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針對目前石化企業將裝置聯鎖設置在分散控制系統（DCS）中，未設置獨立安全儀表系統（SIS）的情況，參照國內外相關標準對DCS與SIS系統在功能設計、儀表選型和日常維護狀況方面進行對比，結合裝置聯鎖設置現狀實例，分析現狀存在的潛在危險性，并提出相應的改進建議，為企業進行SIS的優化提供參考借鑒，提高了企業的本質安全水平，保障裝置的運行安全。
關鍵詞：安全儀表系統集散控制系統功能安全保護層分析
安全儀表系統SIS（safety instrumented system）是由傳感單元、邏輯控制單元、執行機構組成的能夠行使一項或多項安全儀表功能（SIF）的儀表系統［1］。近年來，功能安全評估成為研究的熱點，而中國功能安全評估研究起步較晚，相關標準普及不高，導致許多企業在SIS設置上存在安全隱患。人們常認為安裝了SIS就能達到安全要求，卻忽略了SIS在結構設置、儀表選型及軟件等方面的問題。國外對SIS的研究較早，陸續出臺了一系列相關國際和國家標準，如IEC 61508《電氣/電子/可編程電子安全系統的功能安全》、IEC 61511《過程工業領域安全儀表系統的功能安全要求》及ANSI/ISA S84—2004《各產業中安全儀表系統的應用》等。國內于2007年引入IEC 61508/61511標準，并等同轉化為GB/T 20438—2006《電氣/電子/可編程電子安全系統的功能安全》、GB/T 21109—2007《過程工業領域安全儀表系統的功能安全要求》用于指導國內的SIS安全完整性評估工作［2-3］。國內許多企業的裝置建設較早，在進行SIS的設計及安裝時未能按照GB/T 20438—2006及GB/T 21109—2007的要求實施。目前主要的問題是有些企業聯鎖回路設置在DCS中，未設置獨立的SIS。由于DCS沒有認證要求，因而在進行SIS的功能安全評估時，缺少驗證數據，而無法進行系統評估。
SIS的獨立性要求
筆者在LOPA分析過程中，以上分析結果均基于保護層的獨立性原則，根據IEC 615111關于基本過程控制系統（BPCS）作為獨立保護層時有以下規定：當觸發條件是BPCS保護層防控的觸發源為BPCS本身時，應確保觸發源與BPCS保護層之間的隔離和獨立，如圖所示。
在工程實踐中，很難達到圖2中所示的獨立性要求，因為DCS中的冗余CPU通常采用“熱備用”機制，不具備圖中控制器1和控制器2之間的獨立性，除非配置2套DCS。因此，當同一危險場景下，如果DCS控制故障，則設置在DCS中的相應聯鎖就會失效。
GB/T 50770—2013《石油化工安全儀表系統設計規范》中規定了SIS設計的基本原則：SIS獨立于過程控制系統，獨立完成安全保護功能。國外一些設計資料及規范中也提到在工業中將安全聯鎖系統與DCS分開。比如［6-7］：英國健康與安全執行委員會在《可編程電子系統在有關安全方面的應用》中提到“強烈推薦提供將控制和保護分開的系統”；美國化學工程研究院在《化學過程的安全自動化導則》中提到“提供物理上和功能上的分離，并且將基本過程控制系統與安全聯鎖系統之間的邏輯運算器、I/O模件和機架區別開來”；IEC TC65 WG10在《電氣/電子/可編程的有關安全系統》概況中提到“受控設備（EUC）控制系統應是獨立的，并與有關安全系統和減少外部危險的設備分開”；ISA SP84在《用于安全應用方面的可編程電子系統》中提到“用于控制的元件不能用于安全系統”，“某些過程可能要求多于一個安全系統保護層，每一個安全儀表系統（SIS）層必須與其他的SIS層完全分開和不相同”。美國核工業要求冗余的安全系統“應是相互獨立的和物理上分開的”等法規及草案中都提到將SIS與DCS分開的意義。而如果用DCS來承擔SIS的任務，則相應的要求水平較常規的過程控制系統更高、花費也更大，因而都建議將SIS與DCS硬件獨立設置。
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【主營產品】
主營：世界知名品牌的PLC 、DCS 系統備件 模塊
Foxboro（�？怂共_）：I/A Series系統，FBM全系列、（現場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數模轉換、輸入/輸出信號處理、數據通信及處理等。
Westinghouse（西屋）：1C3系列DCS系統、1X000、5X00、KJ系列、CPU、OVATION系統、WDPF系統、WEStation系統備件。
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Bently（本特利）：3500、3300系統。
Rockwell（羅克韋爾）：ICS系統。
ABB：PM全系列DCS系統、IGCT高壓變頻器系列、工業機器人備件DSQC系列、INFI 90等。
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Allen-Bradley：1576/1785/1771/1757系列系統、1336S/1336F系列變頻器、1394系列伺服控制器、MVI全系列、觸摸屏2711系列等。
Yokogawa（橫河）：CPU等。
Honeywell（霍尼韋爾）：TK/TC系統等。
Reliance（瑞恩）：57C系列、CPU等。
Schneider（施耐德）：MC系列、140系列處理器、控制卡、電源模塊等。
Modicon（莫迪康）：AS系列PLC系統備件。
Siemens(西門子)：6ES5/6ES74/6FX系列PLC系統備件、505系列PLC模塊、Siemens MOORE，Siemens Simatic C1，Siemens數控系統等。
Motorola（摩托羅拉）：MVME全系列。
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GE（通用電氣）：IC698/IC697系列PLC系統、IS200/DS200系列PLC模塊、SR369/SR469/SR760/SR750系列、VMIPMC/VMIC系列模塊等各類備件。
Yaskawa（安川）：CPU、伺服控制器、伺服馬達、伺服驅動器。
Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat、電機、伺服控制器、I/O模塊、PLC控制器、驅動模塊等。
Woodward（伍德沃德）：9907/5464/5501/5466/5461/5462/5453系列、SPC閥位控制器、PEAK150數字控制器等各類備件。
KEBA：DI系列、DO系列、注塑機等。
其他品牌：METSO（美卓）、Mitsubishi（三菱）、Gognex（康耐士）、Kollmorgen（科爾摩根）、HIMA（黑馬）、AMCI、KUKA（庫卡）、B&R（貝加萊）、VIBRO METER（韋伯）、Pacific Scientific、SYS86K、ASML等。
