控制系统DCS ESD SIS 讨论帖

DCS ESD SIS 区别 共同点 各自范围 ？

SIS系统简介
处于安全生产和危险化工的需求，在危险化工系统设计过程中，除了生产控制DCS系统以外，还设有安全仪表系统—SIS，其目的就是保证安全生产的进行以及当危险将要发生时，提前进行相应动作，而保证生产及生产设备的安全，最大程度的避免危险事故的发生。先前SIS的很多功能在DCS系统中实现，特别在一些小型或危险性较差的低压低温生产系统中大多数紧急停车系统的功能集成在生产控制系统中，而不单独设置SIS系统，主要原因是在满足安全的情况下处于成本的考虑，而减少投资。但随着近年来中国工业生产越来越严重的安全事故的发生，基于安全大于一切的理念，SIS系统以是独立于生产控制系统DCS
的一套单独的安全控制系统。

ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。据有关资料，当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的，当操作人员面临生命危险时，要在60s内作出反应，错误决策的概率高达99.9%。因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的，这是作好安全生产的重要准则。该动则动，不该动则不动，这是ESD系统的一个显著特点。ESD控制系统CPU的扫描周期一般在几十毫秒，根据控制系统所扫描的控制点的数量，一般在50ms左右，所以ESD的响应时间是极为迅速的，现在国内比较流行的主流ESD系统为美国TRICONEX（由中国自动化集团-康吉森自动化代理）。

为何要独立设置ESD系统呢？当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。但是对于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置，这样做主要有以下几方面原因：

（1）降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统;

（2）对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统响应速度越快越好。这有利于保护设备，避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信息，因此其响应速度难以作得很快；

（3）DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而ESD是静态的，不需要人为干预，这样设置ESD可以避免人为误动作。

DCS----分布式控制系统
1什么是DCS？DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
2DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。

Interlock, vs. Trip, ESD & SIS

李达 2018-5-9

    在英语中有两个自动控制专业名词“interlock”和“trip”，意义相近又有区别。这两个英文舶来品在汉语中常常都被翻译为“联锁”，令人产生困惑，有点误事。
    在英语中，“interlock”一词最初是指一类相对简单的预防保护装置，用于确保当某一开关或阀门处于某种状态时，其他与其相关的开关或阀门在此时必须处于设定的某种相对应的指定状态，以确保系统安全。
    如今，“interlock”的意义已扩展到意指用于预防可能由于人为操作动作或系统控制的某一动作而引发相关的系统危险的装置或系统设置。即确保甲动作时乙必须处于某种指定状态的装置或设置。最简单的比喻就是公路铁路平交道口的公路栏杆，过火车时，栏杆放下，公路交通停止，确保交通安全；火车通过后栏杆开启，公路交通恢复，以确保交通安全。
    英文“trip”一词最初在工业界的意思就是“起跳”或“触发”，在自动控制领域则是指这样一类自动控制装置或设置：即，当位移、温度、压力、流量等控制参数达到某一预先设定的极限条件（阈值）时，此类自动控制装置或设置将自动开始执行预先设定的程序，如开启或关闭某些开关或阀门的动作等，使系统自动进入某一预先设定的稳定状态。即甲的动作或状态到了某一预先设定的阈值时，乙就必须及时地采取对应行动，以消除危险，使甲停留或恢复到稳定可控的状态，最简单的例子就是安全阀。
    两者的根本不同在于设计理念的不同，一个是针对常态或交互状态的设置或设计，另一个是针对偶发的极限事件的设置或设计。
“interlock”一般常设计成可交互变换和恢复到常态的设置，做个通俗的比喻吧，在公路铁路平交道口处，火车要来了，公路栏杆放下，行人和公路交通工具必须处于停止等待的状态，以确保火车正常安全通过，待火车通过后，公路栏杆开启，恢复和变换到行人正常通过铁路平交道口的常态设置。当然是有优先级别安排的，铁路交通处于优先的级别。这个“interlock”常常被翻译成“联锁”，这已经是约定成俗的了，个人觉得似乎翻译为“联动”更好一些，因为它就是一个有优先级别的联动机制，并且是可逆的，以确保安全，说“锁”也可以，但没有锁死，可以频繁打开，锁上。
“trip”则不同，为了确保完全，一般将“trip”设计成一旦某一参数达到预先设定阈值，装置或系统就会“触发”或“起跳”，停止在某一预先设定的稳定状态，而且必须经过人工检查核对、确认安全无误后，方可人工恢复或重置，才能继续前进或回到原始状态；一般均不设计或设置成一旦触发后具有可自动恢复到原来状态的功能，以确保消除安全隐患。
    典型的例子就是安全阀，系统内的压力一旦达到极限，安全阀就会起跳，系统内的压力得以释放，系统随之进入安全状态，但系统或装置不能，也不应自动恢复，它将停留在这一安全状态，等待人工检查核实、查找原因、干预处理，重新检验、校准和启用安全阀，而系统或装置的设置也必须从某一稳定状态或初始状态重新开始。我个人意见这个“trip”应翻译为“起跳”或“触发”。
    今天，这一概念还在继续地先前发展，时下，自动控制系统中与ESD及其后起之秀SIS就是这一理念的延伸。
    通常，自动控制系统由DCS，ESD/SIS组成。
    DCS (Distributed Control System/分布式控制系统，在国内自控行业又称之为集散控制系统)；
    ESD (Emergency Shutdown Device/紧急停车系统，SIS (Safety Instrument System/安全仪表系统)。
    在足球赛中，有裁判员和巡边员，球在边线以里时，双方球员的一切行为是规范还是违规，由裁判判定，维持比赛进行；但是，一旦球触及了边线，那就触及了游戏的底线，不归裁判判定了，由巡边员举旗吹哨，暂停比赛，然后按规则重新开始。
在这里再打个比喻，DCS的职责就类似于足球场上的裁判员，里面可能含有很多“interlock”的功能和设置，那就类似球场上用以维持正常比赛的规则，在装置里维持各个系统的正常运行；而ESD或SIS的职责则就类似于足球场边上的巡边员，时刻保持警惕，安全第一，一旦有预定的参数触底，达到设定的阈值，就会毫不客气地起跳或触发，装置立即停车，进入某一稳定的安全状态。然后则必须先经过人工检查，排除故障，确认安全后方可恢复运行或从初始状态重新开始。

<完>

gongzhuling 发表于 2018-12-22 14:26
Interlock, vs. Trip, ESD & SIS
李达 2018-5-9
    在英语中有两个自动控制专业名词“interlock”和“tr ...

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