SIS安全系统概述(工程师培训)
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1.什么是SISSIS是英文“Supervisory Information System in Plant Level”的简称,其中文名称是:厂级监控信息系统。
SIS不是一个外来名词,它诞生于中国,最早于1997年由时任中国电力规划设计总院专家委员会委员的侯子良教授提出。
按照侯子良的定义,SIS系统“主要为全厂实时生产过程综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息系统”,是介于底层控制系统(DCS)和管理信息系统(MIS)之间的“中间件”。
2.SIS的定位电厂一般有机、炉、电、控、辅机几个生产环节,每个专业承担不同的生产分工,采用不同的生产过程,每个过程都有一些相关控制系统,一般称之为底层系统。
对底层数据进行统一管理,并通过分析工具和数学模型,对这些数据进行二次利用,可帮助电厂改进生产管理,提高生产效率;同时,二次分析数据又可以为管理信息系统(MIS)所用,从而帮助企业管理层进行未来决策。
正是上述需求催生了SIS。
SIS的作用是:采集下层所有机组级/车间级控制系统的生产实时数据,实现厂级的状态监测、性能计算、优化运行、操作指导、故障诊断、寿命管理以及负荷分配等功能;将机组状态信息和性能信息发送给上层的MIS系统。
S IS处于具有高精度、高速度、高可靠性要求的DCS系统与实时性要求不高的MIS系统之间,是电厂自动化、信息化架构中的过渡层面,起到隔离作用。
SIS与DCS之间的区别:SIS与MIS之间的区别:3.SIS在数字化电厂中的作用∙全厂生产过程信息的采集器、存贮器、处理器;∙与生产过程有关信息的提供者;∙其它高级应用的数据平台;4.系统集成SIS是一个对全厂生产过程的信息进行处理的计算机应用系统,同其它计算机应用系统一样,S IS需要硬件和网络系统的系统集成。
SIS与一般的系统集成项目一样,需要考虑如下内容:∙服务器选型∙网络设备选型;∙网络规划;∙综合布线规划;∙电源规划;SIS独有的内容:∙与其它系统(DCS、MIS)的隔离规划,包括物理隔离,单向传输等;∙高于MIS系统的冗余配置和安全性规划;5.数据库构建SIS系统不选用关系型数据库,而是选用实时数据库,原因是:1. S IS需要保存大量的数据,如果这些数据不加以压缩而直接存贮,则数据会很快占满磁盘空间。
1.SIS基本知识1.1.SIS定义SIS系统(Safety Instrumented System),是对石油化工、电力等行业生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行及时响应和保护,使生产装置进入一个预定义的安全停车工况,从而使危险降低到可以接受的最低程度,以保证人员、设备、生产装置和环境的安全。
它是一种安全仪表联锁系统,根据不同标准和应用场合,有时也称为:紧急停车系统(Emergency Shutdown)1.2.SIS由来∙生产装置规模的日趋扩大∙高温、高压、易燃、易爆等连续性生产装置本身的危险∙大型机组、机械等重要设备的保护∙对安全和环境的要求越来越高若发生事故将会造成人员、财产、环境等方面的重大损失和影响!因此越来越多的场合需要采用SIS系统。
1.3.SIS应用领域SIS主要保护对象为人身、设备、财产和环境的安全,因此适用于能造成以上各项损害的场合,主要有:∙石油液化气开采(平台)、油气输送和储存∙石油化工装置∙化工装置∙电力、锅炉、核电∙交通、冶金、环保、汽车制造∙大型机械、旋转设备各行业使用SIS的常见装置有:油气及炼油装置:催化裂化、加氢精制、加氢裂化、催化重整、丙烷脱沥青、硫磺回收、罐区消防和火灾报警、变压吸附、制氢、火焰与气体检测、油气输送及存储、油气开采平台等等石化装置:乙烯裂解、聚丙烯、高压聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈、芳烃、环己酮、PTA、丁二烯等等石化深加工装置化工装置:造气、合成氨、农药、磷肥、涂料、乙炔、乙酰、醋酸等锅炉电力:锅炉燃烧、汽机停机系统、核电其它:冶金、交通、汽车制造、建材、环保、造纸、大型机械、旋转设备等领域1.4.SIS基本构成一般典型的SIS系统主要包括检测部分、逻辑控制单元和最终执行部分,再配合相应的软件组成。
通常与基本过程控制系统(比如DCS系统)有通讯要求,共同组成生产装置的过程仪表控制系统。
2.SIS产品的标准和认证2.1.主要标准SIS产品所遵从的国际标准主要有:国际电工委员会IEC61508标准电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全1997,其中规定将过程安全所需要的安全等级划分为4级(SIL1~SIL4);∙美国仪表学会ISA-S84.01标准流程工业安全仪表系统的应用1998称安全系统为安全仪表系统(Safety Instrument System,SIS), ISA-S84.01与IEC61508类似,根据系统不响应安全联锁要求的概率(即失效率PFD)将安全等级划分为3级(SIL1-SIL3),认为IEC61508定义的SIL4不存在于过程工业中;∙德国标准化委员会DIN(Deutsches Institut fǖr Normung) V19250及DIN V VDE0804根据估计危险的损害程度、危险区域内人员存在的可能性、短时间内防止危险发生的可能性及出现危险事故的可能性等四个风险参数将过程风险定义为8级(AK1~AK8);∙欧洲机器安全标准EN954-1危险等级分为B,1,2,3,4五个等级,针对安全控制系统,按照对故障的承受能力和出现故障后安全功能的作用,对应于危险等级的五个等级,机器设备的控制系统中安全控制部分也可分为以上五个等级危险等级依次增高,等级4为最高的危险等级。
1.SIS基本知识1.1.SIS定义SIS系统(Safety Instrumented System),是对石油化工、电力等行业生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行及时响应和保护,使生产装置进入一个预定义的安全停车工况,从而使危险降低到可以接受的最低程度,以保证人员、设备、生产装置和环境的安全。
它是一种安全仪表联锁系统,根据不同标准和应用场合,有时也称为:紧急停车系统(Emergency Shutdown)1.2.SIS由来•生产装置规模的日趋扩大•高温、高压、易燃、易爆等连续性生产装置本身的危险•大型机组、机械等重要设备的保护•对安全和环境的要求越来越高若发生事故将会造成人员、财产、环境等方面的重大损失和影响!因此越来越多的场合需要采用SIS系统。
1.3.SIS应用领域SIS主要保护对象为人身、设备、财产和环境的安全,因此适用于能造成以上各项损害的场合,主要有:•石油液化气开采(平台)、油气输送和储存•石油化工装置•化工装置•电力、锅炉、核电•交通、冶金、环保、汽车制造•大型机械、旋转设备各行业使用SIS的常见装置有:油气及炼油装置:催化裂化、加氢精制、加氢裂化、催化重整、丙烷脱沥青、硫磺回收、罐区消防和火灾报警、变压吸附、制氢、火焰与气体检测、油气输送及存储、油气开采平台等等石化装置:乙烯裂解、聚丙烯、高压聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈、芳烃、环己酮、PTA、丁二烯等等石化深加工装置化工装置:造气、合成氨、农药、磷肥、涂料、乙炔、乙酰、醋酸等锅炉电力:锅炉燃烧、汽机停机系统、核电其它:冶金、交通、汽车制造、建材、环保、造纸、大型机械、旋转设备等领域1.4.SIS基本构成一般典型的SIS系统主要包括检测部分、逻辑控制单元和最终执行部分,再配合相应的软件组成。
通常与基本过程控制系统(比如DCS系统)有通讯要求,共同组成生产装置的过程仪表控制系统。
2.SIS产品的标准和认证2.1.主要标准SIS产品所遵从的国际标准主要有:•国际电工委员会IEC61508标准电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全1997,其中规定将过程安全所需要的安全等级划分为4级(SIL1~SIL4);•美国仪表学会ISA-S84.01标准流程工业安全仪表系统的应用1998称安全系统为安全仪表系统(Safety Instrument System,SIS), ISA-S84.01与IEC61508类似,根据系统不响应安全联锁要求的概率(即失效率PFD)将安全等级划分为3级(SIL1-SIL3),认为IEC61508定义的SIL4不存在于过程工业中;•德国标准化委员会DIN(Deutsches Institut fǖr Normung) V19250及DIN V VDE0804根据估计危险的损害程度、危险区域内人员存在的可能性、短时间内防止危险发生的可能性及出现危险事故的可能性等四个风险参数将过程风险定义为8级(AK1~AK8);•欧洲机器安全标准EN954-1危险等级分为B,1,2,3,4五个等级,针对安全控制系统,按照对故障的承受能力和出现故障后安全功能的作用,对应于危险等级的五个等级,机器设备的控制系统中安全控制部分也可分为以上五个等级危险等级依次增高,等级4为最高的危险等级。
安全仪表系统SIS培训安全仪表系统(Safety Instrumented System,简称SIS)是一种用于工业过程控制系统中的关键安全系统,旨在保护人员、设备和环境免受过程异常和事故的影响。
SIS培训是为了让从事工艺控制和操作的工程师、技术人员和操作人员了解SIS的原理、功能和操作方法,以确保安全仪表系统能够有效地应对可能发生的危险情况。
SIS培训的内容通常包括以下几个方面:1. 安全仪表系统的原理和功能:培训课程会介绍SIS的基本原理,包括如何监测过程状态、如何判断危险情况、如何触发紧急停机等。
同时,还会介绍SIS的功能,比如如何控制和维护安全仪表系统。
2. 安全仪表系统的组成和配置:培训将介绍SIS的组成部分,包括传感器、执行器、控制器等,并详细解释它们之间的工作原理和联系。
此外,还将讨论不同工艺过程中SIS的常见配置,以及如何根据具体情况选择合适的配置方案。
3. 安全仪表系统的操作和维护:培训还将教授SIS的操作和维护方法,比如如何进行系统配置、如何进行故障排除、如何进行定期检查和维护等。
同时,培训还将介绍SIS的监测和记录方法,以及安全仪表系统的备份和恢复措施。
4. 安全仪表系统的应用案例:为了帮助学员更好地理解SIS的应用,培训还将提供一些实际案例,展示SIS在不同工艺过程中的应用和效果。
通过分析这些案例,学员可以更好地掌握SIS的应用原则和技巧。
在SIS培训结束后,学员应该能够:- 理解安全仪表系统的原理和功能,并能够根据具体情况选择合适的SIS配置方案。
- 熟悉安全仪表系统的操作和维护方法,能够对系统进行配置、故障排除和定期检查。
- 能够根据SIS的监测和记录数据,及时识别和处理危险情况,以保护人员、设备和环境的安全。
总之,SIS培训是为了提高工程师、技术人员和操作人员对安全仪表系统的理解和掌握程度,以确保安全仪表系统在工业过程控制中的有效应用,最大限度地保障人员和设备的安全。
SIS系统培训讲义SIS系统共分为以下五个部分:一、SIS与DCS区别Sis用于监视生产装置的运行状况,对出现异常工况迅速进行处理,使危害降到最低,使人员和生产装置处于安全状态;DCS是动态系统,它始终对过程变量进行检测、运算和控制,对生产过程进行动态控制,确保产品的质量和产量;正常工况时,它始终监视生产装置的运行,系统输出不变,对生产过程不产生影响,非正常工况下时,它将按照预先的设计进行逻辑运算,使生产装置安全联锁或停车;sis比DCS在可靠性、可用性上要求更严格。
DCS是动态控制,SIS是静态控制。
DCS是在线冗余,在线定期切换,若其中有一个坏掉,系统将自动切换好的通道。
SIS是三重化冗余。
二、TRICON系统硬件介绍1、TRICON主系统机架主系统机架包括(1)高密度主机架(2)高密度扩展机架(3)I/O扩展总线接口一个主机架最多有14个扩展机架(a扩展机架:与主机架的距离30米,b远程机架:与主机架的距离12公里。
连接电缆#9000和#9001)2、TRICON系统硬件介绍主机架前三个物理机架装主处理器,每个机架均是三重化的,第四个物理机架是通讯卡的专用槽位。
在机架中一个逻辑槽位要占用两个物理槽位,逻辑槽位是IO点所占用的槽位,若是点数多就放在C2-C15的十四个扩展机架中,扩展机架离开主机架将毫无意义。
在主机架中有一钥匙开关分为四个档位(1)RUN(运行)通常为只读操作方式,主处理器正在工作,这时不允许对程序变量进行修改。
(2)PROGRAM(程序)用于程序下载和检查,这时允许对程序变量进行修改和软件的上传下载。
(3)STOP(停止)停止输入和输出,停止控制程序。
(4)REMOTE(遥控)允许对程序变量进行修改,但不允许下装。
但在现场操作中最好用软开关进行控制硬开关容易将旋钮拨至停止开关状态,造成现场控制程序停止。
在主机架的卡件上有几个指示灯,当系统送电时瞬间下件红灯亮(若出现自检测则说明插件已插好等待一会绿灯亮)。
1.SIS基本知识1.1.SIS定义SIS系统(Safety Instrumented System),是对石油化工、电力等行业生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行及时响应和保护,使生产装置进入一个预定义的安全停车工况,从而使危险降低到可以接受的最低程度,以保证人员、设备、生产装置和环境的安全。
它是一种安全仪表联锁系统,根据不同标准和应用场合,有时也称为:紧急停车系统(Emergency Shutdown)1.2.SIS由来•生产装置规模的日趋扩大•高温、高压、易燃、易爆等连续性生产装置本身的危险•大型机组、机械等重要设备的保护•对安全和环境的要求越来越高若发生事故将会造成人员、财产、环境等方面的重大损失和影响!因此越来越多的场合需要采用SIS系统。
1.3.SIS应用领域SIS主要保护对象为人身、设备、财产和环境的安全,因此适用于能造成以上各项损害的场合,主要有:•石油液化气开采(平台)、油气输送和储存•石油化工装置•化工装置•电力、锅炉、核电•交通、冶金、环保、汽车制造•大型机械、旋转设备各行业使用SIS的常见装置有:油气及炼油装置:催化裂化、加氢精制、加氢裂化、催化重整、丙烷脱沥青、硫磺回收、罐区消防和火灾报警、变压吸附、制氢、火焰与气体检测、油气输送及存储、油气开采平台等等石化装置:乙烯裂解、聚丙烯、高压聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈、芳烃、环己酮、PTA、丁二烯等等石化深加工装置化工装置:造气、合成氨、农药、磷肥、涂料、乙炔、乙酰、醋酸等锅炉电力:锅炉燃烧、汽机停机系统、核电其它:冶金、交通、汽车制造、建材、环保、造纸、大型机械、旋转设备等领域1.4.SIS基本构成一般典型的SIS系统主要包括检测部分、逻辑控制单元和最终执行部分,再配合相应的软件组成。
通常与基本过程控制系统(比如DCS系统)有通讯要求,共同组成生产装置的过程仪表控制系统。
2.SIS产品的标准和认证2.1.主要标准SIS产品所遵从的国际标准主要有:•国际电工委员会IEC61508标准电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全1997,其中规定将过程安全所需要的安全等级划分为4级(SIL1~SIL4);•美国仪表学会ISA-S84.01标准流程工业安全仪表系统的应用1998称安全系统为安全仪表系统(Safety Instrument System,SIS), ISA-S84.01与IEC61508类似,根据系统不响应安全联锁要求的概率(即失效率PFD)将安全等级划分为3级(SIL1-SIL3),认为IEC61508定义的SIL4不存在于过程工业中;•德国标准化委员会DIN(Deutsches Institut fǖr Normung) V19250及DIN V VDE0804根据估计危险的损害程度、危险区域内人员存在的可能性、短时间内防止危险发生的可能性及出现危险事故的可能性等四个风险参数将过程风险定义为8级(AK1~AK8);•欧洲机器安全标准EN954-1危险等级分为B,1,2,3,4五个等级,针对安全控制系统,按照对故障的承受能力和出现故障后安全功能的作用,对应于危险等级的五个等级,机器设备的控制系统中安全控制部分也可分为以上五个等级危险等级依次增高,等级4为最高的危险等级。
安全仪表系统SIS简介1. 背景介绍安全仪表系统(Safety Instrumented System,简称SIS)是一种集成硬件和软件的自动化系统,用于监控和控制工业过程中的安全性。
它的主要目标是防止和减少事故的发生,保护人员、设备和环境的安全。
随着现代工业的快速发展,工厂和生产系统越来越复杂,对安全性的要求也越来越高。
安全仪表系统SIS应运而生,为工业企业提供了关键的监控和控制手段,以确保工业过程的安全性和可靠性。
2. SIS的核心功能安全仪表系统SIS的核心功能是通过监测工业过程中的关键参数和状态,实时评估风险,并采取相应的控制措施来保护系统的安全性。
具体而言,SIS可以实现以下功能:2.1 安全监测SIS可以监测工业过程中的关键参数,例如温度、压力、流量等,以及设备的状态信息。
通过实时采集和分析这些数据,SIS可以及时发现潜在的安全威胁,并进行相应的处理。
2.2 风险评估SIS通过对工业过程进行风险评估,确定潜在的事故风险等级。
这可以帮助工程师更好地了解当前系统的安全状况,并采取相应的控制策略来降低风险。
2.3 报警和通知当SIS检测到潜在的安全威胁或风险超出阈值时,它会发出报警和通知,以提醒操作人员采取必要的措施。
这可以帮助企业及时做出反应,避免事故的发生或进一步扩大。
2.4 控制措施根据风险评估的结果,SIS可以实施一系列控制措施,例如紧急停机、流程调整等,以确保系统的安全性。
这些措施旨在最大程度地减少潜在的损害和影响,并保护人员、设备和环境的安全。
3. SIS的关键组成部分安全仪表系统SIS通常由以下几个关键组成部分构成:3.1 传感器和测量设备传感器和测量设备用于监测工业过程中的关键参数和状态。
它们负责实时采集数据,并将其传输给SIS系统进行分析和处理。
3.2 控制器控制器是SIS系统的核心部分,负责接收和处理传感器和测量设备传输的数据。
控制器通过算法和逻辑来评估风险和采取相应的控制措施。
SIS系统简介随着近年来中国工业生产越来越严重的安全事故的发生,基于安全大于一切的理念,安全控制系统逐渐受到重视,它是独立于生产控制系统DCS的一套单独的安全控制系统,英文缩写为SIS。
SIS系统设计的目的就是保证安全生产的进行以及当危险将要发生时,提前进行相应动作,而保证生产及生产设备的安全,最大程度的避免危险事故的发生。
在SIS系统的框架构建中,为最大程度的保证SIS系统本身运行的安全可靠性,用最苛刻的要求来组建系统,用多重冗余的方式来保证系统的可靠运行,电源双重冗余,控制器、通讯模块三重冗余,检测控制模块双重冗余,数据通讯双重或三重冗余。
SIS系统的一般组成安全仪表系统包括传感器、逻辑运算器和最终执行元件,即检测单元、控制单元和执行单元。
SIS系统可以监测生产过程中出现的或者潜伏的危险,发出告警信息或直接执行预定程序,立即进入操作,防止事故的发生、降低事故带来的危害及其影响。
SIS系统的特点SIS系统应具备高的可靠性(Reliability) 、可用性(Availability)和可维护性(Maintainability)。
当SIS系统本身出现故障时还能保证提供安全保护功能。
SIS系统与DCS系统的区别1、DCS是“动态”系统,它始终对过程变量连续进行检测、运算和控制,对生产过程动态控制,确保产品质量和产量;SIS用于监视生产装置的运行状况,对出现异常工况迅速进行处理,使故障发生的可能性降到最低,使人和装置处于安全状态。
2、该方法DCS可进行故障自动显示;SIS是静态系统,在正常工况下,它始终监视装置的运行,系统输出不变,对生产过程不产生影响,在异常工况下,它将按着预先设计的策略进行逻辑运算,使生产装置安全停车。
3、DCS对维修时间的长短的要求不算苛刻;SIS必须测试潜在故障。
4、DCS可进行手动/自动切换;SIS维修时间非常关键,有造成装置安全停车的风险。
5、DCS系统只做一般联锁、泵的开停、顺序控制,安全级别没有SIS高。
(完整版)SIS系统简介SIS系统简介处于安全生产和危险化工的需求,在危险化工系统设计过程中,除了生产控制DCS系统以外,还设有安全仪表系统—SIS,其目的就是保证安全生产的进行以及当危险将要发生时,提前进行相应动作,而保证生产及生产设备的安全,最大程度的避免危险事故的发生。
先前SIS的很多功能在DCS系统中实现,特别在一些小型或危险性较差的低压低温生产系统中大多数紧急停车系统的功能集成在生产控制系统中,而不单独设置SIS系统,主要原因是在满足安全的情况下处于成本的考虑,而减少投资。
但随着近年来中国工业生产越来越严重的安全事故的发生,基于安全大于一切的理念,SIS系统以是独立于生产控制系统DCS的一套单独的安全控制系统。
由于SIS系统是为了保证生产的安全运行及最大限度的避免事故的发生,所以对于这种安全仪表系统的构建理念是安全第一,因此其在框架构建中最大程度的考虑了SIS系统本身运行的安全可靠性,用最苛刻的要求来组建系统,用多重冗余的方式来保证系统的可靠运行,电源双重冗余,控制器、通讯模块三重冗余,检测控制模块双重冗余,数据通讯双重或三重冗余.SIS系统的控制单元机架构件从中可以看到控制器使用了三重冗余模式系统的底板及通讯接口连接模块化标识化的数据连接器可以快速准确的进行连接而不会出错扩展机架单元构架数据通讯的介质转换器实现光纤传输通过物理硬件的双重冗余设置最大程度的考虑了通讯的安全可靠性控制柜的接地及光纤交换机,通过天地铺设模式的双重光纤能够把SIS系统的数据能够远距离的传输到1公里以外的中心控制室接线柜中的各种数据通过集成的采样转换板实现了集线器的接口模式.模拟量的数据转换板数字量输入的数据转换板数字量输出的数据转换板SIS系统的局部接线柜布局模拟量接线布局SIS系统的模拟量属于主要基于生产装置区内的各种压力、流量、温度、液位的安全仪表报警的数据检测中的三取二、四取三中的4-20毫安信号及热电偶信号的检测,其在接线柜中设置了带有变送功能的安全栅来进行数据预处理措施数字量输出的接线布局SIS系统最终的目的是通过输出数字量的电源有无的控制来实现现场紧急切断阀的开关来保证生产及设备的安全运行,所以其数字量输出是SIS系统重要的组成部分,设置原则采用了中间继电器的布局,以此来保证SIS系统卡件的安全运行及带负载能力.SIS安全仪表系统处于安全生产的需求进行构建,引起在创建过程中会考虑各种各样的易造成装置危险的原因而加以实施,所以其电源的安全性也在考虑范围之内,因此SIS系统控制的各种现场紧急阀门在运行过程中的所有电磁阀都是处于带电运行状态。