淺談“四管”推進化工安全儀表系統設計與評估

顧長宏　馬曉芳　劉騰

摘 要：隨著社會的不斷發展與進步，化工業發展越來越快，2014年，我國安監總局頒布了化工安全儀表系統管理指導意見，這給化工安全儀表的開發和設計提出了更高的要求。在對化工安全儀表進行設計和評估的過程當中，涉及到了四個環節，即安裝、設計、操作和維護，而這四個環節也是存在風險最多的環節。只有加強按照指導意見，從四項管理角度出發，才能有效推進化工安全儀表系統的設計和評估。本文就對“四管”推進化工安全儀表系統設計和評估進行分析，供參考。

關鍵詞：“四管”;化工安全儀表系統;設計;評估

在化工安全儀表系統的設計過程當中，還存在很多風險，有的風險是顯性的，但有的風險則是隱性的，從當前我國化工安全儀表系統的設計現狀上來看，風險的分析力并不足，設計的選型也不符合實際，這些問題導致系統評估結果不準確，還會影響到系統設計質量。因此，為了提高化工安全儀表系統設計規范，還需遵循指導意見中的“四管”策略，從四個管理角度出發做出設計和評估工作。

1 化工安全儀表的設計原則

1.1 獨立性原則

在化工安全儀表系統的設計上，還必須遵循獨立性的原則，該獨立性是指的控制系統的獨立。一般，在正常的情況之下，化工安全儀表系統是屬于靜止的狀態，他不會產生非常態的移動，然而，當系統當中的參數發生變化時，如果系統發生故障，化工安全儀表系統就會根據原本的程序進行聯鎖動作，導致設備一直停留在安全水平線之上。通常情況下，化工安全儀表系統的安全等級要比控制系統更高一些，才能支持系統正常運轉，尤其是對于一些結構比較復雜的系統而言，在安裝了單獨的控制系統之外，還必須保證裝置和機組的獨立性。

1.2 故障安全性原則

故障安全性的遵循可以在一定程度上對系統進行管控，比如，當化工安全儀表系統出現故障的時候，可以讓系統自動進入安全狀態，從而避免很多不良影響的出現。當工況處于正常的情況下時，且供電正常，那么化工安全儀表系統的接點應就應該是處于閉合狀態或者導通狀態，聯鎖執行機構也是屬于單作用方式執行的。按照相關的運行流程來看，如果化工安全儀表系統在某一個環節出現了問題，那么儀表本身應屬于安全狀態，這足以體現出故障安全性原則的重要性。

1.3 冗余容錯結構原則

冗余容錯結構原則實則上是指的系統應使用這一結構進行設計，該結構的使用可以確保化工安全儀表系統發生問題時依舊能運轉。冗余容錯結構有著非常強大的故障檢測能力和報錯能力，即使系統出現了故障，設備也依舊可以工作。一般，在使用榮譽容錯結構時都是使用的三重化冗余結構。

1.4 中間環節最少原則

在化工安全儀表系統設計上，聯鎖信號的檢測到聯鎖邏輯計算，最后再到聯鎖動作的執行，各個流程之間會有很多環節，這些環節應該加以減少。因為在流程運轉上，如果流程太多會導致問題出現率增加，如果設備的防爆等級比較高，那么就可以使用隔爆型化工安全儀表，以此來降低削弱故障源頭，給設備安全運作提供條件。

2 “四管”推進化工安全儀表系統設計與評估策略

2.1 加強源頭管理

在化工安全儀表系統管理指導意見當中，站在四個管理要點上進行闡述，其中一點就是加強源頭管理。在化工安全儀表系統的設計上，相關部門需注意，只要和兩重點一重大有關的設備都需要按照規范設計，不能根據自己的經驗和想法來設計。并且，和兩重點一重大相關的化工設備生產企業，在設計時必須要按照標準規范來加以設計。

2.2 強化基礎管理

基礎管理也是“四管”中的重中之重，在化工安全儀表系統實際設計評估過程當中，基礎管理是最容易被忽視的，但實際上，基礎管理應當被重點關注。在基礎管理上，企業要加強技術人員引入和培養，人才是行業進步的主力軍和必備因素，只有在人才上有了足夠的保障，才能確保化工安全儀表系統設計工作和評估工作的質量。與此同時，企業還應健全儀表系統的技術認證，從而有效促進儀表系統設計工作和評估工作的順利展開。

2.3 強化周期管理

周期管理所涵蓋的內容比較多，包含了系統安裝、設計、操作以及維護四方面管理，在安裝和設計上，要確保標準化和規范化，設計需掌握一定的依據，不能憑空想象，在安裝上則要進行仔細的調試，在操作上應有規范化的制度支持，只有滿足這些條件，才能保障化工安全儀表系統的有效設計、評估。

2.4 強化措施管理

當相關企業或部門在融入“四管”推進化工安全儀表系統設計和評估工作的時候，就必須要滿足措施管理需求。一方面，部門需對儀表系統的運作加以維護，當系統出現問題故障時具有自動報警功能;另一方面，對化工安全儀表系統的工作過程進行實時控制，并且，在檢測時應該加強對有毒可燃氣體的管控。當在措施管理上有所強化后，才可以提高儀表系統的運作質量。在進行“四管”時，相關部門都應加強積極度，展開有序且有效的調研，并以目標為導向指定工作步驟，讓化工安全儀表系統設計、評估工作有所依據。

3 化工安全儀表系統的未來發展方向

3.1 結合過程控制系統

如今，科學技術發展速度非常快，在化工安全儀表系統的運行中，完全可以和工廠控制系統相結合，尤其是在要求不高或規模不大的生產活動中使用過程控制系統，不但可以在一定程度上減少成本投入，還可以大大提升工作效率。當前，在儀表系統當中使用到的過程控制系統有三種，Interfaces方式是使用的獨立性網絡，和化工安全儀表系統之間還存在一定的罅隙，只有在網關的支持下才能實現通訊和信息傳輸，相對來說比較麻煩;Integrated系統雖然和儀表系統的網絡是共通的，甚至連工程師站都是使用的同一個，然而，兩個系統的職責劃分非常清楚，雙方都不得越界。Common系統是兩個系統的結合體，使用過程控制系統來輔助儀表系統功能實現，因此，化工安全儀表系統可以和過程控制系統直接連接運作，減少中間環節，提高工作效率。

3.2 朝智能化方向實現發展

在化工安全儀表系統的發展上還可以逐漸朝著智能化方向發展。當前是大數據時代，在化工安全儀表系統中，如果融入傳感器、數字化定位器等設備，可以豐富原有系統的功能和應用范圍。在智能化的終端設備上，不但能夠對變量進行感知、記錄，還可以收集儀表系統周圍的數據信息，給系統設計、評估帶來有力依據。再加上當前網絡的發達性，在對信息進行傳輸時，還可以對終端中的數據進行共享。除此之外，當化工安全儀表系統在朝著智能化方向之后，系統中會融入邏輯控制裝置，該裝置可以對系統中的參數、數據等加以備份管理，也能夠診斷數據，從中判斷出是否有故障或安全隱患存在，如果發現有問題，可以提出建設性的建議。智能化因素的融入讓化工安全儀表系統可操作性和實用性更明顯，在后期對系統進行維護時，不需要太多的資金投入，因為系統的故障發生率會降低。系統中的控制裝置會實時監測系統運行狀態，一旦發生系統存在異常，就會發生預警，工作人員可以在第一時間接受到信號。當在對故障進行確定后，工作人員可以借鑒系統給出的解決對策，以此來增強系統的正常運作率，為其設計和評估奠定技術基礎。

4 結束語

在化工安全儀表系統的設計和評估過程當中，已經融入了“四管”策略，其主要是指的加強源頭管理、基礎管理、周期管理及措施管理。在化工安全儀表系統的設計上，需遵循獨立性、故障安全性、冗余容錯結構、中間環節最少四大原則。在未來的發展中，化工安全儀表系統可以結合過程控制系統發展，或朝著智能化方向實現發展，來不斷優化現有系統，提高系統的功能和優勢，促進系統更快更好的進步。

參考文獻：

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