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    【自控學堂】SIS的幾個重要設計原則
    
                    
                    
                    
                    
    
                         昵稱33542116
                        
                        
                        2019-08-02
                        
                            
                        
                    
    
                    
    
                        
                        
    
                    
    
                    
                    
    
                        
    
                            
                        
    
                        
    
                            
                                
    
                                    
                                        
    

                                        
                                        

                                        
    我們在之前的《安全儀表系統（SIS）的標準及認證介紹》、《【自控學堂】關于安全儀表系統（SIS）的幾個重要概念》等系列文章中，介紹了安全儀表系統（SIS）的相關標準、SIL認證及一些重要概念，本文對SIS的設計原則進行簡要介紹。
    設計SIS時一個重要的原則是故障安全，當內部或外部原因使SIS失效時，被保護的對象（裝置）應按預定的順序安全停車，自動轉入安全狀態（Fault to Safety）。
    對于控制裝置（如安全PLC）“故障安全”意味著當其自身出現故障（而不是工藝或設備出現異常情況時）應該聯鎖動作，以便按預定的順序安全停車（保證了工藝和設備的安全），因而應通過硬件和軟件的冗余和容錯技術，在過程安全時間（PST Process Safety Time）內檢測到故障，自動執行糾錯程序，排除故障。
    SIS設計時還需要考慮其它很多因素，我們在此列出以下幾個比較重要的設計原則：
    1、獨立設置原則
    1.1 邏輯單元獨立設置；
    1.2 現場檢測單元獨立設置；
    1.3 執行元件獨立設置（專用的緊急切斷閥，不用調節切斷閥來代替）。
    2、中間環節最少原則
    如中間接線盒、信號轉換單元等盡可能少用。
    3、關鍵單元采用冗余容錯結構配置原則
    3.1 重要參數的檢測元件的二取二方式或三取二方式設置；
    3.2 邏輯單元如安全PLC的CPU、過程輸入/輸出單元；
    3.3 供電、通信的冗余配置。
    4、故障安全型原則
    4.1 現場檢測元件接點選用常閉接點。工藝正常時，觸點閉合；達到安全極限時，觸點斷開，觸發聯鎖動作。
    4.2 執行元件電磁閥正常通電方式，聯鎖動作時斷電。
    4.3 通往電氣配電室用以開/停電機的接點，用中間繼電器隔離，其勵磁電路應為故障安全型。
    5、其它原則
    5.1 安全控制要求高的生產裝置應選擇專門的冗余、容錯緊急停車系統。
    5.2 采用熱電偶、熱電阻輸入時，應有斷電保護設計。斷線報警，避免產生誤動作。
    5.3 采用電磁閥應具有高可靠性，避免誤動作。
    5.4 事故切斷閥停電時應保持安全狀態位置。
    5.5 事故切斷閥應配回訊開關，確認閥門位置。
    5.6 根據工藝操作要求，確定切斷閥開關速度。
    5.7 重要的切斷閥應備用儲氣罐，以備氣源事故用。
    5.8 在粉塵、腐蝕性、粘稠介質場合應選擇帶隔離的發訊開關。
    5.9 切斷閥供氣管采用塑料管，以便火災等情況下失氣，實現安全功能。
    5.10 根據需要（如生產過程開車調試、儀表維護等）宜設置聯鎖旁路開關。
    6、系統軟件設計應考慮的因素
    6.1 輸入信號掃描速度應快于軟件的掃描周期，否則會發生丟失信號，使系統穩定性變差。
    6.2 不允許相同的線圈輸出重復定義。
    6.3 軟件編寫盡量短小，過長會增加系統的掃描時間，使系統的實時性變差。
    6.4 操作員站設置的開關和按鈕應加鍵鎖或口令保護；具有二次確認的操作；開關狀態顯示和記錄。
    6.5 對于重要的聯鎖單元，操作員站應提供聯鎖邏輯回路畫面，畫面包括輸入輸出狀態、邏輯關系、聯鎖旁路和設備維護狀態、診斷結果等的顯示、報警。
    以上設計原則供大家參考。在設計SIS時應嚴格遵循國家、行業相關的標準規范，在滿足安全要求的前提下，做到可靠經濟實用。

    作者簡介：
    
                                        		
                                
    
                                
                        
    
                    
    



                
    
                
    
                    
                    
                        
    
                            
                                
      
                                  		
                        
      
                          
                
      
                
      
                
                
                
      
                
      


                

                
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