許榮（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司物資公司 寧夏銀川 750011）

前言：

壓縮機(jī)是石油精煉、化工、空氣分離、天然氣輸送、冶金等行業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，壓縮機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行直接影響著到工藝裝置的安全和經(jīng)濟(jì)效益，控制性能水平?jīng)Q定裝置的能耗。機(jī)組控制系統(tǒng)是包括機(jī)組的安全聯(lián)鎖、操作和監(jiān)視功能的綜合集成控制系統(tǒng)(ITCC)?？刂葡到y(tǒng)是電氣、電子、可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)，因此其整個生命周期都要遵循IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)。在招標(biāo)時要考慮整個安全生命周期的每個階段的需求，使控制系統(tǒng)在整個生命周期都能安全可靠高效的運(yùn)行。

一、機(jī)組控制系統(tǒng)安全相關(guān)概念

1.功能安全的控制系統(tǒng)

功能安全（Functional Safety），是指和一個系統(tǒng)或是設(shè)備整體安全的組成部份。其達(dá)成安全性的方式是靠系統(tǒng)或組成零件在接受輸入訊號后，可以正常的動作。例如控制系統(tǒng)檢測到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速度超過一定值，機(jī)組立即關(guān)閉進(jìn)汽閥停車，此機(jī)能就屬于功能安全。機(jī)組控制系統(tǒng)的需要遵循功能安全的原則。

2.安全完整性等級SEL

評價控制系統(tǒng)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)主要遵循IEC EN 61508（對應(yīng)國標(biāo)GB/T 20438）的標(biāo)準(zhǔn)要求，其定義的安全完整性等級（Safety Integrity Level）簡稱為SIL，依其要求項(xiàng)目分為二大類：硬件安全完整性（hardware safety integrity）及系統(tǒng)安全完整性（systematic safety integrity）。設(shè)備或系統(tǒng)若要達(dá)到特定的SIL等級，需同時符合該等級二大類完整性的要求項(xiàng)目

由于石化廠的檢修周期一般為1-3年，所以符合低要求操作模式。它的SIL等級要求的失效概率及風(fēng)險減低

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3.系統(tǒng)取得的產(chǎn)品安全認(rèn)證

任何聲稱具有功能安全的零件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)都需獨(dú)立地取得一個功能安全標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。取得認(rèn)證的產(chǎn)品可以說明在特定范圍的應(yīng)用下，其功能安全性可以達(dá)到特定的安全完整性等級（SIL）。具有一定權(quán)威性的認(rèn)證是 T V萊茵集團(tuán)（T V Rheinland）的T V認(rèn)證。

SIL等級越高的設(shè)備表示其安全可靠越高，而且需要的硬件故障裕度也會提高，其價格也相對較高。

4.機(jī)組控制系統(tǒng)的安全生命周期需求

控制系統(tǒng)具有SIL3安全證書，不能認(rèn)為我們購買的控制系統(tǒng)就是SIL3級。如硬件設(shè)計或軟件程序的錯誤沒有被發(fā)現(xiàn)，控制系統(tǒng)就不能實(shí)現(xiàn)正常的安全或控制功能。只有在控制系統(tǒng)在整個安全生命周期都能遵循IEC61508的要求，才能保障控制系統(tǒng)達(dá)到安全需求。

IEC 61508安全生命周期簡圖如下

二、如何提出機(jī)組控制系統(tǒng)需求

1.對機(jī)組過程風(fēng)險整體范圍定義，進(jìn)行危險和風(fēng)險分析，得到整體安全需求，將機(jī)組的安全要求分配到指定的安全相關(guān)系統(tǒng)。如確定各安全回路的安全等級，確定安全相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)成和所需的安全完整性等級。

2.分析機(jī)組特性和裝置工藝的需求制定機(jī)組的過程控制需求。如機(jī)組啟動控制、防喘振控制、性能控制，裝置工藝調(diào)整或波動時需要機(jī)組控制的相應(yīng)改變。

3.可以預(yù)見的裝置、工藝、機(jī)組的使用條件的變更，控制系統(tǒng)相應(yīng)的變更預(yù)先準(zhǔn)備。如已經(jīng)計劃不久將進(jìn)行裝置擴(kuò)容改造中機(jī)組，控制也將變更，需要控制系統(tǒng)具有擴(kuò)容升級的能力，滿足和允許以后增加回路，變更硬件配置的需要。

4.項(xiàng)目實(shí)施各節(jié)點(diǎn)時間計劃。

三、控制系統(tǒng)產(chǎn)品選擇

原則上，首先要滿足系統(tǒng)控制需求，比較實(shí)現(xiàn)機(jī)組控制的控制策略方案，主要考慮以下3個方面：

1.產(chǎn)品的成熟期考慮

每個產(chǎn)品在誕生初期，沒有得到充分應(yīng)用，可能會有些存在的問題沒有暴露。而接近淘汰期的產(chǎn)品由于其技術(shù)已經(jīng)落后，新的替代產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)，產(chǎn)品淘汰后的備件和技術(shù)支持都不能得到保障。

2.控制系統(tǒng)軟件和硬件的升級

在選擇產(chǎn)品時要考慮硬件的升級需求和軟件的版本更新，特別應(yīng)在技術(shù)協(xié)議中明確相關(guān)要求及條款進(jìn)行約定。

3.對控制系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行比較，詳見下表；

四、控制系統(tǒng)供應(yīng)商比較

項(xiàng)目管理的水平和能力是項(xiàng)目成功實(shí)施的關(guān)鍵。一個具有SIL等級認(rèn)證的控制系統(tǒng)，不一定具有相應(yīng)的可靠性，必須是在這個控制系統(tǒng)的整個生命周期，都能按照認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)要求才能達(dá)到相應(yīng)的可靠性。選取豐富工程經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)供應(yīng)商，對保證項(xiàng)目安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。系統(tǒng)供應(yīng)商的選擇可從以下3方面考慮：

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1、公司規(guī)模和發(fā)展前景

供應(yīng)商公司的規(guī)模和發(fā)展前景是售后服務(wù)的保障。如果是一個衰退的公司當(dāng)產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)安全隱患后，可能會沒有能力馬上升級具有隱患的產(chǎn)品，造成系統(tǒng)的隱患不能及時消除。

2、工程能力評價

在控制系統(tǒng)設(shè)計、集成、調(diào)試期間能應(yīng)提供優(yōu)良的項(xiàng)目管理服務(wù)的關(guān)鍵是有一位固定的有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目經(jīng)理。

機(jī)組特有控制的解決方案是否成熟和具備應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)是保證能達(dá)到控制效果的關(guān)鍵。比如壓縮機(jī)的性能控制需要防喘振閥與速度的解偶算法來實(shí)現(xiàn)，汽輪機(jī)的三閥解偶控制算法來實(shí)現(xiàn)，機(jī)組常見復(fù)雜控制解決方案，以及壓縮機(jī)的串聯(lián)、并聯(lián)等特殊控制解決方案。公司的相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，以及參加這個項(xiàng)目工程人員的經(jīng)驗(yàn)，是做好壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的前提。

供應(yīng)商公司項(xiàng)目經(jīng)理，項(xiàng)目工程師的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)是，是保障控制系統(tǒng)的達(dá)到要求的前提。

3、質(zhì)量控制體系

供應(yīng)商公司的質(zhì)量管理體系是項(xiàng)目質(zhì)量的保障。

五、控制系統(tǒng)詢價書的編制

下面列出了詢價書主要內(nèi)容，在詢價書中要對每個條款做出詳細(xì)明確的要求：

1、控制系統(tǒng)需求。

對投標(biāo)技術(shù)文件的要求，工廠及裝置簡況，設(shè)備安裝環(huán)境，機(jī)組要求的特殊控制，項(xiàng)目進(jìn)度與交貨期。

2、控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格

控制器：系統(tǒng)的可靠性和可用性，系統(tǒng)各級負(fù)荷。系統(tǒng)配置，I/O配置。

計算機(jī)站要滿足的硬件和軟件配置要求，包括操作站的配置，工程師站的配置，順序事件記錄站的要求。

通訊：通訊網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備，DCS通訊接口。

機(jī)柜配置和要求：安全柵柜和過渡端子柜，電源及接地。

3、軟件配置的基本要求

操作系統(tǒng)及工具軟件，工程組態(tài)軟件，系統(tǒng)診斷檢測軟件，過程控制軟件和功能函數(shù)。 軟件的版本更新要求。

4、備品備件及輔助工具

備品備件、專用儀器和輔助工具、易耗品。

5、文件資料

文件的格式文字要求，工程設(shè)計文件資料，應(yīng)用手冊文件，中間文件資料，組態(tài)培訓(xùn)資料。

6、技術(shù)服務(wù)

項(xiàng)目管理，質(zhì)量控制，工程會議，現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)，售后服務(wù)與維修。

7、技術(shù)培訓(xùn)及軟件組態(tài)

系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)、軟件組態(tài)培訓(xùn)、維護(hù)培訓(xùn)。

8、測試與驗(yàn)收

工廠測試與出廠驗(yàn)收(FAT)、現(xiàn)場驗(yàn)收(SAT)。

9、產(chǎn)品保證期

包括產(chǎn)品整體保證期，使用壽命及備件供應(yīng)期等。

結(jié)束語

機(jī)組控制系統(tǒng)是整個裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其控制性能的好壞決定效率對能耗的大小有很大差異。由于系統(tǒng)和工程質(zhì)量問題引起的誤停車或不停車都將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在系統(tǒng)招標(biāo)階段能按照控制系統(tǒng)安全生命周期的概念，考慮到控制系統(tǒng)每個階段的需求，選擇一個適合于全生命周期的控制系統(tǒng)是相關(guān)人員非常值得花精力的重要事。