DCS自动控制系统安全验收评价

1、DCS控制系统安全验收评价引言（1）近年来，自动化控制系统，特别是集散控制系统（DCS控制系统）在石油、 化工、电力、冶金、轻纺行业中得到广泛的应用。在降低能源和原材料消耗、提 高产品质量、确保安全生产、改善和加强企业管理等方面已取得了明显的经济效 益和和社会效益.同时，这种生产过程的大型化、连续化、自动化发展趋势和在 集控室内的集中控制,也增加了安全生产的复杂性。本文针对DCS控制系统的特 点，就安全验收评价中涉及的有关技术问题进行阐述.安全评价的总体要求（2）总体要求是:DCS控制系统应能在异常情况下控制设备和装置不发生危险， 必要时控制装置要能自动切换到备用电源和备用设备或装置中去；调节

2、装置要有 连锁，以防止误操作和自动调节装置的误通、误断;要评价紧急事故开关的设置 情况。下列情况须设置紧急事故开关：（1）发生事故时,不能通过停车开关来终止危险的运行；（2）不能通过总开关来迅速中断若干个造成危险的运行单元；（3）由于中断某个单元能出现其它危险；（4）控制台不能看到所控制的全部装置和设备，无法分析判断和实施有效 控制。紧急事故控制要有防止灾害的措施,如防窜压、防逆转等措施。紧急事故开 关应该用红色，并能明显区别其它开关。主要危险因素的识别（3）2.1主要危险因素及相关作业场所DCS控制系统的主要危险因素有:控制系统断电;控制站失灵;仪表损坏和 电气联锁失效等。主要危险因素的相关

3、作业场所是集中控制室和在现场的检测仪表、执行机 构.2。2 DCS控制系统所涉及的危险因素及存在的部位DCS控制系统断电、控制站失灵和电气联锁失效将导致系统的非正常停机。 对于有毒和高温、高压设备而言可能导致有毒物质的泄漏、引发火灾或高压设备 的爆炸。危险因素存在的部位是UPS电源、DCS控制器和可编程控制器（PLC控 制器）。仪表损坏将导致系统的非正常运行。特别是执行机构损环将导致控制失灵， 对于有毒和高温、高压设备而言可能导致有毒物质的泄漏、引发火灾或高压设备 的爆炸。危险因素存在的部位是现场的检测仪表、执行机构。危险因素安全控制措施（4）首先,要制定DCS控制系统的安全应急救援预案，并组

4、织员工按照安全应急 救援预案进行演练.其次，必须针对主要危险因素制定相应的安全控制措施，具 体是：3.1DCS控制系统断电的安全控制措施DCS控制系统通常采用UPS电源，以保证在供电电源断电后，仍能在规定 时间内将系统关闭在安全状态，这就要定期检查UPS电源的工作状态和容量，对 于冗余电源,应分别切换，确认系统运行正常。3.2控制站失灵的安全控制措施进行控制站冗余安全试验3.2。1在操作站上调出系统状态显示画面，确认控制站OK,在另一操作台 上调入该控制站内的某一位号，送420mA信号于该位号，记录测量值（PV）、 给定值（SP）和输出值（OP）;3。2。2控制站电源开关置于“OFF”状态，确

5、认冗余的控制站自动投入控制 运行,PV、SP和OP值保持不变；3。2。3主控制站电源开关恢复“ON”状态，再确认PV、SP和OP值不变； 3.2.4重复以上步骤检测冗余控制站.3.3仪表损坏的安全控制措施3.3。1把好仪表入口关，”三证齐全方可使用.三证包括生产许可证、 出厂的合格证及化验单、试验报告等。3。3。2定期检查、校验强制性检测的仪表运行情况，以避免仪表失灵.3.3。3对于重要联锁保护系统开关量仪表的整定，及重要调节回路的仪表 单体调试，其整定调试完毕到仪表投用之间的存放时间不宜不超过2个月.3。 3。 4仪表应备有足够的备品、备件。3.3。5 仪表应具备如下技术资料：仪表卡片、仪表

6、说明书,检修校验记录、 流量计算数据、仪表控制流程图和重要的接线图，以及仪表的设计（包括孔板和 调节阀的计算）安装和检修资料。3.3。6当在线仪表发生损坏时，DCS控制系统应能及时的显示、报警，必要 时,可启动联锁保护系统按规定要求动作，以确保工艺装置的安全生产或停机。3。3。7 电气联锁失效的安全控制措施进行联锁保护系统安全试验 联锁保护系统逻辑设计原则必须满足工艺装置的安全运行,在发生异常情 况时发挥作用,使联锁保护系统按规定要求动作，以确保工艺装置的生产安全, 避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。按照用途，电气安全联锁装置可分为防止触电事故的联锁装置、排除电路故 障的联锁装置、执行安全程

7、序的联锁装置和防止非事故的联锁装置。按照试验顺 序，电气安全联锁装置可按手动联锁试验、自动联锁试验、机组联锁试验来进行。3.4.1 手动联锁试验对整个逻辑回路所包含的现场输入点,采用模拟现场条件的办法，每次只选 择一个能直接影响控制输出接点状态的输入点进行测试，而短接或断开回路中其 他相关现 场输入接点.分别使测试点短接或断开，来检验输出接点的动作是否满 足设计的联锁功能,然后对能影响这一输出接点状态的所有输入点逐一进行检 查，以检验整个 逻辑回路要求的机械设备和阀门开停（启闭）动作信号、声光 信号、动作时间等是否符合设计要求，试验完毕恢复接线。3。4。2 自动联锁试验由工艺操作人员现场配合，

8、制造模拟生产现场,待仪表各回路投入正常运行 后，按照逻辑图在现场逐项进行故障模拟，检查现场机械设备和阀门开停（启闭） 动作、动作时间、控制室内显示的状态和声光信号等联锁系统均应在手动试验合 格后进行自动联锁试验。3.4.3 机组联锁试验 机组联锁保护系统应在润滑油、密封油系统正常运行的情况下进行试验。 机组启动、停车试验时，应切断电动机的供电线路，采用接触器的吸合与释放模 拟机组的启动、运行、停车并应满足以下要求：所有启动条件均满足时，机器方可启动；任一条件不满足时，机器均不启动；在运行中，某一条件超越停车设定值，应立即停车；启动、运行、停车时的音响、灯光应符合设计要求；综合上述,DCS控制系

9、统的主要危险因素是控制系统本身产生的不安全因 素，只有通过对DCS控制系统全面的安全检查、安全试验来解决。安全评价工作 也必须从这二个方面人手。安全检查（5）（5）DCS安全检查4。1系统送电的安全检查4.1。1送电前系统安全检查接地系统安全检查AC安全接地和DCS系统接地是否符合制造厂和设计要求；检查盘内接地、 盘间连接是否正确；检查盘设备接地是否合格；检查系统内接地正确与否。电源系统安全检查：检查电源柜开关容量是否符合设计要求；检查电源柜到各设备的电源线正确与否；火线、零线的对地电阻，以及线 间绝缘电阻是否符合要求。4.1.2系统送电安全检查电源系统、接地系统检查一切正常后，在UPS正常运

10、行后，在DCS专家、厂 家,监理部门和施工单位共同参加的情况下，可以送电.送电前，须检查所有开关 必 须是OFF状态，在DCS专家指导下按顺序送电，同时观察每一个节点受电后的 节点状态及地址、指示灯闪烁方式、CRT画面和所有卡件显示是否正常。4.2现场仪表的安全检查 现场仪表必须“测量灵敏，控制可靠”，其基本标准如下:4.2。1全套仪表（包括测量元件、引线、调节阀附件等）安装正确，管线横 平、竖直、无惨漏，导线排列整齐，信号线无干扰，符合相应要求。4.2。2全套仪表整体整洁，零部件完整无缺，无严重损锈蚀。4。2。3仪表刻度清晰、鲜明，记录打印清晰。4。2。4仪表的测量系统必须灵敏，灵敏度不得低

11、于允许值。4.2.5指示误差符合相应仪表的技术要求。4.2。6仪表应具备如下技术资料：仪表卡片、仪表说明书、检修校验记录、 流量计算数据、仪表控制流程图和重要的接线图,以及仪表的设计（包括孔板和 调节阀的计算）安装和检修资料。有关生产许可证、出厂合格证及化验单、试验 报告等.4.3报表的检查 报表的检查应包括事故报警的检查及年报、月报、日报的检查，检查项目 包括报表题头、报表格式、打印数据、被报告的设备、计划打印的顺序、打印的 要求内容等。安全试验（6）DCS控制系统的安全试验是指对整个装置控制方案的检测，应按照检测系 统、调节系统、报警系统、联锁保护系统、冗余系统、输入/输出（I/O）系统分

12、 别进 行安全调试，达到具备试车的条件。试验合格填写系统试验记录,由甲方有 关人员现场共同确认，并在确认单上签字;对于重要联锁保护系统开关量仪表的 整定，及 重要调节回路的仪表单体调试，其整定调试完毕到仪表投用之间的存 放时间不宜超过2个月.5。1检测系统安全试验 结合仪表单校时的方法，在检测系统的信号发生端输入模拟信号（比如，热 电偶温度计从现场加mV信号；压力、差压变送器可用于压钳和FLUKE741及其配 套模块从变送器输入端加压力或差压信号），在操作站的CRT显示屏上检查PV 值，计算系统误差，其误差值不应超过系统内各单元仪表允许基本误差平方和平 方 根值。系统校检点不得少于3点，分别为

13、设汁量程的0、25、100%。带报警点的检测系统同时应在操作站CRT显示屏上对报警功能进行检查，增 大或减小输入信号，确认报警值与设计值是否相符,报警动作是否正常报警,以及 画面上是否有报警信息显示。5.2调节系统安全试验在操作站CRT显示屏上把调节器输出设定到手动状态，用手动方式输出4 20mADC信号，检查现场执行器从始点到终点的全行程动作及回迅器动作应良好， 精度合格；同时确认流程图画面上相应阀的颜色发生变化。基地盘控制系统则用 手动操作系统的输出信号进行上述检查。5。3 报警系统安全试验系统中的信号输入元件，如压力开关、温度开关、液位开关及各种仪表的 附加报警机构应根据设计提供的设定值

14、进行参数整定,没有设计认可,设定值不 得随意改 变：根据线路原理图，提供系统的动作状态表，在全部线路接通的情 况下，逐点输入测量信号，在操作站的 CRT 显示屏上相应符号的 PV 状态应与输 入的信号相 符，同时确认报警笛响及画面上的报警信息.5。4 系统的冗余安全试验5。4。1 网络通讯电缆冗余安全试验在系统状态显示画面上，确认网络通道的A与B电缆状态显示为绿色；除去电缆A或接线端子，检查电缆B可否切换，电缆A颜色同时变成黄色, 且不影响网络通道正常运行；恢复网络通道的A的电缆，待A电缆颜色变绿时，再用同样的方法检查 B 缆。5.4.2I/O 卡件冗余安全试验在操作站上调出控制站细目显示画面

15、，确认全部I/O卡件状态“OK”。 在另一个操作站上调出该卡件含有某一位号，输入420mA信号给该位号，记录 PV、SP 和 0P 值；关闭主I/O卡件的电源开关，确认冗余的I/O卡件自动投入控制运行，控 制站细目显示画面状态正确，确认其PV、SP和OP值保持不变；主I/O卡件电源重新置于“ON”状态，再确认PV、SP和OP值保持不变；重复以上步骤检测冗余的I/O卡件。5。5DCS的I/O安全试验对于模拟I/O信号，应从现场加实际的0、50%、100%、模拟信号，观察监 视器上是否有对应的 0、50、100%量程变化，或者在操作站上强制输出 0、50%、 100%，观察现场是否有对应的4mA、12mA、20mA变化。对于数字I/O信号，应从现场加实际的闭合、断开信号，观察监视器上是否 有