任靖辉

摘要：安全仪表系统是目前化工企业安全运行的保障系统，可以对运行设备运行状态进行监控，在数据库基础上对设备状态进行分析判断，对于异常运行设备，可以进行适当的干预，并发出警报。同时利用SIS系统还能为系统的运行提供优化的参考。

关键词：安全仪表系统；氯碱工业

1引言

安全仪表系统（SIS）系统属于企业安全生产自动化系统范畴，主要用于保证企业的安全生产过程，是一种安全性能级别高于DCS的安全系统，如果自动化生产过程存在异常时，SIS系统会自动介入进行生产的干预，降低事故发生的可能性。SIS系统以分散性控制系统为基础，采用适宜的科学计算方法提升机组运行的安全性和可靠性。

2化工安全仪表系统（SIS）的结构形式

SIS系统是企业自动化生产经营的自动化监控系统，能够通过对分散的控制系统对企业的生产进行监控，通过建立数据连接、数据桥梁，监测和记录生产过程中的实时数据，为管理者提供详细的生产经营状况，提升企业生产经营的科学性和安全性。

大型化工厂通过SIS系统对生产状态进行监控，能对生产进行实时监管，一旦生产过程中出现纰漏，SIS自动会通过设定的程序对生产过程进行干预，减少和预防事故发生的概率，并且能够缩小事故的范围，减少经济损失。SIS系统的基本组成为传感器、逻辑计算器及终端执行机构。在数据库之上建立专业的系统，通过对生产过程中的数据进行采集处理、分析，对生产实时信息进行监控，对生产过程中出现的问题进行分析，辅助优化系统，对生产起到指导的作用。在生产运行的过程中能够对设备的负荷程度进行管理，有效地对设备进行维护。能够有效地做到对经济经行分配。还能够对生产设备的故障进行判断，结果上报给系统

目前，主流的SIS系统主要有两种形式：三重化和四重化，其中三重化系统是将隔离系统、并行控制系统及诊断系统集成到同一个系统内。TRICON、ICS、HollySys等均是采用三重化结构的系统。

四重化系统由2套独立并行运行的系统组成，通讯模块负责其同步运行，当系统自诊断发现1个模块发生故障时，CPU将强制其失效.确保其输出的正确性。同时，安全输出模块中SMOD功能（辅助去磁方法），确保在2套系统同时故障或电源故障时，系统输出1个故障安全信号。1个输出电路实际上是通过4个输出电路及自诊断功能实现的。

3化工安全仪表系统（SIS）控制点的确定

利用過程危险控制方法对氯碱生产过程中的控制点进行分析，具体见表1.另外，对DCS仪表联锁回路安全完整性等进行了分析，最终确定对以下联锁连接到SIS系统内。

（1）电解工序中的氯气压力过高，联锁停止所有整流器。

（2）电解工序中的氢气压力过高，联锁停止所有整流器。

（3）电解工序中的氯气和氢气压力过低，联锁停止所有整流器。

（4）电解工序中出现紧急停车时，联锁停止所有整流器。

（5）氯气进入盐酸合成工序中，进口压力高或者低时，联锁关闭进气，并去除氯气，冲氮气。

（6）盐酸合成炉入口氢气管线中出现压力过低，联锁切断进料。

（7）盐酸合成炉入口氯气管线中出现压力过低，联锁切断进料。

具体控制点数为AI-89；DI-39；DO-38（含一进二出安全栅89个），要求余量按20%计算，带与DCS通讯接口。

表1 监测和控制要求

4氯碱生产中对化工安全仪表系统（SIS）的要求

4.1 对系统原则要求

采用的SIS系统符合TUV或者IEC61508的要求，符合国际安全协会规定的仪表的安全标准规定，必须设计成故障安全型。

与DCS通信接口模件应设置成冗余，并自带有诊断模式，在DCS系统内能够现实其工作状态。冗余设备需能在线诊断，出现错误时提示报警。信号传输响应时间应该达到10-50ms。

4.2 结构要求

SIS系统的中央处理器、电源模件、I/O模件等设备需要安装在SIS系统的机柜中，系统能够独立完成工艺装置的保护和紧急停车。系统内应该具有报警事件顺序记录的功能。在控制机柜内设置工程师站，用于SIS系统的组态、下装、调试和日常维护等工序。

4.3 接口要求

过程接口包括输人输出卡、事件顺序输入卡、配电器、开关、继电器等关联设备。输入输出卡应带光电或电磁隔离，通道应隔离，带故障诊断。系统的旁路开关分工艺操作和仪表维护2种类型。

4.4 设备选用防腐蚀材料

氯碱工业中，特殊的生产环境进一步加剧了仪表自控系统的腐蚀问题。一旦仪表自控系统因为腐蚀问题，局部瘫痪或者无法工作时，轻则导致设备停车，影响生产，重则容易引起安全事故，造成重大的人身伤害和经济损失。在进行仪表自控系统的开发时，选用合适的防腐材料是预防腐蚀最根本的措施。根据生产环境的湿度、温度以及生产过程中最易产生的腐蚀性气体，选取合适的防腐材料作为仪表自控系统的主要材料。

5 SIS系统在氯碱生产中的作用分析

与其他的安全系统相比，SIS系统具有安全等级高，能够有效减少生产过程中出现的危险。SIS系统只需对每个模块进行预先设置，不需通过大量的人力去进行检查。对于生产过程中出现的故障，该系统会基于数据库对其故障进行分析判断，及时发出警报。

（1）提供数据的查询及指标的管理

使用SIS系统，可以直接对生产设备一段时间内的运行状态进行查询，并可以查询某个事件的记录。另外还能查询特定时间阶段内的能量消耗量，通过图表的形式直观的展现。通过这些指标和数据，工作人员可以对设备进行改造及设备优化，从而提升资源的有效利用。

（2）对设备进行安全监管

SIS系统可以对氯碱企业的设备进行监管，有效保证设备的安全运行。由于氯碱运行设备的特殊性，一旦出现事故，则会产生较大的影响。使用该系统后，出现异常情况会发出警报。并能根据事故的不同发出不同的警报，能够更加快捷的使工作人员对事故进行制止，在工作人员赶到之前，SIS 系统还会对设备进行适当的操作，有效地阻止了事故的发生。

（3）对设备运行进行监管

SIS 系统还能够对正在运行的项目进行管理与考核，能够通过对实时的数据以及历史的数据和统计数据进行结合分析。还能够对生产的过程产生的数据进行历史数据的查询，通过系统的现实界面我们能够更加直观的看到现阶段系统中存在了哪些问题。对安装了 SIS 系统的部分，也能够进行状态的管理，每一个设备的编号、名称、类型、更新的时间、现阶段的状态、持续的时间、对任务的描述以及是否完成了任务进行详细的分类，能够有效地对设备的状态进行检测。

6结语

综上，在氯碱实际运行过程中，利用科学技术能够在很大的程度上提升设备运行的效率和安全性。一旦出现生产异常故障，还能对设备进行适当的干预，以保证设备的安全状态。经过了实践证明 SIS 系统的使用十分适合化工企业生产管理，系统性能十分的安全可靠。

参考文献

[1]兰天，柳永刚. 安全仪表系统在氯乙酸项目中的设计与应用[J]. 石油化工自动化，2015，51（3）：13-16.

[2]王接焕. SIS系统在化工生产装置中的应用[J]. 海峡科学，2009（7）：45-46.

[3]李俊杰. 安全仪表系统（SIS）在大型煤化工装置上的应用[J]. 数字技术与应用，2013（2）：73-74.

（作者单位：云南天冶化工有限公司）