《dcs與esd系統(tǒng)》word版

《《dcs與esd系統(tǒng)》word版》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、DCS與ESD系統(tǒng)ESD，即緊急停車系統(tǒng)(EmergencyShutdownSystem)，是為生產(chǎn)過程的安全而設(shè)置的，它適用于高溫、高壓、易燃、易爆等連續(xù)性生產(chǎn)作業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)生產(chǎn)過程出現(xiàn)意外波動或緊急情況需要采取某些動作或停車時，該系統(tǒng)能精確監(jiān)測，并及時、準(zhǔn)確地做出響應(yīng)，使裝置停在一定的安全水平上，確保裝置和人身的安全。ESD由檢測元件，邏輯單元和執(zhí)行元件組成。1ESD和DCS的關(guān)系ESD與DCS是完全分離的。DCS主要用于過程工業(yè)參數(shù)指標(biāo)的動態(tài)控制。在正常情況下，DCS動態(tài)監(jiān)控著生產(chǎn)過程的連續(xù)運行，保證能生產(chǎn)出符合要

2、求的優(yōu)良產(chǎn)品。而ESD則是對于一些關(guān)鍵的工藝及設(shè)備參數(shù)進行連續(xù)的監(jiān)測，在正常情況下ESD是"靜止的"，不采取任何動作。但是當(dāng)參數(shù)發(fā)生異常波動或故障時，它會按照已定的程序采取相應(yīng)的安全動作，使裝置停在安全水平線上。所以ESD和DCS在過程工業(yè)中所起的作用不同，既有分工，又成互補關(guān)系。同時，ESD也不單是實現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系，它應(yīng)該凌駕于生產(chǎn)過程控制之上，具有獨立性，這樣降低了兩者同時失效的概率，ESD的安全等級要高于DCS。ESD與DCS的主要區(qū)別見對照表1。表1ESD與DCS的的主要區(qū)別2ESD的設(shè)計此部分主要涉及ESD系統(tǒng)邏

3、輯單元的設(shè)計，為了設(shè)計合適的ESD系統(tǒng)，應(yīng)該遵循以下的原則：(1)在緊急停車系統(tǒng)的設(shè)計中，安全度等級是設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。在ESD的設(shè)計過程中，首先應(yīng)該確定生產(chǎn)裝置的安全度等級，依據(jù)此安全度等級，選擇合適的安全系統(tǒng)技術(shù)和配置方式。目前，我國對于生產(chǎn)裝置的安全度等級的劃分尚沒有設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用中應(yīng)該參照國際上的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，參比同類裝置已經(jīng)采用的ESD運行情況，結(jié)合本企業(yè)的生產(chǎn)實際情況，來確定采用ESD的安全等級要求。根據(jù)經(jīng)驗，石化裝置一般采用的ESD安全等級為SIL3，即T?V的AK5或AK6。(2)緊急停車系統(tǒng)必須是故障安

4、全型故障安全指ESD系統(tǒng)在故障時使得生產(chǎn)裝置按已知預(yù)定方式進入安全狀態(tài)，從而可以避免由于ESD自身故障或因停電，停氣而使生產(chǎn)裝置處于危險狀態(tài)。(3)緊急停車系統(tǒng)必須是容錯系統(tǒng)容錯是指系統(tǒng)在一個或多個元件出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)仍能繼續(xù)運行的能力。一個容錯系統(tǒng)應(yīng)該具有以下的功能：A)檢測出發(fā)生故障的元件。B)報告操作人員何處發(fā)生故障。C)即使存在故障，系統(tǒng)依然能夠持續(xù)正常運行。D)檢測出系統(tǒng)是否已被修理恢復(fù)常態(tài)。容錯系統(tǒng)不同于一般的雙機熱備份系統(tǒng)。一般的雙機熱備份系統(tǒng)僅僅是模塊或總線上的簡單的雙熱備，一旦輸入模塊出現(xiàn)了故障，處理

5、器模塊也有一塊出現(xiàn)了故障，這時系統(tǒng)可能因此而癱瘓；但是具有容錯功能的系統(tǒng)，除了在模塊、總線、通訊上有冗余設(shè)計之外，還具有自診斷功能，能準(zhǔn)確識別各部件的故障，并對任何故障能進行補償。(如：對故障部件的信號強制為指定狀態(tài))在選擇容錯系統(tǒng)時有兩個方面需要考慮：①系統(tǒng)是軟件容錯還是硬件容錯為實現(xiàn)容錯，一種是在使用標(biāo)準(zhǔn)硬件的基礎(chǔ)上用軟件實現(xiàn)容錯，即SIFT(軟件實現(xiàn)容錯)；另一種認(rèn)為軟件是系統(tǒng)中最不可*的部分，因此把軟件的應(yīng)用減少到最少，即用硬件實現(xiàn)容錯(HIFT)。在ESD系統(tǒng)中最明顯的同原因故障(是指影響系統(tǒng)多處的故障)就是

6、操作系統(tǒng)，HIFT和SIFT最基本的區(qū)別就是為實現(xiàn)容錯而需要的軟件復(fù)雜程度不一樣，只有軟件的作用得到了限制，才能保證一定的安全水平。所以應(yīng)該采用硬件實現(xiàn)系統(tǒng)容錯。②容錯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定在基于處理器的容錯系統(tǒng)中大致可以分成兩類系統(tǒng)，一類是雙重冗余系統(tǒng)，另一類是三重冗余系統(tǒng)或三重模塊冗余系統(tǒng)，它們的共同特點是都具有表決電路，但究竟選用哪類系統(tǒng)，又可由裝置所要求安全性和可*性(可用度)來決定。可用度是基于導(dǎo)致系統(tǒng)的故障進行計算的，這故障有引起系統(tǒng)進入安全狀態(tài)的故障(故障安全故障或顯性故障)和引起系統(tǒng)進入危險狀態(tài)的故障(故障危險

7、故障或隱性故障)，它是系統(tǒng)故障頻度的度量。高可用度的重要性在于系統(tǒng)很少出現(xiàn)進入安全狀態(tài)或危險狀態(tài)的故障。高安全性的目標(biāo)在于避免故障的發(fā)生，即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障時也不會出現(xiàn)災(zāi)難性的事故。一個理想的緊急停車系統(tǒng)應(yīng)該兼顧安全性和可用性的要求。A雙重冗余系統(tǒng)雙重冗余系統(tǒng)提供了第二條信號線路，并在兩條信號線路之間提供某種表決格式。一般采用的表決原則有1OO2(雙通道2選1表決)和2OO2(雙通道2選2表決)。雙通道2選1表決，在此系統(tǒng)中，任何一個通道的故障將導(dǎo)致系統(tǒng)誤動作，構(gòu)成或邏輯。由于兩通道均可導(dǎo)致系統(tǒng)停車，因此其安全性高(隱性

8、故障率低)，但誤停車率高(顯性故障率高)。雙通道2選2表決，在此系統(tǒng)中，必須兩個通道同時故障才導(dǎo)致系統(tǒng)誤動作，構(gòu)成與邏輯。由于需要兩個一致才可以停車，因此誤停車率低(顯性故障率低)，如果2選2系統(tǒng)的某一通道中存在隱性故障，則有可能引起系統(tǒng)的失效，導(dǎo)致危險發(fā)生(隱性故障率高)，因此2選2表決系統(tǒng)安全性低。由此可見雖然雙重冗余系統(tǒng)提供