SIS被定義為實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)安全儀表功能的儀表系統(tǒng)。SIS包括測(cè)量?jī)x表、邏輯運(yùn)算器和最終元件、關(guān)聯(lián)軟件及部件。目前,儀表保護(hù)系統(tǒng)IPS、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)SIS(Safety Interlocking System)、緊急停車系統(tǒng)ESD、壓力保護(hù)系統(tǒng)HIPPS和火氣保護(hù)系統(tǒng)F&GS等都屬于安全儀表系統(tǒng)的范疇。SIS在生產(chǎn)裝置的開車、停車、運(yùn)行以及維護(hù)期間,對(duì)人員健康、裝置設(shè)備及環(huán)境提供安全保護(hù)。無論是生產(chǎn)裝置本身出現(xiàn)的故障危險(xiǎn),還是人為因素導(dǎo)致的危險(xiǎn)以及一些不可抗拒因素引發(fā)的危險(xiǎn),SIS都應(yīng)立即做出正確反應(yīng)并給出相應(yīng)的邏輯信號(hào),使生產(chǎn)裝置安全聯(lián)鎖或停車,阻止危險(xiǎn)的發(fā)生和事故的擴(kuò)散,使危害減少到最小。安全儀表系統(tǒng)應(yīng)具備高的可靠性、可用性和可維護(hù)性。當(dāng)安全儀表系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時(shí)仍能提供安全保護(hù)功能。
SIS主要特點(diǎn)
1.一定的安全完整性等級(jí)SIS充分考慮了系統(tǒng)的整體安全生命周期,提出了評(píng)估安全完整性等級(jí)(SIL)的方法,規(guī)范了為實(shí)現(xiàn)必要的功能安全所使用的工具與措施。SIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程必須遵循IEC61508,并應(yīng)通過獨(dú)立機(jī)構(gòu)(如德國(guó)TüV)的功能安全評(píng)估和認(rèn)證,取得認(rèn)證證書,才能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用。2.較高的可用性和可維護(hù)性SIS系統(tǒng)的構(gòu)成部分應(yīng)充分考慮到構(gòu)成單元所能達(dá)到的安全儀表功能,其采用的邏輯冗余結(jié)構(gòu)構(gòu)成形式,以及系統(tǒng)本身的單一故障是否會(huì)造成系統(tǒng)的誤停車等。同時(shí),還要考慮系統(tǒng)帶故障運(yùn)行時(shí),是否可對(duì)故障卡件在線維護(hù),而不需要停整個(gè)系統(tǒng)。
3.容錯(cuò)性的多重冗余系統(tǒng)SIS系統(tǒng)一般采用多重冗余結(jié)構(gòu)以提高系統(tǒng)的硬件故障裕度,單一故障不會(huì)導(dǎo)致SIS系統(tǒng)安全功能喪失。如SIS系統(tǒng)主流的三重化結(jié)構(gòu)(TMR):它將三路隔離、并行的控制系統(tǒng)(每路稱為一個(gè)分電路)和廣泛的診斷集成在一個(gè)系統(tǒng)中,用三取二表決提供高度完善、無差錯(cuò),不會(huì)中斷控制。
4.全面的故障自診斷能力SIS系統(tǒng)的安全完整性要求還包括避免失效的要求和系統(tǒng)故障控制的要求,同時(shí),構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)部件均需明確故障診斷措施和失效后的行為。系統(tǒng)整體診斷覆蓋率一般高達(dá)90%以上。SIS系統(tǒng)的硬件具有高度可靠性,能承受大多數(shù)環(huán)境應(yīng)力,如現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾等,從而可以較好地應(yīng)用于各種工業(yè)環(huán)境。
5.響應(yīng)速度快SIS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性很好,從輸入變化到輸出變化的響應(yīng)時(shí)間一般在50~100ms,一些小型SIS系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間更短。
6.具備順序事件記錄功能為了更好地進(jìn)行事故分析與事后追憶,SIS一般具有事件順序記錄(SOE)功能,即可按時(shí)間順序記錄各個(gè)指定輸入和輸出及狀態(tài)變量的變化時(shí)間,記錄精度一般精確到毫秒級(jí)。7.產(chǎn)品的功能安全設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)從傳感器到執(zhí)行元件所組成的整個(gè)回路的安全性設(shè)計(jì),具有輸入/輸出(I/O)短路、斷線等監(jiān)測(cè)功能。