SIS系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？SIS系統(tǒng)生產(chǎn)廠家有哪些 ？山東淄博SIS系統(tǒng)供應(yīng)商 山東淄博SIS系統(tǒng)供應(yīng)商有哪些呢
1、SIS基本知識(shí)
1．1 SIS定義
SIS系統(tǒng)(Safety Instrumented System)，是對石油化工、電力等行業(yè)
生產(chǎn)裝置可能發(fā)生的危險(xiǎn)或不采取措施將繼續(xù)惡化的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)
和保護(hù)，使生產(chǎn)裝置進(jìn)入一個(gè)預(yù)定義的安全停車工況，從而使危險(xiǎn)降低
到可以接受的最低程度，以保證人員、設(shè)備、生產(chǎn)裝置和環(huán)境的安全。
它是一種安全儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場合，有時(shí)也稱為：
緊急停車系統(tǒng)（Emergency Shutdown）
1．2 SIS由來
? 生產(chǎn)裝置規(guī)模的日趨擴(kuò)大
? 高溫、高壓、易燃、易爆等連續(xù)性生產(chǎn)裝置本身的危險(xiǎn)
? 大型機(jī)組、機(jī)械等重要設(shè)備的保護(hù)
? 對安全和環(huán)境的要求越來越高
若發(fā)生事故將會(huì)造成人員、財(cái)產(chǎn)、環(huán)境等方面的重大損失和影響！因此
越來越多的場合需要采用SIS系統(tǒng)。
1．3 SIS應(yīng)用領(lǐng)域
SIS主要保護(hù)對象為人身、設(shè)備、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境的安全，因此適用于能造
成以上各項(xiàng)損害的場合，主要有：
? 石油液化氣開采（平臺(tái)）、油氣輸送和儲(chǔ)存
? 石油化工裝置
? 化工裝置
? 電力、鍋爐、核電
? 交通、冶金、環(huán)保、汽車制造
? 大型機(jī)械、旋轉(zhuǎn)設(shè)備
各行業(yè)使用SIS的常見裝置有：
油氣及煉油裝置：催化裂化、加氫精制、加氫裂化、催化重整、丙烷脫
瀝青、硫磺回收、罐區(qū)消防和火災(zāi)報(bào)警、變壓吸附、制氫、火焰與氣體
檢測、油氣輸送及存儲(chǔ)、油氣開采平臺(tái)等等
石化裝置：乙烯裂解、聚丙烯、高壓聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、聚苯
乙烯、丙烯腈、芳烴、環(huán)己酮、PTA、丁二烯等等石化深加工裝置
化工裝置：造氣、合成氨、農(nóng)藥、磷肥、涂料、乙炔、乙酰、醋酸等
鍋爐電力：鍋爐燃燒、汽機(jī)停機(jī)系統(tǒng)、核電
其它：冶金、交通、汽車制造、建材、環(huán)保、造紙、大型機(jī)械、旋轉(zhuǎn)設(shè)
備等領(lǐng)域
1．4 SIS基本構(gòu)成
一般典型的SIS系統(tǒng)主要包括檢測部分、邏輯控制單元和最終執(zhí)行部分
，再配合相應(yīng)的軟件組成。通常與基本過程控制系統(tǒng)（比如DCS系統(tǒng)）
有通訊要求，共同組成生產(chǎn)裝置的過程儀表控制系統(tǒng)。
2、SIS產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證
2．1 主要標(biāo)準(zhǔn)
SIS產(chǎn)品所遵從的國際標(biāo)準(zhǔn)主要有：
? 國際電工委員會(huì)IEC61508標(biāo)準(zhǔn) 電氣 / 電子 / 可編程電子安全相關(guān)
系統(tǒng)的功能安全 1997
其中規(guī)定將過程安全所需要的安全等級劃分為4級（SIL1～SIL4）；
? 美國儀表學(xué)會(huì)ISA-S84.01標(biāo)準(zhǔn) 流程工業(yè)安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用
1998
稱安全系統(tǒng)為安全儀表系統(tǒng)(Safety Instrument System, SIS)， ISA
－S84.01與IEC61508類似，根據(jù)系統(tǒng)不響應(yīng)安全聯(lián)鎖要求的概率（即失
效率PFD）將安全等級劃分為3級（SIL1-SIL3），認(rèn)為IEC61508定義的
SIL4不存在于過程工業(yè)中；
? 德國標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)DIN(Deutsches Institut fǖr Normung) V19250
及 DIN V VDE0804
根據(jù)估計(jì)危險(xiǎn)的損害程度、危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)人員存在的可能性、短時(shí)間內(nèi)防
止危險(xiǎn)發(fā)生的可能性及出現(xiàn)危險(xiǎn)事故的可能性等四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)將過程風(fēng)
險(xiǎn)定義為8級（AK1～AK8）；
? 歐洲機(jī)器安全標(biāo)準(zhǔn)EN 954-1
危險(xiǎn)等級分為B，1，2，3，4五個(gè)等級，針對安全控制系統(tǒng)，按照對故
障的承受能力和出現(xiàn)故障后安全功能的作用，對應(yīng)于危險(xiǎn)等級的五個(gè)等
級，機(jī)器設(shè)備的控制系統(tǒng)中安全控制部分也可分為以上五個(gè)等級危險(xiǎn)等
級依次增高，等級4為最高的危險(xiǎn)等級。
國內(nèi)目前正在依據(jù)IEC61508制訂國家標(biāo)準(zhǔn)，即將頒布。除此之外，一些
行業(yè)有相關(guān)的ESD標(biāo)準(zhǔn)：
? 石化行業(yè)有相關(guān)的設(shè)計(jì)導(dǎo)則：石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)
計(jì)導(dǎo)則（SHB-Z06- 1999），采用IEC的SIL概念；
? 中國石化集團(tuán)公司工程建設(shè)管理部有：石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)
規(guī)范（SH/T3018-2003）；
國家發(fā)展改革委批準(zhǔn)《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 SH/T3018-2003
》，自2004年7月1日起實(shí)施。
? 化工行業(yè)HG/T 20511-2000標(biāo)準(zhǔn)，在化工自控設(shè)計(jì)中規(guī)定，將安全
等級確定為1級、2級和3級。
它們基本都將工業(yè)過程等對象依據(jù)危險(xiǎn)性高低劃分為若干個(gè)安全度等級
，實(shí)際使用中選用相應(yīng)安全度等級的SIS系統(tǒng)來加以保護(hù)，保護(hù)的對象
主要為人、設(shè)備、財(cái)產(chǎn)、環(huán)境等的安全。依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)由低到高劃分為
SIL1～SIL4，ISA S84.01標(biāo)準(zhǔn)劃分為SIL1～SIL3三級，認(rèn)為SIL4級不存
在于過程控制中，DIN V VDE0804標(biāo)準(zhǔn)由低到高劃分為AK1～AK8，它們
數(shù)值越大，SIS系統(tǒng)的安全性能要求越高，具體指標(biāo)見下表。
安全等級SIL
1
2
3
4
性能
要求
平均失效度
10E-1～10E-2
10E-2～10E-3
10E-3～10E-4
10E-4～10E-6
可用度
0.9-0.99
0.99-0.999
0.999-0.9999
0.9999-0.99999
一般用到SIS的鍋爐、石化、化工裝置為AK4～AK6（SIL2～SIL3）等級
，AK7～AK8（SIL4）用于核電等特殊場合。
2．2 SIS產(chǎn)品的認(rèn)證
涉及產(chǎn)品安全認(rèn)證，主要有CB、CCC、UL、FCC、CSA、T?V及北歐四國認(rèn)
證等，目前針對SIS產(chǎn)品，使用最多并得到廣泛認(rèn)可的是T?V-GS認(rèn)證，
GS的參考標(biāo)準(zhǔn)是VDE和DIN(德國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)，如果產(chǎn)品具有GS標(biāo)志，
代表該產(chǎn)品符合最新的歐洲和德國標(biāo)準(zhǔn)。GS的含義是德語“Geprufte
Sicherheit”(安全性已認(rèn)證)，也有"Germany Safety" （德國安全）
的意思。
德國萊茵公司技術(shù)監(jiān)督公司(T?V)是德國最大的產(chǎn)品安全及質(zhì)量認(rèn)證機(jī)
構(gòu)，在歐洲久享盛譽(yù)。設(shè)有該機(jī)構(gòu)分公司的國家和地區(qū)可以方便地申請
GS標(biāo)志及其它國家的安全認(rèn)證。
目前市場上SIS產(chǎn)品也以通過T?V認(rèn)證居多，通過認(rèn)證的每種產(chǎn)品都有達(dá)
到AK1～AK8安全等級的具體說明，用戶可根據(jù)過程的具體需要配置相應(yīng)
等級的SIS產(chǎn)品。標(biāo)志及證書如下所示：
3、SIS產(chǎn)品的市場狀況
3．1 SIS產(chǎn)品種類
目前市場上使用較多的SIS產(chǎn)品主要有：
? Triconex公司的TRICON系統(tǒng)；
? Honeywell公司的FSC系統(tǒng)；
? HIMA公司的H41q 和H51q系統(tǒng)；
? GE 公司的S90-70 GMR系統(tǒng)；
? GE SafetyNet;
? Siemens公司的S7-400FH系統(tǒng)；
? Moore公司的QUADLOG系統(tǒng)；
? Woodward公司的Micro Net TMR系統(tǒng)；
? ICS Triplex公司的Regent系統(tǒng)、Trusted系統(tǒng)；
3．2中控集成的SIS產(chǎn)品
? GE 90-70 GMR系統(tǒng)；（三重化）
? GE SafetyNet 系統(tǒng)；（SIL2）
? HIMA H51q和H41q系統(tǒng)；（四重化）
3．3 SIS應(yīng)用類型
目前市場上SIS應(yīng)用大致有下列幾種類型：
l 使用繼電器搭建或?qū)Ｓ脙x表
在投運(yùn)較早的老裝置中，使用較為普遍。一般設(shè)置輔助操作面板，其中
有重要的工藝參數(shù)指示和報(bào)警、手動(dòng)停車及復(fù)位、投運(yùn)按鈕等部分，而
對于大型機(jī)組等設(shè)備運(yùn)行狀況和保護(hù)，也引入主控制室顯示和報(bào)警，停
車保護(hù)則一般采用設(shè)備自帶的特殊儀表系統(tǒng)來完成。
l 經(jīng)過認(rèn)證的SIS系統(tǒng)
市場上的主流SIS產(chǎn)品都屬于經(jīng)過認(rèn)證的SIS產(chǎn)品，隨著人們對安全認(rèn)識(shí)
水平的提高和產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過認(rèn)證的SIS越來越成為新建裝置中
安全保護(hù)儀表系統(tǒng)的首選。
對于目前使用越來越多的SIS系統(tǒng)，基本都符合IEC61508標(biāo)準(zhǔn)并可達(dá)到
和獲得T?V AK1～AK6/IEC SIL1～SIL3等級認(rèn)證，主要有以下三種主流
CPU結(jié)構(gòu)：
? 冗余容錯(cuò)完全自診斷結(jié)構(gòu)，即1002D結(jié)構(gòu)（診斷率99.99％）；
? 三重化表決部分自診斷結(jié)構(gòu)，即2003D結(jié)構(gòu)（TMR 診斷率70％）；
? CPU四重化冗余容錯(cuò)完全自診斷結(jié)構(gòu)，即2004D結(jié)構(gòu)（QMR 診斷率
99.99％）；
對于這三種不同的結(jié)構(gòu)，安全系統(tǒng)的性能是不同的。
對于第一種1002D的結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)CPU被診斷出故障時(shí)，該CPU被切除
，另一個(gè)CPU繼續(xù)工作。若要應(yīng)用在AK6安全等級，根據(jù)AK6的要求，如
果第一個(gè)CPU不能在其被診斷出故障后1小時(shí)內(nèi)修復(fù)，系統(tǒng)會(huì)在1小時(shí)后
自動(dòng)停車以保證故障安全。
對于第二種結(jié)構(gòu)，如美國GE公司的90-70 GMR系統(tǒng)就是采用TMR技術(shù)，它
雖然通過了T?V SIL3/AK6的等級認(rèn)證，而其引以為榮的CPU和I/O卡件完
全三重化冗余故障容錯(cuò)設(shè)計(jì)，事實(shí)上是基于高度穩(wěn)定的硬件基礎(chǔ)上的。
對于第三種結(jié)構(gòu)，如德國HIMA公司的PES，四個(gè)CPU分成兩對，既同時(shí)工
作又相互獨(dú)立。當(dāng)其中一個(gè)CPU被診斷出故障時(shí)，則該對CPU被切除，所
剩一對CPU繼續(xù)以1002D的模式工作。這對獨(dú)立工作的CPU仍滿足安全等
級 SIL3/AK6的要求。只有當(dāng)這對CPU其中再有一個(gè)故障時(shí)，系統(tǒng)才考慮
停車。所以，此結(jié)構(gòu)對于故障修復(fù)時(shí)間沒有限制。可見，2004D結(jié)構(gòu)的
系統(tǒng)更為可靠。
目前HIMA公司、Triconex公司的系統(tǒng)在國內(nèi)占有較大的市場份額，是主
流SIS系統(tǒng)廠家代表，GE 、Honeywell、CCC公司的產(chǎn)品則在石化、化工
行業(yè)表現(xiàn)不錯(cuò)。
