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安全仪表系统SIS与DCS系统的区别

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安全仪表系统SIS与DCS系统的区别

1.什么是安全仪表系统SIS

在IEC61508 中,安全仪表系统SIS被称为安全相关系统(Safety Related System)或紧急停车系统ESD,将被控对象称为被控设备(EUC)。IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能(Safety Instrumented Function,SIF)的仪表系统。SIS是由传感器(如各类开关、变送器等)、逻辑控制器、以及最终元件(如电磁阀、电动门等)的组合组成, IEC61511又进一步指出,SIS可以包括,也可以不包括软件。另外,当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时,必须在安全规格书(Safety RequirementSpecification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定,并包括在SIS的绩效计算中。从SIS的发展过程看,其控制单元部分经历了电气继电器(Electrical)、电子固态电路(Electronic)和可编程电子系统(Programmable ElectronicSystem),即E/E/PES三个阶段。

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SIS安全仪表系统功能可以是安全仪表保护功能,也可以是安全仪表控制功能,或包含这两者。需要说明的是,这里所说的安全仪表控制功能,是指以连续模式(Continuous Mode)操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果,与常规的PID控制功能是完全不同的概念。SIS可以包括或不包括软件,SIS的一部分也可能是人的动作。

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IEC61508/IEC61511的发布,对安全控制系统在过程工业领域的应用有划时代的意义。首先,将仪表系统的各种特定应用,例如是ESD安全联锁/紧急停车系统(ESD属于SIS的一部分。SIS包括现场仪表、逻辑解决器、执行机构三部分,常规的ESD系统只是SIS的逻辑解决器这部分。)、FGS、BMS、HIPPS…都统一到SIS的概念下;其次,提出了SIL为指针,基于绩效饿可靠性评估标准;再者,以生命周期的构架,规定了各阶段的技术活动和功能安全管理活动。这样SIS的应用形成了一套完整的体系,包括:设计理念和设计方法、仪表设备选型准入原则(基于经验使用和IEC61508符合性认证)、系统硬件配置和软件组态编程规则、系统集成、安装和调试、运行和维护,以及功能安全评估与审计等。

安监总局116号文件 国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统SIS管理指导意见(安监总管三〔2014〕116号)》该意见涉及到了生产,设计,管理等多个方面。HAZOP分析,SIL等级评估,安全系统验证,老装置安全系统安全等级评估,安全系统改造等,这些工作将在今后几年中越来越多,越来越重要!

2.什么是DCS系统

DCS系统又称为DCS控制系统(Distributed Control System),即集散控制系统,是以微处理器为基础,采用控制功能分散、显,示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。

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DCS采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。

DCS硬件体系结构:

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(1)现场控制单元

现场控制单元一般远离控制中心,安装在靠近现场的地方,其高度模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个监控点到数百个监控点的规模不等的过程控制单元。现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板(或称卡件)按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中,各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接,以实现信息交互。

现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容:插件的配置根据系统的要求和控制规模配置主机插件(CPU插件)、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备;硬件冗余配置对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段,DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。

硬件安装 不同的DCS,对于各种插件在插件箱中的安装,会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。另外,现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种,所谓基本型就是各种插件安装在一个插件箱中,但更多的时候时需要可扩展的结构形式,即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元,相互间采用总线连成一体。就本质而言,现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC的硬件配置是一致的。

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(2)操作站

操作站用来显示并记录来自各控制单元的过程数据,是人与生产过程信息交互的操作接口。典型的操作站包括主机系统、显示设备、键盘输入设备、信息存储设备和打印输出设备等,主要实现强大的显示功能(如模拟参数显示、系统状态显示、多种画面显示等等)、报警功能、操作功能、报表打印功能、组态和编程功能等等。

另外,DCS操作站还分为操作员站和工程师站。从系统功能上看,前者主要实现一般的生产操作和监控任务,具有数据采集和处理、监控画面显示、故障诊断和报警等功能。后者除了具有操作员站的一般功能以外,还应具备系统的组态、控制目标的修改等功能。从硬件设备上看,多数系统的工程师站和操作员站合在一起,仅用一个工程师键盘加以区分。目前国内三大sis系统是和利时、浙大中控、康吉森,基本都有SIL认证和tuv认证吧。。。当然国外也有 Triconex,HIMA,西门子,Moore,ICS,ABB,EMerson等品牌。


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