关于化工厂罐区SIS安全仪表系统的设计和优化分析

化工安全仪表系统SIS的工程设计分析摘要：本文对化工安全仪表系统SIS工程设计进行了分析，文中先对化工安全仪表系统进行概括性的分析，主要阐述安全仪表应用优势以及安全仪表系统工程设计中的原则，其后详实的分析了化工安全仪表系统SIS的工程设计，主要包含工程安全完整性等级确定、安全仪表系统设计、安全仪表系统选型和控制及监测设备四个部分。

关键词：化工；安全仪表系统；工程设计安全仪表系统（SIS）指的就是能够保障仪表运行的系统。

在进行工业生产时参数异常可能会使安全事故发生，尤其是化工工业生产中，因其生产中含有大量腐蚀性、易燃易爆的材料，更容易发生安全事故[1]。

通过安全仪表系统能够有效改善这一问题，自动进行参数监测，发生异常情况可自动进行控制操作，进而避免事故发生。

一、化工安全仪表系统概述1、安全仪表系统优势SIS是安全仪表系统的简称，也被称为安全联锁系统，在整体化工控制系统中，是警报、联锁两个部分，主要作用是根据控制系统监测情况实施调节、报警、停机等操作，是化工工业自动化控制体系中极为关键的组成，以动态稳定控制器、安全仪表控制器两个调节回路构成（如图1）。

安全仪表系统是以相关规范为标准，在应用达成恶劣安全性、覆盖性、诊断性的要求，可以为化工工业隐患监测与控制提供支持。

另一方面，安全仪表系统具有较高的容错率，在系统中设置有一定冗余度，为硬件单一故障下能够提供安全保障。

另一方面，安全仪表系统在程序修改上较为便利，可以按照化工工业实际情况进行软件控制程序修改，从而使系统达成可靠要求。

安全仪表系统具有良好的诊断覆盖性，需要人工进行检查、维修的点位相对较少，系统使用中自动化效果良好。

图1 仪表安全系统2、安全仪表系统工程设计原则在进行安全仪表系统的设计过程中，主要考量的方面有成本、可靠性、售后服务、维护便利性等，再这样的基础上根据化工项目自动化、介质特性等进行设计。

比如某化工厂罐区中含有危险介质有氯乙烷、氨在进行安全仪表系统的设计过程中，就要根据防爆仪表进行。

1 引言石化罐区的特点是工艺流程简单、作业过程缓慢、介质易燃易爆，随着国家对石化罐区安全生产的日益关注，国家安全生产监督管理总局下发了一系列围绕危险化学品重点设施的相关政令，其中116号文《加强化工安全仪表系统管理的指导意见》中明确规定：从2016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”的化工装置和危险化学品储存设施，要按照本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。

结合储运厂联合车间隐患治理的设计实施过程，介绍石化罐区安全仪表系统工程设计的基本内容和方法。

安全仪表系统的设计工作，尤其是液位计、紧急切断阀的设计，面临着老旧罐区的各种复杂情况和后期工程作业的局限，设计中依据相关政令及现行规范，针对上述问题提出了不同的解决方案，并进行归类、对比和总结，旨在为石化罐区安全仪表系统的工程设计提供一些可借鉴的经验。

2 设计基础安全仪表系统是实现一个或多个安全仪表功能的控制系统，它主要包括测量仪表、逻辑控制器、最终元件等。

根据罐区生产的特点，最常见的安全仪表功能为储罐高高液位联锁切断进料，但各罐区的罐体型式、介质物性不同，其安全仪表回路的设计也不尽相同。

在联合车间的隐患治理项目中，安全仪表系统的主要组成部分为液位计、紧急切断阀、逻辑控制器等。

3 液位计根据安全仪表回路的安全完整性等级，在液位计设计时，可采用单台或冗余配置方式，常见的结构形式包括“1oo1”、“1oo2”、“2oo2”、“2oo3”等。

在联合车间隐患治理项目中，采用“1oo1”、“1oo2”逻辑时，一台液位计报警即触发联锁动作，若联锁为误动作，容易造成上游装置停车，影响到炼油厂、管道局的核心装置和设备运行，间接造成经济的损失，这种配置方案的可用性较低；而“2oo2”逻辑，必须两台液位计同时报警，才能触发联锁动作，易发生不动作情况，影响罐区的安全生产，其可靠性较差。

最终设计为“2oo3”的表决结构，三台液位计中的两台报警时，触发联锁动作，不易发生误动作或不动作现象，兼顾了可用性及可靠性。

化工安全仪表系统SIS的工程设计分析王清凯发布时间：2021-04-27T09:12:20.520Z 来源：《基层建设》2020年第33期作者：王清凯[导读] 摘要：作为高风险行业，化工生产过程中经常需要易燃易爆材料，且生产过程具有高温高压的特点，容易发生安全事故。

山东中天科技工程有限公司山东淄博 255000摘要：作为高风险行业，化工生产过程中经常需要易燃易爆材料，且生产过程具有高温高压的特点，容易发生安全事故。

为了加强对化工生产过程的监控和管理，通过开发化工安全仪表系统SIS，为生产人员和设备提供安全保护。

只有在配置系统时做好SIS的工程设计，才能满足化工安全生产管理的需求。

关键词：化工安全；仪表系统；SIS；工程设计引言SIS在现代化工生产中得到了广泛应用。

在此基础上，本文介绍了化工安全仪表系统，讨论了化工安全仪表系统SIS工程设计方法，分析了化工工程施工中的安全管理措施，为关注这个话题的人提供参考。

1安全仪表的概述欧美发达国家安全仪表系统技术一直处于领先地位。

最早的安全仪表系统标准出现在德国，与锅炉开关控制有关。

从那时起，为了适应不断提高的各种性能要求，仪表控制技术和控制系统技术不断地发展，安全系统的标准也在不断地改进和完善。

改革开放以后，随着我国微电子技术和控制系统可靠性技术的发展，我国自主研发的专用于安全系统的控制器系统得到迅速发展。

一般而言，根据安全仪表系统的设计和使用所涉及的性能，该系统的安全性可分为四个级别。

与该系统中的其他数据不同，这种安全级别是在特定操作期间衡量整个系统质量的标准。

也就是说，衡量该系统的安全等级不同将使系统质量的衡量结果产生很大差异，其中第四和第三级别之间的差异最明显。

因此，根据这种特殊性质，安全仪表系统可以应用于不同的化学工业部门。

2化工安全仪表系统SIS工程设计方法2.1系统选型分析系统选型应结合系统工程设计原则，还应根据化工生产安全管理需求，以保证满足相关技术标准要求。

安全仪表系统（SIS）的研发和应用方案一、实施背景随着工业生产的日益复杂化，安全问题变得越来越突出。

安全仪表系统（SIS）作为保障工业生产安全的关键技术，其研发与应用具有重要意义。

当前，国内SIS技术尚处于发展阶段，亟待进一步的技术创新和产业升级。

为了提高工业生产安全水平，满足日益严格的法规要求，SIS系统的研发与应用成为了紧迫的任务。

二、工作原理安全仪表系统（SIS）是一种基于计算机技术的安全控制系统，它通过实时监测、分析生产过程中的各种数据，及时发现安全隐患，并采取相应的控制措施，确保生产过程的安全。

SIS系统的工作原理主要包括数据采集、数据处理、风险评估和安全控制四个环节。

数据采集是SIS系统的第一步，通过各种传感器和监测设备获取生产过程中的温度、压力、液位等关键参数。

数据处理是对采集到的数据进行处理和分析，提取出与安全相关的信息。

风险评估是根据数据处理的结果，对生产过程的安全性进行评估，判断是否存在安全隐患。

安全控制是根据风险评估的结果，采取相应的控制措施，如切断、报警等，以消除或减轻安全隐患。

三、实施计划步骤1.需求分析：明确SIS系统的功能需求和性能指标，包括监测范围、测量精度、响应时间等。

2.系统设计：根据需求分析结果，进行系统架构设计和功能模块划分，确定系统的硬件和软件组成。

3.硬件选型与配置：选择合适的硬件设备，如传感器、PLC、HMI等，并进行配置和连接。

4.软件编程：编写SIS系统的控制程序和算法，包括数据采集、数据处理、风险评估和安全控制等功能模块。

5.系统集成与测试：将硬件和软件集成在一起，进行系统测试和调试，确保系统正常运行和满足性能要求。

6.现场安装与调试：将SIS系统安装到工业现场，进行实地调试和优化，确保系统与实际生产过程的匹配度。

7.用户培训：为用户提供SIS系统的操作和维护培训，确保用户能够正确使用和维护系统。

8.售后服务：提供系统的售后服务和技术支持，解决用户在使用过程中遇到的问题。

大型化工项目罐区SIS系统设计近年来随着技术的发展，化工项目和炼油项目的规模越来越大，其配套的罐区也越来越大，储存的介质也越来越复杂。

而不同于一般的油库，其操作比较频繁，误操作可能性较大，而误操作引起的后果也比较严重，给企业造成经济损失、对环境造成破坏。

因此罐区设计中对于可燃、毒害介质的安全控制要尤其重视。

本文主要介绍了某大型化工项目配套罐区，根据可燃、毒害介质的特性和储存量进行重大危险源的辨识，综合考虑安全和投资，采用独立的安全仪表系统（SIS）进行安全控制。

关键词：安全仪表系统；重大危险源辨识；罐区0 引言一直以来，化工项目的罐区一般根据石油库设计规范进行设计，而此规范，并没有要求设置安全仪表系统。

但是化工项目的罐区不同于一般的石油库或者储备库，它的特点是：单罐罐容小、介质种类复杂、毒害介质多。

由于储罐容量一般较小，储罐的仪表设置都比较简单，介质本身的危险性往往被忽视。

本项目设计中，充分考虑了介质的危险性并兼顾投资要求，对于属于重大危险源介质的储罐设置了独立的安全仪表系统（SIS），用于防冒罐的高高液位联锁控制。

1 设置SIS 系统的必要性化工项目罐区的介质种类复杂，可燃毒害介质多，发生事故后危害巨大。

罐区一旦发生事故，将会对上下游的工艺都产生影响，连带着相关装置都需要停产，损失不小。

减少罐区的安全事故可以更好的保证工厂的正常生产，提高效益。

不因节省初次投入而增大事故风险。

现行化工项目配套的罐区大多采用分散控制系统（DCS）进行操作控制及连锁。

DCS 系统具有控制功能完善多样、易操作、易扩展及维护方便等特点，但是并不适用于安全控制。

对于化工项目罐区要比一般油库操作更加频繁，误操作的概率就更大。

这时采用一套安全性更高的、容错能力强、具有故障自诊断功能、顺序事件记录功能（SOE）的安全仪表系统（SIS）就十分必要了。

2011 年8 月5 日，国家安全生产监督管理总局发布第40 号令，要求“涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统（SIS）”。

关于化工厂罐区 SIS 安全仪表系统的设计和优化分析作者：王强来源：《科学与财富》2020年第20期摘要：随着对化工产品的质量要求的不断提升，化工企业要针对核心技术与应用设备不断进行革新，这样才能有效满足时代的发展需求。

文章以化肥工厂罐区 SIS 安全仪表系统为切入点，针对其进行全方位的分析，并且提出相应的设计与优化措施，旨在促进化工厂的稳定经营。

希望对相关研究人员提供参考与借鉴。

关键词：化工;SIS 安全仪表;设计;优化化工行业技术与设备的发展，使得化工生产项目的规模逐渐扩大，配套的罐区规模和技术要求也在不断地提升。

由于化肥工厂罐区与普通的化工厂具有一定的差别，技术操作的频次更高，发生操作失误的风险高后果严峻。

不仅会对企业造成极大的经济损失，还会使环境受到很大的破坏，威胁工作人员的生命安全。

因此，SIS 安全仪表系统作為保证化肥工厂稳定运营的根本基础，需要对其应用系统不断进行设计与优化，并且重点针对 DCS 网络架构进行调整，这样才能促进 SIS 安全仪表系统的应用质量。

文章针对化肥工厂罐区 SIS 安全仪表系统提出优化设计策略，对化肥工厂的可持续发展具有重要意义。

1;;;;;; SIS安全仪表系统概述SIS 安全仪表系统以安全联锁技术为基础，主要应用于化工行业的生产监控领域，通过对罐区作业情况进行实时监控，在发现隐患问题时可以及时采取报警处理与联锁部分，这样不仅能够为日常维护提供准确的数据支持，还可以强化设备检测结果的准确程度，是化工企业自动化控制生产模式中的重要组成部分。

当前多数 SIS 安全仪表系统都将 IEC61508作为基础标准，同时具备安全性、覆盖性以及诊断性良好的综合功能，可以有效防治化工厂生产过程中的各类潜在隐患。

此外，SIS 安全仪表系统在运行中结合冗余系统技术，可以促进系统软件与硬件部分的应用效率，保证单一故障情况下其安全功能的稳定运行，还能针对 SIS 安全仪表系统进行程序调整与修改，这样可以根据实际情况与生产需求作出优化调整，从而提升系统自身的安全性与可靠性。

SIS安全仪表系统在化工工艺装置中的应用摘要：近些年来，随着我国化工行业的快速发展，一些新兴的技术和设备也逐渐应用到化工行业中，促进了化工行业生产工艺的优化和产品质量的提升。

但是随着一些大型智能设备在化工行业中的应用，安全隐患也随之发生，成为现阶段造成化工行业安事故频发的重要原因。

SIS安全仪表的应用对于减少安全隐患的发生，保障化工行业生产安全具有重要的意义。

本文就SIS安全仪表系统在化工工艺装置中的应用进行了简要分析。

关键词：SIS安全仪表；化工装置；应用安全仪表系统（SIS）是与安全生产紧密相关的系统，是应用于安全领域及关键控制部分，用以避免事故的发生或者减少事故发生后给设备、人员和环境造成危害，从而使危险降低到最低程度的一种专用仪表系统，它主要应用于化工、高铁、核电、航空航天等高新产业，在响应速度、安全性、故障自诊断等方面有较高要求，是当前工业自动化领域的一种高尖端技术。

随着科学技术的不断发展和人们安全意识的逐步提高，特别是近年来频频发生的恶性事故更是给人们敲响了安全的警钟，SIS系统得到了人们越来越多的关注和重视，SIS作为现代过程工业在降低风险和保障装置安、稳、长、满、优运行方面发挥着越来越重要的作用。

一、SIS安全仪表系统概述SIS安全仪表系统是一种基于计算机控制的现代安全生产工艺装置，是保障化工生产安全性得以持续稳定发展的安全防护系统。

通常SIS安全仪表系统由传感器和逻辑控制器组成，由执行机构和处理机构公共管理。

SIS安全仪表系统在化工生产过程中存在三种保护类型，分别是机械类、仪表类和电气类。

SIS安全仪表在化工行业中广泛应用是由于化工类生产安全的需要，在化工生产过程中，通常要面对易燃、易爆、有毒性和高温高压等特殊环境，属于高危行业。

随着我国工业化设备越来越大型化，事故发生率及危害也在持续增高。

尽管我们通常会制定、执行很多的安全规范标准，工业生产中还是会面临很多危险。

因此，在化工工艺装置中，安全防护类设施越来越受到行业的需求。

安全仪表系统 (SIS) 的设计与应用摘要：按照国家最新要求，对涉及“两重点一重大”的化工企业和危化品储存单位，无论是新建项目还是存在安全隐患需要改造的在役项目，在进入设计阶段之前或初期都要进行风险和安全评估。

一般都是通过有相关资质的单位做危险和可操作性分析（HAZOP）以及保护层分析（LOPA），出具正式的分析报告，以此来确定该项目的安全仪表功能（SIF）及其安全完整性等级（SIL），作为设计院进行施工图阶段的设计依据。

基于此，文章对安全仪表系统（SIS）的设计与应用进行了研究，以供参考。

关键词：安全仪表；设计原则；应用管理1安全仪表系统的定义根据IEC 61511的定义，安全仪表系统（SIS）是指实现一个或者多个SIF 的仪表系统，通常由传感器，逻辑运算器和执行元件组成。

该定义可以这样理解：将用于安全保护的现场各类检测仪表，其信号传输至独立于基本过程控制系统（BPCS）的用于过程安全的控制系统中，通过逻辑运算，使负责安全功能的执行器执行安全保护动作，最终保障整个系统的安全运行。

2安全仪表系统相关概念SIF是为了防止和减少危险事件的发生，由SIS执行具有特定SIL等级的安全功能。

通过现场检测仪表、逻辑控制器、执行元件及相关软件等，应对特定的危险状态，保持安全状态运行。

SIF运行模式分为低要求操作模式和高要求（或连续）操作模式。

举个完整的SIF的例子：液位开关—输入卡件（DI）—逻辑控制器—输出卡件（DO）—继电器—电机／开关阀，便是一个完整的SIF回路，回路中的每一个组成部分都需要满足SIF回路的SIL等级要求。

3安全仪表系统(SIS)的设计要点3.1设计原则安全仪表系统的各个组成部分都必须要满足《石油化工安全仪表系统设计原则》，尤其是在信号报警器和联锁点的设置方面，在进行动作设计以及阀值量值调整方面，必须要做到符合相关生产工艺的严格要求。

做好安全生产是大前提，在进行线路设计和各类元器件安排之后，应该尽量做到简单。