康吉森1_DCS系统与SIS系统的本质区别及TRICONEX硬件介绍资料

DCS系统与SIS系统的本质区别及TRICONEX硬件介绍(主编辑:吕作清)独山子石化SIS系统技术要求及配置要求独山子石化SIS系统，遵循SIS系统的设计规范并通过HART协议与管理系统通信，完成装置的组态和监视。运用安全系统以规避风险和危险高风险低安全Risk风险高安全低风险SIS安全仪表系统安全系统的设计原则和规范安全系统是设计为当工厂本身发生危险情况，或，如果不采取行动就会最终导致风险增加，在这些情况下，安全系统必须产生及时、正确的输出，来防止任何危险发生或减轻后果。ProcessPlantAlarmsProcessControlSISFire&GasTwoAppraisementIndexforSafetySystem安全系统的两大评价指标PFDavg(FailureRate)—Can’trefuseaction可靠性－不能拒动Availability—Can’tfalseaction可用性－不能误动SafetyControlSystemTheory,StandardsandAttestation安全控制系统的理论、标准和认证Theory:理论–MarkovModelingMethodology–MTTF,MTTR,MTBF,λMTTF:MeanTimeToFailure平均无故障时间MTTR:MeanTimeToRepair平均修复时间MTBF:MeanTimeBetweenFailure平均故障间隔时间MTBF=MTTF+MTTRFailureRate:λ=1/MTTF故障率Standards:标准–IEC61508,IEC61511,ANSI/ISAS84,NFPA/UL98,DIN19250–SILAttestation:认证机构–TUVTheInternationalSafetyStandards国际安全标准Specificationfailures设计技术规范不足Design&ImplementationFailures设计和执行出错Installation&CommissioningFailures安装调试出错Operation&Maintenancefailures操作维护出错Modificationfailures开车之后,在线修改出错IEC61508SafetyUmbrellafortheworld?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，它始终对过程变量连续进行检测、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；SIS是“静态”系统，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，IEC61508、IEC61511、ISAS84.01、SH/T3018强烈推荐SIS与DCS硬件独立设置。DCS用于生产过程的连续测量、常规控制（连续、顺序、间歇等）、操作控制管理，保证生产装置的平稳运行；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；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辑运算器其中CPU电源单元，通信单元应冗余配置，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；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工程设计中注意的问题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；SIS质量保证TUV安全等级认证（SIS系统相关I/O、CPU、通信等）防爆等级认证ISO9000质量认证SIS主要部件的产地SIS质量保证程序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。我国大型过程工业安全和关键控制系统的使用现状–我国石化工业安全系统的应用和技术发展:继电器=固态逻辑=单PLC=冗余PLC=安全系统–我国安全系统应用的情况:1).90年代初,中石化兴建的三十万吨乙烯安全系统首次进入中国:茂名乙烯LLDPE,天津乙烯LLDPE;2).1993年,中石化安惠公司和英国ICS公司成立合资企业,深圳美誉华安全系统有限公司,在国内推广应用安全系统;3).1994年3月,中国新技术公司会同美国TRICONEX公司在北京召开大型安全系统技术研讨会;4).1994年7月,中石化安监部发出关于推广应用ESD技术的文件我国大型过程工业安全和关键控制系统的使用现状(续)–我国安全系统应用的情况:5).1994年高桥石化FCC装置应用ESD系统;吉化高压加氢装置应用ESD系统6).1995年中石化大力推广应用ESD系统1995年,三重冗余容错系统首次应用于机组控制,在中石油华北油田炼油厂FCC装置主风机组上应用;1995年,中石化安庆炼油厂首次应用三重冗余容错系统在化肥机组;7).1996年,宁夏化工厂合成氨装置爆炸,安全系统使用不当是其中的原因,中石化美誉华公司遭受重大打击,国内使用ESD技术受到严重影响;8).1997年,沈阳鼓风机厂首次使用冗余容错系统应用于机组控制,在高桥石化,上海石化,扬子石化和乌鲁木齐石化分别使用了该系统,获得很大成功;我国大型过程工业安全和关键控制系统的使用现状(续)–我国安全系统应用的情况:9).1997年,铁道科学研究院应用安全系统开发国产化的铁路联锁系统,在济南铁路局京沪线使用获得成功,荣获铁道部技术进步一等奖,国家科技进步二等奖;10).1997年,中石化和美国HONEYWELL公司建立战略联盟,其中包括了安全系统合作的内容;11).1998年,中石化发出关于推广应用FSC系统的通知,推广安全系统的使用.12).1999年,中石化北京设计院和北京石化工程公司在各自设计的石化装置中,将ESD系统和DCS系统并列,成为关键炼油石化装置的设计标准13).2001年,中石化工程公司发布ESD系统设计导则试用版;14).2002年,中石化发布安全仪表系统设计导则;我国大型过程工业安全和关键控制系统的使用现状(续)–我国安全系统应用的情况:15).2003年,石化安全仪表设计守则成为国家标准16).2002年,扬子巴斯夫公司的建设,成为中国第一家全厂应用安全系统和火气保护系统的石化工程;17).2003年,CSPC项目的建设,成为中国迄今规模最大的安全系统和火气系统应用的工厂;18).2005年,海南炼油厂建设,第一套由国内自行设计的全厂范围内的安全系统和机组控制系统;19).2006年,福建炼化项目,第一套全厂一体化的安全系统,火气系统和机组控制系统石化工厂.康吉森公司过去十年的安全系统业绩和对我国石化安全系统技术发展的贡献国内最大的炼油、乙烯、煤制油、化肥装置的安全系统、机组控制系统–扬子巴斯夫全厂SIS/FGS系统（国内第一套中外合资大型一体化项目）；–中海油壳牌石化全厂SIS/FGS系统（目前国内最大的中外合资一体化项目）；–福建炼油乙烯全厂一体化SIS/FGS/ITCC系统等项目（目前中石化最大的一体化项目）；–独山子1000万吨/年炼油及120万吨/乙烯改造工程（目前国内和中石油最大的乙烯工程）；–大连石化2000万吨/年炼油改造项目（目前国内和中石油最大的炼油项目）；–神华集团煤液化装置SIS/ITCC系统（国内第一套和最大的煤液化项目）；–中石化海南800万吨/年炼油工程全厂SIS/ITCC一体化项目；–中石化青岛1000万吨/年炼油工程全厂ITCC一体化项目；–金山70万吨/年乙烯SIS系统改造项目；–扬子60万吨/年乙烯SIS系统改造项目；独山子整个系统情况1、独山子石化共25套Tricon系统，其中炼油部分7套，化工部分18套。2、独山子的硬件配置系统均采用FRR+CCR的模式(就地＋远程的方式）。所有的现场信号均接入FRR(就地机柜室），辅操台的信号接入CCR的远程机架，通过单模光纤和TRICON的主机架（4210＋4211远程配套)进行数据传输。3、系统基本配置：MP:3008;TCM:4351A;AI:3700A;DI:3503E;DO:3604E;AO:3805EETP:AI-HCU3700DI:9563-810DO:9674-810A0:9853-610Hart信号：MTL4842/MTL4841/BPHM644、在机柜布置方面，所有的系统机柜里面只是安装有机架和空开，不安装任何的ETP和接线端子等。5、系统网络架构方面：SIS系统提供所需的光电转换器，和光纤跳线。SIS提供的光电转换器安装在DCS的网络机柜内，系统远程所需光缆和光纤盒均由DCS提供中控室SIS内部网络系统图(CCR1,CCR2,CCR3)其中CCR1包括7个部分：乙烯-1，乙烯-2，丁二烯，芳烃抽提，苯乙烯，全压、常压灌区，苯类灌区。其中CCR2包括6个部分：全密度乙烯，高密度乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，丁苯橡胶1号，丁苯橡胶2号。其中CCR3包括7个部分：常减压，延迟焦化，80万焦化汽柴油加氢，加氢裂化，300万直馏柴油加氢，制氢，硫磺回收。具体情况见CAD.TRICONEX硬件介绍TriconSystemMajorFeatureTricon系统的主要特点TriconSystemCofigurationTricon系统的构成TriconMODULESTricon模块Tricon系统的主要特点TriconSystemMajorFeatureTriconSystemOverallIntroductionTricon系统概述•Over10000TriconSystemInstalledinWorldwide世界已应用了100