霍尼韦尔SIS系统在罐区安全联锁中的应用

霍尼韦尔SIS系统在罐区安全联锁中的应用
张泽宇;杨乐
【摘要】化工企业存在较多的安全风险,罐区的安全又影响着整个生产企业,保证罐区的安全就显得特别重要.本文对罐区安全系统重要性作了说明.主要介绍了霍尼韦尔SM系统的结构、功能、系统组态,分析了SM系统在罐区安全方面实现的功能.【期刊名称】《仪器仪表用户》
【年(卷),期】2018(025)005
【总页数】3页(P46-48)
【关键词】罐区;SIS系统;安全仪表系统;联锁;SMcontroller
【作者】张泽宇;杨乐
【作者单位】山东仕通化工有限公司,山东东营 257200;山东仕通化工有限公司,山东东营 257200
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
0 引言
化工生产大多具有高温、高压、易燃、易爆等特点，装置多、风险点分散，尤其罐区是易燃、易爆的集中区域。

罐区的安全关系到整个企业的正常生产，如因安全措施不到位、管理不完善发生安全事故，造成的损失是惊人的。

所以，罐区生产的安全管理特别重要。

2014年国家安全监管总局下发了“关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知”。

通知明确指出：加强化学品罐区的安全管理，要求化学品罐区必须增设SIS安全联锁系统。

同时，国家安全监管总局66号文，“关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见”，指出：涉及“两重点一重大”在役的生产装置或设施的化工企业和危险化学品储存单位[2]，要在全面开展过程危险分析（如危险与可操作性分析）基
础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求[1]。

本公司根据HAZOP分析，对6座球罐选择了霍尼韦尔的SIS系统SM controller 来完成罐区的联锁保护功能[3,4]。

1 系统选型
1.1 SM系统的结构特点
项目采用冗余、容错结构的SIS系统霍尼韦尔的SM系统，安全等级达到SIL3。

主要结构特点如下：
1）霍尼韦尔SM系统符合DIN V 19250 AK1-6 级标准及IEC61508 SIL3 标准。

高度的自诊断功能，确保系统安全性及高可靠性。

2）SM系统能满足TUVAK6级及SIL3级（SM2004D）标准的要求。

SM能保证在装置出现任何异常情况时，控制在一个安全的状态。

3）SM 系统安全网是通过 TUV SIL4 认证的工业安全通讯网，检测单元、控制单元、执行元件单独连接通讯网，可确保最高安全等级要求。

表1 SM系统结构说明Table 1 SM System structure description注：DMR = 双重模块化冗余；QMR = 四重模块化冗余；QPM = 四重模块化处理器模件?
表2 I/O 点分配表Table 2 I/O Point allocation table?
图1 SIS 系统的基本结构Fig.1 Basic structure of SIS system
图2 SIS 系统CPU面板图Fig.2 SIS System CPU panel diagram
图3 SIS 系统数据显示操作图Fig.3 SIS system data display operation diagram
1.2 SM系统的硬件组成
SM系统的硬件组成包括：CPU中央控制模块，I/O输入输出模块，FTA现场接线端子模块。

其结构如表1所示。

QMR结构由冗余的双处理器CPU和冗余的IO卡件构成，采用2oo4D表决方式，系统结构如图1所示。

1.3 系统选型
本项目采用一套霍尼韦尔的SM 系统，用来实现罐区的安全联锁功能。

配置方式
为QMR-2oo4D：冗余的中央控制器，冗余的I/O，符合 TUV AK6 级及IEC 61508 SIL3级标准安全认证。

在中央控制室配置一台操作员站带SOE功能，一台工程师站，现场机柜室的SM
系统通过冗余以太网与中央控制室的操作员站和工程师站连接。

2 组态
2.1 罐区情况
本公司共有4座103液化气球罐，两座2×103异丁烯球罐，设置高低限分别是0.2m，9.5m和0.2m，11.7m，根据逻辑组态完成罐区的联锁保护功能。

2.2 系统硬件组态
系统电源、IO卡件、IO总线、通讯卡件、通讯部件等均采用1:1冗余配置。

其输入/输出卡件通道数如下：
表3 I/O 卡件统计表Table 3 I/O Card statistics?
图4 SM硬件组态Fig.4 SM Hardware configuration
图5 罐区联锁逻辑组态Fig.5 The logic configuration of Jar block interlocking
图6 罐区联锁逻辑示意图Fig.6 Schematic diagram of tank block interlocking logic
模拟量输入卡AI，16通道，通道间信号安全隔离。

开关量输入卡DI，16通道，通道间信号安全隔离。

开关量输出卡DO，8通道，通道间信号安全隔离。

2.3 系统软件组态
根据HAZOP分析，设计的SIS系统联锁控制如下：当球罐的实际液位达到上下限或者液位开关动作时，根据程序计算进行联锁，关闭球罐进口根部切断阀或者出口根部切断阀，同时关闭进出口泵，防止液位继续升高或者降低抽空，引发冒罐或者烧泵的危险。

操作界面如图6所示。

3 工程注意事项
该项目是在原DCS基础上改造，仪表、配线利旧，将其中一台液位信号引到SIS 系统，需要注意以下问题：不得破坏原仪表系统的防爆配管；同时，过程中联系生产确保安全；更改原操作手册，将SIS系统的操作、应急处置明确[5]。

4 结束语
该项目改造运行一年来，安全仪表系统（SIS）作为一套保护系统，有效预防了事故发生。

建议在后期的维护工作中，将仪表、电缆、配管，重新设计施工，确保整个SIS系统独立运行。

当然必须认真执行安全管理的有关规定，才能保证生产的安全进行。

参考文献：
[1]国家安全生产监督管理总局.国家安全生产监督管理总局令第40号:危险化学品重大危险源监督管理暂行规定[S].2011.
[2]李钊,毛建涛.化工生产企业罐区安全管理[J].工程技术(建筑),2016.
[3]霍尼韦尔公司.Safety Manager中文参考手册[Z].2009.
[4]Honeywell.ExperionServer And Client Configuration Guide[Z].2008.
[5]上海谷维电子科技.安全控制系统操作手册[Z].2012.。