以过程控制系统(PCS)为代表的生产运行控制层也称为基础自动化层。 主要包括:集散控制系统/现场总线控制系统(DCS/FCS)、安全仪表系统(SIS)、火灾与气体检测系统(FGS)、储运自动化系统(MAS)、压缩机组控制系统(CCS)、 大型机组状态监测系统(MMS)、设备成套控制系统(PLC)、在线分析仪系统(PAS)、仪表设备管理系统(AMS)、操作员培训模拟系统(OTS)、过程控制计算机系统(PCCS)(实施先进 控制APC和实时优化RTO等)和实时数据库(RTDB)等系统,其核心是DCS/FCS系统。
生产运营控制层可对生产运营、原材料及产品储运、公用工程、产品质量等全过程进行实时监控。 并使生产运行安全、可靠、稳定、长期、满负荷运行。
安全仪表系统 (SIS)
根据各工艺装置的不同特点,装置的重要联锁保护、紧急停车系统和关键设备联锁保护均设置为自动联锁,统一采用安全仪表系统(SIS)。
SIS根据国内外设计规范,设置独立控制器,确保人员、生产设备、重要单元和关键设备的安全。 SIS按照事故安全类型设置,采用双冗余或三冗余容错系统。
自动联锁保护系统分为装置联锁保护系统和单元设备联锁保护系统两部分。 原则上,SIS 系统应在同一环境中建立。 我们建议全公司采用同一型号的SIS系统,以减少未来的维护工作量和成本。
为了尽可能避免联锁事故的发生,设置了预报警和报警信息,根据程度分为3个优先级,并配备3种不同的提示音进行区分。
采用与DCS/FCS相同的设计方法,SIS控制器或远程I/O机架安装在现场机柜室内,通过光缆与中央控制室(CCR)操作站连接。 如有必要,可在远程现场机柜室设置辅助操作台,用于现场监控、机组调试、设备启停等。
保证自动控制系统正常运行的主要安全技术措施如下:
(1)现场仪表及控制系统采用先进可靠的产品。 DCS控制器、供电单元、通讯网络、控制I/O卡等均采用冗余配置;
(2)联锁保护系统和单元控制系统采用三重或双重冗余容错系统。 重要联锁系统检测元件或输入信号采用冗余方式设置。 SIS检测组件和执行器按照事故安全类型设置,即一旦SIS发生故障或能量中断,执行器的最终位置应保证过程和设备处于安全状态;
(3)SIS设立事件序列记录站,记录设备状态和连锁事件,便于追溯事故原因;
(4)自动控制系统配备独立冗余UPS电源,设计时应充分重视其供电安全、接地保护等问题;
(5)操作站与机柜采用冗余通信电缆或光缆连接,室外光缆通过不同路径敷设,保证通信安全;
(6)为了减少局域网对生产过程控制系统的干扰,建设独立于公司管理信息网络的公司控制网络。 通过网络物理隔离设备与管理信息网络相连(与防火墙不同,防火墙在攻击成功后使两个网络畅通,物理隔离设备在攻击成功后隔离两个网络)。 决不允许两网交互时因病毒、黑客或用户等原因通过管理信息网对控制网络进行侵犯,提高控制网络的可靠性,保证生产控制系统的安全运行 ;
(7) FREP工地位于高处雷区。 DCS/FCS、SIS、FGS、CCS/ITCC、PLC等主要系统必须充分考虑防雷措施,确保过程控制系统和仪表的安全。
安全仪表系统(SIS)安装在中央控制室(CCR)和现场控制柜室(FAR)。 安全仪表系统 (SIS) 的设计必须满足 IEC61508/IEC61511 定义的安全级别 (SIL)。
安全仪表系统(SIS)独立于DCS系统及其他子系统设置,并采用故障安全设计,保证装置的安全可靠。
安全仪表系统(SIS)采用经过TUV/IEC安全认证的三重(TMR)可编程控制器(PLC)来完成各过程装置的紧急停车和紧急泄压。 SIS应该具有SOE功能。
急停信号通过冗余MODBUS-RTU通讯接口与DCS连接。 所有过程报警、旁路、复位等信号均可在DCS操作站上显示。