关键词：石油化工装置?安全仪表系统?设计
引言
随着石油化工自动化、智能化的发展以及人们对安全生产工作的重视，本安防爆系统的设计以及本安计算将成为工程设计中不可缺少的工作。在石油、化工工程设计过程中，在本安防爆系统设计时，首先要确定设计的装置处于哪类防爆场所，有哪些危险气体，要全面考虑整个回路中的本安参数，从变送器、本安电缆到安全栅，均要核实计算其是否满足本安回路要求。本文介绍了仪表回路安全认证的方法，及回路不能通过本质安全认证时的解决措施，在工程设计过程中具有较高的参考价值。
1关于安全仪表系统概念的介绍
一般而言，根据安全仪表系统的设计和使用所涉及的性能，该系统的安全性可分为四个级别。这种安全级别是在特定操作期间测量整个系统质量的标准，与该系统中的其他数据不同。也就是说，测量该系统安全等级的不同将使测量结果产生很大差异，其中第四和第三级别之间的差异最明显。因此，根据这种特殊性能，安全仪表系统可以应用于不同的化学工业部门。
2安全仪表系统的发展过程
欧美发达国家安全仪表系统技术一直处于领先地位。最早的安全相关系统标准出现在德国，与锅炉开关控制有关。从那时起，为了适应各种性能要求的不断提高，仪表控制技术和控制系统技术的不断发展，安全系统的标准也在不断改进和完善。改革开放以后，随着我国微电子技术和控制系统可靠性技术的发展，专用于安全系统的控制器系统迅速发展。
3安全仪表系统的设计原则
3.1可靠性
可靠性是安全仪表设计系统必然要重视的一个问题，随着石油化工企业生产规模和生产方式正在向着自动化进程的领域所发展，必然要重视这一领域的相关内容，通过对安全仪表系统的工作内容分析，在当前安全仪表的需求下，只有其能够更加可靠的完成可靠性的转会，才可以实现这一目标，一般而言，注重仪表的安全性，需要从结构硬件和软件程序两个方面，共同入手，如此才可以更好地解决其中存在的问题。
3.2便捷性
安全仪表在石油化工生产中有着不可替代的地位，这是企业在发展中，必然要面对的一个问题，为此，在仪表的设计中，除需要增加仪表的稳定性以及质量之外，还需要对仪表内的维修方式进行考量，也就是在该情况下，需要及时解决仪表在设计中所存在的相关问题，及时对各种内容进行解决，所以在仪表的设计中，就必须从方便维修和拓展的领域进行分析，确保安全仪表有着更大的适应能力。
3.3易于维护与扩展原则
我们选择的仪表应该非常方便安装，且有着较长的操作周期，维护周期较长，时间短，于此同时，在满足一期的检测和预警的情况之下，必须尽可能减少安装仪表的时间，并有效降低成本，提高经济效益。
4安全仪表系统的设计
4.1安全仪表系统的可靠性
在一段时间之内，仪表发生障碍的可能性为仪表的可靠性，仪表的可靠性同时直接决定了系统的安全指数，每个环节的可靠性都直接或者间接决定了整体的可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般来说，人们非常重视安全仪表系统的可靠性，但是往往忽视对各类检测和执行元件可靠性的检测，整个安全仪表系统的可靠性降低，从而无法满足降低风险的要求。
4.2传感器的设计
传感器对于安全仪表的工作性能有着巨大的影响，一般而言，安全仪表中的传感器性能优越，必然会让安全仪器的精度和灵敏度受到良好的影响，为此，在对其进行设计时，需要技术人员进行慎重考量。一般而言，采取独立设计原则以及冗余设置原则是提升传感器质量的重要方式。即一级安全仪表传感器是单独的，与DCS共用；二级安全仪表传感器冗余，DCS分离；3级安全仪表传感器是冗余的，与DCS分开。对于逻辑结构的选择，可以将其设置为应用程序性能、采用或结构；对于安全性能、采用和结构；当两种性能都需要保证时，需要采用三到两种格式。
4.3安全仪表系统的逻辑设计
安全仪表系统的核心是逻辑运算模式，除了较为理想的硬件控制，仪表系统还需要有完善的逻辑设计，在输入逻辑信号的基础上可以实现安全仪表系统的有效运营在工程设计中，逻辑设计的基本形式是逻辑框图和梯形图等，逻辑框图的功能图形符号应该利于理解且切实有效。
5对石油化工安全仪表有效改善的途径
5.1对传感器的冗余进行科学设计
就冗余配置而言，其在仪表系统中有着重要的地位，也是系统设计中的主要内容，但是，冗余配置的设计，并不是所有的传感器都适合该配置。将SIL作为传感器失效的主要概率要求，如果安全仪表系统中的传感器达到了此要求，就需要相关人员，对一体传感器进行选择，这样才能够使安全仪表系统满足设计的要求。当传感器满足不了SIL的要求，此时应该加强冗余传感器的使用。但是在进行冗余传感器的应用时，需要设计人员充分考虑系统的安全性问题，同时将联锁动作、次数的加强作为基础，进行逻辑结构的合理使用，既要对系统的适用性进行全面的考虑，还要保证仪表系统具有可靠的安全性，所以，在实际应该中，应该对逻辑结构中的三取二形式的结构适当使用。
5.2做好融入配置
在实际设计的过程中，会出现较多的失效率的问题，因此，相关人员在进行系统设计的过程中，需要对各个仪器的失效率等级进行充分的研究，并通过并联关系对整体系统的失效率等级进行分析。例如，当逻辑控制器的失效率等级为3级，其符合系统的具体要求，在实际设计的过程中，设计人员将其实际失效率同样控制在3级，同时分别将传感器、执行器的失效率控制在2级，那么此时整体系统的失效率通过计算和分析同样为2级，这种情况下根据安全仪表系统的具体要求，如果整体系统的失效率等级为2级，无法使系统的标准得到满足。如果出现这种情况，相关设计人员应该采取相应的措施应对，通常情况下对选用冗余配置对传感器进行改善。比如，在冗余配置的应用时，根据传感器失效率的特点选用合适的方式进行配置，通过对上述内容分析，利用二取一冗的方法，能够使系统的安全等级得到的提升。与此同时，在冗余配置的过程中，设计人员还可以对执行器、电磁阀进行同时配置，此时应该根据两者的特点进行科学合理的配置，从而使整个系统的安全等级得到了有效的提升，使其达到SIL3的标准，以此促进系统的安全性符合工作人员生产操作中的具体要求。
结束语
随着时代的发展和技术的进步，我国化学工业和其他高风险产业的安全性不断提高，但受我国的技术水平的限制，不能完全保证这些产业的职业风险系数降至最低。安全仪表系统（SIS）作为一种应用于工业生产过程的安全系统，能有效防止危险事件的发生和减少危险事件的影响，在意外事故发生时有效降低风险，确保施工操作人员的安全和各种设备的安全，避免污染周围环境。
参考文献
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论文作者:杨滨海
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：仪表论文; 系统论文; 传感器论文; 冗余论文; 可靠性论文; 石油化工论文; 回路论文; 《科学与技术》2019年第19期论文;