SIS仪表维护及操作旁路的设计

发布时间：2022-05-05

　　摘　要：SIS 仪表系统可以提高化工生产过程的安全性，可以有效地对生产风险进行防控。因此，首先从检测元件、执行机构、使用管理、风险评估四个方面对 SIS 仪表维护方法进行分析，再从系统选型、设备配置、逻辑优化三个方面对 SIS 仪表操作旁路设计应用进行分析，从而保障 SIS 仪表系统能够稳定运行。

　　关键词 ：SIS 仪表 ;仪表维护 ;操作旁路 ;设计应用

　　化工生产过程具有一定的危险性，尤其是易燃易爆物的生产。为了提高化工生产过程的安全性，需要将 SIS 仪表系统应用到实际生产中，这样可以对生产过程进行有效的监督，消除生产过程中存在的安全隐患，从而保障化工生产过程能够顺利进行。

　　1 SIS仪表概述

　　SIS 仪表被广泛应用于化工生产中，如图1所示。可以有效地保障生产过程的安全性，对温度、压力、流量等进行监视，一旦某个生产参数超过限定值，SIS 仪表系统将会产生报警，通知工作人员及时停止生产过程，降低化工生产过程中的风险。SIS 仪表系统主要由火灾检测、有毒有害保护、紧急停车等子系统组成。对于火灾检测系统，主要由温度检测元件进行检测，一旦环境温度远超过正常值，系统将会产生报警，提醒工作人员已经发生火灾或者存在火灾隐患。对于有毒有害保护系统，当生产装置发生泄漏后，该系统将会产生报警，提供工作人员发生泄漏的位置，使其及时对泄漏问题进行处理。当系统检测到火灾、有毒气体后，将会立即触发紧急停车系统，使化工生产系统停止运行，防止事故危害进一步扩大。各个子系统存在相互独立的关系，一旦发生火灾，执行机构将会对事故产生反馈，执行一系列的安全防护措施。

　　2 SIS仪表维护方法

　　2.1 检测元件维护

　　通过检测元件可以对化工生产过程中的温度、压力、流量等进行检测，对生产过程的安全性进行判断，进而采用相应的处理措施。在选择检测元件时，需要符合安全认证标准，并且满足安全完整性等级要求的检测元件才能投入使用，使 SIS 仪表系统处于良好的运行状态。检测元件的维护工作主要包含以下几点 ：

　　(1)需要对检测元件的精度进行检测，一旦检测元件的精度不符合要求，则需要及时对检测元件进行更换，避免发生安全事故时 SIS 仪表系统不能及时报警。如图2所示，若是检测元件(传感器)出现问题，将会直接影响到 SIS 仪表的报警过程，使 SIS 仪表系统失去安全检测的作用。

　　(2)需要对检测元件的接线部分进行检查，避免接线部分出现接触不良的现象，使 SIS 仪表系统能够有效地发挥作用。

　　(3)需要避免检测元件附近存在干扰源，对检测元件的检测效果造成影响，进而影响 SIS 仪表的正常读数。

　　2.2 执行机构维护

　　执行机构主要用于生产设备的紧急停车过程中，包括电磁阀、速开阀、速关阀等，这些执行机构可以为生产装置运行的安全性提供重要保障。执行机构的选择需要符合 IEC 61508 安全度等级，并且具备相关等级认证的执行机构才能投入使用。执行机构的维护过程如下 ：

　　(1)需要检测执行机构的灵敏度，这样当发生安全事故时，执行机构才能够立即进行操作，降低化工生产的风险。例如 ：当检测元件检测到化工生产装置中压强过大时，SIS 仪表系统将会立即对事故进行处理，打开相应的电磁阀将生产装置内的气体排出，降低生产装置中的压强，提高化工生产过程的安全性。

　　(2)需要对执行机构的开度进行校正，即开度大小(0和 100%)需要与执行机构的关闭与全开相对应。

　　(3)需要做好执行机构的防锈、润滑工作，使其能够处于良好的运行状态，避免对执行机构的灵敏度造成影响。

　　2.3 使用周期管理

　　为了保障 SIS 仪表能够稳定运行，需要对仪表的使用周期进行管理，避免仪表在运行过程中出现问题，导致仪表无法发挥作用。SIS 仪表周期管理工作如下 ：

　　(1)需要严格规范仪表的使用流程，避免错误的使用方法对仪表的精度造成影响。

　　(2)需要规范 SIS 仪表安全流程。在对仪表进行安装和拆卸时，需要轻拿轻放，避免仪表受到过大的震荡或碰撞，否则将会对仪表的精度造成影响，增加 SIS 仪表系统的安全隐患。然后，在 SIS 仪表调试过程中，需要根据仪表的实际应用情况编制测试方案，这样可以有效地避免测试过程出现遗漏，保障调试结果的准确性和可靠性。

　　(3)需要对 SIS 仪表管理制度进行完善，定期对仪表进行维护，使 SIS 仪表在生产过程中能够正常发挥作用，提高 SIS 仪表系统运行的稳定性。

　　2.4 SIS风险评估

　　做好 SIS 风险评估工作非常重要，通过对仪表的风险进行评估，可以有效地降低 SIS 仪表系统运行的安全隐患，使仪表装置运行更加的稳定。SIS 风险评估工作主要包含以下两个方面 ：

　　(1)需要对检测元件、执行机构、SIS 仪表的损耗情况进行评估，以此来确定设备的维护周期和更换时间，避免设备在运行过程中出现精度损耗，保障设备能够长时间处于稳定运行的状态。

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　　(2)需要对事故的发生概率进行评估，确定事故的易发地点。通过 SIS 仪表系统着重对事故易发地点进行检查，从而对事故的风险进行有效控制。

　　3 SIS仪表操作旁路设计应用分析

　　3.1 系统选型

　　对 SIS 仪表操作的旁路设计应用进行分析，首先就要做好系统的选型工作。因为 SIS 仪表在化工生产中承担着重要的保障安全的任务，在进行系统的选型工作时，要注意以下两个方面的问题 ：

　　(1)因为化工的生产过程涉及众多精确数据的分析和处理，在进行系统选型工作时，不仅要严格按照国家对于化工生产所制定的相关标准来进行，还要将系统当中涉及的硬件软件等计量的标准得到国家技术层面的认证。

　　(2)在进行系统的选型工作时，还要选择具备相应诊断功能的系统，以保证 SIS 仪表操作和整个化工生产的安全性。这样才能够保证系统选型工作能够对 SIS 仪表操作的旁路设计起到促进的作用 [3] 。

　　3.2 设备配置

　　设备的配置也是 SIS 仪表操作的旁路设计应用中需要重点注意的一个方面。针对设备的配置而言，将仪表按照安全级别划分为几个不同的等级，能够对 SIS 仪表操作的旁路设计起到更好的作用。

　　(1)在对不同级别的仪表进行操作时，要将传感器和系统的相应操作相互对应好，以解决冗余的设备配置问题。SIS 仪表的高效操作与稳定运行能够保障化工生产过程的安全 ;

　　(2)在对 SIS 仪表设备的配置时，不仅要对 SIS 仪表所应用和涉及的设备进行全方位的安全检测，以保证系统能够正常发挥对化工生产过程的安全保护作用，还要使系统中传感器的精确度达到化工生产的相关规定标准。

　　3.3 逻辑优化

　　目前逻辑运算符主要包含两种系统，分别是可编程系统和中继系统。当系统逻辑的运算过程较为简单时，可以应用中继系统，如果要进行复杂的运算需要转换为可编程系统。结合化工生产安全仪表管理复杂的特点，应采用可编程电子系统。在实际进行系统逻辑布局时，在可编程控制器的选择上要挑选带有冗余或者含有容错结构的控制器，以此实现系统逻辑运算，给系统运行提供保障，发出逻辑命令。对运算器的结构进行分析，其具有多种结构形式，如1oo2D、2oo2D、 2oo3D 等，在内部结构上包含冗余和变形的组件。当系统发生故障时，要先进行事故识别，然后将其调整为旁路状态，保证指定功能可以正常运作。在选择逻辑的形式时，要综合系统的运行工况进行考虑，在此过程中需要注意，优化设计时要确保逻辑的设定科学合理，符合控制器的匹配要求。在设计旁路的时候，要注意开关位置的设计，确保给后续维护调整工作提供一定的便利。

　　4 结束语

　　安全仪表系统 SIS 在化工生产中起到重要的管理作用。在实际工程设计的过程中，要保证系统运行稳定、可靠，并且在设计时要考虑到系统使用的便捷性，确保其性能得到有效的发挥。合理地设置系统结构、优化逻辑运算，能够提高仪表的安全性，进而用更加安全的工程技术推动化工企业的发展。——论文作者：蒋  振

　　参考文献

　　[1] 余国胜 . 化工安全仪表系统 SIS 的工程设计分析 [J]. 化工管理， 2020(6)：203-204.

　　[2] 刘玉鹏 . 浅述安全仪表系统 SIS 在化工生产中的重要性 [J]. 中国仪器仪表，2019(1)：47-50.

　　[3] 洪建勋，柴龙 .SIS 仪表维护及操作旁路的设计应用 [J]. 化工管理， 2018(12)：192.

　　[4] 周晓龙，王辉，杨春，等 .SIS 仪表维护及操作旁路的设计应用 [J]. 石油化工自动化，2017(1).

　　[5] 徐志奇，王可奇，刘丽媛 . 浅谈安全仪表系统(SIS 系统)在煤化工项目中的应用 [J]. 石油化工建设，2011，33(1)：73-74.

　　[6] 周世军，孙健 .SIS 故障分析以及应对策略 [J]. 工业仪表与自动化装置，2016(6)：87-90.