国电南自SIS系统介绍 v2

SIS安全仪表系统全面解析│安全仪表系统SIS厂家1、SIS安全仪表系统是什么在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。

IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。

SIS是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。

IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。

另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书（Safety Requirement Specification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中。

从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。

安监总局116号文件国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面。

HAZOP分析，SIL等级评估，安全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今后几年中越来越多，越来越重要！下图为由PES构成的SIS图1 SIS的构成SIS安全仪表系统(1) SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，或包含这两者。

(2) 需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。

电厂SIS系统简介.。

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我国电力体制改革－网厂分开，竞价上网对电厂管理也提出了更高的要求,在电厂企业信息化建设中，需要高度重视整合企业软硬件资源，综合考虑管理信息系统和各生产控制系统的集成，实现全厂范围内的管控一体化，如下图:当前MIS系统和生产控制系统在可靠性、安全性等方面存在显著差异，因此直接将各控制系统与MIS系统耦合是不恰当的,这就需要在生产控制系统和管理信息系统之间建立起沟通的桥梁，同时需要搭建能够对电厂性能进行实时监控的高级应用软件,以此提高发电企业的整体市场竞争力。

通过将各机组控制系统及相关辅助系统和公用系统等联成一体的通讯网络，组成厂级管控一体化的实时监控信息系统（SIS），同时在SIS的基础上建立以降低发电综合运营成本的企业经营管理系统，可有效地提高机组运行的安全性、经济性和可靠性，延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，以提高发电企业整体效益为目的,为管理层应用提供可靠的实时运行数据，为电力市场运作下的发电企业提供更科学准确的成本信息和报价信息，从管理角度帮助企业控制成本，使企业领导层的经营决策依据充分更具科学性。

SIS部分火电厂厂级监控信息系统（Supervisory Information System,简称SIS)是为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的厂级监控管理信息系统，SIS将成为电厂MIS（属于厂级管理现代化范畴）和各种分散计算机控制系统的桥梁，它既是厂内单元机组DCS和公用辅助车间级自动化系统的上一级系统,又向MIS提供生产实时数据以支持MIS的需要,它集过程实时监测、性能优化及生产过程管理为一体，从而在整个电厂范围内实现信息共享，真正做到管控一体化，全面提升发电厂的整体效益和现代化管理水平。

安全联锁仪表系统SIS概述专业的SIS系统为企业管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。

从管理角度来看，它为控制企业成本、提高生产力提供重要而真实的运行数据。

同时，通过数据的分析和比较，能够提出科学的、合理的决策方案，使企业管理层的经营决策更具科学性。

系统实现了全厂范围内的管控一体化，为实现全厂整体效益的提高、信息技术的提升和稳定、经济运行的根本目的打下坚实基础。

SIS系统完成生产过程的监控和管理，故障诊断和分析，性能计算和分析、生产调度、生产优化等业务过程，是集电厂各专业（如：炉、机、热控等）综合优势，经过长期科研开发、成果储备和丰富的现场实践经验积累而成的。

功能当生产过程发生危险情况时，自动地按照预先设定的安全功能规范进行保护，以防止危险事故的发生或者减轻其后果。

SIS系统必须使用独立的传感器，逻辑解算器和执行机构（相对BPCS）。

SIS系统仅在危险情况出现时才动作，平时不动作（问题：误跳车）。

SIS系统需要在系统复杂性、维护费用，投资回报和安全等级之间优化。

子系统构成SIS系统结构传感器；逻辑解算器；终端执行机构。

SIS应用子系统是针对具体应用对象和领域在实时数据库基础上建立的专业技术系统，是建立SIS的最终目标，也是SIS应用成效的重要体现。

应用子系统包括：全厂生产过程实时数据采集与处理厂级实时信息监控与管理系统厂级性能计算和过程优化分析系统在线性能监视系统运行指导和预测、预防维护系统负荷管理与经济分配系统主机和主要辅机故障诊断系统主要特点主要特点本系统实时数据点容量在20000点以上，最多可扩充至200000点以上；全部历史数据可保证连续保存3年以上；数据库存储更新周期<=1s，并可自定义；数据库数据恢复时间段<=0.1ms；数据采集率达到100%；全厂和机组在线性能计算和耗差分析数据刷新时间<5s，并可灵活设置；无故障运行时间>10000小时；系统最大画面数：无限制；单画面动态点数：无限制；客户端画面刷新周期：<2s；WEB画面刷新周期：<5s；实时平台支持各功能模块在不同的服务器上分布运行，使各服务器的负载均衡，使用不同的网卡分别连接控制系统与SIS系统，保证网络隔离控制系统的所有数据只能使用单向传输的方式采用标准接口方式，使得运行在平台上的模块之间的依赖性较小，模块可以实现分阶段开发和运行。

SIS系统基础知识手册培训教材（1）部门：SIS部作者：胡杰英南京朗坤软件有限公司©2013年南京朗坤软件有限公司版权所有版本修订记录目录第一章电厂简介 (1)1.1电厂分类 (1)1.2电厂运行管理 (1)1.3生产控制信息化技术 (2)1.4生产控制区子系统 (4)1.5管理信息区子系统 (5)1.6火电厂 (5)1.7风电厂 (6)1.8集团管理 (6)第二章SIS系统简介 (6)2.1功能介绍 (6)2.2系统结构 (7)2.3SIS系统价值 (7)2.4集团生产实时系统 (8)2.5SIS系统发展 (8)第三章SIS功能软件支撑 (8)3.1数据采集系统 (8)3.2数据服务系统 (9)3.3SIS业务平台 (10)3.4数据共享原理 (11)第四章SIS硬件知识 (12)4.1数据采集系统硬件 (12)4.2数据服务系统硬件 (14)4.3业务平台系统硬件 (15)4.4SIS系统通用硬件 (16)第五章SIS网络设计 (17)5.1典型网络结 (17)5.2主要性能指标 (17)5.3关键技术 (18)5.4硬件部署原则 (18)5.5硬件部署计算 (18)第一章电厂简介1.1电厂分类●火电厂●风电厂●其他类型电厂核电厂、水电厂、光伏电厂1.2电厂运行管理●系统分级⏹一次系统直接生产、输送、分配和使用电能的设备与系统称为一次系统；如：锅炉系统、发电机系统、输电系统等；⏹二次系统对一次设备、系统进行监控、测量、保护、调节的设备与系统称为二次系统；如：继保系统、调度自动化系统、DCS系统等；●安全保障按照国家相关规定，二次系统网络必须建立系统安全防护体系，以保障电力系统的安全稳定运行，防护工作必须坚持安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的原则。

⏹安全分区➢二次系统分为生产控制大区和管理信息大区；➢生产控制区分为控制区(安全I区)、非控制区（安全II区）；➢管理信息区分为生产管理区（安全III区）、管理信息区（安全IIII区）；➢管理信息区可更具具体情况划分安全区；➢在总体安全情况下，可以简化安全分区，但各分区应避免通过广域网形成不同安全区的纵向交叉连接；⏹分区隔离➢I、II区之间采用有访问控制的设备隔离（如防火墙）；➢生产控制区、与管理信息区区之间必须采用单向安全隔离装置进行隔离；⏹电厂系统结构统图生产控制大区管理信息大区一次系统二次系统电厂系统图1.3生产控制信息化技术●数据采集技术⏹硬件支持传感器、智能电表、电路、网络、计算机等终端设备。

SIS系统介绍随着电力行业改革的推进，发电企业面临着日趋激烈的竞争，降低成本，提高生产效率是电力企业不断追求的目标。

电厂厂级监控信息系统以实时数据库为基础，以经济运行和提高发电企业整体效益为目的，采用先进的计算机技术和合适的专业计算方法，实现整个电厂范围内的信息集成与共享。

“电厂厂级监控系统”的作用:⏹建立统一的数据平台，可以保存机组大量的、长期的实时和历史生产数据；⏹帮助发电企业进行挖掘、利用这些数据，可以得到很多极富价值的信息，对生产产生巨大的指导意义；⏹利用各种专用模块从不同的角度来优化电厂的生产过程，为企业降低成本，增加效益。

主要功能模块SIS 系统软件结构及功能模块示意图[生产过程监视]在实时数据库的基础上，完成现场数据采集，存储、维护、发布等功能，进而实现全厂生产过程的监视和管理；[性能计算]完成在线计算整个电厂的各种效率，包括锅炉、汽机及辅助系统等等、以及各种损耗，包括煤、水、电、热耗等等，通过这些性能指标，就可以描述出机组的运行经济状况；[设备寿命管理]对设备的在线信息和离线检验数据进行综合分析与评估，对其寿命状态进行状态监控和诊断，定期向电厂提供有关的设备状态评估、寿命消耗、近期检验计划、运行/维修/更换决策等建议，最终由电厂作出维修决策并实施维修。

[振动监测与故障诊断]通过监测振动判断机组故障，提高机组运行可靠性。

它集振动信号采集、时频域分析、故障诊断及网络技术于一身，采用多项新技术,具有较高的综合性能指标。

[全厂负荷分配]建立负荷分配的数学模型，选取合适的数学优化方法，实现全厂范围内多台单元机组并列运行过程中的负荷优化分配。

[发电成本分析]考虑固定成本、可变成本，进行发电成本的分摊，实时计算出电厂当前的发电成本，并结合电网的其他一些因素，为完成报价，实现竞价上网提供数据支持；[运行指导]对汽轮机的运行状态，特别是热应力进行在线监视与控制，实现机组寿命的合理损耗，同时优化机组的启停速率，以提高汽轮机运行的安全性与经济性。

解读安全仪表系统（SIS），看了这篇⽂章，没⼈再说你是⼩⽩了！2014年，国家安监总局发布了安监总管三 [2014] 116号《关于加强化⼯安全仪表系统管理的指导意见》，2020年初，国务院安全⽣产委员会印发了《全国安全⽣产专项整治三年⾏动计划》，相关附录⾥再次强调了安全仪表系统的重要性，本⽂将简单介绍安全仪表系统的功能、特点等，欢迎⼴⼤读者朋友提出宝贵意见。

安全仪表系统SIS的全称是安全仪表系统，它对装置或设备可能发⽣的危险采取紧急措施，并对继续恶化的状态进⾏及时响应，使其进⼊⼀个预定义的安全停车⼯况，从⽽使危险和损失降到最低程度，保证⽣产设备、环境和⼈员安全。

⽬前，SIS已经被⼴泛应⽤于⽯化等流程⼯业领域，是⼯⼚企业⾃动控制中的重要组成部分。

SIS涉及的⼀些专业术语（摘⾃GB/T50770-2013）：安全仪表系统/safety instrumented system实现⼀个或多个安全仪表功能的仪表系统。

过程风险/process risk因⾮正常事件引起过程条件改变⽽产⽣的风险。

安全⽣命周期/safety lifecycle从⼯程⽅案设计开始到所有安全仪表功能停⽌使⽤的全部时间。

安全仪表功能/safety instrumented function为了防⽌、减少危险事件发⽣或保持过程安全状态，⽤测量仪表、逻辑控制器、最终元件以及相关软件等实现的安全保护功能或安全控制功能。

安全完整性/safety integrity在规定的条件和时间内，安全仪表系统完成安全仪表功能的平均概率。

安全完整性等级/safety integrity level安全功能的等级，安全完整性等级由低到⾼为SIL1~SIL4。

危险失效/dangerous failure可能导致安全仪表系统处于潜在危险或丧失功能的失效。

测量仪表/sensorSIS的组成部分，⽤于测量过程变量的设备。

逻辑控制器/logic solverSIS的组成部分，⽤于测量过程变量的设备。

一：SIS系统整体架构整个SIS系统包括：SIS网络、存储生产过程数据的实时/历史数据库、存储配置信息的关系数据库、负责采集生产过程数据的接口机、承担计算机和业务逻辑处理的SIS应用服务器、负责SIS维护管理的SIS管理站、值长站。

1 SIS网络SIS网络采用以太网。

目前大部分SIS系统采用1000Mb/s的冗余以太网高速网络作为信息传递和数据传输介质，其他接点（接口机）的通信速率至少为100Mb/s。

SIS网络具有以下特点：(1)信息量大，要求数据通信能力强。

(2)对应的网络接口和系统种类多。

向上与MIS系统接口，向下与机组的DCS系统，水网、灰网、煤网等辅助车间程控系统等接口。

在实际应用中，应该采用两台互为备用的核心交换机作为SIS系统网络的核心。

（Cisco 4500系列即可）2 实时数据库系统一般采用两台高性能服务器和磁盘阵列构成，双机必须建立热备份机制。

3 功能站和客户机完成SIS应用功能和管理功能的计算机或服务器，称为功能站，包括数据库服务器、应用软件功能计算机或服务器、系统备份服务器、防病毒服务器、维护管理计算机。

系统内的其他计算机工作站称为客户机。

功能站通常包含：网络管理站、应用软件维护站、系统备份与防病毒服务器等。

(1)网络管理站：对SIS系统网络和数据库服务器进行管理、维护、开发及故障诊断。

(2)应用软件维护站：对SIS系统的各种功能软件进行管理和二次开发，以便实现电厂的实际需要。

(3)功能站：从数据库中取得生产过程信息、进行计算分析后，将结果存入数据库，以供客户机或其他系统调用。

（功能站采用工业PC机）(4)值长站：连接生产与管理的纽带，为全厂运行人员专用。

(5)客户机：SIS系统的终端设备，设置在生产办公楼和单元控制室。

（客户机一般采用普通PC机）4 接口机接口机是SIS网络连接底层自动化系统的设备。

提供SIS系统与下层控制网络(单元机组DCS、全厂水网络、全厂煤网络控制系统、全厂灰网络控制系统、远程RTU等)的数据接口。

1、什么是安全仪表系统在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。

IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。

SIS是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。

IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。

另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书（Safety Requirement Specification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中。

从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。

安监总局116号文件国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面。

HAZOP分析，SIL等级评估，安全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今后几年中越来越多，越来越重要！下图为由PES构成的SIS图1 SIS的构成SIS安全仪表系统(1) SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，或包含这两者。

(2) 需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。

(3) SIS可以包括或不包括软件(4) SIS的一部分也可能是人的动作如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安全仪表功能回路图。