控制系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)的工程設計

1、控制系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)的工程設計引言在國家工業(yè)建設快速發(fā)展，能源供應日趨嚴峻、環(huán)保問題逐被關注的形勢下，流程工業(yè)生產的節(jié)能、降耗、減排，以及安全等問題，越來越被人們更加重視起來。對于化工自控設計專業(yè)來說，這些問題都涉及到如何提高工廠自動化水平、如何搞好生產過程控制系統(tǒng)與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的工程設計問題。室領導安排給室年青人員講講這方面的有關問題，特別是結合合成氨裝置的復雜控制系統(tǒng)(包括先進控制系統(tǒng))、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計問題作些介紹。根據(jù)室里 安排意見，在控制系統(tǒng)設計方面，我先介紹流程工業(yè)中自動控制系統(tǒng)設計與先進控制系統(tǒng)應用現(xiàn)狀，然后介紹國外大型合成氨裝置先進控制系統(tǒng)應用情況。在安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計方面，介紹下

2、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設計的設計原則、基本設計要求、SIS配置要求，以及合成氨裝置聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯框圖設計的有關問題。對于上述介紹中涉及到的一些新技術，如先進控制系統(tǒng)、管控一體化系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等，由于缺少實用經驗，一知半解，認識膚淺，只能給大家起個拋磚引玉作用，期望大家今后結合工程多加探討，抓住機會積極實踐，為我公司自控設計技術的發(fā)展而努力。第一部分 控制系統(tǒng)設計化工裝置中的自動控制系統(tǒng)有的起到生產過程物料平衡，有的起到生產安全保護，有的直接關系生產裝置的節(jié)能、降耗、保質、增產問題。工程設計中，研討、制訂自控系統(tǒng)的設計方案及控制策略，使自控系統(tǒng)能發(fā)揮精確、有效、可靠、穩(wěn)定控制作用，是自控工程設計一項重要

3、任務?；ぱb置自控工程設計，按照化工行業(yè)自控設計規(guī)范的設計分工，先由工藝專業(yè)向自控專業(yè)提交工藝流程圖(PFD)、主要控制系統(tǒng)說明、物料平衡表等設計條件，再由自控專業(yè)制訂控制方案、確定控制系統(tǒng)有關配置，完成工藝控制圖(PCD)。然后在系統(tǒng)專業(yè)發(fā)表的初步P&ID的基礎上完成自控系統(tǒng)的結構設計。并據(jù)此完成儀表回路圖、復雜控制系統(tǒng)原理圖、DCS監(jiān)控數(shù)據(jù)表等設計文件。目前，由于絕大多數(shù)工程設計項目的工藝流程是套用現(xiàn)有流程，也就不再繪制PCD，即使流程與控制系統(tǒng)有變化，也只在P&ID上面作修改即可。在這種情況下，雖然節(jié)省很多人工時，但對老流程的控制系統(tǒng)設計是否需要改進，對新流程控制系統(tǒng)的控

4、制方案與控制策略是否體現(xiàn)新形勢要求等問題則缺少研究。然而隨著工業(yè)建設形勢的發(fā)展，前述的一些研究工作是不可忽視的。1 當前國內流程工業(yè)中自動控制系統(tǒng)設計狀況流程工業(yè)中的典型行業(yè)是化工、石化、石油等行業(yè)，目前，這些行業(yè)設計的自動控制系統(tǒng)基本上都屬于以反饋控制為基礎的經典控制論范疇，采用PID控制規(guī)律。隨著現(xiàn)代控制論問世，先進控制系統(tǒng)中的多變量預測控制策略在流程工業(yè)中得到應用。相對于經典控制論而言，現(xiàn)代控制論的特點是用狀態(tài)方程式的一階微分方程來描述控制對象，運用力學等數(shù)學成果建立多輸入輸出的系統(tǒng)，解決反饋控制的穩(wěn)定性、時間響應特性以及頻率響應特性等問題。經典控制與現(xiàn)代控制比較經典控制 現(xiàn)代控制 傳遞

5、函數(shù) 狀態(tài)方程式、解析時間域只針對系統(tǒng)的輸入輸出解析 除輸入輸出外，還考慮內部狀態(tài)解析單輸入、單輸出 多輸入、多輸出時間不變線性系統(tǒng) 時變系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)簡單單一的控制對象 更復雜多樣的控制對象1.1 先進控制含義在動態(tài)環(huán)境中，基于模型借助計算機的充分計算能力，為工廠獲得最大利潤而實施的運行和技術策略。這種策略實施后，系統(tǒng)運行在最佳工況，實現(xiàn)所謂“卡邊生產”。先進控制能夠適應復雜動態(tài)特性、時間滯后、多變量、不可測變量、變量受約束等情況，在操作條件變化時仍然有良好的控制效果。1.2 先進控制策略的類型·多變量預測控制·自適應控制·推理控制·專家控制

6、3;模糊推理控制·神經元網絡等多變量預測控制是比較適合流程工業(yè)應用的一種控制策略，也是流程工業(yè)中應用锝最多的一種控制策略。1.3 多變量預測控制 預測控制是一種基于模型的計算機算法。它利用預測模型來預估過程未來的輸出狀態(tài)與設定值之間的偏差，采用滾動式的最優(yōu)化策略計算當前的控制輸入。 預測控制是先進過程控制技術中最有代表性的一種策略，因為它對數(shù)學模型要求不高，能直接處理具有純滯后的對象，有良好的跟蹤性能等優(yōu)點。(1) 多變量預測控制的基本原理 基本原理是模型預測、滾動優(yōu)化、反饋校正，它需要過程的動態(tài)模型。 模型預測基于預測模型，預測模型可以是狀態(tài)方程、傳遞函數(shù)、線性穩(wěn)定對象的階躍響應與

7、脈沖響應非參數(shù)模型等。 預測控制的最主要特征是在線優(yōu)化，在線優(yōu)化是即在過程的每一時刻計算出相對于該時刻的優(yōu)化性能指標來實施控制，滾動優(yōu)化即優(yōu)化功能是反復進行的。 反饋校正用來彌補預測模型控制的不足。由于預測模型只是對對象動態(tài)特性的粗略描述，實際系統(tǒng)中存在非線性、事變、模型失配、干擾等，這些因素造成的影響只有采用反饋校正來克服。(2) 多變量預測控制的基本算法 預測控制的基本算法包括5個方面： 預測模型：描述系統(tǒng)動態(tài)行為的基礎模型 參考軌線：避免過程急劇變化，要求輸出按期望的平緩曲線達到設定值 在線校正方式：克服預估值不可能與實際值相符的問題 控制輸入的優(yōu)化方式：時域優(yōu)化在線“滾動”實現(xiàn)方式：輸

8、入一組優(yōu)化值1.4 先進控制在石化、石油行業(yè)應用情況近十來年國內石化、石油行業(yè)在新建工程項目以及技術改造項目上應用先進控制技術的實例很多，其應用業(yè)績在國內處于領先水平。到2008年底的不完全統(tǒng)計，中石化已在20多家煉化企業(yè)的100多套重點生產裝置上實施先進控制技術，中石油在38套生產裝置上實施先進控制技術。實施先進控制技術的煉油裝置有常減壓、重油催化裂化、蠟油催化裂化、連續(xù)重整、芳烴抽提、延遲焦化、加氫裂化、氣體分餾 環(huán)丁砜抽提 油品調和等，實施先進控制技術的石化裝置有乙烯裂解、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈、輕烴分離、丁二烯、苯乙烯、二甲苯分離、對二甲苯、氯乙烯，以及甲醇、丁辛醇、合成氨、聚甲醛、有

9、機硅、純堿等化工裝置。2 先進控制在合成氨裝置上的應用美國原凱洛格公司于上世紀80年代在合成氨裝置上開發(fā)的先進控制技術，在美國及世界上其它地方的一些合成氨裝置上得到應用，并取得了較好的經濟效益。前幾年通過技術交流，我公司得到一些簡單資料，現(xiàn)將凱洛格合成氨裝置的先進控制系統(tǒng)(簡稱APC)介紹如下：2.1 APC控制策略凱洛格合成氨裝置的APC是多變量預測控制。APC的作用是，減小關鍵過程參數(shù)的變化，減少外界擾動對過程操作的影響，執(zhí)行較好的操作與管理，提高經濟效益。APC控制策略是H2O/C 控制；H/N 控制；殘余甲烷；合成塔溫度控制；馳放氣控制；原料氣潛氫控制。2.2 APC的效能改進生產操作

10、與管理：減少外部條件造成的偏差；減少裝置內部相互干擾；減少氣體成分變化造成的偏差；改進原料氣利用效率；實現(xiàn)工廠信息管理。2.3 經濟效益：產量增加12%；能量有效率提高12%。采用APC的投資在半年內可收回。2.4 APC的構成硬件：DCS(采用有先進控制功能的DCS，不需要上位機)；質譜儀(9流路以上)。軟件：多變量預測控制軟件；實時計算軟件；實時數(shù)據(jù)庫軟件；流程圖操作員接口軟件；質譜儀和DSC接口軟件。3 實施先進控制系統(tǒng)的幾種方案在新建工程項目中采用先進控制系統(tǒng)要滿足的基本條件是，一是工藝操作需要，二是采用的控制方案要有數(shù)學模型或控制算式，三是要得到業(yè)主的自支持。采用先進控制系統(tǒng)要經過設

11、計方案制訂、先進控制軟件組態(tài)、對象特性測試、系統(tǒng)調試等環(huán)節(jié)，需要設計、DCS廠商、先進控制技術專利方、業(yè)主等單位共同完成?；谏鲜?，采用先進控制系統(tǒng)可考慮以下幾種方案：(1) 對于引進技術的工程項目可成套購買先進控制系統(tǒng)軟件國外大型工程公司(包括工藝專利商、過程控制軟件公司)一般都對合成氨、尿素、甲醇、以及石化裝置等開發(fā)出來先進控制系統(tǒng)軟件?？衫靡M專利技術的機會，將先進控制系統(tǒng)軟件成套購買進來。對于引進技術的工程項目，設計人員要作好準備工作，在了解了該項目具有先進控制技術后，要對業(yè)主進行宣傳介紹，爭取得到業(yè)主的同意。(2) 與國內科研部門合作共同開發(fā)先進控制系統(tǒng)軟件 國內過程控制科研部門(

12、包括大專院校)對許多典型的化工、石化工藝裝置也都開發(fā)有先進控制技術，如上述的合成氨、尿素、甲醇、以及石化裝置等。在設計部門與業(yè)主確定要采用先進控制技術后，可與有關科研部門合作實施。(3) 分步實施典型、獨立、具有通用控制模型或控制算式的控制系統(tǒng)過程控制中的一些經典復雜控制控制系統(tǒng)，如前饋控制系統(tǒng)、純滯后補償控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、含計算單元的控制系統(tǒng)(如質量流量控制系統(tǒng)、精餾塔內回流控制系統(tǒng)、精餾塔進料熱焓控制系統(tǒng))等，這些控制系統(tǒng)都有通用的數(shù)學模型或控制算式，采用時不需要重新建摸或推導計算公式。數(shù)學模型中的對象靜態(tài)放大系數(shù)k、對象時間常數(shù)t、對象純滯后時間，可在試車中采用飛升曲線法(階升響應

13、曲線法)測得。DCS采用上述控制系統(tǒng)后，在應用軟件組態(tài)時先用功能模塊把系統(tǒng)建立起來，在試車中測得k、t、，然后逐步完善、調整系統(tǒng)，直至正常投運。(參見附件)對于新建工程項目，無論采用那種實施方案，都要在項目設計前期階段由設計部門與業(yè)主研究確定，并在設計前期階段的設計文件(如可研報告、初步設計設計)中反映出來。4 提高DCS應用水平所謂提高DCS應用水平，可以理解為，根據(jù)工藝過程控制、操作需要，以及企業(yè)信息管理要求，充分發(fā)揮DCS的功能，充分利用DCS的開放性、可擴展性、可集成性，除實施上述先進過程策略外，還可在DCS監(jiān)控網絡層掛接管理系統(tǒng)，采用多功能控制系統(tǒng)，構建企業(yè)信息管理系統(tǒng)或企業(yè)管控自動

14、化系統(tǒng)等。4.1 掛接設備管理、生產管理系統(tǒng)生產裝置大型化以后，生產設備的維護和管理、生產狀態(tài)與調度管理就顯得特別重要，在DCS網絡上掛接智能設備管理系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)是必要的，也是可行的。(1) 智能設備管理系統(tǒng)設備管理系統(tǒng)（AMS）的功能包括智能儀表設備組態(tài)、狀態(tài)監(jiān)測及診斷、校驗管理和自動文檔記錄管理等。該系統(tǒng)自動讀取所有HART智能設備中的有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信號從DCS的I/O接口上采集。自動完成數(shù)據(jù)的存儲和管理，即使用標準化數(shù)據(jù)庫，對智能設備進行標準化組態(tài)。其診斷功能是對設定的重要數(shù)據(jù)可發(fā)出異常狀態(tài)報警信號，其預測維護管理功能是根據(jù)儀表運行時間和診斷信息，預測維護的時間、內容和計劃。 智能

15、設備管理系統(tǒng)在國內很多DCS廠商和計算機軟件公司都有成套技術出售。(2) 生產管理系統(tǒng)工廠生產管理系統(tǒng)也稱為制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System-MES）是工廠計劃層和工廠操作控制層之間的執(zhí)行層，主要功能是負責生產管理和調度執(zhí)行。MES是將物料、設備、人員、流程指令和設施在內的所有工廠資源集成能實施諸如質量控制、文檔管理、生產調度等功能的生產管理系統(tǒng)。MES是各種生產管理功能模塊的集合，其主要功能模塊有：工序詳細調度、資源分配和狀態(tài)管理、生產單元分配、過程管理、人力資源管理、維護管理、質量管理、文擋控制、產品跟蹤和產品清單管理、性能分析和數(shù)據(jù)采集。目前國內

16、還還沒有成熟的MES軟件產品，當要采用MES時，需要業(yè)主與計算機軟件公司共同開發(fā)。4.2 采用多功能過程控制系統(tǒng)(PCS)過程控制系統(tǒng)(Process Control System-PCS)是將DCS、SIS、GDS三系統(tǒng)的現(xiàn)場儀表及I/O卡件按需要各自獨立設置，將DCS的控制器、SIS的邏輯運算器、GDS的報警設備在滿足各自配置規(guī)范的條件下集成和無縫連接在一起控制系統(tǒng)的。PCS可執(zhí)行過程監(jiān)控、生產安全聯(lián)鎖、氣體檢測報警功能，實施生產與安全一體化控制。PCS實現(xiàn)集成和無縫連接技術，避免DCS、SIS、GDS三系統(tǒng)之間通信連接、硬接線連接所造成的故障，提高了系統(tǒng)安全運行的可靠性，方便了操作，也節(jié)

17、省設備投資。目前DCS市場上已有將DCS、SIS集成、無縫連接在一起的產品，GDS也有與DCS集成、無縫連接的結構特性，這些行情為采用PCS創(chuàng)造了有利條件。4.3 建立企業(yè)控制與管理綜合自動化系統(tǒng)企業(yè)綜合管控自動化系統(tǒng)(也稱企業(yè)CIMS) 由DCS過程控制技術、計算機信息管理技術等集成構建，它將信息技術、現(xiàn)代管理技術、制造技術結合起來，應用于企業(yè)產品的生命周期的各個階段，形成一個能適應生產環(huán)境不確定性和市場需求多變的全局優(yōu)化的高質量、高效益、高柔性的智能生產控制、管理系統(tǒng)。(1) 綜合管控自動化系統(tǒng)作用實現(xiàn)生產裝置的控制、優(yōu)化、調度一體化，對保證生產安全、提高產品質量、降低整體綜合能耗起重大作

18、用；實現(xiàn)對全廠主要設備運行狀況、備品情況、檢修要求等進行動態(tài)管理，為科學安排檢修計劃，延長大修周期，減少大修開支提供決策依據(jù)；物料平衡與生產決策系統(tǒng)對生產管理人員進行決策分析提供有力的支持；能對經營管理業(yè)務和生產過程信息進行有效集成，完全實現(xiàn)對生產、采購、銷售、人力資源、財務、庫存、質量和生產等全過程的管理控制。過程優(yōu)化的含義：通過采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對過程操作狀況作出在線評價和分析，不斷更新模型參數(shù)，不斷修正約束條件，根據(jù)原料、產品、輔助設備費用等信息尋求過程的最佳操作條件并付諸實施，使生產過程始終處于最優(yōu)工況附近。過程優(yōu)化與先進控制的關系：先進控制和過程優(yōu)化是改進生產操作和取得更大經濟效益的重要

19、保證。先進控制采用動態(tài)回路級模型，過程優(yōu)化采用穩(wěn)態(tài)單元級或流程級模型。過程優(yōu)化與先進控制是給定與執(zhí)行的關系，即穩(wěn)態(tài)優(yōu)化得到最佳操作條件作為給定值傳送先進控制系統(tǒng)，再由先進控制系統(tǒng)實施過程控制。(2) 綜合管控自動化系統(tǒng)體系架構CIMS通常由兩個網絡、一個數(shù)據(jù)平臺、三個層次、四個系統(tǒng)構成，即CIMS的兩個網絡是過程控制網和管理信息網；CIMS的數(shù)據(jù)平臺由實時數(shù)據(jù)庫和關系數(shù)據(jù)庫構成；CIMS的三個管控功能層次即生產操作控制層、生產運行管理層、生產經營管理層；CIMS的四個系統(tǒng)即生產過程控制系統(tǒng)、生產運行管理系統(tǒng)、生產經營管理系統(tǒng)以及綜合信息管理系統(tǒng)。建立CIMS工作將由工程項目業(yè)主、DCS工程設計

20、方、信息管理系統(tǒng)工程設計方共同完成，DCS工程設計方除承擔DCS系統(tǒng)工程設計外，一般情況下要承擔CIMS的設計前期工作，如CIMS的總體設計，包括DCS的總體監(jiān)控方案、企業(yè)信息管理系統(tǒng)管理方案、DCS的投資概算、管理系統(tǒng)的投資估算等。管理系統(tǒng)工程方應負責管理系統(tǒng)硬、軟件提供，包括計算機網絡、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、服務器與工作站、外設以及全套管理程序。第二部分 聯(lián)鎖系統(tǒng)設計化工裝置的聯(lián)鎖系統(tǒng)分為工藝聯(lián)鎖系統(tǒng)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)兩類。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)是指發(fā)生故障時對設備、人身危害大，應按照國標或行標規(guī)范設計鎖系統(tǒng)，即按規(guī)范要求配置傳感器、邏輯運算器、最終單元以及接口單元(包括過程接口、通信接口、人機接口)。1 儀表

21、安全、防爆有關知識1.1 儀表生命周期從工藝概念設計階段開始到所有儀表設備(包括DCS等)功能停止使用的全部時間。對于儀表設備生命周期內的主要活動，制造廠商、設計單位、用戶等各擔負不同的職責。1.2 安全完整性等級(SIL)安全儀表系統(tǒng)在規(guī)定的狀態(tài)和規(guī)定的時間周期內，成功完成安全儀表功能的平均概率。安全完整性包括系統(tǒng)安全完整性和硬件安全完整性兩部分。安全儀表功能的SIL等級，是在工程項目SIL等級評估的基礎上確定的。1.3 電氣設備的防爆形式電氣設備防爆技術措施是基于設法排除爆炸三角形中的一個或多個要素，是產生爆炸的危險減少到一個可以接受的程度，到目前為止，我國接受的防爆型式如下：序號 防爆形

22、式 代號 國家標準 技術措施 1 隔爆型 d GB3836.2 隔離存在的點火源 2 增安型 e GB3836.3 設法防止產生點火源 3 本質安全型 ia或ib GB3836.4 限制點火源能量 4 正壓型 p GB3836.5 把危險物質與點火源隔開 5 油浸型 o GB3836.6 把危險物質與點火源隔開6 充砂型 q GB3836.7 防止點燃外部爆炸性氣體環(huán)境7 n型 n GB3836.8 設法防止產生點火源8 澆封型 m GB3836.9 設法防止產生點火源9 粉塵防爆型 GB12476 用外殼和限制表面溫度（和限能）保護1.4 防爆基礎知識(1) 產生爆炸的三個條件 具有潛在爆炸

23、危險的環(huán)境產生爆炸必須具備下列三個條件：A. 點燃源(點燃能量)點火花、熱表面等；B. 爆炸性物質可燃性氣體或粉塵；C. 助燃劑空氣(氧氣)當上列三個條件同時存在，且當爆炸性物質與空氣的混合濃度處于爆炸極限范圍內(即處于爆炸下限和爆炸上限之間)時，將不可避免地產生爆炸。為了有效地防止爆炸事故的發(fā)生，就要設法避免上述三個條件同時存在。(2) 爆炸物質分類在我國爆炸性物質分為三類：類：礦井甲烷；類：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)；類：爆炸性粉塵和纖維。在北美爆炸性物質分為三類：(即“Class”，常譯為“級”)Class：爆炸性氣體；Class：爆炸性粉塵；Class：釬維。(3) 危險區(qū)域劃分

24、 危險區(qū)域是根據(jù)潛在爆炸性環(huán)境可能的概率和持續(xù)時間劃分的。IEC/CENELEC/中國可能出現(xiàn)：0區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境1區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所；2區(qū)：在正常情況下，爆炸性氣體混合物不可能出現(xiàn)，僅僅在不正常情況下，短時間存在的場所。北美：1區(qū)：在正常情況下，可能出現(xiàn)危險環(huán)境的場所；2區(qū)：在正常情況下，不可能出現(xiàn)危險環(huán)境的場所。(4) 爆炸性氣體的引燃溫度與與電氣設備允許最高表面溫度A. 爆炸性氣體的引燃溫度(AIT)按照標準實驗方法，引燃爆炸性混合物的最低溫度按照IEC標準的推薦，我國將爆炸性氣體按引燃溫度分為T1T6六個組別。北美對溫度組別的

25、劃分與IEC基本一致，只是將溫度組別劃分的更細一些。中國/IEC/歐洲標準 引燃溫度 t() 點燃特性T1 450t 難T2 300t450 T3 200t300 T4 135t200 T5 100t135 T6 85t100 易B. 電氣設備允許最高表面溫度溫度組別 最高表面溫度 適用危險氣體引燃溫度 t() 電氣安全性能T1 450 450t 低T2 300 300t450 T3 200 200t300 T4 135 135t200 T5 100 100t135 T6 85 85t100 高2 聯(lián)鎖系統(tǒng)設計基本原則2.1 故障安全原則 正常工況時，安全儀表系統(tǒng)勵磁(帶電)不動作；非正常工況

26、時，安全儀表系統(tǒng)非勵磁(失電)動作，將過程轉入安全狀態(tài)。一般情況下，正常工況時現(xiàn)場傳感器的發(fā)訊開關觸點是閉合的(勵磁)。2.2 傳感器設置原則(1) 傳感器獨立設置原則 對于SIL2級安全儀表功能，現(xiàn)場傳感器宜獨立于基本過程控制系統(tǒng)。對于SIL3級安全儀表功能，現(xiàn)場傳感器應獨立于基本過程控制系統(tǒng)。(2) 傳感器冗余設置原則 對于SIL1級安全儀表功能，可采用單一現(xiàn)場傳感器。對于SIL2級安全儀表功能，宜采用冗余現(xiàn)場傳感器。對于SIL3級安全儀表功能，應采用冗余現(xiàn)場傳感器。當系統(tǒng)要求高安全性時，宜采用二取一方式，采用二個現(xiàn)場傳感器。當系統(tǒng)要求高可用性時，宜采用二取二方式，采用二個現(xiàn)場傳感器。當系

27、統(tǒng)的安全性和可用性均需保障時，宜采用三取二方式，采用三個現(xiàn)場傳感器。2.3 邏輯運算器獨立設置原則 對于SIL1級安全儀表功能，邏輯運算器宜與基本控制系統(tǒng)分開；對于SIL2級安全儀表功能，邏輯運算器應與基本控制系統(tǒng)分開；對于SIL3級安全儀表功能，邏輯運算器必須與基本控制系統(tǒng)分開。2.4 輔助開關設置原則 (1) 緊急停車開關 緊急停車開關應獨立于邏輯控制器，采用硬手動開關，安裝在輔助操作臺上面。 (2) 維護旁路開關傳感器宜設置維護旁路開關，此開關可為軟開關。 (3) 輸出旁路開關(聯(lián)鎖切除開關) 輸出旁路開關可分為聯(lián)鎖系統(tǒng)旁路開關和聯(lián)鎖回路旁路開關兩種。聯(lián)鎖系統(tǒng)旁路開關可根據(jù)聯(lián)鎖系統(tǒng)大小和

28、該系統(tǒng)操作維護需要設置，宜為硬手動開關，安裝在輔助操作臺上面。聯(lián)鎖回路旁路開關為每個聯(lián)鎖回路設置的輸出旁路開關，宜為軟開關。 (4) 復位開關重要的聯(lián)鎖系統(tǒng)要設置聯(lián)鎖復位開關，如全廠聯(lián)鎖系統(tǒng)、工序聯(lián)鎖系統(tǒng)等。2.5 與其它控制裝置接線原則 當需要從DCS或其它輔助單元輸送聯(lián)鎖信號到SIS系統(tǒng)時，應采用硬接線連接。2.7 輸出信號隔離原則 聯(lián)鎖系統(tǒng)輸出最終單元或至電氣專業(yè)的接點信號，應采用繼電器或隔離器隔離。3 聯(lián)鎖系統(tǒng)設計基本要求3.1 過程危險與風險評估 在有條件的情況下，要根據(jù)相應國標要求對工程項目進行過程危險與風險評估，以正確識別和控制過程及相關設備引起的危險。3.2 安全完整性等級(S

29、IL)評估在有條件的情況下，要根據(jù)國標要求對工程項目進行SIL等級評估及審查，確定安全儀表功能的SIL等級。3.3 確定SIS配置方案根據(jù)確定的SIL等級儀表功能要求，確定傳感器、邏輯運算器、最終元件、接口單元等的配置，獨立配置與冗余配置要具體化。3.4 確定主要輔助開關設置方案全廠緊急停車開關、現(xiàn)場旁路維修開關等硬手動開關要根據(jù)工藝專業(yè)意見設置。硬手動復位開關、旁路開關(聯(lián)鎖功能切除開關)僅設置在復雜聯(lián)鎖系統(tǒng)中。3.5 要確保聯(lián)鎖系統(tǒng)設計文件的完整性與準確性 把好聯(lián)鎖系統(tǒng)設計文件的質量關。4 合成氨裝置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)4.1 聯(lián)鎖系統(tǒng)分類合成氨裝置的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)分為三類，第一類是全廠聯(lián)鎖系統(tǒng)，

30、第二類是工序聯(lián)鎖系統(tǒng)，第三類是局部聯(lián)鎖系統(tǒng)。三類聯(lián)鎖系統(tǒng)均按化工行業(yè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)規(guī)范設計。(1) 全廠聯(lián)鎖系統(tǒng) 包括一段爐燃燒系統(tǒng)、水/碳系統(tǒng)、汽包液為位等引起的全廠聯(lián)鎖。(2) 工序聯(lián)鎖系統(tǒng) A. 轉化工序聯(lián)鎖系統(tǒng) B. 甲烷化工序爐聯(lián)鎖系統(tǒng) C. 氨合成工序聯(lián)鎖系統(tǒng)(3) 局部聯(lián)鎖系統(tǒng) A. 轉化工序的主要聯(lián)鎖系統(tǒng)一段爐頂部燒嘴燃料氣壓力低聯(lián)鎖系統(tǒng)輔鍋燒嘴燃料氣壓力低聯(lián)鎖系統(tǒng)引風機故障聯(lián)鎖系統(tǒng)鼓風機故障聯(lián)鎖系統(tǒng)一段爐風門擋板聯(lián)鎖系統(tǒng)B. 脫碳工序主要聯(lián)鎖系統(tǒng)低變氣分離器液位高聯(lián)鎖系統(tǒng)低變氣分離器液位低聯(lián)鎖系統(tǒng)貧液流量低聯(lián)鎖系統(tǒng)半貧液流量高聯(lián)鎖系統(tǒng)二氧化碳吸收塔液位聯(lián)鎖系統(tǒng)D 合成工序液氨排放槽壓力二氧化碳吸收塔液位聯(lián)鎖系統(tǒng)5 聯(lián)鎖系統(tǒng)設計文件編制5.1 聯(lián)鎖系統(tǒng)設計文件類型配合系統(tǒng)專業(yè)完成聯(lián)鎖系統(tǒng)在P&ID上繪制工作； 完成聯(lián)鎖系統(tǒng)因果表；(可利用工藝專業(yè)提供的聯(lián)鎖系統(tǒng)因果表) 完成聯(lián)鎖系統(tǒng)邏輯圖，對于多層次、邏輯關系復雜的聯(lián)鎖系統(tǒng)，必須要