DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)

DCS控制系統(tǒng)安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)引言（1）近年來(lái),自動(dòng)化控制系統(tǒng)，特別是集散控制系統(tǒng)（DCS控制系統(tǒng)）在石油、化工、電力、冶金、輕紡行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。在降低能源和原材料消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、確保安全生產(chǎn)、改善和加強(qiáng)企業(yè)管理等方面已取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和和社會(huì)效益.同時(shí)，這種生產(chǎn)過(guò)程的大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)和在集控室內(nèi)的集中控制,也增加了安全生產(chǎn)的復(fù)雜性。本文針對(duì)DCS控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，就安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)中涉及的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行闡述.安全評(píng)價(jià)的總體要求（2)總體要求是:DCS控制系統(tǒng)應(yīng)能在異常情況下控制設(shè)備和裝置不發(fā)生危險(xiǎn)，必要時(shí)控制裝置要能自動(dòng)切換到備用電源和備用設(shè)備或裝置中去；調(diào)節(jié)裝置要有連鎖，以防止誤操作和自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的誤通、誤斷;要評(píng)價(jià)緊急事故開(kāi)關(guān)的設(shè)置情況。下列情況須設(shè)置緊急事故開(kāi)關(guān)：（1）發(fā)生事故時(shí),不能通過(guò)停車開(kāi)關(guān)來(lái)終止危險(xiǎn)的運(yùn)行；(2）不能通過(guò)總開(kāi)關(guān)來(lái)迅速中斷若干個(gè)造成危險(xiǎn)的運(yùn)行單元；（3)由于中斷某個(gè)單元能出現(xiàn)其它危險(xiǎn)；（4）控制臺(tái)不能看到所控制的全部裝置和設(shè)備，無(wú)法分析判斷和實(shí)施有效控制。緊急事故控制要有防止災(zāi)害的措施,如防竄壓、防逆轉(zhuǎn)等措施。緊急事故開(kāi)關(guān)應(yīng)該用紅色，并能明顯區(qū)別其它開(kāi)關(guān)。主要危險(xiǎn)因素的識(shí)別(3)2.1主要危險(xiǎn)因素及相關(guān)作業(yè)場(chǎng)所DCS控制系統(tǒng)的主要危險(xiǎn)因素有:控制系統(tǒng)斷電;控制站失靈;儀表?yè)p壞和電氣聯(lián)鎖失效等。主要危險(xiǎn)因素的相關(guān)作業(yè)場(chǎng)所是集中控制室和在現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu).2。2DCS控制系統(tǒng)所涉及的危險(xiǎn)因素及存在的部位DCS控制系統(tǒng)斷電、控制站失靈和電氣聯(lián)鎖失效將導(dǎo)致系統(tǒng)的非正常停機(jī)。對(duì)于有毒和高溫、高壓設(shè)備而言可能導(dǎo)致有毒物質(zhì)的泄漏、引發(fā)火災(zāi)或高壓設(shè)備的爆炸。危險(xiǎn)因素存在的部位是UPS電源、DCS控制器和可編程控制器（PLC控制器）。儀表?yè)p壞將導(dǎo)致系統(tǒng)的非正常運(yùn)行。特別是執(zhí)行機(jī)構(gòu)損環(huán)將導(dǎo)致控制失靈，對(duì)于有毒和高溫、高壓設(shè)備而言可能導(dǎo)致有毒物質(zhì)的泄漏、引發(fā)火災(zāi)或高壓設(shè)備的爆炸。危險(xiǎn)因素存在的部位是現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。危險(xiǎn)因素安全控制措施（4）首先,要制定DCS控制系統(tǒng)的安全應(yīng)急救援預(yù)案，并組織員工按照安全應(yīng)急救援預(yù)案進(jìn)行演練.其次，必須針對(duì)主要危險(xiǎn)因素制定相應(yīng)的安全控制措施，具體是：3.1DCS控制系統(tǒng)斷電的安全控制措施DCS控制系統(tǒng)通常采用UPS電源，以保證在供電電源斷電后，仍能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將系統(tǒng)關(guān)閉在安全狀態(tài)，這就要定期檢查UPS電源的工作狀態(tài)和容量，對(duì)于冗余電源,應(yīng)分別切換，確認(rèn)系統(tǒng)運(yùn)行正常。3.2控制站失靈的安全控制措施——進(jìn)行控制站冗余安全試驗(yàn)3.2。1在操作站上調(diào)出系統(tǒng)狀態(tài)顯示畫(huà)面，確認(rèn)控制站OK，在另一操作臺(tái)上調(diào)入該控制站內(nèi)的某一位號(hào)，送4～20mA信號(hào)于該位號(hào)，記錄測(cè)量值（PV）、給定值（SP）和輸出值（OP）;3。2。2控制站電源開(kāi)關(guān)置于“OFF”狀態(tài),確認(rèn)冗余的控制站自動(dòng)投入控制運(yùn)行,PV、SP和OP值保持不變；3。2。3主控制站電源開(kāi)關(guān)恢復(fù)“ON”狀態(tài),再確認(rèn)PV、SP和OP值不變;3.2.4重復(fù)以上步驟檢測(cè)冗余控制站.3.3儀表?yè)p壞的安全控制措施3.3。1把好儀表入口關(guān)，”三證"齊全方可使用."三證"包括生產(chǎn)許可證、出廠的合格證及化驗(yàn)單、試驗(yàn)報(bào)告等。3。3。2定期檢查、校驗(yàn)強(qiáng)制性檢測(cè)的儀表運(yùn)行情況，以避免儀表失靈.3.3。3對(duì)于重要聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量?jī)x表的整定，及重要調(diào)節(jié)回路的儀表單體調(diào)試，其整定調(diào)試完畢到儀表投用之間的存放時(shí)間不宜不超過(guò)2個(gè)月.3。3。4儀表應(yīng)備有足夠的備品、備件。3.3。5儀表應(yīng)具備如下技術(shù)資料：儀表卡片、儀表說(shuō)明書(shū),檢修校驗(yàn)記錄、流量計(jì)算數(shù)據(jù)、儀表控制流程圖和重要的接線圖，以及儀表的設(shè)計(jì)（包括孔板和調(diào)節(jié)閥的計(jì)算）安裝和檢修資料。3.3。6當(dāng)在線儀表發(fā)生損壞時(shí)，DCS控制系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)的顯示、報(bào)警，必要時(shí),可啟動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)按規(guī)定要求動(dòng)作，以確保工藝裝置的安全生產(chǎn)或停機(jī)。3。3。7電氣聯(lián)鎖失效的安全控制措施———進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)安全試驗(yàn)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)原則必須滿足工藝裝置的安全運(yùn)行,在發(fā)生異常情況時(shí)發(fā)揮作用,使聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)按規(guī)定要求動(dòng)作，以確保工藝裝置的生產(chǎn)安全,避免重大人身傷害及重大設(shè)備損壞事故。按照用途，電氣安全聯(lián)鎖裝置可分為防止觸電事故的聯(lián)鎖裝置、排除電路故障的聯(lián)鎖裝置、執(zhí)行安全程序的聯(lián)鎖裝置和防止非事故的聯(lián)鎖裝置。按照試驗(yàn)順序，電氣安全聯(lián)鎖裝置可按手動(dòng)聯(lián)鎖試驗(yàn)、自動(dòng)聯(lián)鎖試驗(yàn)、機(jī)組聯(lián)鎖試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。3.4.1手動(dòng)聯(lián)鎖試驗(yàn)對(duì)整個(gè)邏輯回路所包含的現(xiàn)場(chǎng)輸入點(diǎn),采用模擬現(xiàn)場(chǎng)條件的辦法，每次只選擇一個(gè)能直接影響控制輸出接點(diǎn)狀態(tài)的輸入點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，而短接或斷開(kāi)回路中其他相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)輸入接點(diǎn).分別使測(cè)試點(diǎn)短接或斷開(kāi)，來(lái)檢驗(yàn)輸出接點(diǎn)的動(dòng)作是否滿足設(shè)計(jì)的聯(lián)鎖功能,然后對(duì)能影響這一輸出接點(diǎn)狀態(tài)的所有輸入點(diǎn)逐一進(jìn)行檢查，以檢驗(yàn)整個(gè)邏輯回路要求的機(jī)械設(shè)備和閥門開(kāi)停（啟閉）動(dòng)作信號(hào)、聲光信號(hào)、動(dòng)作時(shí)間等是否符合設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)完畢恢復(fù)接線。3。4。2自動(dòng)聯(lián)鎖試驗(yàn)由工藝操作人員現(xiàn)場(chǎng)配合，制造模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),待儀表各回路投入正常運(yùn)行后，按照邏輯圖在現(xiàn)場(chǎng)逐項(xiàng)進(jìn)行故障模擬，檢查現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備和閥門開(kāi)停（啟閉)動(dòng)作、動(dòng)作時(shí)間、控制室內(nèi)顯示的狀態(tài)和聲光信號(hào)等聯(lián)鎖系統(tǒng)均應(yīng)在手動(dòng)試驗(yàn)合格后進(jìn)行自動(dòng)聯(lián)鎖試驗(yàn)。3.4.3機(jī)組聯(lián)鎖試驗(yàn)機(jī)組聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)在潤(rùn)滑油、密封油系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行試驗(yàn)。機(jī)組啟動(dòng)、停車試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)切斷電動(dòng)機(jī)的供電線路，采用接觸器的吸合與釋放模擬機(jī)組的啟動(dòng)、運(yùn)行、停車并應(yīng)滿足以下要求：·所有啟動(dòng)條件均滿足時(shí)，機(jī)器方可啟動(dòng)；·任一條件不滿足時(shí),機(jī)器均不啟動(dòng);·在運(yùn)行中，某一條件超越停車設(shè)定值,應(yīng)立即停車；·啟動(dòng)、運(yùn)行、停車時(shí)的音響、燈光應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;綜合上述,DCS控制系統(tǒng)的主要危險(xiǎn)因素是控制系統(tǒng)本身產(chǎn)生的不安全因素，只有通過(guò)對(duì)DCS控制系統(tǒng)全面的安全檢查、安全試驗(yàn)來(lái)解決。安全評(píng)價(jià)工作也必須從這二個(gè)方面人手。安全檢查（5）(5）DCS安全檢查4。1系統(tǒng)送電的安全檢查4.1。1送電前系統(tǒng)安全檢查·接地系統(tǒng)安全檢查AC安全接地和DCS系統(tǒng)接地是否符合制造廠和設(shè)計(jì)要求；檢查盤(pán)內(nèi)接地、盤(pán)間連接是否正確;檢查盤(pán)設(shè)備接地是否合格；檢查系統(tǒng)內(nèi)接地正確與否?！る娫聪到y(tǒng)安全檢查：檢查電源柜開(kāi)關(guān)容量是否符合設(shè)計(jì)要求；檢查電源柜到各設(shè)備的電源線正確與否；火線、零線的對(duì)地電阻，以及線間絕緣電阻是否符合要求。4.1.2系統(tǒng)送電安全檢查電源系統(tǒng)、接地系統(tǒng)檢查一切正常后,在UPS正常運(yùn)行后，在DCS專家、廠家,監(jiān)理部門和施工單位共同參加的情況下，可以送電.送電前，須檢查所有開(kāi)關(guān)必須是OFF狀態(tài)，在DCS專家指導(dǎo)下按順序送電,同時(shí)觀察每一個(gè)節(jié)點(diǎn)受電后的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)及地址、指示燈閃爍方式、CRT畫(huà)面和所有卡件顯示是否正常。4.2現(xiàn)場(chǎng)儀表的安全檢查現(xiàn)場(chǎng)儀表必須“測(cè)量靈敏，控制可靠”,其基本標(biāo)準(zhǔn)如下:4.2。1全套儀表(包括測(cè)量元件、引線、調(diào)節(jié)閥附件等)安裝正確，管線橫平、豎直、無(wú)慘漏，導(dǎo)線排列整齊,信號(hào)線無(wú)干擾，符合相應(yīng)要求。4.2。2全套儀表整體整潔，零部件完整無(wú)缺，無(wú)嚴(yán)重?fù)p銹蝕。4。2。3儀表刻度清晰、鮮明，記錄打印清晰。4。2。4儀表的測(cè)量系統(tǒng)必須靈敏，靈敏度不得低于允許值。4.2.5指示誤差符合相應(yīng)儀表的技術(shù)要求。4.2。6儀表應(yīng)具備如下技術(shù)資料：儀表卡片、儀表說(shuō)明書(shū)、檢修校驗(yàn)記錄、流量計(jì)算數(shù)據(jù)、儀表控制流程圖和重要的接線圖,以及儀表的設(shè)計(jì)（包括孔板和調(diào)節(jié)閥的計(jì)算)安裝和檢修資料。有關(guān)生產(chǎn)許可證、出廠合格證及化驗(yàn)單、試驗(yàn)報(bào)告等.4.3報(bào)表的檢查報(bào)表的檢查應(yīng)包括事故報(bào)警的檢查及年報(bào)、月報(bào)、日?qǐng)?bào)的檢查，檢查項(xiàng)目包括報(bào)表題頭、報(bào)表格式、打印數(shù)據(jù)、被報(bào)告的設(shè)備、計(jì)劃打印的順序、打印的要求內(nèi)容等。安全試驗(yàn)（6）DCS控制系統(tǒng)的安全試驗(yàn)是指對(duì)整個(gè)裝置控制方案的檢測(cè)，應(yīng)按照檢測(cè)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)、冗余系統(tǒng)、輸入/輸出（I/O)系統(tǒng)分別進(jìn)行安全調(diào)試，達(dá)到具備試車的條件。試驗(yàn)合格填寫(xiě)系統(tǒng)試驗(yàn)記錄,由甲方有關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)共同確認(rèn)，并在確認(rèn)單上簽字;對(duì)于重要聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量?jī)x表的整定，及重要調(diào)節(jié)回路的儀表單體調(diào)試，其整定調(diào)試完畢到儀表投用之間的存放時(shí)間不宜超過(guò)2個(gè)月.5。1檢測(cè)系統(tǒng)安全試驗(yàn)結(jié)合儀表單校時(shí)的方法，在檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生端輸入模擬信號(hào)(比如，熱電偶溫度計(jì)從現(xiàn)場(chǎng)加mV信號(hào)；壓力、差壓變送器可用于壓鉗和FLUKE741及其配套模塊從變送器輸入端加壓力或差壓信號(hào)），在操作站的CRT顯示屏上檢查PV值，計(jì)算系統(tǒng)誤差，其誤差值不應(yīng)超過(guò)系統(tǒng)內(nèi)各單元儀表允許基本誤差平方和平方根值。系統(tǒng)校檢點(diǎn)不得少于3點(diǎn)，分別為設(shè)汁量程的0、25％、100%。帶報(bào)警點(diǎn)的檢測(cè)系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)在操作站CRT顯示屏上對(duì)報(bào)警功能進(jìn)行檢查，增大或減小輸入信號(hào)，確認(rèn)報(bào)警值與設(shè)計(jì)值是否相符,報(bào)警動(dòng)作是否正常報(bào)警,以及畫(huà)面上是否有報(bào)警信息顯示。5.2調(diào)節(jié)系統(tǒng)安全試驗(yàn)在操作站CRT顯示屏上把調(diào)節(jié)器輸出設(shè)定到手動(dòng)狀態(tài),用手動(dòng)方式輸出4～20mADC信號(hào)，檢查現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器從始點(diǎn)到終點(diǎn)的全行程動(dòng)作及回迅器動(dòng)作應(yīng)良好,精度合格；同時(shí)確認(rèn)流程圖畫(huà)面上相應(yīng)閥的顏色發(fā)生變化。基地盤(pán)控制系統(tǒng)則用手動(dòng)操作系統(tǒng)的輸出信號(hào)進(jìn)行上述檢查。5。3報(bào)警系統(tǒng)安全試驗(yàn)系統(tǒng)中的信號(hào)輸入元件，如壓力開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)及各種儀表的附加報(bào)警機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提供的設(shè)定值進(jìn)行參數(shù)整定,沒(méi)有設(shè)計(jì)認(rèn)可,設(shè)定值不得隨意改變：根據(jù)線路原理圖，提供系統(tǒng)的動(dòng)作狀態(tài)表，在全部線路接通的情況下，逐點(diǎn)輸入測(cè)量信號(hào)，在操作站的CRT顯示屏上相應(yīng)符號(hào)的PV狀態(tài)應(yīng)與輸入的信號(hào)相符，同時(shí)確認(rèn)報(bào)警笛響及畫(huà)面上的報(bào)警信息.5。4系統(tǒng)的冗余安全試驗(yàn)5。4。1網(wǎng)絡(luò)通訊電纜冗余安全試驗(yàn)·在系統(tǒng)狀態(tài)顯示畫(huà)面上，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)通道的A與B電纜狀態(tài)顯示為綠色；·除去電纜A或接線端子，檢查電纜B可否切換,電纜A顏色同時(shí)變成黃色，且不影響網(wǎng)絡(luò)通道正常運(yùn)行；·恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)通道的A的電纜，待A電纜顏色變綠時(shí)，再用同樣的方法檢查B纜。5.4.2I/O卡件冗余安全試驗(yàn)·在操作站上調(diào)出控制站細(xì)目顯示畫(huà)面，確認(rèn)全部I/O卡件狀態(tài)“OK”。在另一個(gè)操作站上調(diào)出該卡件含有某一位號(hào)，輸入4~20mA信號(hào)給該位號(hào)，記錄PV、SP和OP值；·關(guān)閉主I/O卡件的電源開(kāi)關(guān)，確認(rèn)冗余的I/O卡件自動(dòng)投入控制運(yùn)行，控制站細(xì)目顯示畫(huà)面狀態(tài)正確，確認(rèn)其PV、SP和OP值保持不變；·主I/O卡件電源重新置于“ON”狀態(tài)，再確認(rèn)PV、SP和OP值保持不變；·重復(fù)以上步驟檢測(cè)冗余的I/O卡件。5。5DCS的I/O安全試驗(yàn)對(duì)于模擬I/O信號(hào)，應(yīng)從現(xiàn)場(chǎng)加實(shí)際的0、50%、100%、模擬信號(hào)，觀察監(jiān)視器上是否有對(duì)應(yīng)的0、50％、100%量程變化，或者在操作站上強(qiáng)制輸出0、50%、100%，觀察現(xiàn)場(chǎng)是否有對(duì)應(yīng)的4mA、12mA、20mA變化。對(duì)于數(shù)字I/O信號(hào),應(yīng)從現(xiàn)場(chǎng)加實(shí)際的閉合、斷開(kāi)信號(hào)，觀察