丁世鹏

摘要：采用集成应用的方式，将SIS、DIS应用到安全控制系统中，能够提升化工装置运行水平。基于此，本文论述了异种分离、通信网络共用、无缝集成这三种集成模式下，SIS、DCS在化工装置安全控制系统中的应用，希望能够为化工安全生产体系的建设发展提供助力。

关键词：化工装置;安全控制;石油产业

引言：SIS、DCS，即安全仪表系统、分散控制系统。其中，SIS系统负责根据控制系统提交的检测结果，执行调节、报警、停机操作，以实现系统中的报警、联锁功能，而DCS则负责对化工装置进行分散控制和集中管理，将两者进行集成，能够塑造自动化化工生产体系的安全控制功能，保证化工装置的安全稳定运行。

一、异种分离的应用方式

（一）应用机理

异种分离应用方式是指通过网关的方式，将SIS、DCS两个系统进行集成的集成方式。在该集成方式下，上述两个系统所采用的PLC控制器，如图1、交互界面、控制网络均为独立存在的，所使用的工程组态工具也不同，但可以以网关为渠道，进行相互之间的数据交互，实现集成运行。基于此，在化工装置安全控制系统中，此集成系统的应用机理可以被阐释为，DCS集中管理机制会通过传感器、仪表，获取化工装置的运行参数，然后将这些运行参数进行处理，并通过网关分享给SIS，SIS再用逻辑运算器，结合自身传感器得到的信息，对共享到的信息进行逻辑运算，以判断是否启动报警、联锁机制，若经过判断后，认定需要启动报警、联锁机制，那么SIS就会通过向PLC控制器下达指令，来执行上述安全防护功能，以保证化工装置的安全运行，达到安全控制的目的。

（二）功能运行应用机理

安全系统运行中，此集成系统在具体功能上的应用一般包括三个方面，即报警、安全调节、安全停机。在上述功能的运行中，集成系统的应用机理可以被阐释为，DCS系统中的传感器、仪表设施，会将化工装置的运行参数反馈给实时数据库，然后数据库会将这些数据通过网关发送给SIS，SIS再根据这些数据，判断是否要运行保护功能，以及需要运行哪种保护功能，再将相应的指令发给PLC现场控制器，予以执行，并将保护功能的运行决策通过网关发给DCS系统，确保两个系统的统一、协调运作，达到有效运行安全控制功能的目的。

（三）应用的优势与注意事项

通常来说，这种异种分离的集成系统应用方式意味着，SIS、DCS这两个系统的核心技术可以相同或不同，同时，也可以来自于相同或不同制造商，这使得此应用方式，具有良好的系统兼容性，能够降低系统集成应用失效的几率，而且在设计维护上也具备较为突出的优势，可以消除过于复杂的维护操作程度，以避免维护操作错误的问题。但在应用过程中，需要注意，由于网关是保证两个系统协同运作的重要节点，必须做好网关的检修工作，一旦网关出现问题，会直接导致应用失效，影响化工装置的正常运行。

二、通信网络共用的应用方式

（一）应用机理

此种集成模式是指一种通信网络、工程组态工具集成共用，但硬件结构分离的集成模式。在该集成模式下，两个系统共用一个基本功能模块，而且可以同时获取现场传感器、仪表反馈的化工装置运行参数。基于此，集成系统的应用机理可以被阐释为，SIS系统会借助通信网络，直接获取自身内部的安全控制专业信息，以及DCS系统的化工装置运行状态参数，然后借此监测化工装置的安全运行情况，若检测到安全运行问题，则会向现场的PLC控制器下达安全联锁、警报等功能执行命令，此时，DCS系统也会从同一的通信网络中，了解到SIS系统发出的安全控制指令，并通过做出相应的反应，保持两个系统的协调运行，使各项安全控制功能得以被顺利执行。

（二）功能运行应用机理

在具体的控制功能执行应用中，通信网络共用集成模式下的SIS、DCS集成系统的应用机理可以被阐释为，在安全控制功能运行时，SIS系统会通过通信网络，向现场的PLC控制器发送功能执行指令，然后PLC控制器再对具体的化工装置进行控制，如参数调节、紧急停机等，同时，DCS系统也会借助统一的通信网络，接收到SIS发送的信息，并向自身的现场PLC控制器发送指令，以辅助配合安全控制功能的运行，由此保持安全控制系统的协调运行。此外，对于安全控制系统的报警功能，当SIS做出安全控制功能执行判断之后，就会直接将故障参数信息发送给集成中控系统的显示界面上，完成报警功能的运行。

（三）应用的优势与注意事项

在该集成模式下，集成系统的应用省去了信息交互的环节，因此，功能执行速度会更快，有助于化工装置安全控制运行效率的提升。此外，相较于异种分离集成模式，SIS、DCS之间的信息交互不再局限于网关，而是由整个通信网络支撑，这使得信息交互更加灵活，同时，通信网络也比网关更加稳定，能够深入优化集成系统运行的可靠性，增强化工装置安全控制效果。但在系统应用中，需要注意，由于组态、通信网络为系统公用部分，因此，在这两个部分的设计中，必须综合考虑SIS、DCS的运行需求，保证设计的通用性，以免影响集成系统的应用效果。

三、无缝集成的应用方式

（一）应用机理

就目前来看，无缝集成模式是当前化工企业中最为常用的SIS、DCS集成应用模式之一。该模式属于一种物理上的集成模式，主要是指通过共用硬件结构、通信网络、人机界面来实现集成的SIS、DCS集成模式。基于此，在无缝集成应用模式下，集成系统的应用机理为，SIS、DCS会获取相同的化工装置运行监测信息，然后SIS会用该信息，运行其专门的逻辑运算程序，得出安全控制功能执行指令，并发送给现场PLC控制器，同时，DCS也会用获得的参数信息，进行相应的与SIS不同的逻辑运算，得出控制指令，然后发给现场的PLC控制器，最后，现场PLC控制器，会通过对两个系统下达的指令进行逻辑运算，得出具体的控制执行要求，再进行化工装置的运行控制，由此实现SIS、DCS并行状态下的化工装置安全控制。

（二）功能运行应用机理

在无缝集成模式下，各项化工装置安全控制功能的运行机理可以被阐释为，SIS与DCS分别负责控制相应的安全控制功能运行程序，然后通过统一的通信网络获取控制指令生成所需的化工装置运行监测数据，并借助共用的现场PLC控制器，将各自的指令加以整合处理，最终得到一套协调的安全控制功能执行方案，并加以执行，由此實现各项安全控制功能的运行[1]。

（三）应用的优势与注意事项

在此集成模式下，集成系统应用的设计方案是一体化的，而非方案分离形式，由此极大地降低了设计难度，同时，在一体化的背景下，集成系统所用的维护规程也是同一个，这为后续的系统维护工作带来了极大的便利。但在系统应用中，要注意，必须做好SIS、DCS各自的逻辑运算设计，保持逻辑运算方案的相互衔接，以免逻辑运算冲突，影响系统的正常运行[2]。

结论：综上所述，增强SIS、DCS集成应用效果，能够提升化工生产的自动化水平。在化工生产中，通过合理运用SIS、DCS集成系统，开展化工装置安全控制工作，可以帮助人们及时识别、修复化工装置运行中的故障，并有效排除装置运行隐患，从而改善化工生产的安全稳定状态，促进化工领域的发展。

参考文献：

[1]代方方，范娟，费贵强. DCS控制乙酸乙酯合成虚拟仿真实验设计与探索[J]. 实验技术与管理，2021，38（06）：161-165.

[2]陈周，王朝廷. 硫磺回收装置生产过程中风险控制实践[J]. 当代化工研究，2021，（12）：112-114.