化工企业DCS与SIS一体化分析与探讨

姚林

摘要：化工企业在工作开展的过程中，需要依托相应的控制和运行系统来完成具体的工作，本文探讨的DCS和SIS技术，是化工企业运转中起着非常重要作用的两种技术类型。二者的一体化应用，是现阶段化工企业技术应用中需要重视和突破的一个技术要点，本文以两者的一体化应用为目标，探索实现一体化应用的有效路径。

关键词：化工企业；DCS；SIS；一体化运用

DCS和SIS系统，都是化工企业运行中发挥重要作用的系统类型，虽然从功能的发挥和系统的性质角度分析，两者具有显著的差异，但从系统运行的状态上来看，两者的联合应用，对于化工企业中的相关检测和信号判断工作，能够起到显著的促进作用。

一、DCS系统简要介绍

所谓的DCS系统，又可以被称为集散式控制系统。这一系统的运行，实际上是以计算机系统为依托的。从本质上来说，也属于计算机系统中的一个类型。其主要的技术核心在于通过网络平台，以计算机终端为依托，达到系统控制的目的。如果从系统控制的细节角度出发进行讨论，可知DCS系统的控制工作，实际上是作用于系统运行中的各个不同的关键点上的控制工作[1]。另外，对于不同的控制点，其连接和数据交换的形式是通过相应信号的传输和网络衔接来实现的。在有网络连接的情况下，不同的数据库之间的数据信息之间的交换得以达成。这种在管理方式上集中，但在控制方式上分散模式，即是DCS系统运行的主要原理。从不同的层级命名的角度分析，可知这一系统中的层级包括了过程层级和操作层级。其中，过程层级的控制点为控制站，且在其环节结构上，包括了信息传输设备、电源设备、中央处理器设备以及网络接口。

二、关于SIS系统的介绍

（一）系统的概念

这一系统的应用范围，一般集中在企业生产过程中的自动化环节中，主要的功能是保障安全，系统全称为安全仪表系统。与DCS系统相比，其在安全保障系数上更高。而从系统启动的顺序和功能的角度分析，可知SIS系统是在基础的自动化系统发生问题时才会自动启动的一种干预性的安全保障系统。以便在最大限度的范围内降低事故发生的概率。关于这一系统的运行安全性和稳定性的保障上，可知其也是一种以计算机系统为依托的系统类型，支持其运行的精确性的因素在于采取科学的方法完成数据的计算。这种依托于统一的终端和系统的状态，也是两种系统能够实现一体化应用的一个前提条件。

（二）SIS系统的应用特点

首先，这一系统在应用时，其所需要利用的传感器要求是独立形式的，并且要有相应的逻辑解算器和执行机构。

其次，这一系统的启动是在系统运行遇到异常情况和问题时才会发挥作用，在常规的运行状态下，此系统则不会启动。从所谓的安全问题角度来看，比较典型的问题是误跳车[2]。

再次，基于这一系统的高速复杂性和综合性，在系统的运行和维护方面，也提出了较高的要求，这就意味着此系统在应用中存在较高的系统维护和管理费用，通常情况下，系统所能达到的安全保障等级和所需要的投资呈现正比关系。

三、二者在化工企业中一体化应用的分析

（一）检测信号输入中的应用

在两者分离的设备应用状态下，检测元件中同一个过程的控制模式是呈现分离的状态的。且二者开始的传感器设置状态也是分离的，每一组数据中，关于模拟量和开关量的指标确定需要至少4个传感器设备来支持。而SIS模式 下则需要应用到三个传感器即可。因此，如两者实现了联合应用，则对于信号输入的环节来说，三取二的方式就有了一定的可行性[3]。信号输入的情况就可以以SIS系统为媒介，进行连锁判断。而DCS系统，则独立应用一个传感器，将其指令和信息单独输送至其控制系统中。从整体的应用效果上来看，则意味着单组的开关量和模拟量总体上只需要应用三个传感器就可以支持正常应用。

（二）执行单元中的应用

执行单元的环节中，差异点主要体现在执行元件和执行形式两个方面。这方面的差异会使得在DCS系统控制模式下，可控系统为普通工艺阀门，而在SIS系统中，可控的阀门类型则为电磁阀门和气动阀门。对于SIS系统来说，其控制的气动阀和电磁阀对于整个系统运行的重要程度更好。而DCS系统则是通过对模拟量和输出量的调节阀门的控制来发挥系统控制的作用。这时，SIS系统的控制模式则转变为ID模式，主要依托数字输出量完成阀门的调节控制。在协同工作的模式下，能够对两种系统的硬件层进行明显的区分，并且保持其运行中的相对独立性。从应用环境的角度分析，两个系统在这一环节的协同应用，对工艺回路的阀门设计（双阀或多阀）的要求比较高。并且如阀门所在的位置关键性强，则也意味着所需要花费的成本也较高。从具体应用的效果上，多阀门的情况下，阀门可在出现问题时，将控制信号通过DCS系统传输至SIS系统，在逻辑判断执行过后，按照SIS系统的指令处理故障问题。

（三）进行逻辑判断时的应用

关于逻辑判断方面，两种系统联合应用的背景下，可知执行元件，并且在进行逻辑判断的环节分来实现逻辑判断，如执行元件相同，则SIS系统主要控制化工企业运行中的紧急停车以及时序两方面内容，而DCS系统则可完成手动信号或者手自动信号的硬接线连接，从而将信号输送至SIS系统，当此系统完成了内部的联锁运算后，即可进入到執行元件的环节。

四、两种系统的应用特点分析

（一）DCS系统

这种系统目前的应用特点是，从总体的成本投入和人工消耗指标上来观察，可见，此种技术的应用可以实现成本的有效减低和控制。从长期稳定应用方面，能够对系统的应用性能做出一定的保障[4]。

（二）SIS系统

此系统在应用中的主要优势在于，其运行中所需要化为的保养维护的成本花费低，且在实际操作上也有一定的便利性特征，这给技术人员的工作开展也带来了一定的便利性。从综合的经济效益和社会效益上，可以取得较好的效果。

五、结束语

总的来讲，对于化工企业来说，DCS和SIS系统的联合应用，对于企业的稳定运行有着非常关键的作用，能够在提高系统运行和应用效率的情况下，为系统运行的安全习俗提供更好的保障。这尤其是对化工企业来讲，有非常重要的意义。

参考文献：

[1]刘安琪，王效天，董梅.DCS与SIS在功能安全领域的对比分析[J].石油化工自动化，2017，53（2）：34-37.

[2]吴志中.基于SIS与DCS集成的罐区安全控制研究[J].云南化工，2017（12）：96-97.

[3]陈明，姜宗星，孙若宇.火电机组运行远程监视回放及分析系统的研究[J].仪器仪表用户，2018，25（5）：96-99.

[4]顾志恩，林光锐.北仑发电厂DCS一体化改造技术研究与应用[J].浙江电力，2017，36（1）：31-34.

（作者单位：大连可尔机电设备进出口有限公司）