什么是ESD?为什么要用ESD?ESD系统应按照安全独立原则与DCS分开设置

什么是ESD?为什么要使用 ESD?

什么是ESD?为什么要使用 ESD?

ESD 是英文 Stop 的缩写。这种专用的安全保护系统。它是在 1990 年代开发的,以其高可靠性和灵活性而广受好评。 ESD应急停车系统按照安全独立原则的要求独立于DCS集散控制系统,其安全等级高于DCS。一般情况下,ESD系统是静态的,不需要人为干预。作为安全保护系统,超越生产过程控制,实时在线监控设备安全。只有在生产装置出现紧急情况时,才不需要经过DCS系统,ESD直接发出保护联锁信号,保护现场设备安全,避免危险扩散造成的巨大损失。据相关资料显示,当人们在危险时刻的判断和操作往往滞后且不可靠,当操作者面临生命危险时,必须在60s内做出反应,错误决策的概率高达99. 9% 因此,设置独立于控制系统的安全联锁装置是非常必要的,这是安全生产的重要标准。这是ESD系统的一个显着特征。

为什么要独立建立ESD系统?当然,一般的安全联锁保护功能也可以通过DCS来实现。但大型应急停车系统应按照安全、独立的原则与DCS分开安装。这主要是由于以下原因:

(1)降低控制功能和安全功能同时失效的概率,维护DCS部分失效时不会危及安全保护系统;

(2)对于大型装置或旋转机械,急停系统的响应速度越快越好。这有助于保护设备,避免事故扩大;也有助于区分原因事故。DCS处理大量的过程监控信息,因此其响应速度难以做到快速;

(3)DCS系统是过程控制系统,是动态的,需要频繁的人工干预,容易造成人为错误;而ESD是静态的,不需要人为干预,所以可以避免设置ESD人为错误。

ESD 现在使用的越来越多,并且在控制系统中独立于 DCS。目前国外ESD厂商在中国已有应用,HIMA的PES,(),公司的FCS(原PF的产品),ICS的,GE的GMR,ABB的

,公司的-PLC。以上七家厂商的产品已经占据了90%以上的市场。其中HIMA和ICS是安控厂商,其他都是老牌DCS厂商。因为ESD市场已经逐渐成熟,他们也推出了自己的产品。其中,从产品成熟度和市场占有率来看,HIMA和HIMA是这个行业的两大英雄,两者分别代表了ESD产品的两种设计理念。

二、安全和安全要求级别

安全是指人或物在一定环境中不发生危险或损坏的状态,安全是人或物在环境中承受危险损坏的能力。

安全的最终目标是避免事故的发生。为了实现这个目标,我国对产品进行了“3C”。

(中国)市场准入强制性认证制度(包括产品安全、电磁兼容、环保等);在工业装置自动化系统中设置安全保护控制系统(以下简称安全系统),对其设置和整个生产设施的安全要求水平进行规范。 ISA美国仪表协会将安全系统称为安全仪表系统(,SIS),对应于ISA-S84.01标准,IEC国际电工委员会将安全要求等级称为“安全完整性等级”( , SIL),对应于标准。目前国内还没有国家标准,石化行业有相关的设计导则:石化紧急停机和安全联锁系统设计导则(SHB-Z06-1999),采用IEC的SIL概念。

石油化工、火电、钢铁、有色金属冶炼等行业设备在安全系统选择和设计时,要进行风险分析和可操作性分析,要求各项运行参数在工程设计规范范围内。如果超过这个范围,则表示不安全,需要安全系统才能发挥作用;也允许控制系统在正常范围内自动切换和手动操作,但操作者的一些重大失误也可能造成不安全感。为克服人为不安全因素,安全系统应与一般控制系统分离;当设备周围的环境,如火灾或可燃气体,或有毒气体,影响设备安全和人身安全时,安全系统也需要发挥作用,因此研究安全要求的分类很重要。

当人们平衡自己的利益,认为自己从事的活动的危险程度可以接受时,活动状态就是安全的手机测试esd是模拟哪种模型,这个危险程度对应的风险程度就成为一个安全指标。

风险:系统在单位时间内可能接受的损失,包括财产损失、人身伤害、工作损失和环境损失。风险R(损失/时间)的计算基于系统中存在的风险因素,系统中可能发生事故的概率P(时间/时间)和一次可能发生的损失S(损失/时间)事故发生可以计算。得到 R=PS。风险程度高,即风险高,危险程度高。

安全指数:指人们可以接受的风险程度。安全指标是对某种专业活动或某种系统运行风险的允许限度。安全指标的表达方式有很多种。

IEC安全要求分为4个等级,安全性能从低到高为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。美国只承认SIL4的存在,标准不包括如何在SIL4要求下实施安全系统的内容。德国DIN V 19250和DIN V有8个安全要求等级(),安全要求从低到高依次为AK1~AK8。因为出品较早,所以被很多项目采用。各标准对应的安全等级对照表如图所示。 1 规定的故障不会引起危险事故的要求对应于 AK1;故障不引起危险事故的要求,对应AK2;两个或更少的故障组合不会导致危险事故的要求,对应于AK3、AK4; 3个以下故障组合不会造成危险事故,对应AK5;每当出现故障时,任何故障组合都不会造成危险事故,对应AK6。 AK7、AK8 符合特殊考虑的安全要求。

由于工业应用和生产设备的特点不同,潜在危害不同,危险结果前的安全时间也不同。此外,可以确定实际事故发生的可能性及其预防的组合。风险等级越高,安全要求等级越高。 DIN标准给出了风险图(图片1)),可以帮助确定实际过程设备应用的安全要求等级。图1中有S、A、G、W四个危险参数,描述如下:

估计危险损坏程度S,其中S0:轻度损坏,无人员伤亡; S1:中度伤害,轻伤; S2:重伤,1人以上重伤,其中1人死亡; S3:严重损坏,多人死亡或重伤; S4:灾难性事故,多人死亡。

危险区域A存在人员的可能性,其中A1:偶尔或不规则的短期存在人员; A2:经常或总是有人在场。

在短时间内防止危险发生的可能性G,其中G1:在某些情况下是可能的; G2:这几乎是不可能的。

安装安全系统不考虑发生危险事故的可能性W手机测试esd是模拟哪种模型,其中W1:极低; W2:低; W3:相对较高。

大多数使用安全系统的工业应用都属于 AK4 到 AK6 级别。其中,一般锅炉、加热炉为4级,石化、化工为AK5级。涉及人身安全要求和特殊考虑的场合很少。

三、设计选择原则

为了保证生产的安全运行,根据具体要求设计和选择安全保护控制系统非常重要。根据上一节中的安全要求等级标准和风险图,让实际生产设备就座,以确定选择哪种类型的安全系统。从图1可以看出,安全系统应分为以下几类,即监控设备,Z-1、满足安全要求等级AK1~AK4,Z-2、满足安全要求要求等级AK1~AK5,满足安全 有5类需要特殊考虑,如AK1至AK6的Z-3和AK7至AK8的安全要求。 ü 监控设备的功能如果由通用控制系统(如DCS)来实现,则安全控制系统分为4类。

对安全系统本身有什么要求?一般来说,有两个方面。一是系统本身必须具有高度的可靠性和可用性;二是必须具有实时、快速、丰富的逻辑运算功能,能够满足安全保护和故障记录(SOE)的要求。具体来说,如果整个过程装置能在安全时间内完成行驶、停车、局部停车、联锁动作、自动应急处理等一系列任务,还应减少停车次数,延长连续运行时间。 ,达到“经济损失少”的效果。至于安全系统本身硬件组件的先进性和独立性,系统结构的冗余,中间环节少的原则,合理的机械结构和布线,适应恶劣环境,实现故障安全的软件设计(如作为无励磁停车设计))等项目是安全系统分类的原则。除了安全系统的控制部分外,还有现场检测仪器和执行器两部分也需要满足以上两个要求。现代安防系统还必须具备与主控系统(DCS等)或全厂信息系统通信的能力,其数据应即时传输至主控系统和全厂调度中心。

安全系统的发展按硬件组成可分为继电器型、硬接线固态电路型和可编程微机安全系统三个阶段。目前,前两者仅用于逻辑不复杂、安全要求不高的小型系统。大多数场合使用可编程微机安全系统,仅在安全要求不高的DCS系统内部使用PLC可编程控制器或完备的安全联锁保护功能。安全系统分为三类:Z-1、Z-2、Z-3.

Z-1 安全系统的可用性是“正常的”。中央 CPU 模块通过单一总线连接到 I/O 模块。与普通PLC不同的是,它通过了中央CPU的自检,采用了可测试的I/O。模块、故障输出、保证安全状态等,满足系统安全要求。

Z-2安全系统的可用性“更高”,中央CPU模块冗余,其他与Z-1相同。这允许一个CPU模块发生故障而另一个CPU模块保持正常运行,从而使其在AK5级别安全要求低于该级别时,应在72h内保持。

Z-3安全系统的可用性“非常高”,结构完全冗余,即CPU模块、总线、I/O模块全部二元化。在AK6安全要求等级中,单通道运行时间允许不超过1h,即在此期间内更换故障模块,保证不间断生产。

综上所述,除了厂家生产的安全系统外,只有通过安全论证并满足上述要求的PLC系统才能作为安全系统使用。

对于安全要求等级为AK7、AK8的应用所选择的安全系统,还需要考虑双冗余系统中两者的比较结果不一致,无法判断的情况谁对谁错。应使用三重。模块冗余(TMR)模式,系统基于少数服从多数的原则,即“3选2”投票模式。如果两个模块为“ON”,一个模块的结果为“OFF”,则系统处于“ON”“状态。另外,系统还应具有容错性,采用容错辅助软件技术(SIFT),以便当系统的某个部分出现故障时,系统可以继续工作。

实际安全系统中的冗余和容错程度与价格有很大关系。因此,应根据应用场所的安全要求选择不同类型厂商生产的安全系统。

文章来源:http://www.51sole.com/b2b/sides8768.html

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