史上最全(SIS)安全仪表系统解析.pdf

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1、什么是安全仪表系统

在IEC61508中，SIS被称为安全相关系统（SafetyRelatedSystem）,将被控

对象称为被控设备（EUC）。

IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety

InstrumentedFunction,SIF）的仪表系统。SIS是由传感器（如各类开关、变

送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成,如

图1所示。

IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。另外，当操作人员

的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书（Safety

RequirementSpecification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明

确规定，并包括在SIS的绩效计算中。

从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子

固态电路（Electronic）和可编程电子系统（ProgrammableElectronicSystem），

即E/E/PES三个阶段。

安监总局116号文件

国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工

安全仪表系统管理指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》

该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面。HAZOP分析，SIL等级评估，安

全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今

后几年中越来越多，越来越重要！

下图为由PES构成的SIS

图1SIS的构成

SIS安全仪表系统

1。

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(1)SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，

或包含这两者。

(2)需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式（Continuous

Mode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，

与常规的PID控制功能是完全不同的概念。

(3)SIS可以包括或不包括软件

(4)SIS的一部分也可能是人的动作

如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安全仪表功能回路图。对这个

安全仪表功能完整的描述是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图

3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节阀切断容器A进料，这

个动作要在3秒内完成，安全等级必须达到SIL2。这是一个安全仪表功能的完

整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或多个这样的安全仪表功能的集

合。

图2安全仪表回路图

图2说明：

L液面超高-L1接点闭合-Z带电。

Z1常闭接点打开，S线圈断电。

S电磁阀切断，往调节阀膜头的控制信号调节阀切断工艺进料，完成联锁保护作

用。

K起：按钮开关：起动联锁保护回路兼有复位作用。

K停：起人工强制起动联锁保护作用。

K旁：旁路联锁保护作用，用于开车或检修联锁信号仪表。

图3SIS逻辑图

2。

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大多石油和化工生产过程具有高温、高压、易燃、易爆、有毒等危险。当某些工

艺参数超出安全极限，未及时处理或处理不当时，便有可能造成人员伤亡、设备

损坏、周边环境污染等恶性事故。这就是说，从安全的角度出发，石油和化工生

产过程自身存在着固有的风险。

总之，SIS是一种经专门机构认证，具有一定安全完整性水平，用于降低生产过

程风险的仪表安全保护系统。它不仅能响应生产过程因超过安全极限而带来的风

险，而且能检测和处理自身的故障，从而按预定条件或程序使生产过程处于安全

状态，以确保人员、设备及工厂周边环境的安全。

按照SIS的定义，下述系统均属于安