安全仪表系统的设计与工程
安全仪表系统的设计与工程
1.化工安全仪表系统的设计和工程
化工安全仪表系统应由具有石油化工工程设计甲级资质的设计单位基于 SIS 安全要求规格书进行设计，包括安全仪表系统设计说明、安全仪表系统规格书、安全联锁因果表或功能说明、功能逻辑图、组态编程等。安全仪表系统集成、调试、工厂和现场验收测试、系统硬件、系统软件和应用软件等，应符合安全仪表系统技术要求。
（1）系统设计
① 安全仪表系统独立于基本过程控制系统，并独立完成安全仪表功能。安全仪表系统不介入基本过程控制系统的工作。基本过程控制系统不介入安全仪表系统的运行或逻辑运算。
凡是 SIL1 级及以上、涉及"两重点一重大"以及符合国家相关法律法规、部门规章规定要求的生产装置、储存设施应独立设置安全仪表系统。
安全仪表系统逻辑控制器应与基本过程控制系统分开，采用冗余配置。测量仪表应与基本过程控制系统分开，测量仪表及取源点独立设置。控制阀应与基本过程控制系统分开。
②安全仪表系统可实现一个或多个安全仪表功能，多个安全仪表功能可使用同一个安全仪表系统。当多个安全仪表功能在同一个安全仪表系统内实现时，系统内的共用部分应符合各功能中最高安全完整性等级要求。
③安全仪表系统设计成故障安全型。当安全仪表系统内部产生故障时，安全仪表系统应能按设计预定方式。将过程转入安全状态。安全仪表系统由测量仪表、逻辑控制器和最终元件等组成。
④ 在爆炸危险场所、体仪表应采用隔爆型或本安型。当采用本安系统时，采用隔离式安全栅。
⑤安全仪表系统来用究余测量仪表。高安全性时，采用"或"逻辑结构; 高可用性时，采用"与"逻辑结构燕安全性和高可用性时，采用三取二逻辑结构。
⑥安全仪表系统用的开关量测量仪表，正常工况时，触点处于闭合状态; 非正常工况时，触点处于断开状态。
⑦重要的回线路开路和短路故障检测。输入回路的开路和短路故障，在安全仪表系统中报警和记录。
⑧在场所电磁阀和阀位开关采用隔爆型或本安型。当采用本安型时，应采用隔离式安全栅。
⑨电磁阀采用24VDC 长期励磁型，电磁阀电源由安全仪表系统提供。当系统要求高安全性时，冗余电磁阀采用"或"逻辑结构;当系统要求高可用性时，冗余电磁阀采用"与"逻辑结构。
⑩ SIL2 级或SIL3 级安全仪表功能，控制阀采用冗余配置。冗余方式可采用一个调节阀和一个切断阀，也可采用两个切断阀。
⑪ 室外安装的测量仪表、控制阀、电磁阀和阀位开关等，防护等级不应低于IP 65。
⑫ 逻辑控制器采用可编程电子系统。对于输入、输出点数较少、逻辑功能简单的场合，采用继电器系统。逻辑控制器也可采用可编程电子系统和继电器系统混合构成。逻辑控制器系统应取得国家权威机构的功能安全认证。
⑬逻辑控制器的响应时间应包括输入、输出扫描处理时间与中央处理单元运算时间，宜为100~300ms。
⑭逻辑控制器硬件和软件版本应是正式发布版本。逻辑控制器所有部件应满足安装环境的防电磁干扰、防腐蚀、防潮湿、防锈蚀等要求。
⑮逻辑控制器的中央处理单元、输入单元、输出单元、电源单元、通信单元等应为独立的单元，允许在线更换且不影响逻辑控制器的正常运行。
⑯输入、输出卡件信号通道应带光电或电磁隔离。检测同一过程变量的多台变送器信号接到不同输入卡件。冗余的最终元件接到不同的输出卡件，每一输出信号通道只接一个最终元件。需要线路检测的回路，采用带有线路短路和开路检测功能的输入、输出卡。
⑰安全仪表系统与基本过程控制系统通信采用RS485 串行通信接口，MODBUS RTU或TCP/IP 通信协议。通信接口冗余配置，有诊断功能。
⑱安全仪表系统采用操作员站作为过程信号报警和联锁动作报警的显示和记录。操作员站不应修改安全仪表系统的应用软件。
⑲紧急停车按钮、开关、信号报警器及信号灯等，安装在辅助操作台。紧急停车按钮、开关、信号报警器等与安全仪表系统连接，采用硬接线方式，不采用通信方式。紧急停车按钮采用红色。复位按钮、紧急停车按钮的动作应设置报警和记录。
⑳维护旁路开关和操作旁路开关设置在输入信号通道上;维护和操作旁路开关的动作应设置报警和记录。
当工艺过程变量从初始值变化到工艺条件正常值，信号状态不改变时，不设置操作旁路开关; 当工艺过程变量从初始值变化到工艺条件正常值，信号状态发生改变时、应设置操作旁路开关。
② 安全仪表系统设工程师站。工程师站用于安全仪表系统组态编程、系统诊断、状态监测、编辑、修改及系统维护。
应用软件的逻辑功能应采用布尔逻辑及布尔代数运算规则。应用软件的逻辑设计采用正逻辑。
② 安全仪表系统的交流供电采用双路不间断电源（UPS）的供电方式，电气负责直接供电的现场设备除外。安全仪表系统的接地采用等电位连接方式。
②有毒有害、可燃气体检测报警系统独立于基本过程控制系统单独设置，其选型应符合《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》（GB/T 50493—2019）规定;按照《可燃气体检测报警器》（JJG 693—2011）定期进行检验标定，确保安全可靠，催化燃烧式可燃气体报警器检验标定周期不超过6 个月;在操作室或控制室设置灯光、音响报警终端。
（2）系统工程实施
依据《自动化仪表工程施工及质量验收规范》（GB 50093）、《石油化工仪表工程施工技术规程》（SH/T 3521—2013）、《石油化工建设工程项目交工技术文件规定》（SH 3503）、《石油化工建设工程项目施工过程技术文件规定》（SH/T 3543—2017）制定安装、调试及确认方案并实施。
①SIS 安装
安装方案包括确定组织结构、负责人，审核、确认施工图纸，确认安装条件等。
② SIS 调试
系统安装完毕后，要进行系统硬件、软件的单调和联调，达到安全仪表功能的要求方能投用。
③ SIS 确认
SIS 联调后，确认安全仪表系统及相关安全仪表系统的功能达到安全要求规格书/安全仪表系统规格书的要求。
按照安全仪表系统接地电阻测量记录表、安全仪表系统供电测试记录表、安全仪表系统控制阀调校记录表、安全仪表系统变送器调校记录表、安全仪表系统输入输出回路测试记录表（AI/A0）、安全仪表系统输入输出回路测试记录表（DI/DO）、安全仪表系统回路联校确认表、安全仪表系统检查确认表等逐项进行确认，并做好记录。