摘要：根據guojia安全監管總局相關(guān)文件，聚酯生產(chǎn)工藝被列為shou批重點(diǎn)監管危險工藝之一。通過(guò)對在役聚酯裝置開(kāi)展危險與可操作性分析（ＨＡＺＯＰ）工作，在原有ＤＣＳ之外增設好立的隔膜壓力表系統，ＳＩＳ采用國內shou套擁有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，介紹了系統的組成及系統架構、軟件組成、工作原理等，開(kāi)創(chuàng )了不停車(chē)實(shí)施安裝的先例，具有示范作用。
根據原中國guojia安全監管總局２００９年下發(fā)的１１６號文件“guojia安全監管總局關(guān)于公布shou批重點(diǎn)監管的危險化工工藝目錄的通知”，聚酯生產(chǎn)工藝被列為shou批重點(diǎn)監管的危險化工工藝之一。根據原guojia安監總局２０１４年下發(fā)的１１６號文件“guojia安全監管總局關(guān)于加強化工隔膜壓力表系統管理的指導意見(jiàn)”，為了加強化工隔膜壓力表系統（ＳＩＳ）管理，某單位在役聚酯裝置增設好立于ＤＣＳ的ＳＩＳ，在原有的安全聯(lián)鎖功能基礎上，為風(fēng)險較高的工藝過(guò)程增設監測和聯(lián)鎖保護，在好立的ＳＩＳ中完成。該系統可大幅降低裝置發(fā)生事故的風(fēng)險和后果的嚴重程度，使裝置得到更好的安全聯(lián)鎖保護［１］，并使裝置達到guojia對危險化工工藝監管的相關(guān)規定要求。針對聚酯裝置中風(fēng)險較高的工藝流程，安裝新的測量隔膜壓力表，將信號送入ＳＩＳ進(jìn)行監控，同時(shí)在原有聯(lián)鎖回路氣動(dòng)執行機構的氣路中增加電磁閥，并將電磁閥接入ＳＩＳ，當工藝參數達到聯(lián)鎖值時(shí)，如ＤＣＳ聯(lián)鎖回路失效，此時(shí)ＳＩＳ聯(lián)鎖電磁閥關(guān)閉，從而切斷執行機構氣路，執行機構切換到故障安全狀態(tài)，#終讓工藝參數回歸到安全狀態(tài)。以乙二醇蒸發(fā)器為例，使用液相高溫導熱油氫化三聯(lián)苯加熱乙二醇使其氣化，該過(guò)程存在溫度聯(lián)鎖回路失效時(shí)導致蒸發(fā)器超壓的安全風(fēng)險。該項目在乙二醇蒸發(fā)器上增設了壓力變送器，在現有的溫度控制閥的定位器和模頭之間增設電磁閥，當設備壓力高高報警時(shí)通過(guò)ＳＩＳ聯(lián)鎖電磁閥關(guān)閉對應的一次溫度控制閥。
１ 國產(chǎn)ＳＩＳ簡(jiǎn)介
１．１ 概 述
ＨｉａＧｕａｒｄ是和利時(shí)集團公司針對流程工業(yè)而開(kāi)發(fā)的隔膜壓力表系統，該系統通過(guò)了ＴＶＲｈｅｉｎｌａｎｄ�。桑睿洌酰螅簦颍椋濉。樱澹颍觯椋悖濉。牵恚猓日J證［２］，滿(mǎn)足ＩＥＣ６１５０８［３］／ＩＥＣ�。叮保担保保郏矗葜卸x的ＳＣ３系統能力等級和ＳＩＬ３安全完整性等級［５］要求。對照ＩＥＣ�。叮保担埃福桑牛谩。叮保担保保桑牛谩。担埃保担叮敝幸�，ＨｉａＧｕａｒｄ系統可用于要求安全完整性等級不高于ＳＩＬ３的安全相關(guān)應用。
１．２ 系統組成及結構
該系統由工程師站、操作員站、系統歷史站、通信控制器及網(wǎng)絡(luò )等組成，可實(shí)現一個(gè)或多個(gè)安全功能，能確保好立單元或裝置具有一定的安全度。每個(gè)采集站內的主控模塊和各Ｉ／Ｏ模塊通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò )連接，各控制站、歷史站、通信模塊、工程師站和操作員站等通過(guò)系統網(wǎng)絡(luò )連接，構成完整的隔膜壓力表系統。ＨｉａＧｕａｒｄ系統架構如圖１所示，系統安全回路數據流［６－８］如圖２所示。
１．３ 系統特點(diǎn)
綜合ＨｉａＧｕａｒｄ系統原理、技術(shù)性能及安全性等，其特點(diǎn)［
９］如下：
１）完全自主的知識產(chǎn)權。
２）安全相關(guān)部分和非安全相關(guān)部分采用物理隔離。
３）完全的三重化架構。
４）多層表決機制可確保數據傳輸的安全性，并且可保證故障的精que定位。
５）傳統“２ｏｏ３”表決中的診斷功能不能直接參與控制輸出導向安全，帶診斷的“２ｏｏ３”表決可在診斷到嚴重危險故障時(shí)直接導向安全。
６）采用大量的診斷措施，部分高于ＳＩＬ３要求。
７）通道級的失效僅會(huì )導致失效通道的降級運行，但不會(huì )影響其他通道；單個(gè)模塊#多可容忍３２個(gè)通道級故障。
８）為了避免線(xiàn)路故障導致的危險失效，設計了豐富的線(xiàn)路監測功能。
９）支持與ＨｏｌｌｙＳｙｓ�。停粒茫酉到y的無(wú)縫集成，共用ＨＭＩ界面，支持通過(guò)Ｍｏｄｂｕｓ與第三方的基本過(guò)程控制系統實(shí)現集成。
１０）易于安裝維護的硬件結構設計。
２ 主要設計原則
該ＳＩＳ主要的設計原則［９］包括以下幾個(gè)方面：１）ＳＩＳ和ＤＣＳ的
隔膜壓力表信號從現場(chǎng)開(kāi)始就完全分開(kāi)，隔膜壓力表與監控隔膜壓力表不共用。新增的測量隔膜壓力表利用原有就地顯示隔膜壓力表的安裝接口安裝或將管道拆走后開(kāi)孔安裝后再回裝等辦法，避免現場(chǎng)高安全風(fēng)險的在線(xiàn)開(kāi)孔安裝。電磁閥安裝時(shí)利用工具將控制閥開(kāi)度固定后割開(kāi)氣源管安裝實(shí)現對生產(chǎn)的“零擾動(dòng)”。
圖３ 網(wǎng)絡(luò )結構示意
２）與ＳＩＳ有關(guān)的隔膜壓力表由ＳＩＳ機柜供電，使ＳＩＳ相關(guān)隔膜壓力表系統的供電相對集中好立。
３）ＳＩＳ不與ＤＣＳ之間進(jìn)行通信，不與辦公網(wǎng)絡(luò )連接，有效降低了安全風(fēng)險。
４）ＳＩＳ通過(guò)時(shí)鐘同步服務(wù)器與ＤＣＳ進(jìn)行時(shí)鐘同步，解決了２套系統時(shí)鐘不一致的問(wèn)題。
５）原ＤＣＳ所具有的軟聯(lián)鎖和硬聯(lián)鎖均保持不變，實(shí)現了ＤＣＳ與ＳＩＳ的“雙保險”。
３ 系統設計
３．１ 網(wǎng)絡(luò )結構
從經(jīng)費角度考慮，該公司３個(gè)聚酯單元共用１套ＳＩＳ，系統配置２臺操作站，其中１臺兼工程師站，
１個(gè)系統柜，１個(gè)擴展柜，系統網(wǎng)采用冗余工業(yè)高速以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò )結構如圖３所示。
３．２ 軟 件
ＨｉｇｈＧｕａｒｄ系統軟件結構如圖４所示，核心為控制站主控系統軟件Ｓａｆｅ－ＡｕｔｏＴｈｉｎｋ，該軟件是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺的編程工具，主要用于控制器算法編程，是聯(lián)鎖邏輯方案的開(kāi)發(fā)平臺，是硬件配置和軟件編程的標準軟件包。
３．３ 控制方案
３．３．１ 輔操臺設計
輔操臺設有３個(gè)急停按鈕，依次為Ａ單元、Ｂ單元、Ｃ單元急停按鈕。按鈕設有防護罩，按下按鈕將會(huì )使ＳＩＳ中對應單元的所有閥門(mén)恢復到安全狀態(tài)。按鈕按下后不會(huì )自動(dòng)復位，需按照按鈕上所標的方向（順時(shí)針）旋轉才會(huì )復位。輔操臺設有１個(gè)蜂鳴器，在系統有聯(lián)鎖動(dòng)作時(shí)發(fā)出聲響。輔操臺還設有聯(lián)鎖指示燈、報警指示燈、正常指示燈、聯(lián)鎖解除總開(kāi)關(guān)、試燈按鈕、報警確認按鈕。其中：聯(lián)鎖解除總開(kāi)關(guān)，旋到“允許”位置時(shí)，流程中單個(gè)聯(lián)鎖回路才能解除聯(lián)鎖；試燈按鈕用于測試聯(lián)鎖指示燈、報警指示燈、正常指示燈及蜂鳴器是否正常，防止故障時(shí)不亮或不響誤導操作人員造成生產(chǎn)事故。輔操臺還設有報警確認按鈕，用于確認報警。
３．３．２ 主要模塊設計
１）過(guò)程監視模塊。該系統為每個(gè)聚酯單元繪制１幅流程圖，用于顯示邏輯控制及工藝參數等，是主要的監控畫(huà)面。流程圖上方報警欄顯示當前報警，可同時(shí)顯示３個(gè)報警，操作員及以上權限雙擊報警欄對應報警可確認報警。流程圖中還設置了１個(gè)報警確認按鈕及試燈按鈕，功能與輔操臺對應按鈕一樣，在輔操臺對應按鈕故障時(shí)可以通過(guò)點(diǎn)擊流程圖上對應按鈕代替使用。流程圖中還設有聯(lián)鎖投切允許總開(kāi)關(guān)的狀態(tài)顯示，當測量值達到聯(lián)鎖值（聯(lián)鎖投切開(kāi)關(guān)閉合，即投入）與操作臺急停按鈕按下兩個(gè)條件至少一個(gè)滿(mǎn)足時(shí)觸發(fā)聯(lián)鎖，聯(lián)鎖條件恢復正常后需點(diǎn)擊“軟復位”按鈕才能復位。流程中還設有單個(gè)回路的“軟急停”按鈕實(shí)現危險情況下手動(dòng)緊急停車(chē)。
２）趨勢模塊。用于查看檢測點(diǎn)的走勢信息，便于用戶(hù)從時(shí)間縱向角度進(jìn)行監測。１個(gè)趨勢頁(yè)面#多可以顯示８個(gè)檢測點(diǎn)趨勢，方便用戶(hù)做出測點(diǎn)信息的比較和分析。趨勢顯示有曲線(xiàn)和數字兩種方式，稱(chēng)為“趨勢曲線(xiàn)顯示”和“趨勢數值顯示”，缺省為趨勢曲線(xiàn)顯示。
用戶(hù)可以自定義趨勢組，每個(gè)趨勢組可以同時(shí)包括模擬量和開(kāi)關(guān)量。趨勢曲線(xiàn)畫(huà)面總是保持#近的一部分歷史數據，并跟蹤顯示檢測點(diǎn)的當前值和狀態(tài)，當畫(huà)面填滿(mǎn)時(shí)，已顯示的曲線(xiàn)平移后繼續跟蹤，時(shí)間刻度和日期隨之改變。通過(guò)翻頁(yè)操作可查看測點(diǎn)在歷史站保存的與當前使用數據庫版本一致的歷史庫中的點(diǎn)值。
３）事件順序記錄ＳＯＥ模塊。ＳＯＥ以ｍｓ級的分辨率記錄中斷型開(kāi)關(guān)量的變位信息，以便分辨事故的起始發(fā)生位置，并記錄事故發(fā)生后相關(guān)聯(lián)事件發(fā)生的先后順序。ＳＯＥ記錄的主要內容包括事件發(fā)生的時(shí)間、類(lèi)型、位置等。在Ｓａｆｅ－ＡｕｔｏＴｈｉｎｋ軟件中，只有定義了具有ＳＯＥ屬性即開(kāi)關(guān)量點(diǎn)才能實(shí)現ＳＯＥ功能，對具有ＳＯＥ屬性的幵關(guān)量點(diǎn)稱(chēng)為ＳＯＥ報警變量。根據開(kāi)關(guān)量數據來(lái)源的不同將ＳＯＥ報警變量劃分為測點(diǎn)變量和簡(jiǎn)單變量?jì)煞N類(lèi)型。
４ 結束語(yǔ)
該聚酯裝置國產(chǎn)化ＳＩＳ已于２０１８年年底投入運行，在行業(yè)內具有較大的示范作用，系統的安裝實(shí)現了不停車(chē)實(shí)施安裝的先例。系統運行穩定可靠，事實(shí)證明該ＳＩＳ選型得當，設計合理，國產(chǎn)ＳＩＳ技術(shù)成熟，安全可靠，為裝置安全穩定生產(chǎn)提供了有力的保障。
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