安全仪表系统SIS规格书

安全仪表系统（SIS）规格书

项目代号：20560H

项目名称：液化天然气储备调峰综合利用

示范工程（二期）建设项目

编制单位：浙江工程设计有限公司

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版次描述设计日期核对日期

1总则

1.1概述

本规格书对该项目工程的SIS系统在配置规模、系统功能、技术性能等方

面提出需要的技术规格，对供应商的供货范围、技术服务、工程项目实施、系统

的组态、系统集成等提出要求。

对规格书中未提及的，而又不能实现要求的需要供应商应对方案做出修改、

增加等，供应商有义务向买方提出合理建议，并帮助其完善的SIS系统配置。

本文中所涉及到的SIS部分，仅为液化天然气储备调峰综合利用示范工程

（二期）建设项目服务。

工厂及装置简况

本项目为液化天然气储备调峰综合利用示范工程（二期）建设项目，仪表及

控制系统应安全可靠、技术先进，满足工艺过程的技术要求，自动控制水平将达

到国际先进水平。

1.2供应商的责任

SIS系统供应商应但不限于提供以下设备及服务：

I）完整的系统硬件（按控制系统图、I/O表及供货清单的要求，包括操作台）；

2）SIS系统软件及相关应用软件；

3）串行通讯接口及相应软件；

4）各阶段文件及文件交付；

5）FAT；

6）出厂验收；

7）系统现场安装、接线、调试、通电；

8）SAT；

9）配合工厂开车，系统投运；

10）人员培训；

11）安装、开车备品备件和消耗材料；

12）三年备品备件和消耗材料；

1.3系统功能要求

1.3.1紧急停车逻辑处理功能

SIS系统有强大的逻辑处理能力，能够对离散的过程信号进行实时判断，快速

执行逻辑运算，正确发出控制指令，以保证人员和生产装置、大型设备的安全。SIS

系统的联锁停车必须按照停车顺控表和紧急停车逻辑图来执行。

联锁逻辑图的图形符号应符合标准：ISA5.2过程操作用二进制逻辑图。

对重要的控制参数，根据要求，输入部分采用表决系统。采用表决系统的参数

点在报警联锁一览表中予以说明。

系统故障处理功能

SIS系统必须有自诊断功能，并且在系统内部故障发生时，系统的逻辑操作如

下：

1）系统应能够在系统完整性失去前，自动及时的检测系统任何部分的故障和错

误状态。将故障的影响限制在有限的逻辑区域。

2）产生一个故障报警在SIS的操作台上显示系统故障发生，故障发生的原因和

位置，在故障发生的模件上产生明显的标识表明该模件故障。

3）从工艺角度，要保证每个输出所导致的结果是安全的。

4）系统故障时，要产生一个声光报警信号在人-机接口显示，并在线实时报警。

5）上述故障及报警应记录并可进行原因分析。

2）在线维护

SIS系统的模块化卡件采用可带电热拔插型，带电更换卡件、在线修改联锁逻

辑、联锁值或人工切除联锁均不会造成系统故障和装置停车事故发生。在更换卡件

时，应有严格的时间和事件记录。

对现场开关和变送器等输入点，除根据工艺要求设置旁路开关外，其余均设置

仪表维护旁路开关。在进行维护时，操作台上应有报警，提示操作人员目前仪表被

切到了旁路，报警被确认消音后，每隔30分钟闪烁和声音提示，直到旁路切回。但

旁路开关应设计安全提示画而，以防有人误操作，任意启动旁路。系统故障时，更

换模件后自动消除故障而不需人为冷启动和重新下装数据进行消除。

当现场电缆断路、短路，或回路里rr连接接点松动时，系统可检测出故障，并

报警。sis厂家需提出具体回路诊断的线路连接方式，包括电阻的设计等。

3）报警

SIS系统重要报警信号将通过硬接线形式在SIS操作台上声光显示报警，联锁

报警发生时，报警打印机将实时打印输出。

STS系统涉及工艺报警信号和阀位状态信号以及电机的运行状态均通过通讯形

式传送SIS系统，在SIS系统的LCD上显示。

SIS系统应具有完善的报警功能，对过程变量报警和系统故障报警应有明显区

别。应能对过程变量报警任意分级、分组，应能自动记录和打印报警信息，区别第

一事故报警，记录报警顺序，时间精确到秒。

投标技术文件应对过程报警和系统报警的功能进行说明。

4）事件顺序（SOE）记录

为确保SIS系统的安全运行，用户操作界面必须按用户分级设置并在键入相应

等级的口令后才能进入系统，以防止关键操作参数如应用程序、组态数据和程序在

STS系统中被意外改动。应具有通讯保护功能，防止任何外部通信对内部数据的非

法改动。

7）编程语言

S1S系统的编程语言应使得一个有过程控制知识的人无需对计算机编程有细致

了解，就可以为SIS系统编写应用程序。应用程序应由一个或多个称之为功能块的

逻辑单元组成，不同的功能块组合在一起进行连线即可产生一个完整的应用程序。

应用程序应符合IEC61131-3,并通过TW认证。应用程序应运用下列一种或综合

运用多种标准定义的标准PLC语言。

＞梯形逻辑

＞功能块

＞顺序功能表

＞结构化文本

＞说明列表

＞允许用其它语言，例如由一些SIS系统提供的因果矩阵语言。

8）FTMS系统

SIS系统的I/O卡应能直接读取现场设备的HART信息，或SIS系统应设计智

能仪表信号I1ART信息的收集和转发接口，并配套提供这些接口，使模拟信号进SIS,

HART信息去SIS的FIMS系统。

1.3.2系统硬件

1）主控制器

SIS系统的主控制器必须是物理结构上独立的三重化冗余的处理器,不接受一个

主控制器内部集成冗余CPU的形式。CPU为工业级、不小于64位微处理器，在使用

RISC技术时其时钟频率不小于50Mhz,主内存不小于32M字节。

可编程的控制模件应采用冗余容错结构。当电源掉电恢复后,处理器应不需人工

干预而自动重新启动。冗余处理器能够自动切换，且带有满足本系统性能和数量的

通信接口、网络接口和编程接口。由固态功能组件构成，能方便的实现对过程控制

逻辑的编程。

处理器应有独立的数据备份，一旦电源故障，其内存可以保存数据六个月的时

间。电池退化应包括在自诊断报警的范围之内。

SIS逻辑运算器之间的停车信号（即对等停车）不应通过网络传输。如果使用

网络传输，需要满足下列条件：

＞网络必须是确定的。重要的停车控制信号不允许采用非确定性网络。除了该

要求以外，其它要求由公司书面给出；

＞网络必须是冗余的；

＞系统必须可以检测网络故障，或是采取相应的措施来确保SIL水平。

＞SIS逻辑运算器的所有CPU、通信（外部和内部）性能和存储空间应足够大，

允许数据组态100%的扩展（将来扩展），而不需要增加、修改、升级系统，

并且不降低系统的性能。

＞SIS逻辑运算器应有自诊断能力可以进行自诊断检测，以便在检测到重要故

障时确保正确操作。自诊断至少应包括以下内容：

＞I/O检查是检测在开或关的状态下有没有信号堵塞，上限/下限转换故障以

及

＞校准漂移。

＞看门狗计时功能用以检测处理器执行故障和处理器至I/O的通信问题。

＞定期存储器检查是检测堵塞位、检测内存异常、地址错误和访问错误。

＞应用或操作系统程序与硬件配置之间的冲突。

＞供电电源或熔断器故障。

＞通信故障包括串行和并行通信的错误检测。

＞过热条件。

自检错误报告通过以太网接口传至SIS。故障和状态的识别和位置，应通过每个

SIS逻辑运算港模块上的指示器（如LED显示器）自动进行显示，并在SIS上显示

通用故障报警和状态。SIS状态指示器应显示每个可替换的模块的正常运行或故障

状态C

SIS逻辑运算器应有固有的自诊断能力（即：不要求使用应用软件和外部I/O）。

可以在应用程序中使用外部诊断和故障检测，并在SIS工程师的帮助下使用。

2）RAM（存储器）

存储器应是锂电池支持的CMOS（存储时间不少于六个月）或不易失效的其它类型

的存储器。内存应可通过"electronicflashing”存储可执行程序。存储器应可用

软件将其分区,分别用于存储控制程序和数据表。存储器应备有相当余量，其扩展应

是模块化的，不用更换原设备和变动程序。

3）输入/输出模块

I/O卡件应采用卡笼插件式或模块化安装方式，供电采用内供电方式，模块化

结构可带电插拔。

所有I/O卡件输入、输出通道、电源、通道与通道之间应是相互隔离的，隔离

方式采用光电隔离。在每个输入信号和处理器之间应提供至少1,000VDC的光电导

带动隔离，开关量输入模件应采用光电隔离,能承受380V的峰值电压，输入与地隔

离。开关量输出应有短路保护且与地隔离。所有1/0卡件应有效的屏蔽以抗电磁干

扰,应配有抗电压浪涌功能。

标准的I/O模块应配有保险丝，工作电压24Voe时能正常工作。数字量I/O卡

件通道数不超过32点，模拟量I/O卡件通道数不超过16点。

SIS系统卡件应在其标准I/O模块中考虑选择以下类型：

数字量输入

>干接点

>24VDC回路电压

>输入卡应有滤波功能。

模拟模输入

>4-20mA信号（内供电和外供电）

>热电阻信号（3线PtTOO欧姆，4线PtTOO欧姆）

>毫伏信号

>热电偶信号；J,K,E,T,B,S,R

脉冲输入

>脉冲记数器，两线制，有以下类型：

>干结点（低频）

>电流回路（前低频）

>电压回路（低频）

数字量输出।

输出模块应配有抗电压浪涌功能，以防止电感负载的冲击。输出卡应为无源接

点输出型。输出通道间不允许有公共接线。为满足以下容量要求，采用安全型中间

继电器；

>电磁阀：24VDC-2A

>MCC：220VAC-3A

>SIS辅助操作台：24VDC-2A

模拟量输;I；

>24VDC回路

>4~20mA电流回路

>最大输出负载阻抗750欧姆

所有的I/O卡件应有自诊断功能，卡件故障时有报警指示以通知操作人员及时

维修。D1/D0各通道应有状态指示灯。

数字量I/O卡接线采用带保险的螺丝压接式端子板。驱动电磁阀应提供双路保

险丝融断指示LED和电流指示灯。

4）备用电池

处理器中应配备备用电池，防止外供电故障时，存储程序和I/O状态丢失。系

统中应配备EEPROM存储模块用于内部程序的长时间保存。

5）人-机接口

SIS系统的人-机接口采用SIS操作站和紧急停车/辅助操作台。SIS应用作安

全和SIS设备的监视、报警记录和历史数据的人机界面。应在SIS上组态专用图形

显示，供操作员、工程师和维修人员来监视安全系统设备的状态。在sis上显示的

所有SIS愉入愉出设备均是可用的。信息应通过冗余通信链接（即串行口MODBUS,

容错以太网，OPC等）传输。

同时SIS系统还包括一套手动操作的硬线连接的紧急停车系统（ESD系统）。

它是由操作人员在控制室内手动操作紧急停车按钮，停车信号直接送到现场的ESD

阀门、和受控设备，而不经过其它系统，这是确保站场安全的最后手段。所有相关

手动按钮、控制继电器、报警指示灯等均集成在一个操作台上。

6）工程师站（编程工具）

工程师站用于完成编程、系统维护、事件记录和旁路记录等，工程师站应具有

兼作顺序事件记录（SOE/SER）站的功能，应配备整套顺序事件记录的软件。记录的数

据总数应大于100,000条。

同时配置一台激光打印机，用于打印报警等信息，并且带测试功能。

所有的外设及接口应是通用的，硬盘驱动器、软盘驱动器、显示器、通用键盘、

鼠标或球标、打印机等应当是商业化可互换的。

7）电源单元

本装置所用的电源规格为单相220VAC,50Hz不间断电源（UPS）。STS各用电单

元必须适合此电源规格。

SIS供应商必须在投标技术文件中提出对UPS电源的技术要求和建议容量，并

提供SIS各种设备的电源规格、工作电流、最大启动电流、供电设备保护电流规格、

耗电量及发热值等资料。

冗余结构的处理器供电应设计独立的线路，包搞保险，断路保护器，开关，

电缆等。

现场变送器、电磁阀等仪表所需24VDC电源由SIS供给。本质安全仪表必须经

过安全栅供电，I/O卡不能满足供电要求的，SIS供应商必须冗余配备仪表用稳压电

源，采用外供电方式，机柜的配置应包括电源和诸如配电器或端子排等配电设备。

现场供电包括但不限于以下：

-来自现场的接点输入信号：24VDC冗余电源；

-24VDC电磁阀

-现场变送器

8）接地工程

接地工程应符合SH/T3081-2019等有•关标准规范。接地工程和资料必须是CE认

证的。

每面机柜都应配有接地漏电监视器。它应接线至系统诊断程序。机柜内部之间

相互连接的电缆屏蔽层在机柜内提供的仪表接地汇流排上统一接地。直流供电电源

的负极接地。仪表信号地、保护地、防雷接地应设置各自的接地汇流排。

9）SIS/辅助操作台

对于受SIS保护的每个工艺设施,在SIS的HMI操作台上应有下列SIS指示灯、

按钮以及硬件手动开关。这些可以在SIS操作台上操作或通过SIS操作台或就地HMI

来执行。系统所需的按钮（包括SIS按钮）、转换开关、指示/报警灯、报警铃等包

括在本合同之内。

>SIS正常显示

>S1S故障显示

>SIS预跳闸显示

>SIS跳闸显示

>SIS启动旁路激活以及激活显示

>SIS测试旁路手动开关

>SIS测试旁路激活以及激活显示

>SIS维修旁路手动开关

>S1S维修旁路激活以及激活显示

>手动停车按钮

>复位按钮

STS供应商负责提供硬线连接SIS/辅助操作台的设计，辅助操作台由STS系统

集成商统一考虑提供，以保证整体风格一致。辅助操作台实现的功能包括：

>工厂各级紧急停车按钮；

>工厂停车联锁复位；

>联锁旁路；

>重要参量的声光报警等C

SIS/辅助操作台和SIS系统之间的连接形式为：

>SIS/辅助操作台发出指令实现SIS联锁的复位，旁路或驱动执行设备。硬线

连接作为数字量输入；

>S1S系统数字量输出信号去SIS/辅助操作操作台使报警或状态指示灯亮。

SIS/辅助操作台和SIS操作台整体布置组成“全局性操作平台"。SIS/辅助操

作台应布置在操作区的中间位置。S1S/辅助操作台的轮廓结构应和SIS操作台的一

致，包括材料，尺寸，外形，颜色等；sis/辅助操作台内应有合理布局的端子接线

排用于和1/0卡和MCC的连接。S1S制造商应考虑操作台的通风系统的配置以保证

即使在非正常状态下也能安全的工作。

作为总的原则，按钮和指示灯应按照工厂操作区域的划分集中布置，便于操作。

相关的按钮应分组在一起，每个按钮开关应有描述主要功能的标签。紧急停车按钮

宜采用红色，旁路开关宜采用黄色，确认按钮宜采用黑色，试验按钮宜采用白色。

指示灯红色灯光表示越限报警或紧急状态；黄色灯光表示预报警；绿色灯光表

示运转设备或过程变量正常.指示灯采用一体化的闪光报警器.

每个按钮开关应在其附近配有标牌，写明对应的设备位号。黑底白字。每条端子

排应有总的标识。每个端子有清晰的顺序号或字母。

按钮开关应按以下结点接线原则设计：

＞常闭型：打开结点，联锁触发或停掉相关的电机；

＞常开型：闭合垢点，使联锁失效或旁路；

＞所有的灯，按钮开关都应通过过渡端子排接线。端子排的数量应预先考虑

一定的备用量。

10）接线要求

应采用规格合适、厂家建议的熔断器或断流器来保护电流敏感设备。接至I/O模

块（STS、PLC等）的离散信号设备的接线应采用“故障安全”型（开路报警），即:

在正常运行条件下（处于非报警状态），接点应关闭。

1.3.3软件配置

1）过程控制和检测软件

本项目操作站应配备相应的显示和操作软件。应具备流程操作、仪表模拟操作、

报警操作等功能。应具备实时趋势、历史趋势、报警历史记录等显示功能。投标技

术文件应对显示和操作软件功能进行详细说明。

2）操作系统及工具软件

系统必须配备全套的操作系统软件及工具软件。工程师站应配备通用的操作系

统、数据库管理系统、电子表格、网络管理软件等应用软件及工具软件。投标技术

文件必须列出应配备的软件清单（包括已随硬件带的软件）和可供选择的软件清单，

并说明软件的版本。

3）工程组态软件

系统除必备的组态软件外，如果需要，供应商应列出可选择的其他组态工具软

件。组态软件应具备在线修改和下装组态数据的功能。

4）应用软件

SIS系统的应用软件将在SIS的工程师的指导下，与业主工程师共同完成，应

用软件包括：

＞输入/输出信号表设计

＞系统逻辑编程和组态

＞联锁逻辑事件序列（SOE）程序的设计和组态

＞SIS系统公共显示程序的设计和组态（包括人-机接口操作画面）

＞其它应用软件

5）软件的版本更新

在合同保证期及以后一年内，SIS供应商应免费提供最新版本的系统软件、应用

软件及升级服务。

1.3.4操作站硬件要求

操作站的主机应是工作站或高性能操作站，其操作系统应是通用的、适用于

工业化的、可靠的操作系统。操作站的硬件规格应为：

1）.CPU按配套厂商配置，保证使用性能；

2）.硬盘驱动器，工业级，4TB及以上；

3）.配置DVD-RW光盘驱动器（工程师站）；

4）.LED24”双屏显示器；

5）.内存单卡8G及以上；

6）.操作系统正版WindowlO或更高版本；

7）SIS软件支持WindowlO或更高版本安装；

8）.报警喇叭1套；

9）.网卡驱动器应备用一个。

操作站所有的外设及接口应是通用的，硬盘驱动器、光盘驱动器、显示器、

通用键盘、鼠标或球标、打印机等数据接口尽量保持一致。

1.3.5机柜

SIS的机柜应采用标准机柜前后单开门，左轴方式，尺寸统一为

2100mm（高）X800mm（宽）X800mm（深）（包括底座），颜色色标为RAL7035。门

内带正反面标签，门内、外均带机柜编号（签订合同后我方告知编号）。机柜配

置照明，风扇。SIS系统内仪表电源分配，AC220V级用空气断路器，24VDC

级用保险端子（电流较大时可用空气断路器），电气元器件（包含柜内灯具、风

扇、开关、断路器、按钮等）品牌选用：进口品牌。

仪表回路供电：

1）.AI回路系统供电（可配保险丝）。

2）.D0回路配保险丝端子，保险丝容量1A（配电源部分），要求与DO干

触点部分分区布置。保险端子、普通端子选用魏德米勒或菲尼克斯。

3）.柜内接地设工作接地排（标志P）、保护接地排（标志PE）,黄底黑字。

4）.柜内布线均使用线槽，考虑20%空间余量，预留合理的现场电缆进线空

间，柜底进线使用电缆密封接头（并预留20%余量），柜内电缆线芯颜色标识

要求如下：

220VAe电源：L-・・红色；N…蓝色；地线…黄球。

24VDC供电：电源正+-红色；电源负---黑色；地线一黄绿。

柜内信号电缆：模拟量一灰色；数字量一灰色。

柜内信号电缆编号规则：序列号-电缆类型-源地址-目标地址，电缆牌上提供

电缆走向信息。

系统扩展：

系统应具有以下要求的扩展余量，以便将来改造或扩建工程在现有系统上进行

扩展。系统扩展能力包括：CPU容量、通讯总线容量、I/O、DCS机柜和接线柜等。

应至少提供25%的1/0备用余量。每个CPU和I/O类型都应有备用余量。此外，I/O

中应有多于20%的空余或卡槽以便将来扩展。各种柜内配件（安全栅、防雷栅、端

子、继电器等）要有25%以上备用量，且完成与I/O通道的接线。

1.3.6系统的可用性

系统的可用性应299.99%。

系统的各种插卡应能在线插拔、更换.

冗余设备必须能在线自诊断，出错报警，无差错切换。

系统必须具有完善的硬件、软件故障诊断及自诊断功能，自动记录故障报警

并能提示维护人员进行维护。

报价技术文件应对系统各部分的故障限制功能法行说明。

1.3.7电源规格

控制系统电源为220VAC+10%,50Hz±1HZ双路UPS供电。在1路电

源供电的情况下，系统必须保证正常运行。

在报价技术文件中对中心控制室和各现场机柜室分别提出对电源的技术要

求和建议UPS容量，并提供SIS各种设备的电源规格、工作电流、最大启动电

流、供电设备保护电流规格、耗电量及发热值等资料。

1.3.8现场仪表的供电

现场仪表的24VDC电源供电，由供应商提供1：1冗余的稳压电源，电源

负荷不大于50%o

1.3.9接地工程

接地工程应符合SH/T3081-2019等有关标准规范，采用等电位连接方式的

共用接地系统。

1.4供货范围

1.4.1SIS系统一套（SIL3）,包括但不限于：

1）.控制机柜（包含控制柜、安全栅柜、浪涌保护器柜等），数量按满足I0

点数要求各供应商据实配置，需要预留20%的空余空间。

2）安全栅及浪涌保护器。

3）.来电气室DI信号，用AC220V继电器隔离。

4）.现场服务包括系统设计、组态、现场安装、接线、调试、通电、试运行、

开车保运；

1.5IO测点统计

浪涌保护

序号类别点数安全栅数量器数量备注

1Al(4-20mA)484848安全栅需SIL认证

2DT323232安全栅需SIL认证

32无源

DC24V有源（最大负

3DO32载10W）

4通讯1与DCS通讯

注：以上点数为实际点数，供应商配置点数应不低于20%余量；安全栅、浪涌保

护器也应配置不低于20%余量，且成套好。

系统配置操作员站1台（含操作员站软件，无点数限制），配双屏24〃宽屏显示

器；工程师站1台（含工程师软件，无点数限制），配单屏24〃宽屏显示器；辅操台1

台（含带保护盖的按钮及指示灯）；打印机1台（A3彩色激光）。

供应商应保证系统的完整性，对于规格书中未提到的但为系统运行所必需的物资,

供应商应配置完整。

1.6消耗品备件

供应商提供系统安装、调试中所需要的消耗备件（如保险丝、端子排等）。

2文件资料

2.1工程设计文件资料

SIS供应商应按装置分别提供完整的英文及中文工程设计文件资料（6份）

及电子文