SIS安全仪表系统解析资料
安全仪表系统SIS的简介
安全仪表系统SIS的简介
安全仪表系统（Safety Instrumented System，SIS）是一种用于监控和保护工业过程的仪器和控制系统，旨在减轻或消除重大事故的影响。
以下是对安全仪表系统SIS的简介：
一、SIS的基本概念
安全仪表系统SIS是通过控制系统或仪器实现对工艺设施进行最终控制的一套系统。
其主要功能是在异常情况下实时检测工艺参数，并根据安全逻辑实现对设备的故障诊断、告警、切断并调整操作参数等。
二、SIS的组成
安全仪表系统SIS由控制器、传感器、执行器和可编程逻辑控制器（PLC）等各种设备组成。
控制器是SIS的核心部分，负责控制器与外部设备传输数据，进行安全逻辑计算等。
传感器可以实时检测工艺参数或设备状态，如果发现异常行为，则会立即向SIS发送警报信号。
执行器可以根据SIS的安全逻辑控制进行操作，自动切断故障源并保障生产运行。
三、SIS的应用领域
安全仪表系统SIS广泛应用于石油、化工、电力、制药、食品饮料等领域的自动化控制设备和系统中。
它们可以有效地保障工业生产和操作过程中人员、设备和环境的安全。
总之，安全仪表系统SIS是工业安全设备的重要组成部分，它对于预防万一事故、保障工业生产安全具有至关重要的作用。
安全仪表系统(SIS)简介
为使一个工艺装置达到安全目标需在IEC61508与61511及ISA S84.01 安全标准的基础上，对工艺过程进行故障分析，采用风险评估的方法 ，来确定装置及SIS系统的SIL等级要求。
SIS分类
1.继电器系统 采用单元化结构, 由继电器执行逻辑； 可靠性高, 具有故障安全特性, 电压适用范围宽, 一次性投资较低； 体积大, 灵活性差, 进行功能修改或扩展不方便, 无串行通信功能, 无报告和文档功
2级宜采用冗余阀门；如采用单一阀门，电磁阀 宜冗余配置；
3级宜采用冗余阀门；冗余配置阀门可采用一个控制阀和一个切 断阀；
电磁阀设置原则:
看重系统的安全性时，冗余电磁阀宜采用“与”逻辑连接；
看重系统的可用性时，冗余电磁阀宜采用“或”逻辑连接；
电磁阀应采用长期带电，低功耗，隔爆型；
SIS逻辑运算器设计选用
能。 2.固态电络系统 采用模块化结构, 采用独立固态器件通过硬接线来构成系统, 实现逻辑功能； 结构紧凑, 可进行在线测试, 易于识别故障, 易于更换和维护, 可进行串行通信, 可
配置成冗余系统； 灵活性不够, 逻辑修改或扩展必须改变系统硬连线, 大系统操作费用较高。 3.可编程电子系统 以微处理器技术为基础的PLC, 采用模块化结构, 通过微处理器和编程软件来执行逻辑
安全联锁系统 (Safety Interlocking System - SIS)
SIS(安全仪表系统)系统讲义
第三十六页，共60页。
eDNA数据库——各服务之间的相互关系
服务目录（SVCDIR）
安全服务（SECURITY）
报警服务（ALSERV） 配置管理服务Ⅰ（CMCFG） 实时服务Ⅰ（SSERVER）
历史服务（HISTORY）
配置管理服务Ⅱ（CMCFG） 实时服务Ⅱ（SSERVER） 计算服务（SSERVER）
第三十七页，共60页。
应用服务（BLOBSERV） 计算配置管理服务（CMCFG）
eDNA数据库
服务目录（SVCDIR）
第二十九页，共60页。
eDNA数据库
4
eDNA数据库
第三十页，共60页。
eDNA数据库
eDNA = e ( Enterprise企业 )+ D(Distributed分布式)+ N (Network网络)+ A( Architecture结构)
eDNA是一个实时/历史数据库，它能够： 为企业提供实时和历史过程信息, 提供能有效表示过程信息的应用 提供通用的实时信息数据库
SIS(安全仪表系统)系统讲义
第一页，共60页。
SIS系统讲义
1 2 3 4 5
SIS概念知识 SIS网络结构 SIS关键技术 eDNA数据库 SIS的应用
第二页，共60页。
SIS概念知识
1
SIS概念知识
第三页，共60页。
SIS概念知识
1997年电力规划设计总院向国家电力公司上 报的文件中正式提出了火电厂厂级监控信息系 统（Supervisory Information System in Power Plant简称SIS）的概 念。SIS概念是第一个由我国专家根据计算机 技术发展现状，总结火电厂实时生产过程监控 和管理经验，自主提出的火电厂信息化中比较 重大的概念。
SIS)安全仪表系统解析
1、什么是安全仪表系统在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety Instrumented Function，SIF)的仪表系统。
SIS是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。
IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。
另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书（Safety Requirement Specification,SRS）中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中.从SIS的发展过程看,其控制单元部分经历了电气继电器(Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（Programmable Electronic System）,即E/E/PES三个阶段。
安监总局116号文件国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理指导意见(安监总管三〔2014〕116号）》该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面.HAZOP分析，SIL等级评估，安全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今后几年中越来越多,越来越重要!下图为由PES构成的SIS图1 SIS的构成SIS安全仪表系统（1) SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，或包含这两者。
（2) 需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。
（3) SIS可以包括或不包括软件（4） SIS的一部分也可能是人的动作如图2所示,这是一个气液分离容器A液位控制的安全仪表功能回路图。
安全仪表系统sis
安全仪表系统sis安全仪表系统(SIS)是一种用于监控和控制工业过程中的安全装置，它通过监测过程变量并在发生异常时采取相应的控制措施，以确保系统在安全状态下运行。
SIS在工业生产中起着至关重要的作用，它能够有效地预防事故的发生，保障生产设备和人员的安全。
首先，SIS的核心是安全仪表，它包括传感器、控制器和执行器三部分。
传感器用于采集过程变量，如温度、压力、流量等，控制器对传感器采集到的信号进行处理，并根据预设的安全逻辑进行判断，最后执行器根据控制器的指令来进行相应的控制操作。
这一系列的动作构成了SIS的核心功能，保障了工业过程的安全运行。
其次，SIS的设计需要满足一系列的标准和规范，以确保其可靠性和安全性。
在设计SIS时，需要对工艺流程进行全面的分析，确定潜在的危险源和安全风险，然后制定相应的安全逻辑和控制策略。
同时，SIS的硬件设备和软件系统也需要符合相关的国际标准，如IEC 61508和IEC 61511等，以确保其可靠性和稳定性。
另外，SIS的运行和维护也是至关重要的。
一旦SIS出现故障或失效，可能会导致严重的安全事故，因此对SIS的运行状态进行定期的监测和检测是必不可少的。
此外，对SIS的维护和保养也需要严格按照相关的规程和标准进行，以确保其在关键时刻能够可靠地发挥作用。
最后，随着工业自动化技术的不断发展，SIS也在不断地进行创新和改进。
新型的传感器、控制器和执行器的应用，使得SIS在安全性和可靠性上都得到了进一步的提升。
同时，人工智能和大数据技术的应用，也为SIS的监测和控制提供了更多的可能性，使得SIS在工业生产中的应用范围更加广泛。
总之，安全仪表系统(SIS)作为工业生产中的重要安全装置，其在预防事故和保障生产安全方面发挥着不可替代的作用。
设计、运行和维护一套可靠的SIS系统对于工业企业来说至关重要，只有不断地改进和完善SIS系统，才能更好地保障工业生产的安全和稳定运行。
安全仪表系统解读
27
（2）SIL及SIL分级 SIL是Safety Integrity Level的简称，中文意思 是综合安全级别也称为安全度等级。是美国仪表学 会（ISA）在S84.01标准中对过程工业中安全仪 表系统所作的分类等级，分为1、2、3三级： SIL1级每年故障危险的平均概率为0.10～0.01之 间； SIL2级每年故障危险的平均概率为0.01～0.001 之间； SIL3级每年故障危险的平均概率为0.001～ 0.0001之间。
12
二、安全仪表系统(SIS)的组成
1. SIS系统的组成部分 2. SIS与DCS的区别 3. SIS系统的配置方案
13
1. SIS系统的组成部分
SIS系统的组成分为传感器部分、逻辑运算 部分和最终执行器单元三部分。 其结构简图如下：
14
传感器单元采用多台仪表或系统，将控制功 能与安全联锁功能隔离，即传感器分开独立 配置的原则，做到安全仪表系统与过程控制 系统的实体分离。 最终执行元件（切断阀、电磁阀）是安全仪 表系统中危险性最高的设备。 逻辑运算单元由输入模块、控制模块、诊断 回路、输出模块4部分组成。
25
三、工艺过程的风险评估及安全 功能SIS等级的确定
1. 相关的几个概念 2. DIN V，19250/ IEC61508标准风 险分析图 3. 综合安全级别确定
26
1、相关的几个概念：
（1）安全度及安全度等级 安全联锁系统在一定条件和一定时间周期内 执行指定安全功能的概率称为安全度。 安全联锁系统的安全等级称为安全度等级， 用PED（Probability of Failure on Demand）即危险概率来定义。
30
（4）Tü V标准 Tü V是德国技术监督协会的缩写。DIN V， 19250是Tü V证书中评定产品的标准。Tü V标准 是德国莱茵认证机构对工业过程安全控制系统 所作的分类等级。Tü V共分为8级（AK1～AK8 ），AK2/3对应于SIL1级，AK4对应于SIL2， AK5/6对应于SIL3级，AK7对应于SIL4级，AK8 是目前最高级别的安全标准，故障概率大于十 万分之一，目前没有与E/E/PES安全相关的系统 能满足要求，ISA和IEC尚未制定相应于AK8的 31 标准。
安全仪表系统SIS
SIS基本概念
五．SIL定义
1. Demand是工艺系统里,是非安全仪表系 统的失效率；
1. SIL是指一个SIF回路的可靠性要求,即 PFD；
2. PFD=probability of Failure on Demand， 2. 按PFD所在区间的不同，把SIF回路划分
是一个SIF回路的失效率；
2. 2oo2的两组变送器，组成1oo2确保安全可 靠性；
电磁阀和工艺阀门
1. 单个阀门两个电磁阀构成2oo2，保证生产连 续性；
2. 两个工艺阀门组成1oo2，保证安全可靠性。
2oo2
2oo2
1oo2
工艺系统设计分析
.ansying.
工艺系统设计分析
输入
物料平衡 危险源识别
隐患的严重性 可接受风险 保护措施 发生的可能性
16
SIS基本概率运算
冗余 1oo1 1oo2 2oo2 2oo3 比较
可能性
误跳车率 降低生产连续性
0.04
危险率 (降低安全可靠性)
0.02
0.08
0.0004
0.0016
0.04
0.0048
0.0012
安全性：1oo2 > 2oo3 > 1oo1 > 2oo2 连续性：2oo2 > 2oo3 > 1oo1 > 1oo2
MTBFsp 1/S 1/(2S) 1/(2S2 * MTTR ) 1/(6S2 * MTTR ) 1/(2S2 * MTTR )
T I = 调试间隔 S = 安全失效 D = 危险失效
SIS基本概率运算
如何确保系统可靠性 避免误跳车？
压力变送器
安全仪表系统解读
3
AK5,6
5,6
17
2. SIS与DCS的区别
SIS与DCS在石油、石化生产过程中分别起 着不同的作用，如下图所示：
生产装置从安全角度来讲，
可分为3个层次：第一层为 生产过程层，第二层为过 程控制层，第三层为安全
仪表系统停车保护层。
18
SIS与DCS的区别见下表：
DCS SIS DCS 用与过程连续测量、常规控制 SIS 用与监视生产装置的运行状况，对出现 （连续、顺序、间歇等）、操作控制 异常工况迅速进行处理，使故障发生的可能 管理，保证生产装置平稳运行 性降到最低，使人和装置处于安全状态 SIS 是静态系统，在正常工况下，它始终监 DCS是“动态”系统，它始终对过程 视装置的运行，系统输出不变，对生产过程 变量连续进行检测、运算和控制，对 不产生影响，在异常工况下，它将按着预先 生产过程动态控制，确保产品质量和 设计的策略进行逻辑运算，使生产装置安全 产量 停车 DCS可进行故障自动显示 SIS必须测试潜在故障
SIS能够检测潜在的危险故障，具有高安全 性，覆盖范围宽的自诊断功能。 SIS需符合国际安全标准规定的仪表安全标 准，从系统开发阶段开始，要接受第三方认 证机构的审查，取得认证资格，系统方可投 入实际运行。 SIS自诊断覆盖率大，维修时检查的点数非 常少。诊断覆盖率是指可在线诊断出的故障 系统全部故障的百分数。
8
（2）固态电路系统
采用模块化结构，采用独立固态器件，通过 硬接线来构成系统，实现逻辑功能。 结构紧凑，可进行在线测试，易于识别故障 ，易于更换和维护，可进行串行通信，可配 置成冗余系统。 灵活性不够，逻辑修改或扩展必须改变系统 硬连线，大系统操作费用较高，可靠性不如 继电器系统。
《安全仪表系统SIS》课件
SIS的应用场景
预防性安全
通过监测工艺设备的状态和参数 ，及时发现潜在的安全隐患，采 取预防措施避免事故发生。
紧急安全
在发生紧急情况时，自动执行预 设的安全操作，如紧急停车、切 断物料供应等，以最大程度地降 低事故的影响。
恢复安全
事故发生后，SIS可以协助操作人 员进行事故分析和恢复工作，如 启动备用设备、恢复工艺流程等 。
应用拓展
SIS的应用领域将不断拓展，从石油、化工等传统领域向制药、生物技术、食品 加工等新兴领域延伸，满足更广泛的安全需求。
法规标准与安全要求
法规更新
随着工业安全法规的不断完善，SIS 的设计、安装、调试和使用将更加规 范，确保系统的合规性和可靠性。
安全标准
制定和实施更高安全标准，推动SIS在 工业领域的应用和发展，提高工业生 产的安全性和稳定性。
对安装和调试过程中的关键步骤进行 记录，并提供相应的报告。
培训与指导
为操作和维护人员提供培训和指导， 确保他们能够正确使用和维护SIS。
05
SIS的维护与管理
日常检查与维护
定期检查
对SIS系统进行定期检查，确保其正常运行，及时 发现潜在问题。
清洁与保养
对SIS系统进行清洁和保养，保持其良好的工作状 态。
。
校准与调整
02
对SIS系统的关键元件进行校准和调整，确保其准确性和可靠性
。
验证与确认
03
对性能检测和校准结果进行验证和确认，确保SIS系统性能达标
。
06
SIS的发展趋势与展望
技术创新与应用拓展
创新技术
随着传感器技术、通信技术和数据处理技术的不断进步，安全仪表系统（SIS ）将采用更先进的检测、控制和自动化技术，提高系统的可靠性和性能。
安全仪表系统(SIS)介绍
在外界因素作用下可以改变接通或断开到 点状态的电气器件。
二、SIS的基本原则
SIS被定义为实现一个或多个安全仪表功能 的仪表系统。SIS包括测量仪表、逻辑运算 器和最终元件、关联软件及部件。目前， 仪表保护系统IPS、安全联锁系统SIS （Safety Interlocking System）、紧急停车系 统ESD、压力保护系统HIPPS和火气保护系 统F&GS等都属于安全仪表系统的范畴。
理，保证生产装置的平稳运行；SIS用于监 视生产装置的运行状况，对出现异常工况 迅速处理，使危害降到最低，使人员和生 产装置处于安全状态。
2、DCS是“动态”系统，始终对过程变量 连续进行检测、运算和控制，对生产过程 进行动态控制，确保产品的质量和产量； SIS是“静态”系统，正常工况时，始终监 视生产装置的运行，系统输出不变，对生 产过程不产生影响；非正常工况时，按照 预先的设计进行逻辑运算，使生产装置安
安全完整性等级/safety integrity level
安全功能的等级，安全完整性等级由低到 高为SIL1~SIL4。
危险失效/dangerous failure 可能导致安全仪表系统处于潜在危险或丧 失功能的失效。 测量仪表/sensor SIS的组成部分，用于测量过程变量的设备。 逻辑控制器/logic solver SIS的组成部分，用于测量过程变量的设备。 最终元件/final element SIS的组成部分，执行逻辑控制器指令或设 定的动作，使过程达到安全状现场 电磁干扰等，从而可以较好地应用于各种 工业环境。
5.响应速度快
SIS系统的实时性很好，从输入变化到输出 变化的响应时间一般在50～100ms，一些小 型SIS系统的响应时间更短。
安全仪表系统SIS简介
安全仪表系统SIS简介1. 背景介绍安全仪表系统（Safety Instrumented System，简称SIS）是一种集成硬件和软件的自动化系统，用于监控和控制工业过程中的安全性。
它的主要目标是防止和减少事故的发生，保护人员、设备和环境的安全。
随着现代工业的快速发展，工厂和生产系统越来越复杂，对安全性的要求也越来越高。
安全仪表系统SIS应运而生，为工业企业提供了关键的监控和控制手段，以确保工业过程的安全性和可靠性。
2. SIS的核心功能安全仪表系统SIS的核心功能是通过监测工业过程中的关键参数和状态，实时评估风险，并采取相应的控制措施来保护系统的安全性。
具体而言，SIS可以实现以下功能：2.1 安全监测SIS可以监测工业过程中的关键参数，例如温度、压力、流量等，以及设备的状态信息。
通过实时采集和分析这些数据，SIS可以及时发现潜在的安全威胁，并进行相应的处理。
2.2 风险评估SIS通过对工业过程进行风险评估，确定潜在的事故风险等级。
这可以帮助工程师更好地了解当前系统的安全状况，并采取相应的控制策略来降低风险。
2.3 报警和通知当SIS检测到潜在的安全威胁或风险超出阈值时，它会发出报警和通知，以提醒操作人员采取必要的措施。
这可以帮助企业及时做出反应，避免事故的发生或进一步扩大。
2.4 控制措施根据风险评估的结果，SIS可以实施一系列控制措施，例如紧急停机、流程调整等，以确保系统的安全性。
这些措施旨在最大程度地减少潜在的损害和影响，并保护人员、设备和环境的安全。
3. SIS的关键组成部分安全仪表系统SIS通常由以下几个关键组成部分构成：3.1 传感器和测量设备传感器和测量设备用于监测工业过程中的关键参数和状态。
它们负责实时采集数据，并将其传输给SIS系统进行分析和处理。
3.2 控制器控制器是SIS系统的核心部分，负责接收和处理传感器和测量设备传输的数据。
控制器通过算法和逻辑来评估风险和采取相应的控制措施。
史上最全(SIS)安全仪表系统解析
1、什么是安全仪表系统在IEC61508中，SIS被称为安全相关系统(Safety Related System )，将被控对象称为被控设备(EUC oIEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能(Safety In strume nted Fu nctio n,SIF )的仪表系统。
SIS是由传感器(如各类开关、变送器等)、逻辑控制器、以及最终元件(如电磁阀、电动门等)的组合组成，如图1所示。
IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。
另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书(SafetyRequireme nt Specificatio n,SRS) 中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中。
从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器(Electrical )、电子固态电路(Electronic )和可编程电子系统(Programmable Electronic System)，即E/E/PES 三个阶段。
安监总局116号文件国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理指导意见(安监总管三〔2014〕116号)》该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面。
HAZO分析，SIL等级评估，安全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今后几年中越来越多，越来越重要！下图为由PES构成的SIS图1 SIS的构成SIS安全仪表系统(1) SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，或包含这两者。
(2) 需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式(Continuous Mode 操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。
安全仪表系统(SIS)
安全仪表系统（SIS）SIS是一种经专门机构认证，具有一定安全完整性水平，用于降低生产过程风险的仪表安全保护系统；当工艺条件达到或超过安全极限时，SIS应具备引导工艺过程停车的功能。
它不仅能响应生产过程因超过安全极限而带来的风险，而且能检测和处理自身的故障，从而按预定条件或程序使生产过程处于安全状态，以确保人员、设备及工厂周边环境的安全。
按照SIS的定义，下述系统均属于安全仪表系统：安全联锁系统（Safety Interlock System—SIS）安全关联系统（Safety Related System—SRS）仪表保护系统（Instrument Protective System—IPS）透平压缩机集成控制系统（Integrated Turbo & Compressor Control System—ITCC）火灾及气体检测系统（Fire and gas systems—F&G）紧急停车系统（Emergency Shutdown Device—ESD）燃烧管理系统（Burner Management System）列车自动防护系统（ATP）安全仪表系统与过程控制系统（如DCS、PLC等）有明显的区别。
过程控制系统是执行常规生产功能的控制系统,过程控制系统以“表征生产过程的参量”为被控制量，使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
过程控制系统执行基本过程控制功能以达到生产过程的操作要求；安全仪表系统则是监视生产过程的状态,判断危险条件,防止风险的发生或者减轻风险造成的后果。
控制系统是主动的、动态的；而安全仪表系统则是被动的、休眠的。
在大部分时间,装置的正常运行都是靠基本控制系统,而在这时的安全仪表系统是没有任何作用的,只有在发生危险且基本控制系统已经无法控制时,安全仪表系统才发挥作用。
过程控制系统与安全仪表系统都有发生失效的可能,对于过程控制系统来说,其大部分的失效都会在运行过程中很明显地表现出来,包括温度、压力、流量等的不正常,那么必定会影响生产过程的运行,由此产生的故障现象马上会展现出来。
史上最全(SIS)安全仪表系统解析
1、什么是安全仪表系统在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。
SIS是由传感器（如各类精品文档，超值下载开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。
IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。
另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书（Safety Requirement Specification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中。
从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。
安监总局116号文件国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面。
HAZOP分析，SIL等级评估，安全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今后几年中越来越多，越来越重要！下图为由PES构成的SIS图1 SIS的构成SIS安全仪表系统(1) SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，或包含这两者。
(2) 需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。
安全仪表系统SIS简介
安全仪表系统SIS简介安全仪表系统（Safety Instrumented System，简称SIS）是一种用于监测和控制工业过程的安全系统。
它主要用于识别并响应潜在的危险和故障条件，以保护人员、设备和环境的安全。
SIS的主要目标是防止事故发生、减轻事故后果和恢复过程的安全性。
它通过使用传感器、执行器和逻辑控制器等元件，监测过程参数，并根据设定的安全逻辑和策略，采取适当的控制措施。
SIS通常由以下几个组成部分构成：1. 传感器：用于测量过程参数，如温度、压力、流量等。
传感器将这些参数转换为电信号，并将其发送给逻辑控制器。
2. 逻辑控制器：是SIS的核心部分，通常采用可编程逻辑控制器（PLC）或安全PLC。
逻辑控制器接收来自传感器的输入信号，并根据预设的安全逻辑和策略，判断当前过程是否存在危险或故障条件，并采取相应的控制动作。
3. 执行器：执行器根据逻辑控制器的指令，对过程进行控制。
它们可以是阀门、电动驱动装置、泵或其他设备，用于控制流量、压力等过程参数。
4. 人机界面：SIS通常提供一个人机界面，用于操作和监视系统的状态。
这可以是一个操作面板、监视器或计算机界面，允许操作员对系统进行配置、诊断和操作。
SIS的设计和实施需要遵循相关的安全标准和规范，如国际电工委员会（IEC）的IEC 61508和IEC 61511标准。
这些标准规定了SIS的安全功能要求、可靠性要求、验证和验证方法等。
以下是SIS的一些关键要素和功能：1. 安全功能：SIS的主要任务是实现安全功能，即在系统或过程发生危险或故障条件时，采取适当的控制行动以防止事故的发生或减轻事故后果。
安全功能可以包括紧急停机、阀门关闭、泄漏控制等。
2. 可靠性：SIS必须具备高度的可靠性，以确保在需要时能够正确地执行安全功能。
为了实现可靠性，SIS通常采用多重冗余设计，包括冗余传感器、逻辑控制器和执行器，以确保即使在组件故障的情况下，系统仍能正常运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
精品文档1、什么是安全仪表系统在IEC61508 中，SIS被称为安全相关系统（Safety Related System）,将被控对象称为被控设备（EUC）。
IEC61511将安全仪表系统SIS定义为用于执行一个或多个安全仪表功能（Safety Instrumented Function,SIF）的仪表系统。
SIS是由传感器（如各类开关、变送器等）、逻辑控制器、以及最终元件（如电磁阀、电动门等）的组合组成,如图1所示。
IEC61511又进一步指出，SIS可以包括，也可以不包括软件。
另外，当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全规格书（Safety Requirement Specification,SRS)中对人员操作动作的有效性和可靠性做出明确规定，并包括在SIS的绩效计算中。
从SIS的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。
安监总局116号文件国家安全监管总局于2014年11月13日下发《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理指导意见（安监总管三〔2014〕116号）》该意见涉及到了生产，设计，管理等多个方面。
HAZOP分析，SIL等级评估，安全系统验证，老装置安全系统安全等级评估，安全系统改造等，这些工作将在今后几年中越来越多，越来越重要！下图为由PES构成的SIS的构成SIS 图1安全仪表系统SIS精品文档．精品文档(1) SIF安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能，或包含这两者。
(2) 需要说明的是，这里所说的安全仪表控制功能，是指以连续模式（Continuous Mode）操作并具有特定的SIL,用于防止危险状态发生或者减轻其发生的后果，与常规的PID控制功能是完全不同的概念。
(3) SIS可以包括或不包括软件(4) SIS的一部分也可能是人的动作如图2所示，这是一个气液分离容器A液位控制的安全仪表功能回路图。
对这个安全仪表功能完整的描述是：当容器液位开关达到安全联锁值时，逻辑运算器（图3）使电磁阀2断电，则切断进调节阀膜头信号，使调节阀切断容器A进料，这个动作要在3秒内完成，安全等级必须达到SIL2。
这是一个安全仪表功能的完整描述，而所谓的安全仪表系统，则是类似一个或多个这样的安全仪表功能的集合。
安全仪表回路图图2说明：图2-Z带电。
-L1L液面超高接点闭合线圈断电。
Z1常闭接点打开，S电磁阀切断，往调节阀膜头的控制信号调节阀切断工艺进料，完成联锁保护作S 用。
精品文档．精品文档K起：按钮开关：起动联锁保护回路兼有复位作用。
K停：起人工强制起动联锁保护作用。
K旁：旁路联锁保护作用，用于开车或检修联锁信号仪表。
逻辑图3 SIS图大多石油和化工生产过程具有高温、高压、易燃、易爆、有毒等危险。
当某些工设备便有可能造成人员伤亡、艺参数超出安全极限，未及时处理或处理不当时，损坏、周边环境污染等恶性事故。
这就是说，从安全的角度出发，石油和化工生产过程自身存在着固有的风险。
是一种经专门机构认证，具有一定安全完整性水平，用于降低生产过总之，SIS它不仅能响应生产过程因超过安全极限而带来的风程风险的仪表安全保护系统。
从而按预定条件或程序使生产过程处于安全而且能检测和处理自身的故障，险，状态，以确保人员、设备及工厂周边环境的安全。
的定义，下述系统均属于安全仪表系统：按照SIS）；—安全联锁系统（Safety Interlock SystemSIS ）；—安全关联系统（Safety Related SystemSRS精品文档．精品文档仪表保护系统（Instrument Protective System—IPS）；透平压缩机集成控制系统（Integrated Turbo & Compressor Control System—ITCC）；火灾及气体检测系统（Fire and gas systems—F&G）；紧急停车系统（Emergency Shutdown Device—ESD）；燃烧管理系统（Burner Management System）；列车自动防护系统（ATP）2、SIS的相关标准及认证机构鉴于SIS涉及到人员、设备、环境的安全，因此各国均制定了相关的标准、规范，使得SIS的设计、制造、使用均有章可循。
并有权威的认证机构对产品能达到的安全等级进行确认。
这些标准、规范及认证机构主要有：(1)我国石化集团制定的行业标准SHB-Z06-1999《石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则》。
(2)2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中国国家标准GB/T20438、GB/T21109相继发布，中国的功能安全标准开始规范我国的功能安全工作。
(3)国际电工委员会1997年制定的IEC 61508/61511标准，对用机电设备（继电器）、固态电子设备、可编程电子设备（PLC）构成的安全联锁系统的硬件、软件及应用作出了明确规定。
(4)美国仪表学会制定的ISA-S84.01-1996《安全仪表系统在过程工业中的应用》。
(5)美国化学工程学会制定的AICHE（ccps）-1993，《化学过程的安全自动化导则》。
(6)英国健康与安全执行委员会制定的HSE PES-1987，《可编程电子系统在安全领域的应用》。
(7)德国国家标准中有安全系统制造厂商标准-DIN V VDE 0801、过程操作用户标准-DIN V 19250和DIN V 19251、燃烧管理系统标准-DIN VDE 0116等。
(8)德国技术监督协会（TüV）是一个独立的、权威的认证机构，它按照德国国家标准（DIN），将ESD所达到的安全等级分为AK1～AK8，AK8安全级别最高。
其中AK4、AK5、AK6为适用于石油和化学工业取得TüV认证的SIS产品。
精品文档．精品文档在国内石化行业中应用的SIS产品中，经过TüV认证的主要有：(1) Tricon、Triden，美国Triconex公司开发用于压缩机综合控制（ITCC）和紧急停车系统。
安全等级为AK6（SIL3）。
(2) FSC（Fail safe control），由荷兰P&F（Pepper&Fuchs）公司开发，1994年被Honeywell公司收购。
安全等级AK6（SIL3）(3) 和利时集团HiaGuard（SIS），我国首套获TüV SIL3认证的安全仪表系统。
(4) HIMA PES，HIMA是德国一家专业生产安全控制设备的公司，PES (Programmable Electronic System)是可编程电子系统的简称，是近几年来国内引进较多的一种安全仪表系统。
主要由H41q和H51q系统组成。
H41q也叫小系统，它分为不冗余的系统和冗余的系统，不冗余系统型号为H41q—M，冗余系统又分为高可靠系统H41q—H和高性能系统H41q—HR。
H51q称为模块化的系统，它也分为不冗余的系统和冗余的系统，不冗余的系统型号为H51q—H和高性能系统H51q—HR。
各种型号的PES都具有TüV AK1~6级认证。
（仪控工程网在线学习频道，有关于HIMA公司及产品的介绍）(5) Prosafe—RS，是横河电机安全仪表系统，其特点是与CENTUMCS.3000 R3的技术融合，即实现了与DSC的无缝集成。
非冗余取量即可实现SIL3，通过冗余取量实现更高的可用性。
(6) QUADLOG，由MOORE公司开发，日本横河电机公司收购后称prosafe plc，其1oo2D结构安全等级达AK6 (SIL3)；(7) SIMATICS7—400F/FH，德国SIEMENS公司产品。
400F和400FH分别为1个CPU和2个CPU运行fail-safe（F）用户程序，均取得TUV认证，安全等级为AK1~AK6（SIL1~SIL3）；(8) Regent Trusted，美国ICS利用宇航技术开发的安全系统。
安全等级AK4~AK6（SIL2~SIL3）；(9) GMR90-70，美国GE Fanuc公司开发。
其中GMR90-70(模块式冗余容错)的安全等级为class 5（2oo3），class 4（1oo2）和class 5（2oo2）；(10) TRIGUARD SC300E， AUGUST公司开发，1999年成为ABB集团成员之一，安全等级为class 5和class 6，系统结构为2oo3；(11) DeltaV SIS是艾默生推出的TüV认证的新型整体回路概念的智能安全仪表系统，安全等级SIL3。
(12) Safeguard 400&300，ABB Industry公司开发，系统结构1oo2D。
（篇幅有限不再一一列举）精品文档．精品文档3、SIS和DCS的比较DCS与由PES构成的SIS的主要区别有：一般是由人机界面操作站、通信总线及现场控制站组成；DCS(1) 系统的组成：不含检测执DCS逻辑解算器和最终元件三部分组成。
及而SIS系统是由传感器、行部分。
用于过程连续测量、常规控制（连续、顺序、间歇等）操作实现功能：DCS(2)是超越极限安全即将而SIS控制管理使生产过程在正常情况下运行至最佳工况；工艺、设备转至安全状态。
是主动的、动态的，它始终对过程变量连续进行检测、运算工作状态：DCS(3)休眠系统是被动的、对生产过程动态控制确保产品质量和产量。
和控制，而SIS 。
的系统级别高，需要安SISDCS安全级别低，不需要安全认证；而(4) 安全级别：全认证。
系统大部分失效都是显而易见的，其失效会在生产的动应对失效方式：DCS(5)失效就没那么明显了，因此确定这态过程中自行显现，很少存在隐性失效；SIS就是对该系统进行周期性的诊断或测种休眠系统是否还能正常工作的唯一方法，而有些安因此安全仪表系统需要人为的进行周期性的离线或在线检验测试，试。
全系统则带有内部自诊断。
SIS设计应遵循的原则4、原则上应独立设置（含检测和执行单元）；(1)(2) 中间环节最少；应为故障安全型；(3)精品文档．精品文档(4) 采用冗余容错结构。
5、故障安全原则组成SIS的各环节自身出现故障的概率不可能为零，且供电、供气中断亦可能发生。
当内部或外部原因使SIS失效时，被保护的对象（装置）应按预定的顺序安全停车，自动转入安全状态（Fault to Safety），这就是故障安全原则。
具体体现：(1) 现场开关仪表选用常闭接点，工艺正常时，触点闭合，达到安全极限时触点断开，触发联锁动作，必要时采用“二选一”、“二选二”或“三选二”配置。