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[软件] SIS、ESD、DCS、CCS,MMS及CGTCS

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阿斯米 发表于 2024-6-24 08:42:54 | 查看全部 阅读模式

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ESD(Emergency Shutdown Device):紧急停车系统,多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。注意: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。    随便举个栗子,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。
     安全型控制器的厂家包括 Triconex,HIMA,西门子,Moore,ICS,ABB,EMerson等。这些安全型控制器用于紧急停车场合,则称之为 ESD。
     用于油气田的火检和气体报警,则称之为 F&GS.
     用于危险场合的燃烧控制,则称之为BMS。
     ESD,F&GS,BMS 不是指Triconex,也不是指HIMA,更不是指这些厂家的控制器。而是这些厂家的安全性控制器 用在这些不同的场合,有着这些不同的用途,所以有着这些不同的叫法。  
    整个安全性是建立在整个安全机制之上的,包括了安全性的控制器(如ESD,F&GS,BMS,,,),安全型的仪表,安全型执行器,安全型的软件(功能块库,连锁规范),甚至“安全的通讯功能”(目前很少有此叫法)。
    SIS的整体性概念还应包括贯穿整个安全控制系统全生命周期的规范,如初期的设计,中期的施工,调试;末期的试运行,评估,验证。后续的维护。安全生命周期到限前的拆除。。。     总之,SIS 的概念很完整,很庞大。--第一个晕的,总是设计院,然后设计院把业主忽悠晕。。。然后很多做SIS,调ESD的人,搞了好几年,概念也是晕点。
   为什么,这几年招标的时候,更多的提SIS的概念?
    从理论上说,只有ESD,“未必” 会是个完整的SIS控制系统。  ESD仅仅是 SIS中的一环,而且是在实体硬件中,是最重要的一环。
    所以,很多人认为,SIS就是ESD。。。  ESD就是SIS。
    有了ESD,再有了很多周边的配套设备。就可以组成一个SIS控制系统。
   用户想要的是一个完整的安全性控制系统,所以这几年招投标规范书都叫 SIS了,呵呵。   
     ITCC:高速旋转设备的控制,如汽轮机组控制,空压机控制,高炉鼓风机控制。甚至涡轮发动机控制,燃气轮机控制是另外的概念。例如:Triconex的控制器,除了能做 ESD,F&GS 外,还能做 ITCC。
    做ESD,F&GS 等 SIS概念下的系统,是要认证的,是必须有TUV的SIL等级证书的。而做ITCC的,则不是必需要TUV的认证。

    同一家的同一个东西,用在不同的场合,有不同的用途,所以有不同的叫法。同样的道理,你的银子极其的多,你可以用 Triconex的系统来做PLC,或者小DCS 来用。这时候,你还可以管 triconex  叫PLC,或者DCS,都可以的。
   CCC是做 ITCC,不做ESD;  横河,Emerson的安全系统则基本上只做ESD,F&GS,不做ITCC。Triconex是即做ESD,又做ITCC。
    SIS safety instrument system 安全仪表控制系统,ESD Emergency shutdown 在石化一般叫ESD。在高压管线上叫HIPPS,在锅炉上叫FSSS,在汽机上叫ETS。   SIS=ESD+ 中间连线+现场仪表或者执行机构
  
   现在很多项目要求SIS系统达到SIL3,光是ESD达到SIL3是不够,还需要现场的仪表达到该等级,并且构成的整个控制回路达到SIL3.
   ESD 刚进入国内的时候应该是ICS做得好,后来是HONEYWELL,然后是康吉森代理的triconex,2000以后HIMA才进来。最近好像triconex和HIMA的 市场份额要多点吧。
   另外ITCC是康吉森提出的叫法,由于跟IEC61508和11里面的内容有点冲突,据说现在设计院又开始改叫CCS了。参考电力系统ETS+DEH模式,个人认为,压缩机控制还是控制和保护分开的好,采用 ESD+调速+防喘
    就练油厂的PCS(过程控制系统)情况来说,整个练油厂综合控制系统由DCS,ESD,CCS,MMS及CGTCS组成,DCS承担控制的核心。Esd(Emergency Shutdown Device)------紧急停车系统(包括SOE),独立于DCS系统,是SIS(SIS, safety instrumented system):安全仪表系统主要组成在工艺发生危险状况时,对管线及设备紧急的关启,实现保护。在设计上从系统结构及通讯方式上与DCS不同,采用三选二(2-o-o-3 voting)Triconex系统及HART 通讯方式,与DCS进行以太网通讯。为保证全厂协调安全运行,ESD系统还需和CCS(压缩机控制系统),MMS(机器监视系统),CSTCS(燃气轮机控制系统),及MCC(电机控制中心)通讯,完成安全保护要求。
   SIS包括现场仪表、ESD系统、紧急开闭阀三部分,采用HART+4---20mA通讯连线,每个ESD回路均要做SIL评估。为实现SIL2 或SIL3 安全等极,采用两台电磁阀控制紧急开闭阀,三台差压变送器测量同一液位,采用雷达及超声各一台仪表测同一液位等方法。当然要做SIL计算验证,以确保系统达到要求。
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