SIS系統(tǒng)有什么特點？SIS系統(tǒng)生產(chǎn)廠家有哪些 ？山東淄博SIS系統(tǒng)供應商 山東淄博SIS系統(tǒng)供應商有哪些呢
1、SIS基本知識
1．1 SIS定義
SIS系統(tǒng)(Safety Instrumented System)，是對石油化工、電力等行業(yè)
生產(chǎn)裝置可能發(fā)生的危險或不采取措施將繼續(xù)惡化的狀態(tài)進行及時響應
和保護，使生產(chǎn)裝置進入一個預定義的安全停車工況，從而使危險降低
到可以接受的最低程度，以保證人員、設備、生產(chǎn)裝置和環(huán)境的安全。
它是一種安全儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)，根據(jù)不同標準和應用場合，有時也稱為：
緊急停車系統(tǒng)（Emergency Shutdown）
1．2 SIS由來
? 生產(chǎn)裝置規(guī)模的日趨擴大
? 高溫、高壓、易燃、易爆等連續(xù)性生產(chǎn)裝置本身的危險
? 大型機組、機械等重要設備的保護
? 對安全和環(huán)境的要求越來越高
若發(fā)生事故將會造成人員、財產(chǎn)、環(huán)境等方面的重大損失和影響！因此
越來越多的場合需要采用SIS系統(tǒng)。
1．3 SIS應用領域
SIS主要保護對象為人身、設備、財產(chǎn)和環(huán)境的安全，因此適用于能造
成以上各項損害的場合，主要有：
? 石油液化氣開采（平臺）、油氣輸送和儲存
? 石油化工裝置
? 化工裝置
? 電力、鍋爐、核電
? 交通、冶金、環(huán)保、汽車制造
? 大型機械、旋轉設備
各行業(yè)使用SIS的常見裝置有：
油氣及煉油裝置：催化裂化、加氫精制、加氫裂化、催化重整、丙烷脫
瀝青、硫磺回收、罐區(qū)消防和火災報警、變壓吸附、制氫、火焰與氣體
檢測、油氣輸送及存儲、油氣開采平臺等等
石化裝置：乙烯裂解、聚丙烯、高壓聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、聚苯
乙烯、丙烯腈、芳烴、環(huán)己酮、PTA、丁二烯等等石化深加工裝置
化工裝置：造氣、合成氨、農(nóng)藥、磷肥、涂料、乙炔、乙酰、醋酸等
鍋爐電力：鍋爐燃燒、汽機停機系統(tǒng)、核電
其它：冶金、交通、汽車制造、建材、環(huán)保、造紙、大型機械、旋轉設
備等領域
1．4 SIS基本構成
一般典型的SIS系統(tǒng)主要包括檢測部分、邏輯控制單元和最終執(zhí)行部分
，再配合相應的軟件組成。通常與基本過程控制系統(tǒng)（比如DCS系統(tǒng)）
有通訊要求，共同組成生產(chǎn)裝置的過程儀表控制系統(tǒng)。
2、SIS產(chǎn)品的標準和認證
2．1 主要標準
SIS產(chǎn)品所遵從的國際標準主要有：
? 國際電工委員會IEC61508標準 電氣 / 電子 / 可編程電子安全相關
系統(tǒng)的功能安全 1997
其中規(guī)定將過程安全所需要的安全等級劃分為4級（SIL1～SIL4）；
? 美國儀表學會ISA-S84.01標準 流程工業(yè)安全儀表系統(tǒng)的應用
1998
稱安全系統(tǒng)為安全儀表系統(tǒng)(Safety Instrument System, SIS)， ISA
－S84.01與IEC61508類似，根據(jù)系統(tǒng)不響應安全聯(lián)鎖要求的概率（即失
效率PFD）將安全等級劃分為3級（SIL1-SIL3），認為IEC61508定義的
SIL4不存在于過程工業(yè)中；
? 德國標準化委員會DIN(Deutsches Institut fǖr Normung) V19250
及 DIN V VDE0804
根據(jù)估計危險的損害程度、危險區(qū)域內(nèi)人員存在的可能性、短時間內(nèi)防
止危險發(fā)生的可能性及出現(xiàn)危險事故的可能性等四個風險參數(shù)將過程風
險定義為8級（AK1～AK8）；
? 歐洲機器安全標準EN 954-1
危險等級分為B，1，2，3，4五個等級，針對安全控制系統(tǒng)，按照對故
障的承受能力和出現(xiàn)故障后安全功能的作用，對應于危險等級的五個等
級，機器設備的控制系統(tǒng)中安全控制部分也可分為以上五個等級危險等
級依次增高，等級4為最高的危險等級。
國內(nèi)目前正在依據(jù)IEC61508制訂國家標準，即將頒布。除此之外，一些
行業(yè)有相關的ESD標準：
? 石化行業(yè)有相關的設計導則：石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設
計導則（SHB-Z06- 1999），采用IEC的SIL概念；
? 中國石化集團公司工程建設管理部有：石油化工安全儀表系統(tǒng)設計
規(guī)范（SH/T3018-2003）；
國家發(fā)展改革委批準《石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范 SH/T3018-2003
》，自2004年7月1日起實施。
? 化工行業(yè)HG/T 20511-2000標準，在化工自控設計中規(guī)定，將安全
等級確定為1級、2級和3級。
它們基本都將工業(yè)過程等對象依據(jù)危險性高低劃分為若干個安全度等級
，實際使用中選用相應安全度等級的SIS系統(tǒng)來加以保護，保護的對象
主要為人、設備、財產(chǎn)、環(huán)境等的安全。依據(jù)IEC標準由低到高劃分為
SIL1～SIL4，ISA S84.01標準劃分為SIL1～SIL3三級，認為SIL4級不存
在于過程控制中，DIN V VDE0804標準由低到高劃分為AK1～AK8，它們
數(shù)值越大，SIS系統(tǒng)的安全性能要求越高，具體指標見下表。
安全等級SIL
1
2
3
4
性能
要求
平均失效度
10E-1～10E-2
10E-2～10E-3
10E-3～10E-4
10E-4～10E-6
可用度
0.9-0.99
0.99-0.999
0.999-0.9999
0.9999-0.99999
一般用到SIS的鍋爐、石化、化工裝置為AK4～AK6（SIL2～SIL3）等級
，AK7～AK8（SIL4）用于核電等特殊場合。
2．2 SIS產(chǎn)品的認證
涉及產(chǎn)品安全認證，主要有CB、CCC、UL、FCC、CSA、T?V及北歐四國認
證等，目前針對SIS產(chǎn)品，使用最多并得到廣泛認可的是T?V-GS認證，
GS的參考標準是VDE和DIN(德國標準協(xié)會)標準，如果產(chǎn)品具有GS標志，
代表該產(chǎn)品符合最新的歐洲和德國標準。GS的含義是德語“Geprufte
Sicherheit”(安全性已認證)，也有"Germany Safety" （德國安全）
的意思。
德國萊茵公司技術監(jiān)督公司(T?V)是德國最大的產(chǎn)品安全及質(zhì)量認證機
構，在歐洲久享盛譽。設有該機構分公司的國家和地區(qū)可以方便地申請
GS標志及其它國家的安全認證。
目前市場上SIS產(chǎn)品也以通過T?V認證居多，通過認證的每種產(chǎn)品都有達
到AK1～AK8安全等級的具體說明，用戶可根據(jù)過程的具體需要配置相應
等級的SIS產(chǎn)品。標志及證書如下所示：
3、SIS產(chǎn)品的市場狀況
3．1 SIS產(chǎn)品種類
目前市場上使用較多的SIS產(chǎn)品主要有：
? Triconex公司的TRICON系統(tǒng)；
? Honeywell公司的FSC系統(tǒng)；
? HIMA公司的H41q 和H51q系統(tǒng)；
? GE 公司的S90-70 GMR系統(tǒng)；
? GE SafetyNet;
? Siemens公司的S7-400FH系統(tǒng)；
? Moore公司的QUADLOG系統(tǒng)；
? Woodward公司的Micro Net TMR系統(tǒng)；
? ICS Triplex公司的Regent系統(tǒng)、Trusted系統(tǒng)；
3．2中控集成的SIS產(chǎn)品
? GE 90-70 GMR系統(tǒng)；（三重化）
? GE SafetyNet 系統(tǒng)；（SIL2）
? HIMA H51q和H41q系統(tǒng)；（四重化）
3．3 SIS應用類型
目前市場上SIS應用大致有下列幾種類型：
l 使用繼電器搭建或?qū)Ｓ脙x表
在投運較早的老裝置中，使用較為普遍。一般設置輔助操作面板，其中
有重要的工藝參數(shù)指示和報警、手動停車及復位、投運按鈕等部分，而
對于大型機組等設備運行狀況和保護，也引入主控制室顯示和報警，停
車保護則一般采用設備自帶的特殊儀表系統(tǒng)來完成。
l 經(jīng)過認證的SIS系統(tǒng)
市場上的主流SIS產(chǎn)品都屬于經(jīng)過認證的SIS產(chǎn)品，隨著人們對安全認識
水平的提高和產(chǎn)品技術的發(fā)展，經(jīng)過認證的SIS越來越成為新建裝置中
安全保護儀表系統(tǒng)的首選。
對于目前使用越來越多的SIS系統(tǒng)，基本都符合IEC61508標準并可達到
和獲得T?V AK1～AK6/IEC SIL1～SIL3等級認證，主要有以下三種主流
CPU結構：
? 冗余容錯完全自診斷結構，即1002D結構（診斷率99.99％）；
? 三重化表決部分自診斷結構，即2003D結構（TMR 診斷率70％）；
? CPU四重化冗余容錯完全自診斷結構，即2004D結構（QMR 診斷率
99.99％）；
對于這三種不同的結構，安全系統(tǒng)的性能是不同的。
對于第一種1002D的結構，當?shù)谝粋�CPU被診斷出故障時，該CPU被切除
，另一個CPU繼續(xù)工作。若要應用在AK6安全等級，根據(jù)AK6的要求，如
果第一個CPU不能在其被診斷出故障后1小時內(nèi)修復，系統(tǒng)會在1小時后
自動停車以保證故障安全。
對于第二種結構，如美國GE公司的90-70 GMR系統(tǒng)就是采用TMR技術，它
雖然通過了T?V SIL3/AK6的等級認證，而其引以為榮的CPU和I/O卡件完
全三重化冗余故障容錯設計，事實上是基于高度穩(wěn)定的硬件基礎上的。
對于第三種結構，如德國HIMA公司的PES，四個CPU分成兩對，既同時工
作又相互獨立。當其中一個CPU被診斷出故障時，則該對CPU被切除，所
剩一對CPU繼續(xù)以1002D的模式工作。這對獨立工作的CPU仍滿足安全等
級 SIL3/AK6的要求。只有當這對CPU其中再有一個故障時，系統(tǒng)才考慮
停車。所以，此結構對于故障修復時間沒有限制�？梢姡�2004D結構的
系統(tǒng)更為可靠。
目前HIMA公司、Triconex公司的系統(tǒng)在國內(nèi)占有較大的市場份額，是主
流SIS系統(tǒng)廠家代表，GE 、Honeywell、CCC公司的產(chǎn)品則在石化、化工
行業(yè)表現(xiàn)不錯。
