深度解讀：安全儀表系統（SIS）
安全儀表系統 SIS涉及的一些專業術語 SIS的基本原則 SIS主要特點 1、一定的安全完整性等級 SIS與DCS等過程控制系統的區別 SIS的設計原則 SIS日常維護和管理 SIS聯鎖保護系統的前期管理是指規劃、設計、選型、購置、安裝、投運階段的全部管理工作，是全過程管理的重要部分。為使壽命周期費用最經濟、綜合效率最高，必須重視前期管理工作。 各部設備管理應參與新、改、擴建等項目中SIS聯鎖保護系統的設計審查，依據安全可靠、技術先進、經濟合理的原則。 對設計選型的可靠性、維修性、適用性、經濟性、先進性、安全性提出要求。SIS聯鎖保護系統設計應符合《GB 50770-2013 石油化工安全儀表系統設計規范》。 SIS聯鎖保護系統購置要堅持質量第一、性能價格比高和壽命周期費用最經濟的原則。 嚴格進廠質量驗收程序，進口設備應有必備的維修配件。設備管理部應參與SIS聯鎖保護系統的購置，并負責或參與技術協議的簽訂工作。 SIS聯鎖保護系統施工必須按設計要求及《SHT3521-2015石油化工儀表工程施工技術規程》進行。在新、改、擴建工程中負責儀表設備施工的單位必須具有相應的施工資質，具有按設計要求進行施工的能力，具有健全的工程質量保證體系。 設備管理部應負責或參與儀表設備工程項目的竣工驗收等方面的工作?？⒐を炇毡仨毎丛O計要求及相關規范進行。要做到竣工資料齊全，工程竣工驗收資料應包括： （1）工程竣工圖（包括裝置整套儀表自控設計圖紙及竣工圖）。 （2）設計修改文件和材料代用文件。 （3）隱蔽工程資料和記錄。 （4）SIS聯鎖保護系統安裝及質量檢查記錄。 （5）電纜絕緣測試記錄。 （6）接地電阻測試記錄。 （7）儀表風和導壓管等掃線、試壓、試漏記錄。 （8）SIS聯鎖保護系統和材料的產品質量合格證明。 （9）SIS聯鎖保護系統校準和試驗記錄。 （10）回路試驗和系統試驗記錄。 （11）SIS聯鎖保護系統交接清單。 （12）報警、聯鎖系統調試記錄。 （13）SIS聯鎖保護系統組態記錄工作單。 （14）未完工程項目明細表等。 （15）SIS聯鎖保護系統說明書。 其中：（1）、（2）、（10）、（15）內容除檔案部門外還應交給SIS聯鎖保護系統維護部門、SIS聯鎖保護系統管理部門及使用單位。 SIS聯鎖保護系統投用前，使用單位和/或維護單位應根據設備的特點編制相關規程，開展技術培訓、事故預案演練等工作。 對SIS聯鎖保護系統中聯鎖程序的變更、聯鎖設定值的改變、時間整定值的改變等，必須建立各專業會簽及技術負責人批準制度，填寫《聯鎖保護系統變更審批單》。 由于工藝、設備原因需變更SIS聯鎖保護系統的由生產裝置負責辦理，由于儀表原因需變更SIS聯鎖保護系統的由電儀車間負責辦理，工藝聯鎖保護系統，由裝置經理負責審核；關鍵機組等設備的SIS聯鎖保護系統由設備部主管人員負責審核，主管副總批準，儀表（電儀）專業負責實施。 在執行SIS聯鎖保護系統作業前，必須辦理《聯鎖保護系統臨時作業票》。 由于工藝過程原因需臨時停運SIS聯鎖保護系統，必須由工藝裝置負責辦理，經生產裝置主任同意簽字，各車間負責SIS聯鎖系統投切的專職人員負責實施。由于儀表原因需檢修，臨時停運SIS聯鎖保護系統，由儀表專業人員辦理，經生產裝置主任同意簽字后方可進行作業。因以上兩種原因臨時停運的SIS聯鎖保護系統，必須限期恢復，雙方作好備案。 在生產期間，SIS聯鎖保護系統不允許停用，特殊情況確實需要停用時，必須經主管部門組織相關專業論證，制定相應措施，專業會簽，領導審批，然后辦理《聯鎖保護系統停用審批單》。 由于工藝過程原因的由工藝裝置負責辦理，由于儀表原因的由儀表負責辦理，儀表專業人員執票作業。生產技術部、工藝裝置、設備部存檔。 新建裝置或裝置大修后，SIS聯鎖保護系統的投用；長期停用SIS聯鎖保護系統的恢復，必須由生產、計控、安環、儀表、電氣等相關專業人員逐回路進行檢查確認，填寫《聯鎖保護回路試驗確認單》后方可投入使用。相關部門、儀表、設備部負責存檔。 新增SIS聯鎖保護系統，需經公司設備管理部向電儀車間下達任務書和圖紙、資料，由各裝置設備部儀表專業負責執行。 在摘除SIS聯鎖保護前，必須由生產裝置工藝人員制定預案并采取相應措施，并經兩名及以上儀表作業人員確認，然后摘除聯鎖。摘除聯鎖后要檢查確認。 儀表專業人員處理SIS聯鎖保護系統中的問題時，事先必須確定聯鎖解除方案，采取可靠措施，對程序進行修改、增刪，還必須保證不影響DCS、PLC、SIS的正常運行。對于處理問題過程中涉及的檢測儀表、開關、繼電器、聯鎖程序、執行器及其附件等，必須有兩人以上確認核實，并有專人監護，然后嚴格按照操作規程進行作業。 問題處理完畢后，在投入聯鎖保護前，必須由兩人以上儀表作業人員核實確認，對有保持記憶功能的回路必須進行復位，經技術人員確認后，在有監護人的情況下，由工藝人員將該回路聯鎖保護投用，并及時填寫《SIS聯鎖保護系統作業票》。 SIS聯鎖保護系統的操作開關、按鈕均由車間指定人員操作。 SIS聯鎖保護系統所用檢測元件、邏輯單元、執行元件，必須隨裝置、機組大檢修進行檢修、校驗。 SIS聯鎖保護系統儀表、設備及附件等，必須有明顯的紅色聯鎖標記；緊急停車按鈕、開關，應設防護罩。 根據儲備標準和備品配件管理規定，聯鎖保護系統必須儲備足夠的備品配件，聯鎖保護系統的供電系統元器件、一次檢測元件、邏輯單元、執行單元儀表等必須按規定的使用周期定期更新。 軟硬件運行檢查項目，記錄好異常情況，及時維護運行出現的故障 全面檢查SIS控制系統硬件的狀況，將異常情況做好記錄，并列入下次檢修項目： 檢查控制機柜各模件工作狀態，各通道的強制（或退出掃描狀況）和損壞情況，各操作員站，控制站，通信網絡的運行狀況等，確保主設備和冗余設備狀態正常； 檢查不間斷電源(UPS)供電電壓，各機柜供電電壓。各類直流電源電壓及各電源模件的運行狀態，確保主電源和冗余電源狀態正常； 檢查各散熱風扇的運轉狀況； 檢查工程師室的溫度及濕度； 檢查計算機設備和系統日常維護消缺記錄，匯總需停機消缺項目； 全面檢查SIS控制系統軟件的狀況，將異常情況做好記錄，并列入下次檢修項目： 做好SIS控制系統軟件和數據的完全備份工作。對于儲存在易失存儲器（如RAM）內的數據和文件，應及時上傳并備份；； 檢查SIS控制系統軟件運行正常，監控軟件能正確監視設備運行實時狀態，編輯狀態能組態畫面，組態軟件能正確在線觀察系統檢測信息； 確保SIS系統的SOE文件記錄軟件在設備運行期間處于運行狀態（ISC Trusted系統不需要運行），能正確導出SOE文件； 確保SIS系統的歷史趨勢功能正常，完成對故障變量長時間檢測，正確反映設備或測量設備的狀態； 檢查報警系統，對重要異常信息（如冗余失去，異常切換，重要信號丟失，數據溢出，總線頻繁切換等）作好詳細記錄； 檢查SIS控制系統運行日志，數據庫運行報警日志； 檢查SIS自診斷系統，匯總系統自診斷結果中的異常記錄，必要的時候可以請教相關系統的專家； 運行期間維護項目： 系統故障維護，巡檢過程中發現系統故障信息，仔細檢測造成報警的因素，冗余設備支持在線更換的更換新的設備，測量回路導致報警的檢查回路消缺故障，未知因素在不影響運行期間或有可能造成停機的因素待停機檢查； 工程師站，操作站維護，軟件故障按照軟件要求的設置重新設置或安裝要求重新安裝，硬件故障維護前確保各軟件已完成備份； 組態軟件維護，監控畫面修改由工藝車間統一提出，統一修改，組態軟件只在在線或離線查看邏輯組態的時候使用，不支持運行期間修改； 測量設備的維護，維護前必須切除相關的聯鎖，必要的時候相關的變量聯鎖也要切除，由工藝車間確認設備在工藝中切除，再進行維修，投用前檢查該設備的測量回路正常，由工藝車間確認投用，觀察后考慮投入聯鎖保護； 建立SIS控制系統硬、軟件故障記錄臺帳和軟件修改記錄臺帳，詳細記錄系統發生的所有問題（包括錯誤信息和文字）、處理過程和每次軟件修改記錄； 防止將電腦病毒帶入，工程師站上不應安裝任何其他第三方軟件，移動存儲設備專盤專用； 定期進行口令更換并妥善保管。 停機檢修，應對機柜、工程師站、操作站、網絡及接口設備、模件系統機柜電源等進行詳細維護 檢修前，應按SIS控制系統的正常停電程序停運設備，關閉電源，拔下待檢修設備電源插頭； 機柜檢修： （1）機柜除塵，對每個需清掃的模件的機柜和插槽編號，跳線設置作好詳細，準確的記錄。清掃模件，散熱風扇等部件；模件檢查完畢，機柜，機架和槽位清掃干凈后，按照模件上的機柜和插槽編號將模件逐個裝回到相應槽位中，就位必須準確無誤，可靠；（2）檢查SIS控制系統后備電池，電量不足應及時更換新電池； （3）模件檢查內容：SIS控制系統各模件中的電子元器件應無燒痕，破損現象；元件間連接插針應無變形，磨損；對模件安裝底板變形的插針進行矯正，插針斷裂的底板應進行更換；檢修后要求底板固定牢固，插針完整，無變形和斷裂；檢查SIS控制系統的所有I/O柜及中間柜的通信電纜接頭，分離器和分支器等應連接良好，特別是接頭內的屏蔽線須固定扎實；恢復系統，檢查各I/O模件，回路接線和插件應緊固無松動，各設置開關（DIP開關）和跳線設置正確； （4）確認電纜接線正確后，恢復供電；檢查風扇轉向正確，各模件指示燈正常，并在顯示器上確認SIS控制系統通信正常，無報警和出錯信息； 工程師站、操作站檢修： （1）工程師站、操作站除塵， 清掃機殼內，外部件及散熱風扇。清掃后應清潔，無灰，無污漬，散熱風扇轉動靈活。 （2）接通電源啟動后，設備應無異音，異味等異常現象發生，能正常地啟動并進入操作系統，自檢過程無出錯信息，各狀態指示燈及界面顯示正常；檢查散熱風扇轉動應正常無卡澀，方向正確；顯示器畫面應清晰，按鈕功能正常；鼠標應靈活無滯澀，響應正確；鍵盤的各鍵應反應靈敏，響應正確； （3）啟動應用系統軟件過程應無異常，無出錯信息提示； （4）檢查各操作員站、工程師站和服務站的用戶權限設置，應符合管理和安全要求； 對于有防靜電要求的設備，檢修時必須做好防靜電措施，工作人員必須帶好防靜電接地腕帶，并盡可能不觸及電路部分；拆卸的設備應放在防靜電板上，吹掃用壓縮空氣槍應接地； 吹掃用的壓縮空氣須干燥無水，無油污，壓力應控制在0.05MPa左右；清潔用吸塵器須有足夠大的功率，以便及時吸走揚起的灰塵；設備清洗須使用專用清洗劑； 網絡及接口設備檢修： （1）更換故障網線或光纜；檢修后通信電纜應無破損，斷線，光纜布線應無彎折；網線或光纜應綁扎整齊，固定良好； （2）對交換機、轉發器、光端機等網絡設備內、外進行清掃、檢修，緊固接線；檢修后設備外觀應清潔無塵、無污漬，各連接線或電纜的連接應正確、無松動、無斷線；各接插頭完好無損，接觸良好； （3）通電后，檢查模件指示燈狀態或通過系統診斷功能，確認通信模件狀態和通信總線系統應工作正常，無異常報警。冗余總線應處于冗作工作狀態，交換機、轉發器、總線模件等通電后指示均應顯示正常。查看每個控制系統，所有I/O通道及其通信指示均應正常； 模件電源、系統電源和機柜電源檢修：清掃電源設備和風扇， 檢修后設備應清潔無灰，無污漬；根據記錄標記插好所有插頭并確認正確后上電。 上電檢查試驗： 通電后電源裝置應無異音、異味，溫升應正常；風扇轉動應正常，無卡澀，方向正確。 根據要求測量各輸出電壓應符合要求。 啟動整個系統，工作應正常無故障報警，電源上的各指示燈應指示正常。 對于冗余配置的電源，關閉其中任何一路，檢查相應的控制器應能正常工作，否則應進行處理或更換相應電源。 冗余性能需針對操作員站、主控制器和模件、通信總線、模件、系統或機柜供電等四部分進行冗余切換試驗 操作員站冗余切換試驗： （1）對于并行工作的設備，如操作員站等，停用其中一個或一部分設備，應不影響整個計算機控制系統的正常運行； （2）對于冗余切換的設備，當通過停電或停運應用軟件等手段使主運行設備停運后，從運行設備應立即切換備用設備運行狀態； （3）按同樣方法進行反向切換試驗； （4）上述試驗過程中，除發生與該試驗設備相關的故障報警外，系統不得發生出錯，死機或其他異?，F象，故障診斷顯示應正確。 主控制器和模件冗余切換試驗： （1）選擇下列方法進行主控制器或模件的冗余切換試驗：取出主運行的主控制器或模件的保險；將主運行的主控制器或模件拔出（模件可帶電插拔時）。按同樣方法進行反向切換試驗； （2）試驗過程中，系統應能無擾動切換到備用控制器或模件運行，故障診斷顯示應正確，除模件故障和冗余失去等相關報警外，系統應無任何異常發生。 通信總線冗余切換試驗： （1）投切通信網絡上任意節點的設備，總線通信應正常； （2）在通信網絡任意節點上輪流切斷節點設備與總線間的某一通信連接線，系統應無出錯、死機或其他異?，F象； （3）選擇下列方法，進行通信總線冗余切換試驗：切斷主運行總線模件的電源；拔出主運行總線的插頭； 斷開主運行總線電纜或終端匹配器； （4）同樣方法進行反向切換試驗； （5）試驗過程中，通信總線應自動切換至冗余總線運行；指示燈指示和系統工作應正常；檢查系統數據不得丟失、通信不得中斷、故障報警正確、診斷畫面顯示應與試驗實際相符。 模件、系統或機柜供電冗余切換試驗： （1）模件、控制系統及機柜的冗余供電系統，應逐一進行冗余切換試驗：切斷工作電源回路，檢查備用供電須自動投入；對于冗余供電系統，切斷任一路供電；按同樣方法進行反向切換試驗； （2）上述試驗過程中，控制系統應工作正常，中間數據及累計數據不得丟失，故障診斷顯示應正確，系統不得發生出錯、死機或其他異常現象。 控制性能測試包括以下幾個板塊：模擬量輸入（AI）通道、脈沖量輸入（PI）信號、模擬量輸出（AO）信號、開關量輸入（DI）信號、開關量輸出（DO）信號、系統組態和在線下載功能。 模擬量輸入（AI）通道測試：用相應的標準信號源，在測點相應的端子上分別輸入量程的0、25%、50%、75%、100%信號，在操作員站或工程師站讀取該測點的顯示值，確保測量設備及測量回路能正常工作。 脈沖量輸入（PI）信號測試： 用標準頻率信號源，在測點相應的端子上分別輸入量程的10%，25%，50%，75%，100%信號，在操作員站或工程師站讀取該測點的顯示值，確保測量設備及測量回路能正常工作。 模擬量輸出（AO）信號測試：通過操作員站（或工程師站，或手操器），分別按量程的0，25%，50%，75%，100%設置各點的輸出值，確保自保設備動作正常。 開關量輸入（DI）/輸出（DO）信號測試：通過短接/斷開無源接點或加入/去除電平信號分別改變各輸入點的狀態，在操作員站或工程師站（手操器）上檢查各輸入點的狀態變化，確保正確無誤。 系統組態和在線下載功能測試： （1）檢查工程師站權限設置應正確，以工程師級別登錄工程師站。 （2）根據工藝要求更改SIS控制系統邏輯組態，在條件許可情況下進行編譯生成，組態，在線，下裝，SOE等功能正常。 （3）檢查操作員站權限設置應正確，以操作員級別登錄操作員站。 （4）根據邏輯變更變更監控畫面，畫面編輯軟件使用正常，檢查各流程畫面、參數監視畫面等應無異常。報警，歷史趨勢功能正常。 設備管理部必須定期組織儀表、電氣、機械等專業人員會同生產裝置認真復查、審定各裝置SIS聯鎖保護系統的相關技術資料，建立健全SIS聯鎖保護系統的技術檔案。 必須具備的技術資料主要包括聯鎖分布圖、SIS聯鎖原理圖、SIS聯鎖程序圖、接線圖、SIS聯鎖設定值一覽表、時間整定值一覽表、SIS聯鎖保護系統的有關文字說明，以及與SIS聯鎖保護系統相關的儀表、電氣、機械設備的資料。SIS聯鎖保護系統用各類儀表的檢修校驗記錄等。 《SIS聯鎖保護系統變更審批票》、《SIS聯鎖保護系統作業票》、《SIS聯鎖保護系統停用審批單》、《SIS聯鎖保護回路試驗確認單》等由設備管理部儀表專業負責存檔。