化工过程控制系统的全生命周期管理

化工行业作为支持国计民生较为重要的行业 之 一 ，其 发 展 程 度 关 乎 国 家 的 经 济 发 展 状 况 ，同 时 化工行业也 是 一 个 高 危 行 业。 近 年 来，我 国 化 工 行业重大安全 事 故 频 发，如 山 东 临 沂 金 誉 石 化 罐 车泄漏重大爆 炸 着 火 事 故、江 苏 连 云 港 聚 鑫 生 物 科技有限公 司 “１２．９”爆 炸 事 故 及 河 北 盛 华 化 工 有限公司 “１１．２８”爆 炸 事 故 等。 据 统 计，仅 ２０１７ 年化工行业事故高达 ２０３起，造成 ２３８人死亡，而 很多事故原因 分 析 中 都 提 到 了 一 点：化 工 过 程 控 制自动 化 水 平 薄 弱，过 程 控 制 系 统 管 理 不 完 善。 早在 ２０１４年 １１月 １３日，国家安全监管 总局 安监 总管三［２０１４］１１６号 印 发 《关 于 加 强 化 工 安 全 仪 表系统管理的指导 意 见》中 就 明 确 提 出 进 一 步 加 强化工安全仪表系统的全生命周期管理。从这些 事故原因可以 看 出，化 工 过 程 控 制 系 统 作 为 化 工 生产的关键 组 成 部 分，如 果 系 统 选 型、安 装、维 护 不到位，非常容 易 导 致 安 全 事 故 或 在 危 险 发 生 时 起 不 到 控 制 、保 护 生 产 安 全 的 作 用 ，从 而 对 员 工 的 生命安全和企 业 的 财 产 造 成 巨 大 威 胁，因 此 对 化 工过程控制系 统 进 行 全 生 命 周 期 管 理，最 大 限 度 保证化工过程控制系统的长周期安全稳定运行， 是 保 障 化 工 生 产 过 程 安 全 、稳 定 运 行 的 良 策 。 １ 化 工 过 程 控 制 系 统 的 主 要 组 成
设计规划、选型阶段还要考虑系统运行负 荷、 供电、接地、网络 安 全、ＧＰＳ时 钟 同 步 配 置 及 系 统 运行环 境 的 要 求 等，例 如：对 于 系 统 负 荷，系 统 ＣＰＵ正常运行负荷不超 过 ４０％；对 于 重 要 装 置 供 电，考 虑 双 母 线 双 ＵＰＳ供 电 方 式，并 将 ＵＰＳ运 行 信号通过通信方式进 入 ＤＣＳ系 统 进 行 监 控，实 现 系统供电的 “真 冗 余 ”（很 多 系 统 设 计 为 冗 余 供 电 ，但 系 统 内 部 一 些 底 板 、端 子 并 未 实 现 真 正 的 冗 余，存在一定的薄 弱 点）；控 制 系 统 防 雷 和 接 地 对 于控制系统的 安 全 稳 定 运 行 至 关 重 要，控 制 系 统 防雷和接地是 系 统 工 程，需 要 和 电 气 及 其 他 专 业 配 合 完 成 ，控 制 系 统 对 建 筑 物 的 接 地 、系 统 机 柜 接 地、ＵＰＳ接地都有明确的要求，控制系统 的接地系 统必须采用“等电位 ”接 地 连 接 方 式，接 地 电 阻 不 大于 ４Ω（通常小于 １Ω），机 柜 间 内 设 置 人 体 静 电 释 放 接 地 桩 ；对 于 网 络 设 置 ，网 络 光 缆 敷 设 要 考 虑 “天 地 ”分 离，系 统 连 外 网 要 增 设 防 火 墙，对 ＵＳＢ 接口进行屏蔽，禁 止 不 明 光 盘 和 软 件 在 系 统 工 程 师站、操作站 上 运 行；对 于 时 钟 同 步，建 议 不 同 系 统要利 用 ＧＰＳ实 现时钟同步，这 为排查 故障 尤其 是在生产过程 中 发 生 停 车 或 其 他 事 故 时，分 析 事 故中的第一原 因 提 供 强 有 力 的 保 障；对 于 系 统 运 行 环 境 ，系 统 机 柜 间 要 设 置 恒 温 恒 湿 设 备 ，保 证 温 湿度在规范要求范围。 ２．２ 组 态 、安 装 、调 试 阶 段
过程控制系统全生命周期管理是指从控制系 统需求策划 阶 段 （设 计 规 划、选 型 阶 段 ）、实 施 阶 段（组态、安装、调试阶段 ）、运 行 阶 段 （维 护、升 级 阶 段 ）到 停 用 报 废 的 全 过 程 。 ２．１ 设 计 规 划 、选 型 阶 段
控 制 系 统 选 型 应 遵 循 国 家 、行 业 规 范 ，这 是 系 统设计阶 段 最 基 本 的 要 求，例 如 ＳＨ／Ｔ３０９２２０１３ 《石 油 化 工 分 散 控 制 系 统 设 计 规 范 》、ＧＢ／Ｔ ５０７７０２０１３《石 油 化 工 安 全 仪 表 系 统 设 计 规 范 》 等。
作 者 简 介 ：王 胜 利 （１９８０），工 程 师 ，从 事 仪 表 自 动 化 的 管 理 与 维 护 工 作 ，ｗａｎｇｓｈｅｎｇｌｉ＠ ｓｉｎｏｃｈｅｍ．ｃｏｍ。
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化 工 自 动 化 及 仪 表 第 ４６卷
同一 主 控 制 器 下 的 Ｉ／Ｏ卡 件 中，尽 量 减 少 不 同 控 制系统或控制 器 网 络 上 的 数 据 传 输 量，提 高 运 行 速 度 ；系 统 和 电 气 之 间 的 信 号 应 有 可 靠 的 隔 离 。
第 ４期 王胜利．化工过程控制系统的全生命周期管理
２来自百度文库５
化工过程控制系统的全生命周期管理
王胜利
（太 仓 中 蓝 环 保 科 技 服 务 有 限 公 司 ）
摘 要 提出化工过程控制系统运行各阶段（设 计、安 装 和 维 护 ）应 关 注 的 问 题，并 提 出 合 理 化 建 议，旨 在通过对化工过程控制系统全生命周期关键节点和细节的管理，提高化工过程控制系 统 的 可 靠 性，保 障 生产装置系统安全运行。 关键词 化工过程控制系统 全生命周期管理 管理策略 可靠性 中图分类号 ＴＨ８６５ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００３９３２（２０１９）０４０２４５０３
化工装置通 常 包 括 主 生 产 装 置、配 套 公 用 工 程、原料成品 罐 区 及 “三 废 ”处 理 装 置 等，而 大 部 分生产工艺 和 原 料 存 在 高 温、高 压、易 燃、易 爆 及 剧毒等极高危险性。化工过程控制系统就是用来
监视和控制化 工 生 产 全 过 程 的，并 在 工 艺 指 标 超 标时使装置 进 入 到 安 全 状 态。 通 常 来 说，化 工 过 程控制系统 主 要 包 括 基 本 过 程 控 制 系 统，如 ＤＣＳ 系统、ＰＬＣ系 统 和 安 全 仪 表 系 统 （如 ＥＳＤ、ＩＴＣＣ、 ＦＧＳ及 可 燃 有 毒 气 体 检 测 报 警 系 统 等 ）。 ２ 过 程 控 制 系 统 全 生 命 周 期 管 理 策 略
在设计规划、选型阶段，控制系统的设 计选型 应本着技术成 熟、组 态 开 发 方 便、备 品 备 件 通 用、 便于不同品牌 系 统 集 成、减 少 维 护 人 员 配 备 的 原 则。首先要满足当前装置的需求量并预留必要的 备用量，如果有 扩 容 计 划 应 考 虑 装 置 运 行 后 技 改 和扩容对系统 的 需 求；其 次 考 虑 不 同 系 统 之 间 组 网的 方 便 性；还 要 考 虑 配 套 设 施 （如 ＵＰＳ、系 统 开 关电源及 ＨＵＢ等）的 可 靠 性；在 系 统 配 备 时 控 制 系统主控制器和 Ｉ／Ｏ点位的分布应按照工艺流程 中各单元和工 段 的 情 况 进 行 分 配，属 于 同 一 控 制 回路或同一联锁回路的仪表点位应尽可能分配在