姚林

摘要：化工企業(yè)在工作開展的過程中，需要依托相應(yīng)的控制和運行系統(tǒng)來完成具體的工作，本文探討的DCS和SIS技術(shù)，是化工企業(yè)運轉(zhuǎn)中起著非常重要作用的兩種技術(shù)類型。二者的一體化應(yīng)用，是現(xiàn)階段化工企業(yè)技術(shù)應(yīng)用中需要重視和突破的一個技術(shù)要點，本文以兩者的一體化應(yīng)用為目標(biāo)，探索實現(xiàn)一體化應(yīng)用的有效路徑。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；DCS；SIS；一體化運用

DCS和SIS系統(tǒng)，都是化工企業(yè)運行中發(fā)揮重要作用的系統(tǒng)類型，雖然從功能的發(fā)揮和系統(tǒng)的性質(zhì)角度分析，兩者具有顯著的差異，但從系統(tǒng)運行的狀態(tài)上來看，兩者的聯(lián)合應(yīng)用，對于化工企業(yè)中的相關(guān)檢測和信號判斷工作，能夠起到顯著的促進作用。

一、DCS系統(tǒng)簡要介紹

所謂的DCS系統(tǒng)，又可以被稱為集散式控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的運行，實際上是以計算機系統(tǒng)為依托的。從本質(zhì)上來說，也屬于計算機系統(tǒng)中的一個類型。其主要的技術(shù)核心在于通過網(wǎng)絡(luò)平臺，以計算機終端為依托，達到系統(tǒng)控制的目的。如果從系統(tǒng)控制的細節(jié)角度出發(fā)進行討論，可知DCS系統(tǒng)的控制工作，實際上是作用于系統(tǒng)運行中的各個不同的關(guān)鍵點上的控制工作[1]。另外，對于不同的控制點，其連接和數(shù)據(jù)交換的形式是通過相應(yīng)信號的傳輸和網(wǎng)絡(luò)銜接來實現(xiàn)的。在有網(wǎng)絡(luò)連接的情況下，不同的數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)信息之間的交換得以達成。這種在管理方式上集中，但在控制方式上分散模式，即是DCS系統(tǒng)運行的主要原理。從不同的層級命名的角度分析，可知這一系統(tǒng)中的層級包括了過程層級和操作層級。其中，過程層級的控制點為控制站，且在其環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)上，包括了信息傳輸設(shè)備、電源設(shè)備、中央處理器設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)接口。

二、關(guān)于SIS系統(tǒng)的介紹

（一）系統(tǒng)的概念

這一系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，一般集中在企業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化環(huán)節(jié)中，主要的功能是保障安全，系統(tǒng)全稱為安全儀表系統(tǒng)。與DCS系統(tǒng)相比，其在安全保障系數(shù)上更高。而從系統(tǒng)啟動的順序和功能的角度分析，可知SIS系統(tǒng)是在基礎(chǔ)的自動化系統(tǒng)發(fā)生問題時才會自動啟動的一種干預(yù)性的安全保障系統(tǒng)。以便在最大限度的范圍內(nèi)降低事故發(fā)生的概率。關(guān)于這一系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性的保障上，可知其也是一種以計算機系統(tǒng)為依托的系統(tǒng)類型，支持其運行的精確性的因素在于采取科學(xué)的方法完成數(shù)據(jù)的計算。這種依托于統(tǒng)一的終端和系統(tǒng)的狀態(tài)，也是兩種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一體化應(yīng)用的一個前提條件。

（二）SIS系統(tǒng)的應(yīng)用特點

首先，這一系統(tǒng)在應(yīng)用時，其所需要利用的傳感器要求是獨立形式的，并且要有相應(yīng)的邏輯解算器和執(zhí)行機構(gòu)。

其次，這一系統(tǒng)的啟動是在系統(tǒng)運行遇到異常情況和問題時才會發(fā)揮作用，在常規(guī)的運行狀態(tài)下，此系統(tǒng)則不會啟動。從所謂的安全問題角度來看，比較典型的問題是誤跳車[2]。

再次，基于這一系統(tǒng)的高速復(fù)雜性和綜合性，在系統(tǒng)的運行和維護方面，也提出了較高的要求，這就意味著此系統(tǒng)在應(yīng)用中存在較高的系統(tǒng)維護和管理費用，通常情況下，系統(tǒng)所能達到的安全保障等級和所需要的投資呈現(xiàn)正比關(guān)系。

三、二者在化工企業(yè)中一體化應(yīng)用的分析

（一）檢測信號輸入中的應(yīng)用

在兩者分離的設(shè)備應(yīng)用狀態(tài)下，檢測元件中同一個過程的控制模式是呈現(xiàn)分離的狀態(tài)的。且二者開始的傳感器設(shè)置狀態(tài)也是分離的，每一組數(shù)據(jù)中，關(guān)于模擬量和開關(guān)量的指標(biāo)確定需要至少4個傳感器設(shè)備來支持。而SIS模式 下則需要應(yīng)用到三個傳感器即可。因此，如兩者實現(xiàn)了聯(lián)合應(yīng)用，則對于信號輸入的環(huán)節(jié)來說，三取二的方式就有了一定的可行性[3]。信號輸入的情況就可以以SIS系統(tǒng)為媒介，進行連鎖判斷。而DCS系統(tǒng)，則獨立應(yīng)用一個傳感器，將其指令和信息單獨輸送至其控制系統(tǒng)中。從整體的應(yīng)用效果上來看，則意味著單組的開關(guān)量和模擬量總體上只需要應(yīng)用三個傳感器就可以支持正常應(yīng)用。

（二）執(zhí)行單元中的應(yīng)用

執(zhí)行單元的環(huán)節(jié)中，差異點主要體現(xiàn)在執(zhí)行元件和執(zhí)行形式兩個方面。這方面的差異會使得在DCS系統(tǒng)控制模式下，可控系統(tǒng)為普通工藝閥門，而在SIS系統(tǒng)中，可控的閥門類型則為電磁閥門和氣動閥門。對于SIS系統(tǒng)來說，其控制的氣動閥和電磁閥對于整個系統(tǒng)運行的重要程度更好。而DCS系統(tǒng)則是通過對模擬量和輸出量的調(diào)節(jié)閥門的控制來發(fā)揮系統(tǒng)控制的作用。這時，SIS系統(tǒng)的控制模式則轉(zhuǎn)變?yōu)镮D模式，主要依托數(shù)字輸出量完成閥門的調(diào)節(jié)控制。在協(xié)同工作的模式下，能夠?qū)煞N系統(tǒng)的硬件層進行明顯的區(qū)分，并且保持其運行中的相對獨立性。從應(yīng)用環(huán)境的角度分析，兩個系統(tǒng)在這一環(huán)節(jié)的協(xié)同應(yīng)用，對工藝回路的閥門設(shè)計（雙閥或多閥）的要求比較高。并且如閥門所在的位置關(guān)鍵性強，則也意味著所需要花費的成本也較高。從具體應(yīng)用的效果上，多閥門的情況下，閥門可在出現(xiàn)問題時，將控制信號通過DCS系統(tǒng)傳輸至SIS系統(tǒng)，在邏輯判斷執(zhí)行過后，按照SIS系統(tǒng)的指令處理故障問題。

（三）進行邏輯判斷時的應(yīng)用

關(guān)于邏輯判斷方面，兩種系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用的背景下，可知執(zhí)行元件，并且在進行邏輯判斷的環(huán)節(jié)分來實現(xiàn)邏輯判斷，如執(zhí)行元件相同，則SIS系統(tǒng)主要控制化工企業(yè)運行中的緊急停車以及時序兩方面內(nèi)容，而DCS系統(tǒng)則可完成手動信號或者手自動信號的硬接線連接，從而將信號輸送至SIS系統(tǒng)，當(dāng)此系統(tǒng)完成了內(nèi)部的聯(lián)鎖運算后，即可進入到執(zhí)行元件的環(huán)節(jié)。

四、兩種系統(tǒng)的應(yīng)用特點分析

（一）DCS系統(tǒng)

這種系統(tǒng)目前的應(yīng)用特點是，從總體的成本投入和人工消耗指標(biāo)上來觀察，可見，此種技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)成本的有效減低和控制。從長期穩(wěn)定應(yīng)用方面，能夠?qū)ο到y(tǒng)的應(yīng)用性能做出一定的保障[4]。

（二）SIS系統(tǒng)

此系統(tǒng)在應(yīng)用中的主要優(yōu)勢在于，其運行中所需要化為的保養(yǎng)維護的成本花費低，且在實際操作上也有一定的便利性特征，這給技術(shù)人員的工作開展也帶來了一定的便利性。從綜合的經(jīng)濟效益和社會效益上，可以取得較好的效果。

五、結(jié)束語

總的來講，對于化工企業(yè)來說，DCS和SIS系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用，對于企業(yè)的穩(wěn)定運行有著非常關(guān)鍵的作用，能夠在提高系統(tǒng)運行和應(yīng)用效率的情況下，為系統(tǒng)運行的安全習(xí)俗提供更好的保障。這尤其是對化工企業(yè)來講，有非常重要的意義。

參考文獻：

[1]劉安琪，王效天，董梅.DCS與SIS在功能安全領(lǐng)域的對比分析[J].石油化工自動化，2017，53（2）：34-37.

[2]吳志中.基于SIS與DCS集成的罐區(qū)安全控制研究[J].云南化工，2017（12）：96-97.

[3]陳明，姜宗星，孫若宇.火電機組運行遠程監(jiān)視回放及分析系統(tǒng)的研究[J].儀器儀表用戶，2018，25（5）：96-99.

[4]顧志恩，林光銳.北侖發(fā)電廠DCS一體化改造技術(shù)研究與應(yīng)用[J].浙江電力，2017，36（1）：31-34.

（作者單位：大連可爾機電設(shè)備進出口有限公司）