關(guān)于化工廠罐區(qū) SIS 安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化分析

王強(qiáng)

摘要：隨著對化工產(chǎn)品的質(zhì)量要求的不斷提升，化工企業(yè)要針對核心技術(shù)與應(yīng)用設(shè)備不斷進(jìn)行革新，這樣才能有效滿足時代的發(fā)展需求。文章以化肥工廠罐區(qū) SIS 安全儀表系統(tǒng)為切入點，針對其進(jìn)行全方位的分析，并且提出相應(yīng)的設(shè)計與優(yōu)化措施，旨在促進(jìn)化工廠的穩(wěn)定經(jīng)營。希望對相關(guān)研究人員提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：化工;SIS 安全儀表;設(shè)計;優(yōu)化

化工行業(yè)技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展，使得化工生產(chǎn)項目的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，配套的罐區(qū)規(guī)模和技術(shù)要求也在不斷地提升。由于化肥工廠罐區(qū)與普通的化工廠具有一定的差別，技術(shù)操作的頻次更高，發(fā)生操作失誤的風(fēng)險高后果嚴(yán)峻。不僅會對企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，還會使環(huán)境受到很大的破壞，威脅工作人員的生命安全。因此，SIS 安全儀表系統(tǒng)作為保證化肥工廠穩(wěn)定運(yùn)營的根本基礎(chǔ)，需要對其應(yīng)用系統(tǒng)不斷進(jìn)行設(shè)計與優(yōu)化，并且重點針對 DCS 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，這樣才能促進(jìn) SIS 安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量。文章針對化肥工廠罐區(qū) SIS 安全儀表系統(tǒng)提出優(yōu)化設(shè)計策略，對化肥工廠的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1?????? SIS安全儀表系統(tǒng)概述

SIS 安全儀表系統(tǒng)以安全聯(lián)鎖技術(shù)為基礎(chǔ)，主要應(yīng)用于化工行業(yè)的生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域，通過對罐區(qū)作業(yè)情況進(jìn)行實時監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)隱患問題時可以及時采取報警處理與聯(lián)鎖部分，這樣不僅能夠為日常維護(hù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，還可以強(qiáng)化設(shè)備檢測結(jié)果的準(zhǔn)確程度，是化工企業(yè)自動化控制生產(chǎn)模式中的重要組成部分。當(dāng)前多數(shù) SIS 安全儀表系統(tǒng)都將 IEC61508作為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，同時具備安全性、覆蓋性以及診斷性良好的綜合功能，可以有效防治化工廠生產(chǎn)過程中的各類潛在隱患。此外，SIS 安全儀表系統(tǒng)在運(yùn)行中結(jié)合冗余系統(tǒng)技術(shù)，可以促進(jìn)系統(tǒng)軟件與硬件部分的應(yīng)用效率，保證單一故障情況下其安全功能的穩(wěn)定運(yùn)行，還能針對 SIS 安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行程序調(diào)整與修改，這樣可以根據(jù)實際情況與生產(chǎn)需求作出優(yōu)化調(diào)整，從而提升系統(tǒng)自身的安全性與可靠性?？傊琒IS 安全儀表系統(tǒng)在應(yīng)用中可以針對各類問題進(jìn)行廣泛式的覆蓋監(jiān)測，為后期維修檢測工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[1]。

2?????? SIS安全儀表系統(tǒng)的類別

SIS 安全儀表在選用時要根據(jù)化工廠的實際生產(chǎn)需求，還要從成本方面入手，這樣才能保證 SIS 安全儀表的綜合應(yīng)用價值。文章以某化肥工廠為例，針對其罐區(qū)作業(yè)中的 SIS 安全儀表類型進(jìn)行分析，其中涉及的危險物質(zhì)氨有強(qiáng)烈刺激性、大量吸入會致人死亡，SIS 安全儀表不僅要滿足防爆要求，還要與隔膜式差壓液位計進(jìn)行連接，以此來準(zhǔn)確測定罐內(nèi)液體高度。在液氨儲蓄管中還要設(shè)置相應(yīng)的進(jìn)料切斷閥與冗余配置技術(shù)，這樣才能提升 SIS 安全儀表的作業(yè)效率與精確度，具體儀表分類如表1所示。

3?????? 化肥工廠罐區(qū)SIS安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化措施

3.1?? 系統(tǒng)設(shè)計原則

罐區(qū)SIS 安全儀表系統(tǒng)是化工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要部分，在設(shè)計優(yōu)化時要結(jié)合實際生產(chǎn)要求，并根據(jù)系統(tǒng)裝置特征作出調(diào)整，這樣才能提升安全聯(lián)鎖保護(hù)體系的應(yīng)用效果。因此，首先要明確 SIS 安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計原則，具體如下：（1）SIS 安全儀表系統(tǒng)需要配備獨立的控制室，對系統(tǒng)操作人員與相關(guān)設(shè)備提供安全保障，同時還要具備準(zhǔn)確的記錄功能，在日常環(huán)節(jié)對SIS 安全儀表的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析，及時發(fā)現(xiàn) SIS 安全儀表出現(xiàn)的隱患問題;（2）在針對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與組態(tài)時，需要結(jié)合數(shù)據(jù)記錄開展，針對系統(tǒng)的安全控制與通信單元進(jìn)行聯(lián)合，采用冗余結(jié)構(gòu)對 SIS 安全儀表進(jìn)行調(diào)整，必要時還可以配備 HART 信息采集器，大幅度提升儀表運(yùn)輸數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量，對 AMS 系統(tǒng)通信模式的穩(wěn)定運(yùn)營提供保障[2]。

3.2?? 系統(tǒng)軟件要求

在明確 SIS 安全儀表設(shè)計原則后，還要針對軟件要求進(jìn)行滿足，首先在系統(tǒng)軟件組態(tài)工作中，需要針對編程語言進(jìn)行合理選擇，一定要圍繞化肥行業(yè)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，以此來保證 SIS 安全儀表的應(yīng)用規(guī)范性。其次要對 SIS 安全儀表的安全程度進(jìn)行模擬分析，及時針對安全隱患進(jìn)行解決，并且布置相應(yīng)的防治措施，例如采取 PROM 存儲器或 EPROM 存儲器，這樣可以提升 SIS 安全儀表軟件系統(tǒng)的工作能力。最后在軟件編程時，保證工程監(jiān)視、診斷以及刪除等功能，可以結(jié)合系統(tǒng)終端對程序進(jìn)行優(yōu)化，能夠為設(shè)備的日常維護(hù)提供運(yùn)行數(shù)據(jù)支持。

3.3?? 安全聯(lián)鎖設(shè)計優(yōu)化措施

SIS 安全儀表在應(yīng)用中需要涉及到安全聯(lián)鎖技術(shù)，同時需要對 DCS 系統(tǒng)的介入，這樣可以保證系統(tǒng)更好的運(yùn)行冗余技術(shù)。因此，在針對安全聯(lián)鎖技術(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化時，要以實際運(yùn)行效率與安全程度等方面入手，通過對實際工作情況進(jìn)行匯總分析，以此來判定 SIS 安全儀表的精準(zhǔn)性，在合適的區(qū)域添加自動控制開關(guān)，當(dāng)罐區(qū)運(yùn)行時出現(xiàn)超溫或泄漏現(xiàn)象時，安全聯(lián)鎖技術(shù)能夠及時對故障區(qū)域進(jìn)行分析與控制，在向服務(wù)器終端匯報信息的同時采取準(zhǔn)確的解決措施，進(jìn)而體現(xiàn)出冗余配置的優(yōu)化效果。例如在液氨儲罐中，通過對罐內(nèi)液氨情況進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)合 SIS 安全儀表采用閥門控制液位、壓力等，可以實現(xiàn)對液氨液位的準(zhǔn)確測量，并且根據(jù) SIS 安全儀表對罐區(qū)液體提出的安全值，可以將輸出數(shù)據(jù)方式歸類在 DCS 控制體系中。例如當(dāng)液氨輸入和輸出同時存在的狀態(tài)時，SIS 安全儀表需要最大限度保證輸出穩(wěn)定性，通過對進(jìn)氨閥與卸氨閥進(jìn)行合理控制，采用 SIS 安全儀表的自動切斷技術(shù)實現(xiàn)聯(lián)鎖的雙重防護(hù)作用。

3.4?? SIS 安全儀表系統(tǒng)與 DCS 系統(tǒng)的聯(lián)合設(shè)計措施

SIS 安全儀表在保證運(yùn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，還要強(qiáng)化與 DCS 控制系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)關(guān)系，這樣才能進(jìn)一步促進(jìn)化工廠罐區(qū)作業(yè)的智能化。應(yīng)用冗余技術(shù)來實現(xiàn)與 SIS 安全儀表的順利連接，并且在 DCS 系統(tǒng)中采用 XP313模塊，這樣可以將 SIS 安全儀表系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 DCS 系統(tǒng)的輸入信號， DCS 通過中間繼電器的控制控制閥門的開關(guān)實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，這樣在圍繞聯(lián)合系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行硬件配置就可以實現(xiàn) SIS 安全儀表系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

4?????? 結(jié)語

綜上所述，化肥工廠想要保證自身的穩(wěn)定安全發(fā)展，便要圍繞生產(chǎn)模式與體系進(jìn)行優(yōu)化革新，將發(fā)展重點放到技術(shù)與設(shè)備上，這樣才能避免嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，對工作人員的生命安全提供穩(wěn)定保障，科學(xué)促進(jìn)化肥工廠的自動化生產(chǎn)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]??? 王帥.大型化工項目罐區(qū) SIS 系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用[J].儀器儀表用戶，2017，34（001）：79-83.

[2]??? 蘭天.基于外貼式液位開關(guān)的球罐 SIS 安全儀表系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化博覽，2016，33（04）：110-112.