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石油化工裝置安全儀表系統的設計策略

1檢測傳感元件設計安全
安全儀表系統的安全度等級越高，安全系統實現所要求的安全功能失敗的可能性就越低。IEC61508標準根據安全系統滿足安全要求的程度將安全系統分為4個等級：SIL1-SIL4，SIL1低，SIL4高。儀表系統檢測、傳感元件是石油化工裝置安全儀表系統的重要組成部分，其性能直接決定著整個系統的安全與檢測精度。在進行檢測傳感元件設計時，要遵循獨立設置原則，就是1級SIS傳感器可與DCS共用，2級SIS傳感器宜與DCS分開，3級SIS傳感器應與DCS分開。遵循冗余設置原則，即1級SIS傳感器可采用單一的傳感器，2級SIS傳感器宜采用冗余的傳感器，3級SIS傳感器應采用冗余的傳感器。同時要遵循冗余選擇原則，即保證系統的安全性時，采用“或”邏輯結構；保證系統的可用性時，采用“與”邏輯結構；當系統的安全性和可用性均需保證時，采用“三取二”邏輯結構；傳感器宜采用4～20mA疊加HART傳輸信號的智能變送器，不宜采用開關型傳感器；傳感器由SIS系統供電。

2系統的邏輯運算器設計與選用
SIS邏輯運算器主要包括：繼電器系統，可編程序電子系統，混合系統三種類型。繼電器主要用于邏輯功能較簡單的場合；可編程電子系統用于邏輯功能復雜，與DCS、MES通信等場合；可編程電子系統可以是經TUV認證的PLC系統，也可是DCS和其他系統。依據獨立設置原則：1級SIS邏輯運算器宜與DCS分開；2級SIS邏輯運算器應與DCS分開；3級SIS邏輯運算器必須與DCS分開。依據冗余設置原則：1級SIS可采用單一的邏輯運算器；2級SIS宜采用冗余或容錯邏輯運算器；3級SIS應采用冗余容錯邏輯運算器。

3執行元件的聯鎖保護設計
保護系統是系統安全的保護傘，可以在發生相關危險時，快速做出反應，采取相應措施減少發生事故的概率。執行元件聯鎖保護機構主要用于對相關工藝設備及產品流程控制上，實現對過程流量的監測與控制。一旦出現外部條件或過程參數超出了安全操作范圍，執行元件聯鎖保護裝置將對動作，自動調整相關機構，使流量等回歸安全態勢，以確保系統安全。

4SIS的系統評價
SIS是為生產過程的安全而設置的，在工藝參數偏離允許范圍時系統必須正確無誤地執行安全程序。其可靠性（可用度）和安全性（故障安全）是評價SIS好壞的兩個重要指標。但是可用度并不代表系統故障安全。它們的區別在于：可用度是基于導致系統停車的故障進行計算的，可是對引起系統進入安全狀態的故障和引起系統進入危險狀態的故障是不區別的，它是系統故障頻度的度量；故障安全是指系統在故障時按己預知的方式進入安全狀態。高可用度的重要性在于系統很少出現進入安全狀態或危險狀態的故障；故障安全的重要性在于即使系統出現故障，也不會出現災難性事故。一個好的SIS，既應該有較高的可靠性，又具有很高的安全性。

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