止DCS通过该通信连接向安全仪表系统写信息。安全仪表系统应配置独立的通信网络，包括独立的网络交换机，服务器，工程师站等。SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)应采用冗余电源，由独立的双路配电回路供电。应避免安全仪表系统和BPCS的信号接线出现同一接线箱，中间接线柜和控制柜内。 4、SIS 安全仪表系统(ESD紧急停车系统)设计的标准认证原则
1仪表与控制系统1.1仪表和控制(三厢车车型) 1.气囊一驾驶员侧(如装备) 2.气囊一前排乘客(如装备) 3.汽车音响(如装备) 4.中央出风口 5.两侧出风口 6.组合仪表 7.空调系统控制面板 8.危险警告灯开关 9.手套箱 10.储币盒 11.发动机舱盖释放装置 12.雨伞烘干槽 13.显示屏(如装备) 14.点烟器 15.烟灰盒 16.加速踏板 17.制动器踏板 18.离合器踏板(手动变速箱)
1.2组合仪表 组合仪表 1．转速表 2．车速表 3．温度表 4．燃油表 5．转向信号指示灯 6．ABS(防抱死制动系统)警告灯 7．保持模式指示灯(如装备) 8．开门警告灯 9．前排乘客安全带提示灯 10．充电系统警告灯 11．制动系统警告灯 12．里程表 13．档位指示灯(如装备) 14．里程表模式选择键 15．低燃油量警告灯 16．故障指示灯 17机油压力警告灯 18．气囊警告灯 19．前雾灯指示灯 20．远光灯指示灯 21．后雾灯指示灯 22．行李厢盖警告灯 23．驾驶员安全带提示灯
车速表 车速表以公里／每小时(km／h)显示汽车速度 里程表／计程表 里程表以公里显示您车行驶的里程数。通过模式选择键，可从里程表先后切换到两个互相独立的计程表，测量自从您上一次重新设定这个功能后，您车已行驶的距离。 要将任意一个计程表重新设定为零，按下并按住模式选择键，直到重新设定。按模式选择键，切换计程表A、计程表B和里程表。
转速表 转速表显示的是发动机每分钟的转数(rpm)。为使燃油发挥最高效率，驾驶汽车时要将发动机转速保持在每分钟2，000至3，000转。 切记不可使发动机转速过高，致使转速表指针指在红色区域。 小心 发动机转速过高可能损坏发动机。不要让发动机的转速过高，致使其指针指在红色区域。 这样可能会导致昂贵的维修费用。 1.5燃油表 燃油表
过程控制系统与仪表习题与思考题 解答
第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点为什么说过程控制多属慢过程参数控制 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统典型过程控制系统由哪几部分组成 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统 解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
DCS控制系统维护检修操作规程 一、目的 DCS自动控制系统是由自身的软、硬件以及操作台盘及现场仪表（变送器、测量仪表、电缆及执行机构等）组成的有机整体。避免系统中任何一个环节出现问题导致系统部分功能失效或引发控制系统故障，甚至导致生产停车等事故，维护正常生产。 二、系统组成 DCS控制系统由工程师站、操作站、控制站、过程网络组成。 1、工程师站是为专业工程技术人员设计的，内装有相应的组态平台和系统维护工具。通过系统组态平台生成适合于生产工艺要求的应用系统，具体功能包括：系统生成、数据库结构定义、组态操作、流程图画面组态、报表程序编制等。 2、操作站是由工业PC机、CRT、键盘、鼠标、打印机等组成的人机系统，是操作人员完成过程控制监控管理任务的环境。 3、控制站是系统中直接与现场打交道的I/O处理单元，完成整个工业过程的实时监控功能，控制站可冗余配置。 4、过程控制网络实现工程师站、操作站、控制站的连接，完成信息、控制命令等传输，双重冗余设计。 三、系统日常维护 （一）、日常巡检内容： 每天必须进行两次以上的巡回检查，检查内容包括： 1、向当班工艺人员了解DCS的运行情况； 页脚内容1
2、查看“故障诊断”画面，检查有无故障现象； 4、检查控制室温度及空调运行情况； 5、检查控制站机柜及操作柜散热风扇运行情况。 （二）、控制站的定期维护管理及测试： 1、控制室与操作室的维护管理 （1）、保证控制室及操作室的照明符合要求； （2）、检查操作室与控制室的温度及湿度和空调的运行情况，并应特别注意控制机柜的卡件等电子设备有无出现水珠或凝露现象； （3）、检查有无腐蚀性气体腐蚀设备与过多的粉尘堆积的现象，操作台及控制机柜的风扇滤网应定期拆洗，建议每月更换、拆洗一次； （4）、检查操作室、控制室无电磁干扰情况和振动情况。 2、计算机的维护管理 （1）、文明操作，爱护设备，保持清洁，防灰防水； （2）、不可强制性关闭计算机电源； （3）、键盘与鼠标操作须用力恰当，轻拿轻放，避免尖锐物刮伤表面； （4）、显示器应远离热源，保证显示器通风不被他物挡住； （5）、在进行计算机信号电缆、通讯电缆连接或拆除时，请确认计算机电源开关处于“关”状态。（6）、严禁使用非正版的微软公司视窗操作系统软件。 页脚内容2
（二）设计修改文件和材料代用文件 （三）隐患工程资料和记录； （六）接地电阻测试记录；， （四）仪表安装及质量检查记录； （五）电缆绝缘测试记录； （七）仪表风和导压管等扫线、试压、试漏记录（八）仪表设备和材料的产品质量合格证明； （九）仪表校验和试验记录； （十）回路试验和系统试验记录； （十一）仪表设备交接清单； （十二）报警、联锁系统调试记录； （十三）智能仪表、DCS、SIS、PLC组态记录工作单；（十四）未完工程项目明细表等。
仪表设备投用前，运行维护单位应根据设备的特点编制相关规程，开展技术培训、事故预案演练等工作。 4、仪表设备分类 仪表设备按以下类别进行分类： （一）过程控制系统； （二）检测仪表； （三）控制仪表； （四）联锁回路仪表； （五）在线分析仪表； （六）可燃气体、有毒气体检测报警仪； （七）特殊仪表； （八）其它仪表。 5、常规仪表管理
常规仪表是指一般情况下通用的检测仪器仪表、控制监视仪表、执行器、辅助单元及其附件、化验分析仪器仪表等。 常规仪表选型应考虑以下原则 （一）在满足生产需要的前提下，仪表选型应综合考虑其安全可靠性、技术先进性、经济性。 （二）选用的仪表应是经过国家技术监督部门认可的、取得制造许可证的合格产品。优先选用经GB/T 19000或ISO 9000标准认证的产品或符合国际标准的产品。在工程设计中不得采用未经工业鉴定的试制仪表。 （三）仪表选型应考虑企业的现状和发展规划，主流机种力求统一。 （四）仪表选型应有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理，有利于系统集成、信息集成、功能集成，提高企业生产管理水平。 （五）对于新建或改造装置的常规仪表配置、选型应遵循《石油化工自动化仪表选型设计规范》（SH 3005-1999）之规定,各企业仪表设备主管部门应参与或组织对设计资料进行审查。 防爆型仪表管理应符合下列要求： 危险场所使用的仪表必须符合防爆类型及等级要求。防爆型仪表的明显部位应有清晰的防爆标志。危险场所仪表的安装，配线必须符合防爆类型及等级的技术要求。 防爆型仪表检修时不准更改零部件的结构，材质。