DCS第8章集散控制系统原理及其应用[张德泉主编][电子]说课.ppt

第8章 紧急停车系统;知识点： ●掌握紧急停车系统的基本概念 ●了解紧急停车系统两种类型的技术特点 ●了解国际主要通用安全标准 ●了解安全系统的常用指标及术语 ●了解安全系统的基本设计原则及适用场合 ●了解HIMA冗余控制器的构成及工作原理 ●结合实例理解HIMA紧急停车系统在生产装置中的应用 ;技能点： ●能够使用ELOPII组态软件进行系统的硬件及逻辑组态 ●能够根据中央处理器卡件视窗上的错误代码判断故障原因 ●在实际应用中能够进行工程量程的转换及信号超量程值的切除;8.1 紧急停车系统的基本概念;1. 紧急停车系统的类型 ; 图8.2 三重化冗余方式的ESD系统;(1)系统的最终目标都是为了确保工艺生产的安全，保护生产设备和操作人员不受伤害。 (2)开关量输入检出元件选择正常状态下闭合，线路断开等同于联锁动作，即系统为故障安全型。 (3)输出电磁阀或继电器选择为正常励磁，只有当输出线路发生故障时才产生动作。 (4)当无论何种原因使生产装置停车（Shutdown）时，ESD系统所控制的目标元件所处的状态都要确保生产安全。;? ESD系统主要的通用安全标准如下。 (1)DIN V 19250 标准是德国的标准，在这个标准中建立了一个概念：安全系统的设计等级必须符合生产过程现场的危险性等级AK1～AK8（1～8级）。该标准力图使它的用户必须考虑工艺现场的危险级别，并强制使用具有相应安全等级认证的安全控制设备。 (2)DIN V VDE 0801标准是针对用于安全系统的计算机，来判定某种控制器从设计、编码、程序执行到确定是否完全符合上述DIN V 19250的要求。;(3)IEC 61508 是国际电工委员会制定的国际标准。该标准广泛用于确定过程、交通、医药工业等的安全周期，它不仅要求设备的完整性，同时对设计、操作、测试和维护都有要求。本标准根据发生故障的可能性来分为4个SIL等级。;?石油化工装置的专利商通过对工艺过程危险进行安全性分析，来确定过程的安全等级。分析的内容包括：评估危险事件发生的可能性及其后果；评估除采用安全联锁系统外，其他能预防、保护及能减轻事件后果的安全措施；确认采用安全联锁系统是否合适；确定安全联锁系统需达到的安全等级；决定其他与过程安全有关的内容与设计原则等。其中，确定安全等级是通过对所有事件发生的可能性与后果的严酷度及其他安全措施的有效性进行定性的评估，从而确定合适的安全等级。 ? SIL1级用于事故可能很少发生，一旦发生后，不会立即造成界区内环境污染、人员伤亡及经济损失不大的情况； ;? SIL2级用于事故可能偶尔发生，一旦发生后，不会造成界区外环境污染、人员伤亡及经济损失较大的情况； ? SIL3级用于事故可能经常发生，一旦发生后，会造成界区外环境污染、人员伤亡及经济损失严重的情况。 (4)ANSI/ISA S84.01-1996 是美国对于工业过程的安全系统所制定的标准。它沿用了IEC61508 标准并保留了DIN V 19250标准，ANSI/SIA S84.01-1996标准不包括SIL 4这一最高级别。S84委员会认为SIL 4仅适用于医药、交通的保护性仪表这一层次。而对应的工艺流程则可以在设计中融合多个层次的保护性仪表。;(5)Draft IEC 61511第1～4部分，是适用于工艺过程工业的安全仪表系统的国际化标准，是IEC 61508的补充。IEC 61508标准主要针对制造商和设备供应商，IEC 61511是适用于工业过程控制SIS的设计者、系统集成商、最终用户的。;8.4 几种国际标准中风险等级的比较;1.平均故障间隔时间 平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure，MTBF）是指各次故障间隔时间ti的平均值，即各段连续工作时间的平均值。即 ;2.平均故障修复时间 平均故障修复时间（Mean Time To Repair，MTTR）是指设备或系统经过维修，恢复功能并投入正常运行所需要的平均时间，即 ;3.平均失效时间 平均失效时间（MTTF）是指大宗相同部件（或系统）中该部件（或系统）期望发生故障的时间。;5.可靠性 可靠性（R）是一个概率，指系统在规定时间间隔（t）内发生故障的概率。即 ;6.容错 容错(Fault Toler