ESD緊急停車系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原則

1. ESD設(shè)計(jì)

1.1.遵循原則

安全度等級(jí)是設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)

　　在ESD的設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)該確定生產(chǎn)裝置的安全度等級(jí)，依據(jù)此安全度等級(jí)，選擇合適的安全系統(tǒng)技術(shù)和配置方式。

　　目前，我國(guó)對(duì)于生產(chǎn)裝置的安全度等級(jí)的劃分尚沒有設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用中應(yīng)該參照國(guó)際上的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，參比同類裝置已經(jīng)采用的ESD運(yùn)行情況，結(jié)合本企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際情況，來確定采用ESD的安全等級(jí)要求。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，石化裝置一般采用的ESD安全等級(jí)為SIL3，即TÜV的AK5或AK6。

緊急停車系統(tǒng)必須是故障安全型

　　故障安全指ESD系統(tǒng)在故障時(shí)使得生產(chǎn)裝置按已知預(yù)定方式進(jìn)入安全狀態(tài)，從而可以避免由于ESD自身故障或因停電，停氣而使生產(chǎn)裝置處于危險(xiǎn)狀態(tài)。

緊急停車系統(tǒng)必須是容錯(cuò)系統(tǒng)

　　容錯(cuò)是指系統(tǒng)在一個(gè)或多個(gè)元件出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)仍能繼續(xù)運(yùn)行的能力。一個(gè)容錯(cuò)系統(tǒng)應(yīng)該具有以下的功能：

檢測(cè)出發(fā)生故障的元件。

報(bào)告操作人員何處發(fā)生故障。

即使存在故障，系統(tǒng)依然能夠持續(xù)正常運(yùn)行。

檢測(cè)出系統(tǒng)是否已被修理恢復(fù)常態(tài)。

1.2. ESD的冗余

ESD一定是有安全證書的PLC。

應(yīng)該充分考慮系統(tǒng)掃描時(shí)間，1ms可運(yùn)行1000個(gè)梯形邏輯。

系統(tǒng)必須易于組態(tài)并具有在線修改組態(tài)的功能。

系統(tǒng)必須易于維護(hù)和查找故障并具有自診斷功能。

系統(tǒng)必須可與DCS及其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通訊。

系統(tǒng)必須有硬件和軟件的權(quán)限人保護(hù)。

系統(tǒng)必須有提供第一次事故記錄（SOE）的功能。

1.3.ESD組態(tài)

　　ESD系統(tǒng)組態(tài)的主要內(nèi)容是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、硬件配置和通訊通道的連接。控制程序的設(shè)計(jì)主要是利用硬件廠商提供的編程軟件進(jìn)行邏輯描述，只要拖、選中各種邏輯門或觸發(fā)器，進(jìn)行有機(jī)連接就可實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能。其一般步驟包括：

首先確定工藝正常時(shí)聯(lián)鎖輸入、聯(lián)鎖輸出采用常開觸點(diǎn)，還是常閉觸點(diǎn)。

依據(jù)控制方案信號(hào)邏輯關(guān)系，列出表達(dá)式，繪出邏輯圖。

根據(jù)邏輯圖，用編程軟件進(jìn)行邏輯圖的描述，即進(jìn)行離線程序的開發(fā)。

　　廠商提供的編程軟件一般都要遵守可編程控制器的IEC1131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，支持包括梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、指令表（IL）以及第三方編程器在內(nèi)的多種編程語言和方法。由于LD簡(jiǎn)單明了且執(zhí)行速度快，故一般采用此種方法進(jìn)行ESD組態(tài)。

1.4. ESD調(diào)試

　　ESD在線的調(diào)試對(duì)于檢驗(yàn)系統(tǒng)組態(tài)和控制程序的正確與否，起著關(guān)鍵的作用，其調(diào)試的具體內(nèi)容包括：

聯(lián)鎖的再次確認(rèn)

　　由工藝、設(shè)備和自控專業(yè)技術(shù)人員，討論聯(lián)鎖設(shè)置是否正確，根據(jù)工藝設(shè)備的要求，再次對(duì)聯(lián)鎖條件進(jìn)行確認(rèn)。

　　對(duì)系統(tǒng)的輸入、輸出值進(jìn)行檢查核對(duì)

　　觀察卡件診斷圖上有無顯示輸入、輸出開路的現(xiàn)象。如有，應(yīng)檢查輸入、輸出與現(xiàn)場(chǎng)儀表是否連接好，現(xiàn)場(chǎng)儀表接線是否正確。

聯(lián)鎖的調(diào)試

　　依據(jù)聯(lián)鎖圖，人為操作使聯(lián)鎖條件逐個(gè)滿足，激發(fā)聯(lián)鎖回路動(dòng)作，檢查聯(lián)鎖輸出狀態(tài)是否正確，檢查現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否靈敏，位置是否正確。

　　將可能出現(xiàn)的各種條件都予以考慮，形成各種條件組合，作為聯(lián)鎖激發(fā)條件，檢查聯(lián)鎖回路動(dòng)作是否正確。

聯(lián)鎖畫面檢查

　　由工藝專業(yè)技術(shù)人員仔細(xì)檢查工藝流程有無錯(cuò)誤，設(shè)備名稱、工藝管線，物料等標(biāo)注是否正確，聯(lián)鎖畫面的翻頁，切換和調(diào)用是否方便。

　　由自控專業(yè)技術(shù)人員檢查聯(lián)鎖畫面中的軟開關(guān)和按鈕動(dòng)作是否正確，顯示數(shù)據(jù)，圖中的色變是否正確，設(shè)備的開停狀態(tài)和電磁閥的開關(guān)狀態(tài)顯示是否正確。

檢查第一事故記錄（SOE）的功能

　　在調(diào)試過程中，可以人為改變DI或DO信號(hào)的邏輯值，然后在SOE程序中查看是否正確記錄即可。

組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的保存

　　在調(diào)試完成后，應(yīng)該將控制器中的組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)文件及時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)存，并標(biāo)注轉(zhuǎn)存時(shí)間，以便以后進(jìn)行恢復(fù)或繼續(xù)修改，避免因各種原因造成組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)文件丟失。

1.5.相關(guān)儀表的選型原則

獨(dú)立設(shè)置原則

　　為使ESD免受其他關(guān)聯(lián)設(shè)備的影響，現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循“獨(dú)立設(shè)置原則”，從檢測(cè)元件到執(zhí)行元件盡量采用專用設(shè)備或儀表。

中間環(huán)節(jié)最少原則

　　回路中儀表越多可靠性越差，典型情況是本安回路的應(yīng)用。在石化裝置中，防爆區(qū)域在0區(qū)的很少，因此可盡量采用隔爆型儀表，減少由于安全柵而產(chǎn)生的故障源，減少誤停車。

故障安全原則

　　意味著現(xiàn)場(chǎng)儀表出現(xiàn)故障時(shí)，ESD能使裝置處于安全狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)儀表采用何種故障安全配置回路，由發(fā)生的主要故障來決定的。