SIS儀表維護及操作旁路的設計應用

蔣 振

（河北英科石化工程有限公司合肥分公司，安徽合肥 230000）

化工生產過程具有一定的危險性，尤其是易燃易爆物的生產。為了提高化工生產過程的安全性，需要將SIS儀表系統應用到實際生產中，這樣可以對生產過程進行有效的監督，消除生產過程中存在的安全隱患，從而保障化工生產過程能夠順利進行。

1 SIS儀表概述

SIS儀表被廣泛應用于化工生產中，如圖1所示。可以有效地保障生產過程的安全性，對溫度、壓力、流量等進行監視，一旦某個生產參數超過限定值，SIS儀表系統將會產生報警，通知工作人員及時停止生產過程，降低化工生產過程中的風險。SIS儀表系統主要由火災檢測、有毒有害保護、緊急停車等子系統組成。對于火災檢測系統，主要由溫度檢測元件進行檢測，一旦環境溫度遠超過正常值，系統將會產生報警，提醒工作人員已經發生火災或者存在火災隱患。對于有毒有害保護系統，當生產裝置發生泄漏后，該系統將會產生報警，提供工作人員發生泄漏的位置，使其及時對泄漏問題進行處理。當系統檢測到火災、有毒氣體后，將會立即觸發緊急停車系統，使化工生產系統停止運行，防止事故危害進一步擴大。各個子系統存在相互獨立的關系，一旦發生火災，執行機構將會對事故產生反饋，執行一系列的安全防護措施。

圖1 SIS儀表系統結構示意圖

2 SIS儀表維護方法

2.1 檢測元件維護

通過檢測元件可以對化工生產過程中的溫度、壓力、流量等進行檢測，對生產過程的安全性進行判斷，進而采用相應的處理措施。在選擇檢測元件時，需要符合安全認證標準，并且滿足安全完整性等級要求的檢測元件才能投入使用，使SIS儀表系統處于良好的運行狀態。檢測元件的維護工作主要包含以下幾點：

（1）需要對檢測元件的精度進行檢測，一旦檢測元件的精度不符合要求，則需要及時對檢測元件進行更換，避免發生安全事故時SIS儀表系統不能及時報警。如圖2所示，若是檢測元件（傳感器）出現問題，將會直接影響到SIS儀表的報警過程，使SIS儀表系統失去安全檢測的作用。

圖2 SIS儀表報警流程圖

（2）需要對檢測元件的接線部分進行檢查，避免接線部分出現接觸不良的現象，使SIS儀表系統能夠有效地發揮作用。

（3）需要避免檢測元件附近存在干擾源，對檢測元件的檢測效果造成影響，進而影響SIS儀表的正常讀數。

2.2 執行機構維護

執行機構主要用于生產設備的緊急停車過程中，包括電磁閥、速開閥、速關閥等，這些執行機構可以為生產裝置運行的安全性提供重要保障。執行機構的選擇需要符合IEC 61508安全度等級，并且具備相關等級認證的執行機構才能投入使用。執行機構的維護過程如下：

（1）需要檢測執行機構的靈敏度，這樣當發生安全事故時，執行機構才能夠立即進行操作，降低化工生產的風險。例如：當檢測元件檢測到化工生產裝置中壓強過大時，SIS儀表系統將會立即對事故進行處理，打開相應的電磁閥將生產裝置內的氣體排出，降低生產裝置中的壓強，提高化工生產過程的安全性。

（2）需要對執行機構的開度進行校正，即開度大小（0和100%）需要與執行機構的關閉與全開相對應。

（3）需要做好執行機構的防銹、潤滑工作，使其能夠處于良好的運行狀態，避免對執行機構的靈敏度造成影響。

2.3 使用周期管理

為了保障SIS儀表能夠穩定運行，需要對儀表的使用周期進行管理，避免儀表在運行過程中出現問題，導致儀表無法發揮作用。SIS儀表周期管理工作如下：

（1）需要嚴格規范儀表的使用流程，避免錯誤的使用方法對儀表的精度造成影響。

（2）需要規范SIS儀表安全流程。在對儀表進行安裝和拆卸時，需要輕拿輕放，避免儀表受到過大的震蕩或碰撞，否則將會對儀表的精度造成影響，增加SIS儀表系統的安全隱患。然后，在SIS儀表調試過程中，需要根據儀表的實際應用情況編制測試方案，這樣可以有效地避免測試過程出現遺漏，保障調試結果的準確性和可靠性。

（3）需要對SIS儀表管理制度進行完善，定期對儀表進行維護，使SIS儀表在生產過程中能夠正常發揮作用，提高SIS儀表系統運行的穩定性。

2.4 SIS風險評估

做好SIS風險評估工作非常重要，通過對儀表的風險進行評估，可以有效地降低SIS儀表系統運行的安全隱患，使儀表裝置運行更加的穩定。SIS風險評估工作主要包含以下兩個方面：

（1）需要對檢測元件、執行機構、SIS儀表的損耗情況進行評估，以此來確定設備的維護周期和更換時間，避免設備在運行過程中出現精度損耗，保障設備能夠長時間處于穩定運行的狀態。

（2）需要對事故的發生概率進行評估，確定事故的易發地點。通過SIS儀表系統著重對事故易發地點進行檢查，從而對事故的風險進行有效控制。

3 SIS儀表操作旁路設計應用分析

3.1 系統選型

對SIS儀表操作的旁路設計應用進行分析，首先就要做好系統的選型工作。因為SIS儀表在化工生產中承擔著重要的保障安全的任務，在進行系統的選型工作時，要注意以下兩個方面的問題：

（1）因為化工的生產過程涉及眾多精確數據的分析和處理，在進行系統選型工作時，不僅要嚴格按照國家對于化工生產所制定的相關標準來進行，還要將系統當中涉及的硬件軟件等計量的標準得到國家技術層面的認證。

（2）在進行系統的選型工作時，還要選擇具備相應診斷功能的系統，以保證SIS儀表操作和整個化工生產的安全性。這樣才能夠保證系統選型工作能夠對SIS儀表操作的旁路設計起到促進的作用[3]。

3.2 設備配置

設備的配置也是SIS儀表操作的旁路設計應用中需要重點注意的一個方面。針對設備的配置而言，將儀表按照安全級別劃分為幾個不同的等級，能夠對SIS儀表操作的旁路設計起到更好的作用。

（1）在對不同級別的儀表進行操作時，要將傳感器和系統的相應操作相互對應好，以解決冗余的設備配置問題。SIS儀表的高效操作與穩定運行能夠保障化工生產過程的安全；

（2）在對SIS儀表設備的配置時，不僅要對SIS儀表所應用和涉及的設備進行全方位的安全檢測，以保證系統能夠正常發揮對化工生產過程的安全保護作用，還要使系統中傳感器的精確度達到化工生產的相關規定標準。

3.3 邏輯優化

目前邏輯運算符主要包含兩種系統，分別是可編程系統和中繼系統。當系統邏輯的運算過程較為簡單時，可以應用中繼系統，如果要進行復雜的運算需要轉換為可編程系統。結合化工生產安全儀表管理復雜的特點，應采用可編程電子系統。在實際進行系統邏輯布局時，在可編程控制器的選擇上要挑選帶有冗余或者含有容錯結構的控制器，以此實現系統邏輯運算，給系統運行提供保障，發出邏輯命令。對運算器的結構進行分析，其具有多種結構形式，如1oo2D、2oo2D、2oo3D等，在內部結構上包含冗余和變形的組件。當系統發生故障時，要先進行事故識別，然后將其調整為旁路狀態，保證指定功能可以正常運作。在選擇邏輯的形式時，要綜合系統的運行工況進行考慮，在此過程中需要注意，優化設計時要確保邏輯的設定科學合理，符合控制器的匹配要求。在設計旁路的時候，要注意開關位置的設計，確保給后續維護調整工作提供一定的便利。

4 結束語

安全儀表系統SIS在化工生產中起到重要的管理作用。在實際工程設計的過程中，要保證系統運行穩定、可靠，并且在設計時要考慮到系統使用的便捷性，確保其性能得到有效的發揮。合理地設置系統結構、優化邏輯運算，能夠提高儀表的安全性，進而用更加安全的工程技術推動化工企業的發展。