SIS仪表控制系统的发展现状分析

2020-09-10张健

中国化工贸易·上旬刊 2020年7期

张健

摘要：伴随着现代科学技术的飞速发展，SIS仪表控制系统也得到了很大的提升，但在SIS仪表控制系统的实际应用中仍存在着一些问题需要解决。SIS仪表控制系统作为机电设备的重要组成部分，其运行的健康与稳定至关重要。本文首先对SIS仪表控制系统发展现状相关进行了描述，其次对SIS仪表控制系统运行中应用的技术进行了分析，最后针对SIS仪表控制系统现存的问题进行了探讨并提出了几条参考性的优化建议。

关键词：SIS;仪表控制;仪表控制系统;自动仪表发展

1 引言

现代科学技术的不断发展极大的推动了我国各行各业的生产力增长，从仪表控制系统行业来讲，有了SIS安全仪表技术以及自动化技术后仪表的运行准确性有了极大的提高。不仅如此，采用合理的优化措施还能够很大程度上提高仪表控制系统的效率，促进SIS仪表控制系统健康稳定发展。

2 SIS自动仪表控制系统发展现状相关概述

安全仪表系统（Safety Instrument System，SIS）是一种独立于生产过程的控制系统，能够独立完成安全联锁保护功能。它可以避免工艺生产故障、现场仪表故障、系统供电故障等对生产装置造成的重大危害，保证生产装置能够安全运行[1]。要想保证安全仪表系统得到更好的发展与应用，就必须不断加强相应的技术研发，通过科技的逐步创新，结合实际情况，依照当前时代发展的节奏以及时代需求，合理科学的使用安全仪表控制系统，使得其在我国化工产业内充分发挥相应的推动作用[2]。

3 SIS自动仪表控制系统运行中应用的技术

数字化仪表与控制系统的主要功能分为两部分，包括信息处理与显示功能以及控制功能[3]，主要就是将计算机技术、系统控制技术以及网络通信技术结合在一起的一项技术[4]。以下列举了几种SIS仪表控制系统运行中应用的控制技术。

3.1 冗余技術

冗余技术就是增加多余的设备，以保证系统更加可靠、安全地工作。冗余的分类方法多种多样，按照在系统中所处的位置，冗余可分为元件级、部件级和系统级;按照冗余的程度可分为1：1冗余、1：2冗余、1：n冗余等多种。在当前元器件可靠性不断提高的情况下，和其他形式的冗余方式相比，1：1的部件级热冗余是一种有效而又相对简单、配置灵活的冗余技术实现方式，如I/O卡件冗余、电源冗余、主控制器冗余等。因SIS系统的重要性，目前国内外主流的SIS控制系统中大多采用了三重化冗余的方式。

控制系统冗余设计的目的：系统运行不受局部故障的影响，而且故障部件的维护对整个系统的功能实现没有影响，并可以实现在线维护，使故障部件得到及时的修复。冗余设计会增加系统设计的难度，冗余配置会增加用户系统的投资，但这种投资换来了系统的可靠性，它提高了整个用户系统的平均无故障时间（MTBF），缩短了平均故障修复时间（MTTR），因此，应用在重要场合的控制系统，冗余是非常必要的。

3.2 FCS控制技术

现场总线是一种现场基础设备之间进行互相数字信号传输的新型总线控制技术。现场总线控制系统采用全数字化技术，并且整合了信息化仪表检测技术、自动化逻辑控制技术、总线集成控制技术等等，极大的突破了传统数字信号传输的局限性，将传统数字信号传输系统的点对点传输转变为了多线传输。基础现场设备之间互相进行的数字信号传输，整体呈现出一种互联化、分散化、数字化、智能化、多元化的传输形态。现场总线系统由智能仪表、现场总线、控制器以及监视器组成。

3.3 PLC控制技术相关概述

集成了通讯技术、PLC主从互联技术、电气控制技术的可编程逻辑控制系统，其逻辑主体是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）。存取单位、逻辑计算单位、输出/输入单位等模块可以在可编辑逻辑控制器当中自由组合，最终通过将数字化信号进行运算、存储、输出来对系统进行控制。由于可编程逻辑控制系统具有可靠性高、编程难度低、模块组合灵活、输出/输入功能齐全、安装便利、运算速度快的优势，可编程逻辑控制系统已经得到了工业自动控制领域的广泛接受。除此之外，可编辑逻辑控制系统还可以通过计算机主机或者PLC主机构建小型控制体系，设立多个PLC从站形成可编程逻辑控制系统网络。

4 SIS仪表控制系统发展中现存的问题

4.1 自动化仪表过载

自动化仪表内部线路运行过程中存在着许多的常见故障，自动化仪表过载故障就是其中之一。自动化仪表内部线路的电流调控失准，导致自动化仪表内部通过电流超过正常运行原定的额定电流，就会为自动化仪表带来一定程度上的过载故障。在自动化仪表内部线路运行中当负载或电压的大幅度突然提升，都会造成自动仪表的过载，除此之外电机缺相运行也是自动化仪表过载的原因之一。自动仪表过载是自动化仪表内部线路运行当中的常见故障，但如果不进行妥善的解决，往往会影响自动化仪表的正常运行，严重的情况下甚至会导致自动化仪表过载烧毁。

4.2 自动化仪表短路

自动化仪表内部的短路包括两相短路、三相短路和一相接地短路，除此之外电气或者变压器一相绕组中的匝电短路等情况也有可能导致自动仪表内部线路的短路故障。自动化仪表短路是自动化仪表内部线路运行当中的常见故障，但如果不进行妥善的处理，往往会产生漏电发热的现象，严重的情况下甚至会引发火灾，危害到自动化仪表运行维护以及维修人员的人身安全。

4.3 电流过大故障

电气装置内部线路运行过程中存在着许多的常见故障，电气系统电流过大故障就是其中之一。电气装置内部的电器元件与电动机通过电流如果超过电气装置的额定电流，就会产生电气装置内部控制线路系统电流过大的问题，电流过大问题相比短路电流要小，但也需要引起注意。电气装置电流过大的问题是电气装置内部线路运行当中常见的故障，但是如果不进行及时的处理，电流过大长期发热会熔断设备的保险丝，导致电气装置全面断路，影响电气装置的正常稳定运行。

5 SIS仪表控制系统未来发展优化建议

5.1 降低硬件故障率，延长使用寿命

进一步降低硬件故障率，减少非计划停车。延长使用寿命后会给企业带来明显的经济效益，同时能推动产业进一步发展壮大。

5.2提升仪表性能检测手段

仪表的检测步骤也可以对所用仪表实施完整的检测，从而确保仪表的正常使用。并且能够保障安装仪表的的完好无损，给后续的施工与正常使用提供了有力的保障。

5.3 周期性的仪表校验调试

仪表安装工作完成后，应当对相应系统工程实施检测与调试，并对整个系统进行校验及试运行，尽快连接控制检测系统与自动化仪表系统找出设备可能存在的问题，并且及时调整，确保电气仪表工程系统正常运作。

6 结束语

综上所述，SIS仪表控制系统作为机电设备的重要组成部分，其运行的健康与稳定至关重要。SIS安全仪表技术以及自动化技术结合后的电气仪表运行准确性有了极大的提高，采用合理的优化措施才能够提高仪表控制系统的效率，促进SIS仪表控制系统高效稳定运行，保证安全仪表系统得到更好的发展与应用。

参考文献：

[1]周亮，梁兆惠.TRICON SIS系统在加热炉燃烧器管理系统上的应用[J].工业仪表与自动化装置，2018（04）：96-101.

[2]钱敏.试论安全仪表控制系统在大型化工厂中的应用与发展[J].化工管理，2019（15）：82-83.