安全仪表系统在安全生产中的应用及研究

安全仪表系统在安全生产中的应用及研究

陈志鹏

浙江闰土新材料有限公司， 浙江 绍兴  312300

摘要: 工业企业作为我国的一大发展企业，有着较大的规模，而在开展一些工业生产过程中难免存在着较大的生产风险。过大的风险给以工业企业所带来的安全隐患严重阻碍着企业的正常发展，当前如何有效降低这种风险已经成为我国研究的关键所在。本文就安全仪表系统在安全生产中的应用进行了分析。

关键词：安全仪表系统；安全生产；应用

引言

安全仪表系统是保障行业安全生产的重要措施，加强安全仪表系统设计、安装、验收、投用、维护、改进等全生命周期管理，培养合格的安全仪表工程技术及管理人员，把安全仪表功能安全管理融入企业安全管理体系，提升过程安全管理水平，才能保证装置长周期、稳定生产运行，保障行业的可持续发展。

1 关于安全仪表相关内容的介绍

分别从关于安全仪表系统概念，安全度，等级划分，安全仪表系统的发展过程，这几个角度对安全仪表的相关内容进行简单介绍。安全仪表系统概念是根据安全仪表系统设计和使用进行定义的产品，它涉及的内容较为复杂。为确保装置的生产安全，安全仪表系统应具有和生产工艺过程相匹配的安全完整性等级（SIL），依据国际电工委员会标准IEC61508《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》的规定，安全仪表系统的安全完整性等级自低到高分为SIL1、SIL2、SIL3、SIL 4 等4 个不同的级别。行业安全仪表的安全完整性等级在SIL1~SIL3 之间，SIL4 级别主要用于核工业。安全级别的划分则是在特定的安全系统下特定时间和特定条件成功执行其安全功能的概率，它可以对整个系统的可靠性进行有效的衡量。安全仪表的安全度是整个仪表系统设计的关键因素。当然除此项指标之外，工作人员对安全仪表系统进行管理时，还对其运行模式当中的故障运行模式和故障的安全模式进行深入的研究，才可以保证安全仪表系统设计的科学性及合理性。工作人员在进行安全仪表系统设计工作时，必须保证系统的可靠性，可用性，逻辑设计合理性。在保证以上性能的同时，还需重视传感元件，设计逻辑运算器设计，以及联动保护设计的相关功能，只有在重视以上性能的前提下，才可以保证整个安全仪表系统得以稳定运行。

2安全仪表系统在安全生产中的应用

2.1检测单元的设计

检测元件是安全仪表系统中的重要组成部分，能够对整个系统的检测精度和安全性产生直接影响。安全仪表系统的检测元件设计选型时，要遵循独立设置原则，即SIS 系统检测元件与DCS 检测元件分开设置。同时还须遵循冗余设计原则，即安全完整性等级SIL1 联锁回路的检测元件可以单一设置，SIL2 及SIL3 检测元件应采用冗余设置。安全仪表系统设计还应遵循冗余选择原则，在保证系统的安全性时，可采用“或”逻辑，在保证系统的可用性时，可采用“与”逻辑，要想使得系统的安全性和可用性均得以保证时，可采用“三取二”逻辑结构。安全仪表系统中的检测元件应采用电气防爆的变送器，不能使用开关型传感器，否则可能导致安全事故。检测元件应由SIS 系统供电。

2.2控制单元的设计

控制单元的逻辑控制器主要包括继电器系统、可编程电子系统和混合系统3 种类型。可编程电子系统主要用于逻辑功能复杂的场合，可以是经过TUV 认证的PLC 系统、DCS 系统和其他专用系统。继电器系统主要用于逻辑功能相对比较简单的场合。安全仪表系统的逻辑运算器设计时，须要遵循独立设置原则，即SIS 系统逻辑运算器与DCS 系统逻辑运算器分开设置。根据冗余设置原则，SIL1 级SIS 可以使用单一的逻辑运算器、SIL2 级SIS 可使用冗余或容错逻辑运算器、SIL3 级SIS 可使用冗余容错逻辑运算器。

2.3 执行单元的设计

执行单元的切断阀等最终执行元件通过执行逻辑控制器的指令，实现工艺系统的安全状态，降低事故发生的概率。气动切断阀或调节阀等最终执行元件须要采取冗余设计的电磁阀，电磁阀通常安装在执行机构和阀门定位器之间。安全完整性等级高的SIF 回路的最终执行元件应采用冗余阀门，配套电磁阀应采用冗余结构。考虑系统可用性时，电磁阀可设计成“二取二”、“与”逻辑结构；考虑系统安全性时，电磁阀可设计成 “二取一”、“或”逻辑结构。

3安全仪表系统在安全生产中的发展

安全仪表系统在安全生产中应用的主要目的是为了有效提升生产过程中的安全性。因此，为了可以进一步加强安全仪表系统的可应用性及安全性，我们需要进一步促进安全仪表系统的发展。通过对安全仪表系统在安全生产中的应用进行分析，我们可以发现安全仪表系统的未来发展方向大致有以下三方面。

3.1安全仪表朝着智能化方向发展

为了有效提升安全仪表系统在安全生产中的应用，安全仪表系统需要进一步朝着智能化方向进行发展。随着科学技术的快速发展，智能化技术已经被逐渐的应用在各个行业中。智能化技术的应用不仅可以有效提升各类系统的工作效率，同时也可以有效避免系统在运行过程中出现人工错误等，进而威胁到生产的安全性。故而，安全仪表系统在未来的发展中也需要不断的向智能化方向发展。而在智能化发展的过程中，首先我们可以通过加入部分智能化传感器以及相关检测仪器，从而有效提升安全仪表系统对相关数据信息的检测。其次，通过在安全仪表系统加入智能化技术也可以方便工作人进行远程管理，进而更好的保障生产过程中的安全性。最后，安全仪表系统智能化的实现也可以进一步方便工作人员对生产过程中的相关数据信息进行分析、整理，从而为生产效率的提高以及生产安全性的提升起到一定的促进作用。

3.2安全仪表系统中现场总线的应用

安全仪表系统在未来的发展过程中也可以逐步加强对现场总线的应用。现场总线是现代业生产中所常用的一种工业数据总线，其不仅有效提升工业生产中控制系统与生产装置之间的数据信息传输效率，同时更可以加强生产过程中工作人员之间的交流。因此，通过在安全仪表系统中加强现场总线的应用既可以有效提升其安全仪表系统中数据传输的效率，同时也可以方便工作人员对生产装置的控制。此外，通过在安全仪表系统中逐步加强对现场总线的应用也可以方便工作生产中工人之间的交流、通信。这不仅可以保障工作人员可以及时了解到安全事故的发生，同时还可以及时联系相关人员对安全事故进行处理，从而避免出现人员伤亡与财产损失。

3.3系统的维护成本更低、可用性更高

安全仪表系统在未来的发展过程中还需要继续向着低维护成本以及高可用性的方面进行逐步发展。虽然，当前生产过程中所使用的安全仪表系统已经可以满足安全生产的绝大部分需求，但目前所使用的安全仪表系统仍具有极大的弊端。首先，其最大的弊端便是高额的维护成本。安全仪表系统中过高的维护成本将会直接影响到工厂的利润，从而对工厂的发展起到一定的阻碍作用。因此为了避免这一问题的出现，我们需要进一步降低安全仪表系统的维护成本。其次，当前工业生产中所使用的部分安全仪表系统还具有可用性较低的问题。而为了解决这一问题，相关技术人员在对安全仪表系统进行开发与设计的过程中需要采取面向对象的开发方式，严格按照工厂的相关需求对系统功能进行设计。

结束语

对于企业而言，安全仪表系统是一个特殊的控制存在，企业在选择这一系统作为企业安全生产的有效工具时，要结合企业自身实际发展状况，相应的进行安全等级划分，为企业选择出合适的安全仪表系统，并作出相应的安全防护措施，确保安全仪表系统能够在企业的安全生产中得到有效应用。进一步保证企业的人身设备安全和环境得到充分可靠的保障。

参考文献：

[1]王雁飞,陈贶.安全仪表系统在加压釜的应用[J].有色设备,2020(02):37-40.

[2]赵西磊.关于石油化工电气仪表安全供电系统特点的研究[J].装备维修技术,2020(02):97+109.

[3]李岩,刘有琪.自动化仪表与系统的安全防护研究[J].数字通信世界,2020(04):266.

[4]上官小辉.化工电气仪表安全供电系统应用研究[J].自动化应用,2020(03):143-144+147.