ESD安全联锁控制系统

紧急停车系统ESD

第一讲 ESD紧急停车系统1名称、作用、构成紧急停车系统（Emergency ShutDown system –ESD）亦称为安全仪表系统（Safety –Instrument System –SIS）、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）等。

以下统称ESD。

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。

当某些工艺参数超出安全极限，未及时处理或处理不当时，便有可能造成人员伤亡、设备损坏、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。

ESD是一种经专门机构认证、具有一定安全度等级，用于降低生产过程风险的安全保护系统。

它不仅能响应生产过程因超出安全极限而带来的危险，而且能检测和处理自身的故障，从而按预定的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。

ESD由检测单元（如各类开关、变送器等）、控制单元和执行单元（如电磁阀、电动门等）组成，其核心部分是控制单元。

从ESD 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。

图1为由PES构成的ESD。

图1 ESD的构成2ESD的相关标准及认证机构鉴于ESD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，使得ESD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》。

ESD系统(HIMA)的培训

HIMA系统的全部模件均按照相关国际标准制造，所有的模件都经过包括高、低温老化实验的各种机械性能测试。

系统基本扫描周期为5 ms (非冗余结构) / 25ms（冗余结构），SOE分辨率为ms级。

系统的SOE功能可对系统本身的故障或导致联锁停车的各种事件进行记录。
（一）、过程循环扫描

四、 HIMA 的ESD系统

HIMA的 ESD主要包括H41q和 H51q 两个系列。两个系列基于同样的硬件和软件，它们是第三代经生产实践验证的 HIMA ESD系统，它可以更好和更安全的控制生产过程装置。此外，可以利用个人计算机进行用户组态、监测和趋势记录。

HIMA的H41q/H51q系统为CPU四重化结构（QMR），即系统的中
央控制单元共有四个微处理器，每二个微处理器集成在一块CU模件上，再由2块同样的CU模件构成中央控制单元。一块CU模件已
经构成1oo2D结构，而HIMA的1oo2D结构产品可以满足AK6/SIL3
的安全标准。采用双1oo2D结构，即2oo4D结构的目的是为用户提供最大的实用性（可利用性），其容错功能使系统中任何一个
部件发生故障，均不影响系统的正常运行。

H41q系列是由5 单元高(1单元高 =44mm)的机架构成的紧凑型系统。它容纳了所有的组件，例如：中央单元、电源供应、保险丝、电源分配，还有I/O模件。

H51q系统是模块化结构，由中央单元、扩展接口和电源供应模件组成的5单元高的中央机架，和最多可以连接16个4 单元高的 I/O子机架构成。
（二）、系统的安全性和可用性

HIMA 的ESD系统，既可达到AK6的安全等级要求（DIN V19250），又能满足非

ESD控制系统技术规格书

目录第一部分工程概况和要求 (3)1 工程概况 (3)2 站控系统安装场所 (3)第二部分主要技术要求 (4)1 采用的规范、标准及法规 (4)2 资格及责任 (4)2.1 资格 (4)2.2 供货商的责任 (5)2.3 投标时应提供的文件 (6)3 总体要求 (7)3.1工作范围 (7)3.2 供货范围 (9)4 技术要求 (11)4.1 ESD系统技术要求 (11)5 系统培训 (17)6 项目实施 (17)7 试验、检查、调试和验收 (18)8 备品备件 (18)9 包装和运输 (18)10 质量保证 (19)11 提交文件 (19)12 技术服务 (21)13 售后服务 (21)14 相关文件 (22)第一部分工程概况和要求1 工程概况重庆农药化工（集团）有限公司的农药搬迁结合产品结构调整项目其中的三氯化磷车间的氯化工艺、杀虫双车间的氯化工艺按照国家安监局的要求，需要设置紧急停车系统。

2 站控系统安装场所1）安装场所业主将为站控系统提供必要的房间及环境条件，供货商所提供的设备和材料应能适应所处环境条件。

除特殊说明，站控系统的所有设备将被安装在非爆炸危险区域内。

主要设臵有站控制室、机柜间、UPS室等。

控制室、机柜间、UPS室设臵防静电活动地板。

为保证ESD系统的正常运行，这些房间配备了空调设备。

其房间的温度及湿度如下：－温度：18～28℃，温度变化率小于10℃/h，不得结露；－相对湿度：15%～85%。

2）环境条件把可研的有关长寿区的环境条件写上即可。

第二部分主要技术要求1 采用的规范、标准及法规应参照下列标准和规范（不限于）的现行版本（包括修改部分）的要求进行。

中华人民共和国标准和规范（包括部颁标准和规范）：除另有说明外，卖方提供的系统和服务应符合下列（但不仅限于）标准和规范的最新版本：IEC61508/61511 ESD系统设计、制造标准IEC61131-3 软件标准ANSI/ISA S5.1 仪表符号和说明ANSI/ISA S5.2 过程操作用二进制逻辑图ANSI/ISA S5.4 仪表回路图ANSI/ISA S18.1 报警顺序及规定ANSI/NEMA ICS4 工业控制设备和系统的端子排SHB-Z06-1999 石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则SH/T 3018-2003 石油化工紧急停车及安全联锁系统设计规范SH/T 3081-2003 石油化工仪表接地设计规范其它ISA、ISO、NEC、IEC、MSS、ICEA和制造厂标准2 资格及责任承担此项目的供货商根据本技术规格书和其它相关的文件为业主成套提供所要求的控制系统，并对所提供控制系统的技术、质量、进度、服务负全部责任。

ESD系统基础知识

ESD系统基础知识目录一、ESD控制系统定义二、ESD控制系统构成三、ESD的配置方案\四、ESD的冗余和容错五、ESD紧急停车控制系统的特点一、 ESD控制系统定义ESD是Emergency Shutdown Device的简称，中文的意思是紧急停车控制系统，也可以称为安全仪表系统（Safety-Instrument System-SIS）、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 ）等。

它是一种经专门机构认证、具有一定安全等级，用于降低生产过程风险的安全保护系统。

它不仅能够响应生产过程因超出安全极限而带来的危险，而且能检测和处理自身的故障，从而按预定的条件或程序，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。

二、 ESD控制系统构成随着计算机技术、控制技术、通信技术的发展，ESD紧急停车控制系统的设备配置也不断更新换代，由简单到复杂，由低级到高级。

但不管怎么变化其基本组成大致可分为三部分：传感器单元、逻辑运算单元、最终执行单元。

如图1（1）检测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，即检测单元分开独立配置的原则，做到ESD仪表系统与过程控制系统的实体分离。

（2）执行单元是ESD仪表系统中危险性最高的设备。

由于ESD仪表系统在正常工况时是静态的，如果ESD控制系统输出不变，则执行单元一直保持在原有的状态，很难确认执行单元是否有危险故障，所以执行单元仪表的安全度等级的选择十分重要。

（3）逻辑运算单元包括输入模块、控制模块、诊断回路、输出模块四部分，依据逻辑运算单元自动进行周期性故障诊断，基于自诊断测试的ESD仪表系统，系统具有特殊的硬件设计，借助于安全性诊断测试技术保证安全性。

三、 ESD的配置方案1、 ESD设计应遵循的原则（1）原则上应独立设置（含检测和执行单元）；（2）中间环节最少；（3）应为故障安全型；（4）采用冗余容错结构；2、 ESD的故障安全原则故障安全原则是指当外部或内部原因使ESD紧急停车控制系统失效时，被保护的对象应按预定的顺序安全停车，自动转入安全状态。

ESD系统说明书-0-PDF

华亭中煦甲醇项目煤气化装置ESD系统说明书－0版目录1．气化装置安全联锁系统主要内容2．系统初始化3．系统复位4．气化装置开车程序5．气化装置停车程序6．烧嘴冷却水系统说明7．气化装置手动减压、手动吹扫程序8．气化装置停车与全厂停车的关系9．安全停车系统设计原则10．辅助操作盘华陆工程科技有限责任公司（化学工业部第六设计院）西安 2008.121．气化装置安全联锁系统主要内容气化装置安全联锁系统包括以下主要内容：1）系统初始化2）系统复位3）气化装置开车程序4）气化装置停车程序5）气化装置手动减压、手动吹扫程序正常运行的一般操作在DCS的操作站上完成，而开车和停车时在ESD操作站上完成。

联锁控制程序的执行由经过TUV AK-5~6（相当SIL 3）认证的冗余诊断ESD系统完成。

ESD的重要联锁参数并且在DCS系统中调节和联锁的参数，通过一进二出的安全栅转换成互相隔离的4～20mA标准信号，分别输入DCS和ESD系统，经过ESD的快速扫描、2/3等运算、判断和逻辑步，完成ESD的功能。

开车和停车操作要求在ESD操作站操作，在DCS操作站上的必要的按钮、开关（包括必须经过操作员操作的旁路开关），原则上通过DCS的DO卡硬接线到ESD的DI卡，输入ESD系统。

个别不重要的例如手动操作所显示的参数通过通讯总线由DCS系统传人ESD系统。

ESD系统的参数和状态参数通过冗余的通讯接口输入DCS系统，在DCS操作画面上显示。

原则上，所有的ESD参数及中间计算结果都要在DCS的操作画面上显示，而且在DCS操作画面上显示简明的联锁图，表明气化装置运行状态。

2．系统初始化系统初始化的目的是在某台气化炉开车前，通过安全联锁系统的初始化程序，使此台气化炉具备水煤浆输送泵启动条件。

初始化之前，必须确认本台气化炉工艺系统情况：·水洗塔出口压力PICA－1355低于0.4MPa(G)。

·煤浆切断阀XV－1302和煤浆循环阀XV－1301关闭。

ESD、SIS系统简介

ESD——紧急停车系统ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车系统的缩写。

这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的，以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。

ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。

在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。

作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。

只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。

据有关资料，当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的，当操作人员面临生命危险时，要在60s内作出反应，错误决策的概率高达99.9%。

因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的，这是作好安全生产的重要准则。

该动则动，不该动则不动，这是ESD系统的一个显著特点。

ESD 控制系统CPU的扫描周期一般在几十毫秒，根据控制系统所扫描的控制点的数量，一般在50ms左右，所以ESD的响应时间是极为迅速的，现在国内比较流行的主流ESD系统为美国TRICONEX（由中国自动化集团-康吉森自动化代理）。

特点：为何要独立设置ESD系统呢？当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。

但是对于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置，这样做主要有以下几方面原因：（1）降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统;（2）对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统响应速度越快越好。

这有利于保护设备，避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。

而DCS处理大量过程监测信息，因此其响应速度难以作得很快；（3）DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而ESD是静态的，不需要人为干预，这样设置ESD可以避免人为误动作。

SIS与ESD的区别

个人认为他们的区别应该不是很大Esd（Emergency Shutdown Device）:紧急停车系统，多数应用于石油和化工系统，是一个独立于DCS系统的控制单元，在工艺发生危险状况时，对设备，环境等进行紧急的启挺，开关操作。

配置设备以高档的PLC居多，多数处理DI/DO点，现在多数与DCS进行通讯。

SIS（SIS, safety instrumented system）:安全仪表系统，主要用于汽轮机，压缩机等高速运转设备，对轴承的转速，震动，位移，温度等进行检测，对设备进行保护，原来设计多为模块组合，相当于与智能仪表的组合体。

SIS是安全仪表系统，ESD是紧急停车系统，ESD属于SIS的一部分。

SIS包括现场仪表、逻辑解决器、执行机构三部分，这三个部分都要是安全设计的，常规的ESD系统只是SIS 的逻辑解决器这部分，当然也要是安全设计的。

随便举个例子，不一定合适，但是可以帮助理解这些概念。

西门子的PCS7 系统。

包含了S7-400H 硬件，WinCC 监控软件，Simaticnet 通讯软件。

Step7编程软件。

PDM等智能仪表工具。

PCS7 是一系列软件，硬件的组合体，是一个系统的概念。

SIS 基本上也是同样的道理。

从本质上来讲，SIS 的硬件系统不光包括，SIS控制器及IO（例如Triconex，HIMA，西门子400FH）。

还应包括所有跟控制器接口的其他输入部件，例如获得TUV SIL认证的传感器，变送器，检测装置；还应该包括所有输出部件，如获得TUV SIL认证的执行器（液压安全执行器，气动安全执行器，电动型安全执行器），还应该有获得认证的现场设备。

－－要求严格的现场，阀门本体也必须是有TUV 证书的。

例如核电厂的安全阀不光是锅炉与压力容器质检合格，还应该有核检证书，还应该有TUV 的安规证书，明确标明是SIL几等级。

那么，我们现在再来理解这些概念，，，安全型控制器（目前这个叫法最科学）仅仅是SIS 系统硬件中的一环。

ESD介绍

ESD介绍第一节 ESD简介一、什么是ESD？为什么要用ESD?ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车系统的缩写。

这种专用的安全保护系统。

是90年代发展起来的，以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。

ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。

在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。

作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。

只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。

据有关资料显示，当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的，当操作人员面临生命危险时，要在60s内做出反应，错误决策的概率高达99.9%。

因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的，这是作好安全生产的重要准则。

该动则动，不该动则不动，这是ESD系统的一个显著特点。

为何要独立设置ESD系统呢？当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。

但是对于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置，这样做主要有以下几方面原因：（1）降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统;（2）对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统响应速度越快越好。

这有利于保护设备，避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。

而DCS处理大量过程监测信息，因此其响应速度难以作得很快；（3）DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而ESD是静态的，不需要人为干预，这样设置ESD可以避免人为误动作。

ESD现在应用的越来越多了，在控制系统中已经独立于DCS。

现在ESD的国外厂商在国内有应用的有，HIMA公司的PES，TRICONEX（TROCON），HONEYWELL公司的FCS（原P F 公司产品），ICS 公司的TRUSTED ，GE 公司的GMR，ABB 公司的TRIGUARDSC300E,YOKOGAWA公司的ProSafe-PLC。

ESD紧急停车控制系统(以下简称ESD)的定义和构成

ESD紧急停车控制系统（以下简称ESD）的定义和构成ESD是Emergency Shutdown Device的简称，中文的意思是紧急停车控制系统，它是一种经专门机构认证、具有一定安全等级，用于降低生产过程风险的安全保护系统。

它不仅能够响应生产过程因超出安全极限而带来的危险，而且能检测和处理自身的故障，从而按预定的条件或程序，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。

ESD紧急停车控制系统基本组成大致可分为三部分：传感器单元、逻辑运算单元、最终执行单元。

（1）检测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，即检测单元分开独立配置的原则，做到ESD仪表系统与过程控制系统的实体分离。

（2）执行单元是ESD仪表系统中危险性最高的设备。

由于ESD仪表系统在正常工况时是静态的，如果ESD控制系统输出不变，则执行单元一直保持在原有的状态，很难确认执行单元是否有危险故障，所以执行单元仪表的安全度等级的选择十分重要。

（3）逻辑运算单元包括输入模块、控制模块、诊断回路、输出模块四部分，依据逻辑运算单元自动进行周期性故障诊断，基于自诊断测试的ESD仪表系统，系统具有特殊的硬件设计，借助于安全性诊断测试技术保证安全性。

二、ESD的配置方案1、我公司使用的ESD系统，设备采用Honeywell生产的SM系统，系统具有以下特点：（1）系统独立设置（含检测和执行单元）；（2）中间环节最少；（3）为故障安全型；故障安全原则是指当外部或内部原因使ESD紧急停车控制系统失效时，被保护的对象应按预定的顺序安全停车，自动转入安全状态。

具体内容如下①现场开关仪表选用常闭触点，工艺生产正常时，触点闭合，达到报警或联锁极限时触点断开，触发联锁或报警动作。

为了提高安全性可以采用“二选一” 、“二选二” 、“三选二”配置。

②电磁阀采用正常励磁，报警或联锁没有动作时，电磁阀线圈带电，触点闭合；报警或联锁动作时，电磁阀线圈失电，触点断开。

ESD安全联锁说明

气化安全系统说明一、安全系统初始化1、初始化条件：1.1、水洗塔出口压力PIA1311低于0.4Mpa；1.2、煤浆循环切断阀XV1301关闭；1.3、煤浆切断阀XV1302关闭；1.4、氧气上游切断阀XV1303关闭；1.5、氧气下游切断阀XV1304关闭1.6、氧气单系列放空阀XV1305关闭；1.7、氧气调节阀FV1307关闭；1.8、氧气切断阀间高压氮隔离阀XV1306打开；1.9、氧气管线高压氮吹扫阀XV1320关闭；1.10、煤浆管线高压氮吹扫阀XV1321关闭；1.11、合成气去变换的阀HV1304关闭；1.12、紧急停车按钮在原始状态；1.13、烧嘴冷却水紧急停车按钮在原始状态；1.14、烧嘴冷却水进出流量差▏FI1319-FI1320▕小于2m3/h；1.15、烧嘴冷却水三选二（FIA1319/TIA1319/PIA1313）正常1.16、煤浆运行按钮PB-1306在原始状态；1.17、仪表空气压力大于0.4Mpa(三选二)；1.18、XV1301、XV1302、XV1303、XV1304、XV1305、XV1306、FV1301、XV1318、 XV1319、 XV1320、XV1321、HV1304均在自动状态；1.19、高压氮气按钮在OFF状态2、初始化后可达到以下结果：2.1、煤浆循环切断阀XV1301从关到开；2.2、氧气放空阀XV1305从关到开;2.3、氧气切断阀间高压氮隔离阀XV1306关闭；2.4、可以启动煤浆给料泵P1301；2.5、HV1304和FV1307带电可调二、安全系统复位1、安全系统复位的条件：1.1、初始化按钮已按下1.2、水洗塔出口压力低于0.4Mpa；1.3、煤浆循环切断阀XV1301开；1.4、氧气放空阀XV1305开；1.5、高压氮与气化炉压差PDIA1319大于3.0MPa；1.6、煤浆给料泵P1301已经启动；1.7、烧嘴压差PDIA1316低低、气化炉液位LIA1303/LIA1304/1305、FT1301/FT1306/FT1302、FT1307A1A2A3、PDI1306HH、PDI1306LL、XZXA1301HH、XZSA1302LL、XZSA1304XZSA1304LL、XZSA1305HHg 高压煤浆泵P-1301A高压煤浆泵停车、SSALL-1304A高压煤浆泵转速低低、联锁切除；2、安全系统复位后达到以下结果：2.1、氧气切断阀间高压氮隔离阀XV1306从关到开；2.2、初始化手动打到从ON到OFF三、投料运行1、投料运行按钮的条件：1.1、水洗塔出口压力低于0.4Mpa；1.2、煤浆循环切断阀XV1301开；1.3、氧气单系列放空阀XV1305开；2、启动投料运行按钮后达到以下结果：2.1、按下投料运行按钮后，煤浆切断阀XV1302开始打开，（同时延时35秒）煤浆切断阀XV1302开到50%时，煤浆循环切断阀XV1301开始关闭，煤浆循环切断阀XV1301关到位。

什么是紧急停车系统(ESD)

什么是紧急停车系统（ESD）
紧急停车系统(EmergencyShutDownSystem，ESD)，也称安全联锁系统(SafetyInterlockingSystem，SIS），是对石油化工等生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行自动响应和干预，从而保障生产安全，避免造成重大人身伤害及重大财产损失的控制系统。

紧急停车系统按照结构来分，可分为双重化冗余和三重化冗余两种。

双重化冗余ESD系统从I/O模件到CPU、通信模件都是双重化配置的。

其中一套处于工作状态，另一套则处于热备状态三重化冗余ESD系统与双重化冗余ESD系统最大的区别是三重化冗余ESD系统的三重化设备同时处于工作状态，因此它需要有更强大的硬件诊断功能，在检测到某一通道的硬件有故障时，立即发出系统报警并适当地调整相应通道的选择运算方式，但系统仍能安全地运行，所以三重化系统也被叫做"冗余容错"系统。

紧急停车系统有哪些特点？
（1）系统的最终目标都是为了确保工艺生产的安全，保护生产设备和操作人员不受伤害；
（2）开关量输入检出元件选择正常状态下闭合，线路断开等同于联锁动作，即系统为故障安全型；
（3）输出电磁阀或继电器选择为正常励磁，只有当输出线路发生故障时才产生动作；
（4）当无论何种原因使生产装置停车（Shutdown）时，ESD系统所控制的目标元件所处的状态都要确保生产安全。

ESD安全连锁控制系统在天然气场站的应用分析

TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用16 科学与信息化2021年2月上ESD安全连锁控制系统在天然气场站的应用分析景海龙王杨芬郭倩君西安航天三沃机电设备有限责任公司陕西西安 710100摘要本文分析了ESD安全连锁控制系统在天然气场站的应用。

根据要求，结合天然气场站的安全连锁要求，实现天然气场站ESD安全连锁控制系统连锁阀门的自动关闭或打开控制。

ESD安全连锁控制系统由现场操作箱、ESD 供电电源、通信网络以及带ESD功能的阀门组成。

该系统为天然气场站的安全可靠运行提供了可靠保障。

关键词 ESD安全连锁控制系统；ESD阀门；天然气场站引言ESD 安全连锁控制系统是石油化工行业重要的安全保障系统。

近几年，随着天然气的广泛应用，天然气输配场站由原来建设在偏远地方被逐渐扩大的城市所包围。

由于天然气的易燃易爆性，天然气场站成为威胁人民生活安全的重要危险源，为了保证天然气的输配安全，天然气行业引进了ESD 安全连锁控制系统。

1 ESD安全连锁控制系统ESD 安全连锁控制系统也称紧急停车系统（ESD ）。

ESD 系统独立于其他控制系统，其安全级别高于PLC/DCS 系统。

在正常情况下，ESD 系统是处于静止状态的，不需要人为干预。

作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。

只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过PLC/DCS 系统，而直接由ESD 发出保护连锁信号，对现场设备和人员进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。

ESD 系统虽然独立于PLC/DCS 系统，但是ESD 系统又与PLC/DCS 系统紧密结合。

ESD 系统由现场/远程操作箱、ESD 供电电源、通信网络以及带ESD 功能的阀门（包括电动、气动阀门）。

ESD 系统在建设时需要考虑的方方面面因素较其他系统也要多一些。

例如，操作箱安装的位置、操作箱的误操作保护、设备不间断供电的设计等[1]。

安全联锁系统管理制度(格式规范)

安全联锁系统管理制度第一章总则第一条为进一步规范公司安全联锁系统管理，依据《信号报警、安全联锁系统设计规范》（HG/T20511-2000），结合公司生产实际，制定本制度。

第二条安全联锁系统（SIS： Safety Interlocking System）也称为紧急停车系统（ESD：Emergency Shutdown）是指用于监视装置（或独立单元）的操作，如果过程超出安全操作范围、机械设备故障、系统自身故障或能源中断时，能自动（必要时也可以手动）地产生一系列预先定义的动作，使操作人员与工艺装置处于安全状态的系统。

安全联锁系统包括石油、化工、化纤生产过程中保证生产装置安全运行、防止事故发生、避免设备损坏的安全联锁系统（生产工艺安全联锁系统）；生产装置中实现设备（尤其是机组）正常启停、安全运转的安全联锁系统（机组安全联锁系统）。

第三条安全联锁系统管理的任务是通过加强专业技术管理，保持安全联锁系统设备的完好状况，保证安全生产，减少非计划停工，避免重大设备及人身伤亡事故的发生，提高公司整体经济效益。

第二章机构与职责第四条部门职责：公司设备管理部是安全联锁系统的主管部门，主要履行下列职责：1、负责制定安全联锁系统的管理规定，监督检查各生产装置执行情况；2、负责安全联锁系统的检查考核；3、负责组织因安全联锁系统故障造成装置停工事故的调查；4、负责组织建立安全联锁系统档案。

第五条公司分管设备的领导是本单位安全联锁系统的负责人。

各部门职责：1、技术研发部、设备管理部、安全管理部负责生产工艺安全联锁系统的摘除、停用、变更审批，参与事故调查；生产车间要建立工艺安全联锁系统台帐，掌握其运行情况；2、设备管理部负责安全联锁系统管理，负责安全联锁系统的检查考核。

负责组织由于安全联锁系统故障造成设备停机和装置停工的事故调查，制定防范措施，并建立安全联锁系统档案。

第六条设备管理部仪修班是安全联锁系统的实施单位，依据安全联锁系统作业票进行作业。

ESD系统概述

大、小汽包：
LT-213A/B/C(1/2/3),LT-217A/B/C(1/2/3),PT-265A/B/C(1/2/3)，PT-273
气化炉炉膛：PT-264A/B/C(1/2/3),PDT-209,PDT-213,PDT-214
仪表空气：PT-506,PT-507,PT-508,（PT-68H-213，TSHH-215，TSHH-226三选二，有旁路。
14、PDSH-209，PDSH-213，PDSH-214三选二，有旁路。
15、PSLL-506，PSLL-507，PSLL-508三选二，现场为PT-6801A/B，PT9961。
16、FSLL-211，PSHH233，TSHH-203，三选二，有旁路。
二、三重化冗余结构原理
Tricon三重化冗余容错控制器是通过三重模件冗余结构（TMR）来实现容错的。不论是部件的硬件故障，还是内部或外部的瞬时故障，Tricon控制器都能做到无差错，不会中断控制。Tricon控制器三重化结构图如Figure 6。
每个I/O模件内部都包容有三个独立的分电路。输入模件上的每一分电路读取过程数据并将这些信息传送给它相应的主处理器。三个主处理器通过一个专用的被称作TriBus的高速总线系统通讯。
一、概述
ESD是Emergency Shutdown System简称，中文意思是紧急停车系统，用于监控装置或者独立单元的操作，若超出安全操作范围，可以使其进入安全状态，确保装置或者独立单元具有一定的安全度。
我厂ESD系统所体现出来的作用主要为：气化炉投料、气化炉跳车保护、保障烧嘴冷却水及全厂大联锁。
蒸汽吹扫管线：YV-204（ZSL-209，ZSH-209）,YV-209（ZSL-216，ZSH-216），其中，YV-210,YV-209吹扫氧管线，YV-205,YV-204吹扫煤浆管线。

《浅谈ESD和SIS、联锁和SIF》

浅谈ESD和SIS、联锁和SIF1. ESD是紧急切断功能，还是独立于DCS的一套保护系统？2. 合成氨、LNG等装置原有独立于DCS的ESD系统是SIS吗？3. DCS可以完成部分紧急切断功能吗？4. SIS系统除完成SIF功能联锁外，是否也可以完成非SIF的关联停车功能？5. 联锁与SIF有何异同？安监总局40号令1. 危险化学品重大危险源监督管理暂行规定（总局令第40号）第十三条危险化学品单位应当根据构成重大危险源的危险化学品种类、数量、生产、使用工艺（方式）或者相关设备、设施等实际情况，按照下列要求建立健全安全监测监控体系，完善控制措施：（一）重大危险源配备温度、压力、液位、流量、组份等信息的不间断采集和监测系统以及可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置，并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能；一级或者二级重大危险源，具备紧急停车功能。

记录的电子数据的保存时间不少于30天；（二）重大危险源的化工生产装置装备满足安全生产要求的自动化控制系统；一级或者二级重大危险源，装备紧急停车系统；（三）对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施，设置紧急切断装置；毒性气体的设施，设置泄漏物紧急处置装置。

涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统（SIS）；（四）重大危险源中储存剧毒物质的场所或者设施，设置视频监控系统；（五）安全监测监控系统符合国家标准或者行业标准的规定。

安监总管三〔2009〕116号首批重点监管的危险化工工艺目录反应类型吸热反应重点监控单元电解槽、氯气储运单元工艺简介电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个极上所引起的化学变化称为电解反应。

涉及电解反应的工艺过程为电解工艺。

许多基本化学工业产品（氢、氧、氯、烧碱、过氧化氢等）的制备，都是通过电解来实现的。

工艺危险特点（1）电解食盐水过程中产生的氢气是极易燃烧的气体，氯气是氧化性很强的剧毒气体，两种气体混合极易发生爆炸，当氯气中含氢量达到5％以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸；（2）如果盐水中存在的铵盐超标，在适宜的条件（pH<4.5）下，铵盐和氯作用可生成氯化铵，浓氯化铵溶液与氯还可生成黄色油状的三氯化氮。

石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则

石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则在石油化工领域，生产过程中往往涉及高温、高压、易燃、易爆、有毒等危险因素，为了保障人员生命安全、设备正常运行以及避免环境污染等重大事故的发生，紧急停车及安全联锁系统的设计至关重要。

本文将详细阐述石油化工紧急停车及安全联锁系统的设计导则，以帮助相关工程技术人员更好地理解和应用。

一、紧急停车及安全联锁系统的定义与作用紧急停车系统（Emergency Shutdown System，简称 ESD）是指在生产过程中，当出现可能导致严重事故的异常情况时，能够迅速采取措施使生产装置停止运行，以保护人员、设备和环境的安全。

安全联锁系统（Safety Interlock System）则是通过一系列的逻辑关系和控制措施，确保生产过程在安全的条件下进行，防止误操作和危险情况的发生。

其主要作用包括：1、迅速响应异常情况，如压力过高、温度超限、流量异常等，及时停止生产过程，避免事故的扩大。

2、防止人为误操作，通过联锁逻辑限制不允许的操作顺序和条件。

3、保护关键设备，如压缩机、反应器等，避免因异常工况而损坏。

二、设计原则1、可靠性原则系统必须具备高度的可靠性，能够在恶劣的工业环境下长期稳定运行。

采用冗余技术，包括硬件冗余（如传感器、控制器、执行器等）和软件冗余，以提高系统的容错能力。

2、安全性原则系统的设计应遵循相关的安全标准和规范，确保在任何情况下都能优先保障人员和环境的安全。

安全等级应根据风险评估结果确定，并采取相应的安全措施。

3、独立性原则紧急停车及安全联锁系统应独立于基本过程控制系统，以避免受到其他系统故障的影响。

同时，其电源、通信、控制回路等也应相互独立。

4、易操作性原则系统的操作界面应简洁明了，易于操作人员理解和使用。

在紧急情况下，能够迅速采取正确的操作。

5、可维护性原则系统应具备良好的可维护性，便于故障诊断、维修和更换部件。

同时，应提供完善的技术文档和培训资料，以便维护人员进行维护工作。

安全联锁系统(ESD)

n SIS: Safety Interlocking System
安全联锁是在装置出现异常情况时，装置继续运行，但自动转入另一种运行模式。
石油化工装置安全联锁的模式主要有以下几种: n 降低处理能力； n 改变工艺流程； n 循环处理。
ESD —— 第一讲概述
PCS SIS 系统
系统
序过系生号程统产
MDT=MTDF+MTTR
ESD —— 第一讲概述
其中平均故障修复时间又是平均确定故障位置的时间(MTDL)、平均更换故障元件时间 (MTFR)与平均使系统恢复可操作条件时间(MTRO) 之和。 MTTR=MTDL+MTFR+MTRO
单个模件平均停车时间可以结合制造厂提供的MTBF数值和可用度的值得到。对故障安全故障 (FTS),故障是自显的，MTDF=0,因此
ESD —— 第二讲设计及应用原则
ESD —— 第二讲设计及应用原则
随着DCS的冗余容错技术、自诊断技术的发展, 可靠性增强,尤其是其完善的逻辑功能及丰富的画面显示吸引着人们将逻辑单元放在DCS中实现,增加其灵活性和直观性。紧急停车系统(ESS)中的逻辑单元独立设置,是更为稳妥的做法,其理由如下:
第一讲概述第二讲设计及应用原则、技术第三讲应用实例
n 紧急停车系统：
ESD: Emergency Shut Down
SIS: Safety Interlocking System
是对生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行响应和保护，使生产装置进入一个预定义的安全停车工况，从而使危险降低到可以接受的最低程度，以保证人员、设备、生产和装置或工厂周边社区的安全。

ESD安全联锁控制系统

ESD安全联锁控制系统设计（甲级资质）ESD安全联锁控制系统（紧急停车系统）网络拓扑图一、概述：ESD安全联锁控制（紧急停车）系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。

在正常情况下，ESD安全联锁控制（紧急停车）系统是处于静态的，不需要人为干预。

作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。

只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD安全联锁控制（紧急停车）发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。

二、迎合《国家安全监督总局关于首批重点监管的危险化工工艺控制方案要求》，针对国内现状我公司四川瞭望克服重重技术攻关，弥补了国内的空白，并与国内甲级资质的知名设计院强强联手共同研发了属于国内的ESD安全联锁机制（紧急停车系统），并以实践证明了其高安全性，得到了广大客户的一致好评。

ESD安全联锁控制（紧急停车）是一种专门的仪表保护系统，具有很高的可靠性和灵活性，当生产装置出现紧急情况时，保护系统能在允许的时间内做出响应，及时地发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护。

三、系统优势与特点(1)ESD按照安全、独立的原则,独立于DCS集散控制系统,其安全级别高于DCS。

在正常情况下,ESD安全联锁控制（紧急停车）处于静态,不需要人为干预。

作为安全保护系统的安全等级要高于生产过程控制,实时在线监测装置的安全性。

当生产装置出现紧急情况时,不需要经过DCS系统,直接由ESD发出保护连锁信号,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散而造成巨大损失。

有关资料显示,人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的;当操作人员面临生命危险时,在60 s内做出的错误反应决策的概率高达99.9%。

因此,设置独立于生产过程控制系统的安全连锁十分必要,这是安全生产的重要准则。

一般的安全联锁保护功能由DCS实现。

但是较大规模的ESD按照安全、独立的原则与DCS分开设置,其原因是:①降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统。