1、中国石油项目管理公司天津设计院 天津 3000002、中铁二十二局集团电气化工程有限公司 北京 1000003、四川大学华西第二医院 四川成都 610000
摘要：安全仪表系统作为一种非常特殊的安全管理系统，非常适合在安全运营要求比较高的场合中应用，行业也专门出台了相关的标准。随着工业化的不断发展，各种行业都在不断扩大产能和提高产品质量，对开展安全工作有了更高的要求，安全仪表系统在以后的应用会不断增加。
关键词：石油炼化；安全；仪表系统；应用
1安全仪表介绍
从安全仪表系统的概念、安全度、分类、安全仪表系统的发展过程等方面，简要介绍了安全仪表系统的相关内容。安全仪表系统的概念是根据安全仪表系统的设计和使用而定义的产品。它涉及复杂的内容。整个系统的安全性可分为四个不同的层次。安全等级的划分是在特定的时间和条件下，在特定的安全系统中成功地执行其安全功能的概率，可以有效地衡量整个系统的可靠性。安全仪表系统的发展历程表明，欧美发达国家的系统技术发展一直处于领先地位。最早的安全相关系统标准出现在德国。当时，该标准涉及锅炉开关控制等内容。改革开放后，我国安全系统研究的内容主要应用于微电子技术和控制系统。
2石油炼化装置安全仪表系统的基本分析
根据石油炼化工艺HAZOP及SIL分析要求，其大部分SIS系统定位在SIL3级，根据SIL分析得出的记过需配置相应级别的SIS系统，这里可以提供一套高安全高可靠的HiaGuard安全仪表系统，这一系统能够提供稳定的过程控制器和可编程软件。一般来说，如果为了满足系统安全性和可用性的提升，就需要可用的、安全的容错控制器对应的增设，可在线执行相应操作，并且检测瞬态错误和稳态错误。针对HiaGuard安全仪表系统，主要的特点如下：
首先，系统不会因为单点故障而失效。其次，IO卡有三个独立的通道来控制程序的异步执行，并能与主处理器及相应的I/O卡实现三重容错设计，然后对计算结果进行表决。第三，对于输入模块，具有触点断开检测功能，系统本身具有自诊断功能。第四，为了满足在线更换所有故障卡的要求，还应设计独特的I/O逻辑插槽，可配置冗余。第五，为了方便使用软件，编程语言采用IEC61131-3标准。六是应用软件在线修改下载，需通过SIL3认证。第七，对于主处理器，它有三个完全相同的控制器，可以像I/O卡一样更换，非常方便。第八，基于Modbus标准通信，可以满足与其他DCS系统高速通信的要求。
在现场应用中，炼油化工SIS系统的现场仪表部分主要考虑以下要求：
首先，SIL3串级切断阀结合控制阀和切断阀，符合IEC61508的实际要求，Fisherdvc6000系列阀门定位器具有位置检测功能。电磁阀的实际动作主要是根据SIS控制信号来满足相关的控制要求。SIS控制阀的开度，spart检测阀位信号。Hart信号可直接从智能阀门定位器通过spart读出，属于Hart信号检测器。，读出的信号直接转换成4-20mA的标准信号，然后显示在SIS上，将标准信号与输出信号进行比较。
其次，为了避免电缆降压会影响电磁阀工作电压而导致电压过低的问题，一般选用24VDC电压电磁阀，然后采用1.4W小功率磁场电磁阀，属于单控型。它既能保证电磁阀在正常工作状态下的电励磁，又能使电磁阀在故障时断电。
第三，为了在SIS上显示连续的信号，避免压力开关的不灵敏动作，一般采用压力变送器代替压力开关。
第四，对于采用ASCO电磁阀的Fisher智能定位器，需要注意电磁阀调节范围与CV值的对应关系。如果不在此范围内，阀门定位器将引起振荡，这将直接影响控制阀。
3安全仪表系统合理化的应用建议
3.1认真做好设备的评估工作
在油气管道系统建设过程中，没有严格按照要求建设安全仪表系统，导致系统隐患相对较多。为避免这些仪表系统在后期运行中出现问题，必须定期检查系统运行情况，及时发现系统运行异常，并采取措施及时解决。
3.2做好安全仪表系统的设计和规划
在各类新建油气管道工程中，安全仪表系统的设计应纳入工程设计。在管道设计之初，应考虑如何规划安全仪表，并严格按照相关行业标准进行施工。系统建设完成后，应对系统的功能和质量进行评价，确保系统在油气管道安全管理中充分发挥作用，提高油气管道运输的安全性。
3.3提高安全仪表系统管理效率
为了使自动控制系统高效运行，员工需要采取一定的措施对系统的运行进行管理，有效地解决自动控制系统中存在的问题，从而使系统安全有效地完成生产任务。要有效了解自动控制系统的功能，充分发挥系统的故障自诊断功能，既能有效消除故障定位，又能真正达到自动控制的目的。为了进行定期诊断，可以分析故障原因，避免类似故障的发生，从而降低维修成本，给机组带来更多的经济效益。当生产环节发生故障时，工作人员应根据报警信息确定仪器设备，并利用仪器对传输路径进行有效检测，直至找到故障位置。故障点确定后，要及时组织专业人员进行整改和处理，逐点逐区对全站、全系统进行全面排查，确保系统安全稳定运行。另外，员工应对系统进行防尘处理，避免灰尘对系统的影响，降低系统运行的准确性和有效性，并做好清洁工作，保证系统的清洁度，从而达到高效运行的目的。
3.4优化升级站场设备设施管控
为保证区域化集中监控、统一管理的有效进行，进一步探索站场集中管理+站场应急管理+站场定期巡检的三位一体管控模式，实现区域化站场有人值守、无人值班的目标。站场设备可从以下几方面进行优化升级：一是将站场主要干线手动阀门升级改造为电动阀门，并将各改造后阀门的数据参数上传站控及中心调度；二是将站场电伴热、电加热器等防冰堵控制设施增加高灵敏传感器，传感器实时采集室外和出站温度，根据传感器所采集的温度值，相应电伴热、电加热器自动开启或关闭，同时，电伴热、电加热器等设施的数据参数上传站控及中心调度，站控或中心调度可以根据需要自行选择自动或站控、中控；三是在机柜间增加专门数据库机柜，写入站场各种报警、故障可能出现的原因，并不占用原有CPU内存，在站控或中控上位机设备图标处，嵌入各种报警、故障可能出现的原因，当出现报警或故障时，点击设备时报警或故障原因分别显示出来；四是在自动分输改造过程中，可以加入计时、计数器，在日指定量未到达剩余量10%前，计时、计数器不进行运算，不占用CPU内存，从而减轻CPU的运行负荷，确保紧急情况下，逻辑程序命令能够正常执行，保证输气生产安全平稳运行。
结论
针对石油炼化装置，涉及到电气自动化、安全、仪表控制等诸多专业，并且是保障高效使用、稳定、安全的必要条件，是相当复杂的工程。为了保证生产的安全性，就需要针对石油炼化系统装置的SIS系统做好对应的设计，并且确保SIS系统得到科学合理的应用，以此来保障系统达到标准水平。另外，基于实际情况做好科学的工程组态和调试，这样才能满足各项功能的基本需求，将考核与控制工作落到实处，高效稳定使用石油炼化装置SIS系统。
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