专家谈 | 有关SIS设计的热点问题解析2024版(1)

文摘   2024-11-13 07:03   陕西  
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在石油和化工等流程工业生产过程中,普遍存在易燃、易爆危险环境,自动化仪表系统在流程工业发挥着越来越重要的作用,安全仪表系统成为化工企业安全生产的重要保护屏障和有效措施。
GB/T 50770-2013是石油和化工行业开展安全仪表系统设计的主要遵循的设计标准。该标准在实施过程中,对标准条文的理解和使用也存在一些不同的认识。
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问题1:SIL2 级安全仪表功能,控制阀宜与BPCS分开。“宜”的度怎么把握?

《石油化工安全仪表系统设计规范》(GB/T 50770-2013)7.2.2 条“SIL2 级安全仪表功能,控制阀宜与基本过程控制系统分开”。

“宜”为标准规范条文中出现的规范用词,通常在标准中常用的规范用词有“必须”、“严禁”;“应”、“不应”;“宜”、“不宜”和“可”,用以表示对条文执行严格程度的区别。在本标准条文后的“本规范用词说明”原文是:
为便于执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示要求很严格、非这样做不可的正面用词采用“必须”,方面用词采用“严禁”;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
由此可见,对SIL2 级安全仪表功能的控制阀,首先选择与BPCS分开设置的方案。

问题2:BPCS信号可以控制SIS的逻辑或者动作吗?

  • 根据GB/T-50770下列条款:
5.0.8 安全仪表系统应独立于基本过程控制系统,并应独立完成安全仪表功能。

5.0.10 基本过程控制系统不应介入安全仪表系统的运行或逻辑运算。

  • 国家安监总局:《国家安全监管总局关于化工安全仪表系统管理指导意见》(安监总管三[2014]116号)

(一) 化工安全仪表系统(SIS)包括安全联锁系统、紧急停车系统和有害有毒、可燃及火灾检测保护系统等。安全仪表系统独立于过程控制系统(例如分散控制系统等)......

因此,BPCS信号不可以控制SIS的逻辑或者动作。

问题3:标准4.2.7条“用于安全保护功能测量的一次取源阀应独立设置”。这一条应怎么把握?不同情况如何衡量? 

一次取样阀是工艺过程与连接的测量仪表或连接测量仪表的引出管线的隔离装置,直接与工艺过程连接,本条文用词为“应”,表示严格。因此安全保护功能测量用的一次取样阀及与变送器之间的测量管路都要独立设置,即一台测量仪表应独立设置一次取样阀。

新编《化工安全仪表系统设计标准》HG/T 22820(待发布)在独立性条文(6.2.1~6.2.4)说明中,认为“节流装置作为流量测量元件时可以共用”。

问题4:规范条文说明“9.1.1 …安全仪表系统与基本过程控制系统的串行通信,基本过程控制系统应为主站,安全仪表应为从站”。如何理解PBCS设置为主站、SIS系统设置为从站?

“安全仪表系统与基本过程控制系统的串行通信,基本过程控制系统设置为主站,安全仪表设置为从站”,这是由主从式串行通信模式决定的,通常DCS系统与SIS系统之间通讯多采用MODBUS RTU通讯协议,通信端口多用RS485串行通信。在RS485主从结构通讯模式中,只有一个主设备(Master),其余为从设备(Salve)。

主从设备间可以通讯,从设备之间是不能通信的。在生产装置过程控制中,安全仪表系统(SIS)有可能设置多套独立系统,各安全仪表系统独立运行,只有DCS设置成主站,各SIS才可能与DCS实现通讯,如果DCS系统设置为从站,当有两个以上的SIS系统时,只有设置为主站的SIS系统能够与DCS系统通信外,其他SIS就无法与DCS系统通信,故在9.1.1条文说明中“安全仪表系统与基本过程控制系统的串行通信,基本过程控制系统应为主站,安全仪表应为从站”。

问题5:GB/T 50770与GB/T 21109差异很大,以哪个为准?

陈鹏:GB/T50770石油化工安全仪表系统设计规范与GB/T21109过程工业领域安全仪表系统的功能安全差异很大,以哪个为准?

GB/T 21109《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》分为三个部分:
第1部分框架、定义、系统和软件要求(GB/T 21109.1)
第2部分GB/T21109.1的应用指南(GB/T 21109.2)

第3部分确定要求的安全完整性等级的指南

GB/T 21109标准等同采用IEC 61511《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》,对过程领域安全仪表系统的功能安全的整体框架、概念定义,硬件和软件要求进行了阐述,其主要内容包括安全术语定义、功能安全管理;安全生命周期的要求和验证;过程危险和风险评估;保护层分配安全功能;制定安全要求规范;安全仪表系统设计;工厂验收测试、安装、调试运行和安全确认;安全仪表系统的运行维护、修改和变更、停用及处理。

GB/T 21109标准,其范围涵盖整个过程工业领域,全面论述了在过程工业领域安全仪表系统的安全生命周期各个阶段需要做的工作和要素,重点是做什么。

《石油化工安全仪表系统设计规范》GB/T 50770是为了防止和降低石油化工工厂或装置的过程风险,保证人身和财产安全,保护环境而制定的工程设计标准。

GB/T50770适用与石油化工工厂或装置新建、扩建及改建项目安全仪表系统的工程设计,对石油化工工厂或装置安全仪表系统的安全生命周期按工程设计、集成调试和验收测试、操作维护三个阶段进行了划分,并对各个阶段所要进行的工作和过程做了进一步细化。重点对安全仪表系统在工程设计阶段的设计工作做出规定,使用规范用词对安全仪表系统的设计配置、测量仪表、执行元件的设置等工程问题进行明确规定,解决安全仪表系统工程设计怎么做的问题。

当需要了解在过程工业领域安全仪表的功能安全是怎么回事,仪表安全功能和其他功能的关系,安全仪表系统全生命周期各个阶段的活动、活动内容和要求时,GB/T 21109是非常好的资料; 

当要在石油化工(工厂)装置工程建设中,开展安全仪表系统工程设计时,要依据GB/T50770要求来执行。

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