該儲(chǔ)罐共設(shè)置兩臺(tái)液位計(jì)：1 臺(tái)為伺服液位計(jì)、1 臺(tái)為雷達(dá)液位計(jì)、1 臺(tái)外貼式超聲波液位開(kāi)關(guān)、1 臺(tái)熱電阻、1臺(tái)壓力變送器、1 臺(tái)壓力表。
2、臺(tái)液位計(jì)中伺服液位計(jì)選用高精度計(jì)量及用來(lái)做儲(chǔ)罐計(jì)量，雷達(dá)液位計(jì)為控制及用于與高液位開(kāi)關(guān)做聯(lián)鎖，關(guān)閉罐根閥。
從PID 圖中可以看出從PID 圖中可以看出雖然增加了SIS 系統(tǒng)，但是接入其中的信號(hào)并不多，只有一點(diǎn)AI、一點(diǎn)DI、一點(diǎn)DO。其余信號(hào)仍然在DCS 系統(tǒng)中進(jìn)行檢測(cè)及報(bào)警。
設(shè)計(jì)的SIS 系統(tǒng)具體聯(lián)鎖控制如下：當(dāng)儲(chǔ)罐的液位計(jì)或液位開(kāi)關(guān)任一液位高于設(shè)定值時(shí)，SIS 系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖，關(guān)閉儲(chǔ)罐罐根切斷閥，防止儲(chǔ)罐罐液位繼續(xù)升高，引發(fā)冒罐危險(xiǎn)[1] 。
4、SIS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 SIS 系統(tǒng)的設(shè)置原則
罐區(qū)SIS 系統(tǒng)，作為全廠SIS 系統(tǒng)的組成部分，根據(jù)裝置的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)罐區(qū)內(nèi)重要的安全聯(lián)鎖保護(hù)、緊急停車(chē)系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)。SIS 系統(tǒng)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室，設(shè)置獨(dú)立的控制器，以確保人員及生產(chǎn)裝置、重要機(jī)組和關(guān)鍵設(shè)備的安全。SIS 系統(tǒng)的安全綜合等級(jí)根據(jù)相應(yīng)的要求進(jìn)行考慮。SIS 系統(tǒng)按照DIN V VDE0801 和DIN V 19250 標(biāo)準(zhǔn)，采用TüV 或AK6 安全認(rèn)證的SIL3 級(jí)的安全可編程序控制器(Programmable Logic Controller - PLC) 完成裝置的緊急停車(chē)(EmergencyShut-Down - ESD) 和緊急泄壓(EmergencyDepression - EDP)。SIS 系統(tǒng)按照故障安全型設(shè)計(jì)，與DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。SIS 系統(tǒng)設(shè)工程師站，SOE 站，相應(yīng)的報(bào)警及操作通過(guò)輔助操作臺(tái)上開(kāi)關(guān)、按鈕、聲光報(bào)警裝置和DCS 系統(tǒng)的操作站來(lái)完成。罐區(qū)SIS 系統(tǒng)具有報(bào)警事件順序記錄功能(SOE)，在中央控制室和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室各設(shè)置一套工程師站，用于SIS 系統(tǒng)的組態(tài)、下裝、調(diào)試和日常維護(hù)以及報(bào)警事件順序的記錄。中央邏輯控制器、輸入/ 輸出卡件、SIS 系統(tǒng)內(nèi)部的安全網(wǎng)絡(luò)、供電單元、與DCS 系統(tǒng)通信的單元均采用冗余結(jié)構(gòu)。SIS 系統(tǒng)應(yīng)配有HART 信息采集器，用于采集現(xiàn)場(chǎng)智能儀表HART 信息，并通訊至AMS 系統(tǒng)。SIS 與DCS 通信卡必須是冗余配置, 且冗余的兩個(gè)通信接口不應(yīng)在同一塊通信卡上。冗余數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應(yīng)能夠自動(dòng)切換，并可進(jìn)行系統(tǒng)診斷報(bào)警。在切換時(shí)不允許有數(shù)據(jù)丟失。通信系統(tǒng)為控制站與控制站之間、控制器與工程師站/SOE 工作站提供可靠的高速數(shù)據(jù)傳輸。傳輸速率不小于100Mbps。SIS 系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，冗余容錯(cuò)串行通信方式。SIS 與DCS 通信協(xié)議為MODBUS RTU 或TCP/IP。DCS 系統(tǒng)為主站，SIS 系統(tǒng)為從站。所有部件都應(yīng)抗每米10 毫伏場(chǎng)強(qiáng)的電磁及無(wú)線電干擾。SIS 系統(tǒng)具有時(shí)鐘同步的性能， SIS 系統(tǒng)控制器的時(shí)鐘在系統(tǒng)上電和更換時(shí)鐘卡件后，能夠自動(dòng)進(jìn)行同步。SIS 系統(tǒng)時(shí)鐘同步信號(hào)來(lái)自于DCS 系統(tǒng)。
根據(jù)《石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)。SIL3 回路的現(xiàn)場(chǎng)儀表側(cè)及控制室（現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室）側(cè)配置防雷電浪涌保護(hù)器。
在工廠調(diào)試完成后，有20% 已經(jīng)接好線的輸入/ 輸出(I/O) 點(diǎn)作為備用；在端子接線柜中，有20% 的裕量端子作為備用；在系統(tǒng)機(jī)柜中，有20% 的裕量空間用于安裝I/O 卡件。
在工廠調(diào)試完成后，處理器、數(shù)據(jù)存貯器和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載最高不超過(guò)40%；電源單元的負(fù)載最多達(dá)到其能力的50%；應(yīng)用軟件和通信系統(tǒng)有30% 的擴(kuò)展能力。
4.2 SIS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
本項(xiàng)目采用冗余、容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的故障安全型SIS 系統(tǒng)，安全等級(jí)達(dá)到SIL3。
根據(jù)圖2 罐區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，可見(jiàn)：罐區(qū)單元主要硬件設(shè)備為：1 臺(tái)系統(tǒng)柜、3 臺(tái)輔助柜（端子柜、繼電器柜、安全柵柜）、2 臺(tái)SOE 工程師站、2 臺(tái)交換機(jī)、1 臺(tái)打印機(jī)。
4.3 SIS 系統(tǒng)軟件要求
1) 軟件組態(tài)：編程語(yǔ)言應(yīng)符合IEEC 61131-3 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2) 軟件組態(tài)的安全性：采用PROM 或EPROM 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)應(yīng)用軟件，提供防止未被授權(quán)人員修改程序的功能。軟件應(yīng)能在線修改及下裝。
3) 編程軟件：工程師站用于修改控制程序，診斷顯示，離線/ 在線程序調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)裝置的維護(hù)。系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)診斷，工程，監(jiān)視和刪除故障功能。
4) 系統(tǒng)應(yīng)提供重要的時(shí)序事件記錄（SOE）和過(guò)程歷史報(bào)告。
5、結(jié)束語(yǔ)
由于石油化工重大危險(xiǎn)源本身存在的巨大危害性及其可能造成二次危害的特性，對(duì)于石油化工重大危險(xiǎn)源的安全控制工作至關(guān)重要。對(duì)于儲(chǔ)存大量易燃易爆、可燃有毒介質(zhì)的化工項(xiàng)目，構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的儲(chǔ)罐區(qū)采用安全儀表系統(tǒng)（SIS）進(jìn)行安全監(jiān)控及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的。
2、臺(tái)液位計(jì)中伺服液位計(jì)選用高精度計(jì)量及用來(lái)做儲(chǔ)罐計(jì)量，雷達(dá)液位計(jì)為控制及用于與高液位開(kāi)關(guān)做聯(lián)鎖，關(guān)閉罐根閥。
從PID 圖中可以看出從PID 圖中可以看出雖然增加了SIS 系統(tǒng)，但是接入其中的信號(hào)并不多，只有一點(diǎn)AI、一點(diǎn)DI、一點(diǎn)DO。其余信號(hào)仍然在DCS 系統(tǒng)中進(jìn)行檢測(cè)及報(bào)警。
設(shè)計(jì)的SIS 系統(tǒng)具體聯(lián)鎖控制如下：當(dāng)儲(chǔ)罐的液位計(jì)或液位開(kāi)關(guān)任一液位高于設(shè)定值時(shí)，SIS 系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖，關(guān)閉儲(chǔ)罐罐根切斷閥，防止儲(chǔ)罐罐液位繼續(xù)升高，引發(fā)冒罐危險(xiǎn)[1] 。
4、SIS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 SIS 系統(tǒng)的設(shè)置原則
罐區(qū)SIS 系統(tǒng)，作為全廠SIS 系統(tǒng)的組成部分，根據(jù)裝置的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)罐區(qū)內(nèi)重要的安全聯(lián)鎖保護(hù)、緊急停車(chē)系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)。SIS 系統(tǒng)設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室，設(shè)置獨(dú)立的控制器，以確保人員及生產(chǎn)裝置、重要機(jī)組和關(guān)鍵設(shè)備的安全。SIS 系統(tǒng)的安全綜合等級(jí)根據(jù)相應(yīng)的要求進(jìn)行考慮。SIS 系統(tǒng)按照DIN V VDE0801 和DIN V 19250 標(biāo)準(zhǔn)，采用TüV 或AK6 安全認(rèn)證的SIL3 級(jí)的安全可編程序控制器(Programmable Logic Controller - PLC) 完成裝置的緊急停車(chē)(EmergencyShut-Down - ESD) 和緊急泄壓(EmergencyDepression - EDP)。SIS 系統(tǒng)按照故障安全型設(shè)計(jì)，與DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。SIS 系統(tǒng)設(shè)工程師站，SOE 站，相應(yīng)的報(bào)警及操作通過(guò)輔助操作臺(tái)上開(kāi)關(guān)、按鈕、聲光報(bào)警裝置和DCS 系統(tǒng)的操作站來(lái)完成。罐區(qū)SIS 系統(tǒng)具有報(bào)警事件順序記錄功能(SOE)，在中央控制室和現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室各設(shè)置一套工程師站，用于SIS 系統(tǒng)的組態(tài)、下裝、調(diào)試和日常維護(hù)以及報(bào)警事件順序的記錄。中央邏輯控制器、輸入/ 輸出卡件、SIS 系統(tǒng)內(nèi)部的安全網(wǎng)絡(luò)、供電單元、與DCS 系統(tǒng)通信的單元均采用冗余結(jié)構(gòu)。SIS 系統(tǒng)應(yīng)配有HART 信息采集器，用于采集現(xiàn)場(chǎng)智能儀表HART 信息，并通訊至AMS 系統(tǒng)。SIS 與DCS 通信卡必須是冗余配置, 且冗余的兩個(gè)通信接口不應(yīng)在同一塊通信卡上。冗余數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應(yīng)能夠自動(dòng)切換，并可進(jìn)行系統(tǒng)診斷報(bào)警。在切換時(shí)不允許有數(shù)據(jù)丟失。通信系統(tǒng)為控制站與控制站之間、控制器與工程師站/SOE 工作站提供可靠的高速數(shù)據(jù)傳輸。傳輸速率不小于100Mbps。SIS 系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，冗余容錯(cuò)串行通信方式。SIS 與DCS 通信協(xié)議為MODBUS RTU 或TCP/IP。DCS 系統(tǒng)為主站，SIS 系統(tǒng)為從站。所有部件都應(yīng)抗每米10 毫伏場(chǎng)強(qiáng)的電磁及無(wú)線電干擾。SIS 系統(tǒng)具有時(shí)鐘同步的性能， SIS 系統(tǒng)控制器的時(shí)鐘在系統(tǒng)上電和更換時(shí)鐘卡件后，能夠自動(dòng)進(jìn)行同步。SIS 系統(tǒng)時(shí)鐘同步信號(hào)來(lái)自于DCS 系統(tǒng)。
根據(jù)《石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)。SIL3 回路的現(xiàn)場(chǎng)儀表側(cè)及控制室（現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室）側(cè)配置防雷電浪涌保護(hù)器。
在工廠調(diào)試完成后，有20% 已經(jīng)接好線的輸入/ 輸出(I/O) 點(diǎn)作為備用；在端子接線柜中，有20% 的裕量端子作為備用；在系統(tǒng)機(jī)柜中，有20% 的裕量空間用于安裝I/O 卡件。
在工廠調(diào)試完成后，處理器、數(shù)據(jù)存貯器和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載最高不超過(guò)40%；電源單元的負(fù)載最多達(dá)到其能力的50%；應(yīng)用軟件和通信系統(tǒng)有30% 的擴(kuò)展能力。
4.2 SIS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
本項(xiàng)目采用冗余、容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的故障安全型SIS 系統(tǒng)，安全等級(jí)達(dá)到SIL3。
根據(jù)圖2 罐區(qū)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，可見(jiàn)：罐區(qū)單元主要硬件設(shè)備為：1 臺(tái)系統(tǒng)柜、3 臺(tái)輔助柜（端子柜、繼電器柜、安全柵柜）、2 臺(tái)SOE 工程師站、2 臺(tái)交換機(jī)、1 臺(tái)打印機(jī)。
1) 軟件組態(tài)：編程語(yǔ)言應(yīng)符合IEEC 61131-3 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2) 軟件組態(tài)的安全性：采用PROM 或EPROM 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)應(yīng)用軟件，提供防止未被授權(quán)人員修改程序的功能。軟件應(yīng)能在線修改及下裝。
3) 編程軟件：工程師站用于修改控制程序，診斷顯示，離線/ 在線程序調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)裝置的維護(hù)。系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)診斷，工程，監(jiān)視和刪除故障功能。
4) 系統(tǒng)應(yīng)提供重要的時(shí)序事件記錄（SOE）和過(guò)程歷史報(bào)告。
5、結(jié)束語(yǔ)
由于石油化工重大危險(xiǎn)源本身存在的巨大危害性及其可能造成二次危害的特性，對(duì)于石油化工重大危險(xiǎn)源的安全控制工作至關(guān)重要。對(duì)于儲(chǔ)存大量易燃易爆、可燃有毒介質(zhì)的化工項(xiàng)目，構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的儲(chǔ)罐區(qū)采用安全儀表系統(tǒng)（SIS）進(jìn)行安全監(jiān)控及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的。
