SIS联锁和DCS联锁的区别

SIS系统和DCS系统处于生产装置的不同安全层级,DCS的联锁属于生产过程中经常使用的开关联锁或设备启动停止联锁,属于正常操作SIS的联锁大多与人员及设备的安全联锁有关,属于SIL级别确定严格的故障及事故联锁。两者性质和配置都不同。

安全表系统SIS与分散控制系统DCS在工业生产过程汇总分别起着不同的作用。

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生产装置从安全角度来讲,可分为三个层次,第一层为生产过程层;第二层为过程控制层;第三层为安全仪表系统停车保护层。生产装置在最初的工程设计、设备选型及安装阶段,都对过程和设备的安全性进行了考虑,因此装置本身就构成了安全的第一道防线。采用过程控制系统对生产过程进行连续动态控制,使装置在设定值下稳定运行,不但生产出各种合格产品,而且将装置的风险又降低了一个等级,是安全的第二道防线。在过程之上要设置一套安全仪表系统,对过程进行监测和保护,把发生更大恶性事故的可能性降到最低,最大限度的保护生产装置和人员安全,构成了生产装置最关键、最稳固的最后一道防线。因此SIS和DCS在生产过程中所起的作用是截然不同的。

SIS与DCS是两种功能上的不同系统,其区别:

1、 DCS系统

1)DCS用于过程连续测量、常规控制(连续、顺序、间歇等)、操作控制管理,保证生产装置平稳运行。

2)DCS是动态系统,它始终对过程变量连续运行监测、运算和控制,对生产过程动态控制,确保产品质量和产量。

3)DCS可以进行故障自动显示,DCS对维修时间的长短和要求不算苛刻,DCS可进行手动、自动切换。

4)DCS系统只作一般联锁、电机的开停、顺序等控制,安全级别要求没有SIS那么高。

5)DCS系统一般是由人机界面操作站、通信总线及现场控制站组成,DCS不含检测执行部分。

6)为了实现生产过程自动化,操作人员会经常改变DCS系统的一些输出动作。

2、SIS系统

1)SIS用于监测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)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,使装置安全停车。

3)SIS必须测试潜在故障,SIS维修时间非常关键,严重的会造成装置全线停车,SIS系统永远不允许离线运行,否则生产装置将失去安全保护屏障。

4)SIS与DCS相比,在可靠性、可用性上要求更加严格,IEC6150811,ISAS84.01强烈推荐SIS与DCS硬件独立设置。

5)SIS系统由传感器、逻辑解算器、和最终单元三部分组成。

6)SIS系统日常是静默的不会发出动作,只有联锁触发才会动作。

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3、SIS系统设计选用原则 

SIS独立于过程控制系统(DCS或其他系统),独立完成安全保护功能。

当过程达到预定条件时,SIS动作,使被控制过程转入安全状态;

根据对过程危险性及可操作性分析,人员、过程、设备及环保要求,安全度等级确定SIS的功能等级;

  • SIS应设计成故障安全型;
  • SIS应采用经TUV安全认证的PLC系统
  • SIS应具有硬件、软件诊断和测试功能;
  • SIS构成应使中间环节最少;
  • SIS的传感器、最终执行元件宜单独设置;
  • SIS应能和DCS、MES等进行通信;
  • SIS实现多个单元保护功能时,其公用部分应符合最高安全等级要求;

4、SIS逻辑运算器设计选用 
SIS逻辑运算器设计选用
SIS逻辑运算器:继电器系统,可编程序电子系统,混合系统三种;
继电器用于I/O点较少,逻辑功能简单的场合;
可编程电子系统用于I/O点较多,逻辑功能复杂,与DCS、MES通信等场合;
可编程电子系统可以是经TUV认证的PLC系统,也可是DCS和其他专用系统;

独立设置原则:
1级SIS逻辑运算器宜与DCS分开;
2级SIS逻辑运算器应与DCS分开;  
3级SIS逻辑运算器必须与DCS分开;

冗余设置原则:
1级SIS可采用单一的逻辑运算器; 
2级SIS宜采用冗余或容错逻  I/O模件宜冗余配置;
3级SIS应采用冗余容错逻辑运算器;
其中CPU电源单元,通信单元,I/O模件 应冗余配置;
5、 SIS工程设计中注意的问题
  • I/O模件应带诊断,带电插拔;
  • SIS关联现场变送器或最终执行元件应由SIS系统供电;
  • 当现场变送器信号同时用于SIS、DCS时,应先接到SIS系统后接到DCS系统
  • I/O模件连接的传感器和最终执行元件应设计成故障安全型;
  • SIS 不应采用现场总线通信方式;
  • SIS负荷不应超过50~60%;
  • SIS电源应冗余配置
  • SIS关联的传感器及最终执行元件,在正常工况应是带电(励磁)状态;在非正常工况应是失电(非励磁)状态;
  • SIS关联的电磁阀采用冗余配置时,有两种方式:
    并联连接   可用性好;
    串联连接   安全性好;
6、 SIS 设计应用举例
  • 设置在现场机柜室的SIS与DCS采用冗余通信方式;
  • 设置在现场机柜室的SIS与CCR中的AMS站采用非冗余通信方式;
  • 设置在现场机柜室的SIS与CCR中的SER站采用非冗余通信方式;
  • 设置在现场机柜的SIS与CCR中的SIS采用冗余安全以太网通信方式;网络交换机完全冗余运行;
  • 设置在现场机柜室的SIS与CCR中的SIS工程师站采用SIS系统总线非冗余通信方式;
  • 在CCR辅助操作台上安装的紧急停车按钮、开关、选择器、旁路开关等用硬线接到CCR的SIS控制器,通过冗余安全以太网通信接到现场机柜室SIS控制器进行逻辑运算。