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摘要：目前，石油化工生產的发展正趋向于一体化、大型化及智能化，这对于石油化工工艺水平、生产规模等带来了较为严峻的挑战。而石油化工生产过程中，各种危险事故发生的概率也在不断增加，因此安全生产成为了石油化工生产中必须重视的问题。本文针对石油化工安全仪表系统的设计与可靠性进行了分析。
关键词：石油化工;安全仪表系统;设计;细节问题
一、设计石油化工安全仪表系统根本原则
1.1仪表系统可靠稳定性的保障
由于石油化工厂安全仪表的特殊性和其独特的功能，在仪表系统的设计中，首先要保证的是系统在运行过程中的安全性、可靠性和稳定性。而这正是在设计石油化工安全仪表系统时务必确保的一个重要性的原则。而要达到这一原则，那么就需要在系统设计时，考虑周全，包括系统设计、元器件的选择使用，软件编程等多方面因素，最大力度的保证仪表系统的绝对安全性。需要做到在生产装置仪表系统的开车、停车的阶段中，以及执行和维护操作这一时期，要能够确保人员健康、设备环境的安全性。
1.2保证仪表功能稳定健全
要能够将石油化工装置安全仪表的功能最大化的起到作用，可以最大效率的完成化工行业对仪表数据监察、安全预警等方面，那就必须要作到石油化工安全仪表在功能上的完全性，确保系统的稳定性，这些自然同样也是系统设计的另一个重要的原则。在仪表设计时，对设计人员必须要求有针对的研究系统具体情况，对现场实地勘察，精确的了解仪表工作运作的基本状况，保证设计仪表功能的全面和最佳的适应性。
1.3要求仪表日常维护和升级扩展
在安全方面来说，石油化工行业是有着绝对性的要求，要达到这一要求，便需要完善对于仪表的一个日常维护，而在仪表的选择上面，则需要满足安装简单、应用便利，修护时简单方便等等的要求。除了要能够达到仪表监察、告警的要求之外，还需要尽量的降低装置系统仪表的个数，尽可能的减削系统装置仪表的本金、增大系统的经济效益。另外，还需要有长远的发展意识，保留一定放置仪表的空间，来保证生产发展以及水平提升后的需求。
二、改善石油化工安全仪表系统的有效途径
2.1科学设计传感器冗余
针对安全仪表系统来说，在实际设计过程中，并非要对所有的传感器都进行冗余配置，如果系统中一台传感器平均失效率概率达到了SIL的具体要求，需要选择一台传感器，便可以满足要求;而如果一台传感器无法满足SIL的具体要求，可以对冗余传感器进行应用，选择冗余传感器方式时，要对系统的具体安全性进行全面考虑，以增加联锁动作次数作为代价，对“或”逻辑结构进行应用;不仅需要确保系统的安全性，同时，还要考虑系统的可用性，因此，应当对三取二逻辑结构进行应用。
2.2整体设计安全仪表系统
一个安全仪表功能（SIF）安全完整性SIL，其由SIF逻辑控制器、传感器、执行器等各项内容共同确定。SIF的SIL=逻辑控制器SIL+传感器SIL+执行机构SIL，需要研究人员注意的是，该出SIL指的是其等级相对应的失效概率。例如，逻辑控制单元SIL3级，其失效概率约为0.01%～0.1%;传感器SIL2级，其对应的失效概率为0.1%～1%;执行结构SIL1级，对应的失效概率为1%～10%，虽然在系统中逻辑控制器为IL3，但安全仪表系统在实际应用过程中，其SIL的等级仅为SIL1，这也就会降低安全仪表系统的可靠性。
2.3做好相应的冗余配置
如果SIF等级的具体要求为SIL3，而实际配置逻辑控制的为SIL3，传感器失效概率为SIL2，终端执行器为SIL2，整个系统安全等级都为SIL2，所以无法满足相应的要求标准。此时，对传感器进行冗余配置，例如，通过二取一冗的方式，是系统的安全等级能够达到SIL3。同时，也可以通过对电磁阀或执行器进行适当的冗余配置，从而提高执行器的安全等级，使其能够达到SIL3，从而使整个系统在应用过程中的安全性能够满足人们的应用要求。需要相应操作人员特别注意的是，如果在设计系统过程中，采用的二取二传感器冗余结构，要确保采用的两个传感器的性能都要能够达到应用要求标准，系统在运行过程中，如果其中一个传感器的出现问题，都会导致二取失效，同单个传感器相比，二取而冗余配置传感器的应用，无法提高SIL等级。因此，在具体问题分析过程中，应当依据实际情况而定，盲目的通过冗余配置提升SIL是不合理的。
三、分析安全仪表可靠性容错设计
在进行石化安全仪表系统设计期间，相应的工作人员要先对仪表保护的对象，以及相应的工艺情况进行安全等级评估，具体等级是基于在实际生产期间，事故发生的具体几率，以及对相应的工作人员的人身危害的实际程度，完成相应的划分工作。
针对安全等级相对较低的SIL1工艺设备连锁保护回路，在实际设计过程中，可以放在DCS，从而降低成本。而针对可以造成安全事故、环境破坏、人生伤害等级相对较高的回路SIL2、SIL3，则将其放在安全仪表系统中，对其具体功能加以实现。现代市场中仪表供应商多，种类繁多，其性能和质量都各不相同，因此，为了确保仪器表在具体应用期间的可靠性，在对设备选用时，应当具备以下两条条件：①权威结构出示的SIL认证证书;②长期应用获得专门机构或验证测试，并且要对供应商的清单进行录入，内容应当详细到设备的型号、品牌，以及软件的具体版本。
四、结语
石油化工系统的安全所涉及的是方方面面，在这里只能就一些基础性的理念作为概括介绍。而想要完成安全工作，仅仅靠几个人是不现实的，需要的是一个团队的存在。要想做好石油化工仪表工作，设计部中需要各方面的专家组建成一个团队，另外在外部也需要和业主、生产制造商、以及施工单位有良好的沟通，建立成一个良好的团队。只有做到妥善管理，才能真正的确保安全问题的解决，而这一点是整个过程中所必需的。
参考文献：
[1]翟仲曦，李俊杰.石油化工工艺包安全仪表系统设计探讨[J].石油化工自动化，2017，53（03）：21-23+30.
[2]纪红霞，张永辉.石油化工仪表控制系统的应用分析[J].仪器仪表用户，2017，24（04）：63-65.
[3]张华莎.石油化工油品储罐自动化仪表及工程设计[J].石油化工自动化，2015，51（06）：6-13.
（作者单位：中油辽河工程有限公司）
作者简介：傅菲菲（1982.10.25），性别：女;籍贯：山东省博兴县;民族：汉;学历：研究生、硕士;职称：工程师;职务：自控仪表设计;研究方向：控制理论与控制工程。
关键词：石油化工;安全仪表系统;设计;细节问题
一、设计石油化工安全仪表系统根本原则
1.1仪表系统可靠稳定性的保障
由于石油化工厂安全仪表的特殊性和其独特的功能，在仪表系统的设计中，首先要保证的是系统在运行过程中的安全性、可靠性和稳定性。而这正是在设计石油化工安全仪表系统时务必确保的一个重要性的原则。而要达到这一原则，那么就需要在系统设计时，考虑周全，包括系统设计、元器件的选择使用，软件编程等多方面因素，最大力度的保证仪表系统的绝对安全性。需要做到在生产装置仪表系统的开车、停车的阶段中，以及执行和维护操作这一时期，要能够确保人员健康、设备环境的安全性。
1.2保证仪表功能稳定健全
要能够将石油化工装置安全仪表的功能最大化的起到作用，可以最大效率的完成化工行业对仪表数据监察、安全预警等方面，那就必须要作到石油化工安全仪表在功能上的完全性，确保系统的稳定性，这些自然同样也是系统设计的另一个重要的原则。在仪表设计时，对设计人员必须要求有针对的研究系统具体情况，对现场实地勘察，精确的了解仪表工作运作的基本状况，保证设计仪表功能的全面和最佳的适应性。
1.3要求仪表日常维护和升级扩展
在安全方面来说，石油化工行业是有着绝对性的要求，要达到这一要求，便需要完善对于仪表的一个日常维护，而在仪表的选择上面，则需要满足安装简单、应用便利，修护时简单方便等等的要求。除了要能够达到仪表监察、告警的要求之外，还需要尽量的降低装置系统仪表的个数，尽可能的减削系统装置仪表的本金、增大系统的经济效益。另外，还需要有长远的发展意识，保留一定放置仪表的空间，来保证生产发展以及水平提升后的需求。
二、改善石油化工安全仪表系统的有效途径
2.1科学设计传感器冗余
针对安全仪表系统来说，在实际设计过程中，并非要对所有的传感器都进行冗余配置，如果系统中一台传感器平均失效率概率达到了SIL的具体要求，需要选择一台传感器，便可以满足要求;而如果一台传感器无法满足SIL的具体要求，可以对冗余传感器进行应用，选择冗余传感器方式时，要对系统的具体安全性进行全面考虑，以增加联锁动作次数作为代价，对“或”逻辑结构进行应用;不仅需要确保系统的安全性，同时，还要考虑系统的可用性，因此，应当对三取二逻辑结构进行应用。
2.2整体设计安全仪表系统
一个安全仪表功能（SIF）安全完整性SIL，其由SIF逻辑控制器、传感器、执行器等各项内容共同确定。SIF的SIL=逻辑控制器SIL+传感器SIL+执行机构SIL，需要研究人员注意的是，该出SIL指的是其等级相对应的失效概率。例如，逻辑控制单元SIL3级，其失效概率约为0.01%～0.1%;传感器SIL2级，其对应的失效概率为0.1%～1%;执行结构SIL1级，对应的失效概率为1%～10%，虽然在系统中逻辑控制器为IL3，但安全仪表系统在实际应用过程中，其SIL的等级仅为SIL1，这也就会降低安全仪表系统的可靠性。
2.3做好相应的冗余配置
如果SIF等级的具体要求为SIL3，而实际配置逻辑控制的为SIL3，传感器失效概率为SIL2，终端执行器为SIL2，整个系统安全等级都为SIL2，所以无法满足相应的要求标准。此时，对传感器进行冗余配置，例如，通过二取一冗的方式，是系统的安全等级能够达到SIL3。同时，也可以通过对电磁阀或执行器进行适当的冗余配置，从而提高执行器的安全等级，使其能够达到SIL3，从而使整个系统在应用过程中的安全性能够满足人们的应用要求。需要相应操作人员特别注意的是，如果在设计系统过程中，采用的二取二传感器冗余结构，要确保采用的两个传感器的性能都要能够达到应用要求标准，系统在运行过程中，如果其中一个传感器的出现问题，都会导致二取失效，同单个传感器相比，二取而冗余配置传感器的应用，无法提高SIL等级。因此，在具体问题分析过程中，应当依据实际情况而定，盲目的通过冗余配置提升SIL是不合理的。
三、分析安全仪表可靠性容错设计
在进行石化安全仪表系统设计期间，相应的工作人员要先对仪表保护的对象，以及相应的工艺情况进行安全等级评估，具体等级是基于在实际生产期间，事故发生的具体几率，以及对相应的工作人员的人身危害的实际程度，完成相应的划分工作。
针对安全等级相对较低的SIL1工艺设备连锁保护回路，在实际设计过程中，可以放在DCS，从而降低成本。而针对可以造成安全事故、环境破坏、人生伤害等级相对较高的回路SIL2、SIL3，则将其放在安全仪表系统中，对其具体功能加以实现。现代市场中仪表供应商多，种类繁多，其性能和质量都各不相同，因此，为了确保仪器表在具体应用期间的可靠性，在对设备选用时，应当具备以下两条条件：①权威结构出示的SIL认证证书;②长期应用获得专门机构或验证测试，并且要对供应商的清单进行录入，内容应当详细到设备的型号、品牌，以及软件的具体版本。
四、结语
石油化工系统的安全所涉及的是方方面面，在这里只能就一些基础性的理念作为概括介绍。而想要完成安全工作，仅仅靠几个人是不现实的，需要的是一个团队的存在。要想做好石油化工仪表工作，设计部中需要各方面的专家组建成一个团队，另外在外部也需要和业主、生产制造商、以及施工单位有良好的沟通，建立成一个良好的团队。只有做到妥善管理，才能真正的确保安全问题的解决，而这一点是整个过程中所必需的。
参考文献：
[1]翟仲曦，李俊杰.石油化工工艺包安全仪表系统设计探讨[J].石油化工自动化，2017，53（03）：21-23+30.
[2]纪红霞，张永辉.石油化工仪表控制系统的应用分析[J].仪器仪表用户，2017，24（04）：63-65.
[3]张华莎.石油化工油品储罐自动化仪表及工程设计[J].石油化工自动化，2015，51（06）：6-13.
（作者单位：中油辽河工程有限公司）
作者简介：傅菲菲（1982.10.25），性别：女;籍贯：山东省博兴县;民族：汉;学历：研究生、硕士;职称：工程师;职务：自控仪表设计;研究方向：控制理论与控制工程。