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石油化工装置安全仪表系统的设计策略

1检测传感元件设计安全
安全仪表系统的安全度等级越高，安全系统实现所要求的安全功能失败的可能性就越低。IEC61508标准根据安全系统满足安全要求的程度将安全系统分为4个等级：SIL1-SIL4，SIL1低，SIL4高。仪表系统检测、传感元件是石油化工装置安全仪表系统的重要组成部分，其性能直接决定着整个系统的安全与检测精度。在进行检测传感元件设计时，要遵循独立设置原则，就是1级SIS传感器可与DCS共用，2级SIS传感器宜与DCS分开，3级SIS传感器应与DCS分开。遵循冗余设置原则，即1级SIS传感器可采用单一的传感器，2级SIS传感器宜采用冗余的传感器，3级SIS传感器应采用冗余的传感器。同时要遵循冗余选择原则，即保证系统的安全性时，采用“或”逻辑结构；保证系统的可用性时，采用“与”逻辑结构；当系统的安全性和可用性均需保证时，采用“三取二”逻辑结构；传感器宜采用4～20mA叠加HART传输信号的智能变送器，不宜采用开关型传感器；传感器由SIS系统供电。

2系统的逻辑运算器设计与选用
SIS逻辑运算器主要包括：继电器系统，可编程序电子系统，混合系统三种类型。继电器主要用于逻辑功能较简单的场合；可编程电子系统用于逻辑功能复杂，与DCS、MES通信等场合；可编程电子系统可以是经TUV认证的PLC系统，也可是DCS和其他系统。依据独立设置原则：1级SIS逻辑运算器宜与DCS分开；2级SIS逻辑运算器应与DCS分开；3级SIS逻辑运算器必须与DCS分开。依据冗余设置原则：1级SIS可采用单一的逻辑运算器；2级SIS宜采用冗余或容错逻辑运算器；3级SIS应采用冗余容错逻辑运算器。

3执行元件的联锁保护设计
保护系统是系统安全的保护伞，可以在发生相关危险时，快速做出反应，采取相应措施减少发生事故的概率。执行元件联锁保护机构主要用于对相关工艺设备及产品流程控制上，实现对过程流量的监测与控制。一旦出现外部条件或过程参数超出了安全操作范围，执行元件联锁保护装置将对动作，自动调整相关机构，使流量等回归安全态势，以确保系统安全。

4SIS的系统评价
SIS是为生产过程的安全而设置的，在工艺参数偏离允许范围时系统必须正确无误地执行安全程序。其可靠性（可用度）和安全性（故障安全）是评价SIS好坏的两个重要指标。但是可用度并不代表系统故障安全。它们的区别在于：可用度是基于导致系统停车的故障进行计算的，可是对引起系统进入安全状态的故障和引起系统进入危险状态的故障是不区别的，它是系统故障频度的度量；故障安全是指系统在故障时按己预知的方式进入安全状态。高可用度的重要性在于系统很少出现进入安全状态或危险状态的故障；故障安全的重要性在于即使系统出现故障，也不会出现灾难性事故。一个好的SIS，既应该有较高的可靠性，又具有很高的安全性。

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