1、2007 Compressor Controls Corporation,控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)的思考,國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn),安全等級(jí)的評(píng)定,控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng),什么是安全系統(tǒng),安全相關(guān)的概念,2007 Compressor Controls Corporation,國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn),DIN V 19250/ DIN VDE 0801 Control Technology, Fundamental Safety Aspects to be considered for Measurement and Control Equipment ISA SP-91. “Identification of Emergen

2、cy Shutdown Systems and Controls That are Critical to Maintaining Safety in Process Industries” ANSI/ISA S84.01. “Application of Safety Instrumented Systems for the Process Industries” IEC 61508/IEC 61511 “Functional Safety: Safety Related Systems”/”for Process Industry” Based on ANSI/ISA S84.01 Sub

3、stituted ANSI/ISA S84.01 on 2nd QTR 2002,2007 Compressor Controls Corporation,安全相關(guān)的概念,安全是可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平 由不同的保護(hù)層實(shí)現(xiàn),2007 Compressor Controls Corporation,安全相關(guān)的概念,SIS Safety Instrumented System 安全儀表系統(tǒng)，ESD是其中一個(gè)部分 SIL Safety Integrity Level 安全品質(zhì)等級(jí)，又稱安全級(jí)別 SIF Safety Instrumented Function 安全儀表功能，一套SIS中含有一個(gè)或多個(gè)SIF

4、Reliability 可靠性，評(píng)價(jià)的是系統(tǒng)在出現(xiàn)危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)執(zhí)行安全動(dòng)作的準(zhǔn)確性 Availability 可用性，評(píng)價(jià)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的能力 PFD 可能失效率 MTTF 平均到故障時(shí)間,2007 Compressor Controls Corporation,安全等級(jí)的劃分,IEC 61508 劃分了4個(gè)安全等級(jí):SIL1SIL4,DIN V 19250 劃分了8個(gè)安全等級(jí):AK1SIL8,2007 Compressor Controls Corporation,安全等級(jí)的評(píng)定,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法 定性分析： 由一個(gè)專家組成的團(tuán)隊(duì)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的頻率和造成的后果判斷得出的SIL IEC 61508只

5、根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)后果定性分析 “4” 災(zāi)難性的社會(huì)傷害. “3” 人員傷亡和社區(qū)環(huán)境傷害 “2” 主要財(cái)產(chǎn)和產(chǎn)品損失，可能對(duì)人員造成傷害 “1” 輕微財(cái)產(chǎn)和生產(chǎn)損失 定量分析：由一個(gè)專家組成的團(tuán)隊(duì)根據(jù)系統(tǒng)失效率的數(shù)據(jù)（包括人為因素和硬件因素）計(jì)算出發(fā)生事故的可能性，通常用來(lái)精確驗(yàn)證一個(gè)安全系統(tǒng)是否達(dá)到了相應(yīng)SIL的保護(hù)要求,安全等級(jí)的評(píng)定,2007 Compressor Controls Corporation,C風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生造成的后果嚴(yán)重程度 F人員處于危險(xiǎn)區(qū)域的頻率和時(shí)間概率 P是否有完善的避免傷害的途徑和方法 W危險(xiǎn)發(fā)生的可能性,危險(xiǎn)事件,b,a,c,d,e,f,g,h,-,a,b,c,d,e,f,

6、g,-,-,a,b,c,d,e,f,P1,P2,P1,P2,F1,F2,F1,F2,C1,C2,C3,C4,W3,W2,W1,IEC-61508安全等級(jí)評(píng)估示例,安全定級(jí)的評(píng)定,2007 Compressor Controls Corporation,安全等級(jí)的評(píng)定,2007 Compressor Controls Corporation,安全等級(jí)的評(píng)定,2007 Compressor Controls Corporation,安全儀表系統(tǒng) SIS,完整的安全儀表系統(tǒng)包括：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量元件、接線、控制器、執(zhí)行元件 控制器不是整個(gè)系統(tǒng)! 現(xiàn)場(chǎng)元件對(duì)系統(tǒng)的可用性有著非常重大影響,而必須加以考慮.,Co

7、ntroller,Sensors,Final Elements,2007 Compressor Controls Corporation,控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)的關(guān)系,SIS,控制系統(tǒng)LIC回路控制液位，當(dāng)超過(guò)一定限制值時(shí)，報(bào)警。 當(dāng)控制不住時(shí)，液位超過(guò)安全限制值，安全系統(tǒng)SIS 動(dòng)作，打開(kāi)放空閥，切斷進(jìn)料閥，將容器放空。 如果控制系統(tǒng)控制的好，將減少危險(xiǎn)發(fā)生的可能性,2007 Compressor Controls Corporation,控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)應(yīng)分離,IEC61508 規(guī)定：安全系統(tǒng)與控制系統(tǒng)要分別獨(dú)立設(shè)置，這包括控制器、現(xiàn)場(chǎng)儀表、何現(xiàn)場(chǎng)接線、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等 IEC 61511定義：B

8、PCS和SIS應(yīng)在如下5個(gè)部分分開(kāi) IEC 61511對(duì)邏輯控制器分開(kāi)的定義,2007 Compressor Controls Corporation,控制系統(tǒng)與安全系統(tǒng)的思考,從可靠性角度來(lái)考慮： 一個(gè)SIL3的安全系統(tǒng)其PFD = 10-3, 一個(gè)達(dá)到SIL2的PLC和一個(gè)基本控制系統(tǒng)BPCS： PLC PFD = 10-2 BPCS PFD= 10-2 總的 PFD= 10-4,從引起故障的原因來(lái)看,故障主要有兩類： 1、隨機(jī)性故障，可以由PFD來(lái)評(píng)價(jià) 2、系統(tǒng)性故障，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件軟件設(shè)計(jì)技術(shù)缺陷,2007 Compressor Controls Corporation,透平機(jī)械應(yīng)用的

9、分析,控制回路： 速度控制、喘振控制、性能控制、輔助系統(tǒng)控制、啟停車順 序 控制和一般監(jiān)測(cè)等 機(jī)械保護(hù)聯(lián)鎖： 超速保護(hù)、潤(rùn)滑油壓低低、動(dòng)力油壓力低低、軸振動(dòng)高高、軸位移高高、軸封泄漏、手動(dòng)緊急停車、汽機(jī)冷凝器液位高高（凝汽透平）、入口分液罐液位高高（如果有）等 如果安全級(jí)別定位SIL1 、SIL2，則應(yīng)采用兩套獨(dú)立的系統(tǒng) 如果安全級(jí)別定位SIL3, 則應(yīng)采用兩套獨(dú)立的不同廠商的系統(tǒng),2007 Compressor Controls Corporation,加氫裝置系統(tǒng)設(shè)置的反思,循環(huán)氫壓縮機(jī)是加氫裝置的動(dòng)力源，如果停機(jī)將使反應(yīng)器熱量無(wú)法帶出. 進(jìn)料泵為反應(yīng)提供原料，在循環(huán)氫壓縮機(jī)停機(jī)的情況下，進(jìn)料泵停，將造成急速飛溫和催化劑結(jié)焦 新氫壓縮機(jī)在循環(huán)氫壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)可以為反應(yīng)器注入冷氫或冷氮,循環(huán)氫壓縮機(jī)、進(jìn)料泵和新氫往復(fù)機(jī)同時(shí)停機(jī)是最危險(xiǎn)的情況,從裝置安