安全仪表系统

安全仪表系统，Safety Instrumented System，简称SIS，是工厂控制系统中的重要组成部分，用于监测生产过程中出现的或潜伏的危险，发出告警信息或直接执行预定程序，以防止事故的发生、降低事故带来的危害及其影响。SIS系统一般包括传感器、逻辑运算器和最终执行元件，即检测单元、控制单元和执行单元，具有覆盖面广、安全性高、有自诊断功能，响应速度快等优点。

安全仪表系统特点

安全仪表系统的特点包括：

• 以IEC61508作为基础标准，符合国际安全协会规定的仪表的安全标准规定。
• 具有覆盖面广、安全性高、有自诊断功能，能够检测并预防潜在的危险。
• 容错性的多重冗余系统，SIS一般采用多重冗余结构以提高系统的硬件故障裕度，单一故障不会导致SIS安全功能丧失。
• 应用程序容易修改，可根据实际需要对软件进行修改。
• 自诊断覆盖率大，工人维修时需要检查的点数比较少。
• 响应速度快，从输入变化到输出变化的响应时间一般在10—50ms左右，一些小型SIS的响应时间更短。

安全仪表系统基本组成

安全仪表系统的基本组成包括传感器、逻辑运算器和最终执行元件，即检测单元、控制单元和执行单元。SIS系统可以分为TMR(三重化)和2004D(四重化)两种主流系统结构。其中，TMR结构将三路隔离、并行的控制系统(每路称为一个分电路)和广泛的诊断集成在一个系统中，用三取二表决提供高度完善、无差错，不会中断的控制。2004D结构则采用两套独立并行运行的系统组成，通讯模块负责其同步运行，当系统自诊断发现一个模块发生故障时，CPU将强制其失效，确保其输出的正确性。同时，安全联锁系统的附加功能包括安全联锁的预报警功能、安全联锁延时、第一事故原因区别、安全联锁系统的投入和切换、分级安全联锁和手动紧急停车等。

安全仪表系统功能和要求

安全仪表系统的基本功能包括保证生产的正常运转、事故安全联锁、安全联锁报警、联锁动作和投运显示等。安全仪表系统应当安装在震动小、灰尘少、无腐蚀气体、无电磁干扰的场所，可以采用有触点的继电器线路、无触点式晶体管电路、DCS、PLC来构造信号报警、安全联锁系统。同时，传感器和执行器应当符合所在场所的防爆、防火要求。

安全仪表系统设计原则

传感器和最终执行元件的设计原则包括独立原则、冗余准则和电磁阀配合准则。逻辑单元的设计原则包括逻辑单元独立原则和逻辑单元冗余准则。安全仪表系统分级可分为4级(SIL1-SIL4)或3级(SIL1-SIL3)，分别对应事故很少发生、事故偶尔发生和事故经常发生。安全联锁系统性能要求包括平均失效率和可用度，分别要求10-1~10-2、10-2~10-3、10-3~10-4和0.9~0.99、0.99~0.999、0.999~0.9999。

安全仪表系统应用

安全仪表系统可以应用于各种工厂自动控制系统中，以确保生产的正常运转和事故安全联锁。在选择安全仪表系统时，应当考虑系统的可靠性、安全性、可用性和适应性，根据实际情况进行选择。同时，应当确保安全仪表系统的功能和要求符合生产工艺的要求，并对系统进行定期维护和检查，以确保其正常运行。