1 分體式電磁流量計系統簡述

隨著科技發展，化工裝置的自動化水平得到了極大的提高，目前正在朝著全流程自動化和無人化工廠的趨勢發展。用于生產用的自動化控制系統，我們稱之為過程控制系統（BPCS，Basic Process Control Syetem），但是就分體式電磁流量計系統而言，其本身就是一個完整的控制系統，它與過程控制系統相對立。廣義上的 SIS 包括緊急停車系統（ESD），火災和氣體防護系統（FGS），燃燒器管理系統（BMS），安全聯鎖系統（SIS），儀表保護系統（IPS）等，是石油、化工、發電、環保、儲運等行業重要的安全保護屏障之一。與 BPCS 不同，SIS 只關注于安全方面，當所有的安全防護失效時，作為確保安全的**后屏障，SIS 一定要在很好時間采取辦法來確保全部的執行元件都在安全位置上。

2 精細化工中SIS的必要性分析

精細化工中常用到的化學反應有加氫反應、硝化反應、氯化反應、氧化反應等數十種。就硝化反應而言，硝化反應是向大分子有機物中加入硝基的過程，反應過程中需要用到的原料有高腐蝕性的濃硫酸和濃硝酸的混酸，甲類可燃液體甲苯等，硝化反應本身也是一個放熱反應，同時如果溫度有所提升的話，也會導致硝化反應速率提高，所產生的熱量自然也會隨之增加，以至于造成反應溫度無法得到有效的控制而產生爆炸的情況。硝化產品一般為多硝基化合物和硝酸酯，一旦受到撞擊、摩擦或者是溫度過高的話都會有爆炸情況產生，因此硝化反應從原料到成品可謂是危險重重，稍有不慎就會導致嚴重的后果。不但硝化反應具有一定的危險，在國嘉安監總局公布的《重點監管的危險化工工藝目錄》當中所提到的一些工藝也同樣具有很高的危險性。隨著社會的進步，對物質水平的需求也越來越高?；ぷ鳛閲窠洕闹еa業，規模也越來越大，裝置的危險性也越來越高。社會各個方面都高度重視化工企業的安全性，始終堅持安全生產。SIS的產生使事故的發生幾率降低了許多，從根本上確保了裝置的可靠運行，因此 SIS 已經成為保證企業安全生產的主要手段之一。

3 安全完整性等級和保護層分析

3.1 安全完整性等級

提到 SIS 系統，就離不開安全完整性等級的概念，通過HAZOP（危險與可操作性分析）對生產裝置進行全面考察分析，按照工藝流程對反應過程中的每一根管道、每個設備逐步地分析其可能存在的危險及危險發生原因，有針對性的提出相應的解決對策。根據 HAZOP 結果確定哪些地方需要增加SIS 系統，安全完整性等級（SIL）是指針對當前可能發生事故，假設其他防護手段無法將事故發生風險降低至企業可接受風范圍以內時，需要增加安全聯鎖回路（SIF）來保證裝置的本質安全，此時根據當前 SIF 回路的失效概率確定的等級即為該 SIF 回路的安全完整性等級。

3.2 保護層分析（LOPA）

保護層分析（LOPA）是簡化的風險評估工具，我們針對HAZOP 結果，找出事故發生的初始原因，按照時間順序發揮找出所有的獨立保護層，在假設所有的獨立保護層都失效的情況下，根據各個保護層失效概率計算出事故后果出現的可能性。LOPA 是一種半定量分析，是進行 SIL 定級的**常用的方法之一。

4 精細化工裝置中SIS的應用

SIS 設計是將分體式電磁流量計系統在工程裝置中實際應用的很好步，而 SIL 等級對 SIS 設計有著直接的影響，所以 SIL 等級確定之后，就可以針對當前 SIF 回路進行 SIS 的設計。下面以硝化反應為例，探析 SIS 在精細化工裝置中的應用。

4.1 儀表元件設計

硝化反應的特點就是反應過程產生的大量的熱量，因此穩定的溫度是保證反應在可控狀態下進行的關鍵。在反應釜上設置溫度變送器，用來檢測反應溫度。另外反應釜攪拌電機的工作狀態是保證物料溫度均勻的關鍵因素。當反應溫度超過設定值，或者攪拌電機停止或故障時，將進料閥門盡數切斷，同時打開應急冷凍水管道降溫，同時還要及時打開應急槽閥門，待物流排入之后將應急處理工作做好。所有閥門在故障狀態時都應處于安全位置。需要注意的是，為了保證變送器、閥門的失效概率數據的可靠性，我們選用的變送器、閥門均需要具有經過 TUV 認證的 SIL 等級。

4.2 系統與SIS邏輯設計

SIS 的邏輯運算系統是 SIS 的核心和靈魂，合理可靠的硬件配置是保證 SIS 系統安全有效的基礎，SIS 的邏輯控制器在軟件出現故障時，必須要做到可以自行診斷，可以根據設計的預定辦法，來確保能夠順利進入到安全狀態當中。除了正常條件觸發聯鎖，在現場和操作臺上都應配備緊急切斷按鈕，當緊急切斷按鈕按下時，執行機構能夠執行相應的安全聯鎖，緊急切斷按鈕應該具有防誤觸的措施，另外軟件的檢修旁路不應接入緊急切斷按鈕中。

4.3 軟件和硬件的冗余設計

根據我們確定的 SIL 等級，SIS 對冗余性的要求也不同。SIF 回路安全完整性等級為1級時，可采用單一測量儀表 ；2級時，宜采用冗余設置；等級大于3級時，必須采用冗余設置；冗余方式根據系統對可用性和可靠性要求的差異性采用“與”或“或”邏輯要求。冗余技術還被應用于邏輯控制器的電源、中央助理、通信以及輸入輸出等單元當中。

4.4 分體式電磁流量計系統的管理、維護

在正式投入使用之后，要想有效確保分體式電磁流量計系統的穩定運行，就必須對其進行良好的管理?？偟膩碇v可以從以下幾點來進行 ：shou先，做好維護人員的培訓工作，讓其能夠真正地掌握維護分體式電磁流量計軟、硬件的能力以及具體的操作步驟 ；其次，結合實際情況來進行維護條例以及相關管理制度的制定，同時在系統進行檢修或者是停止運行的時間內對其進行檢查和測試，從根本上保證其正常實施 ；**后，一定要保存好分體式電磁流量計系統的相關設計程序以及軟件組態編程等，記入需要進行邏輯修改等情況時，需要在很好時間將相關的信息進行更新處理，同時做好備份工作。

5 結束語

在進入21世紀之后，由于科技水平的不斷提高使各個行業都取得了很大的突破和發展，分體式電磁流量計系統的投用，很大程度上提高了化工裝置的安全性。然而任何措施都不可能做到很好的杜絕事故，在遇到問題的時候，應該保持發展的心態，始終將安全和環保擺在很好位，抱著積極的態度去解決，在使用更好的科技水平時對其進行完善。