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1、(ESD:EmergencyShutDown)紧急停车系统EMAIL:ningcai@sohu.comTel:025-58138260,83587362,83310830第一讲概述第二讲设计及应用原则、技术第三讲应用实例紧急停车系统紧急停车系统：ESD:EmergencyShutDownSIS:SafetyInterlockingSystem是对生产装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行响应和保护，使生产装置进入一个预定义的安全停车工况，从而使危险降低到可以接受的最低程度，以保证人员、设备、生产和装置或工厂周边社区的安全。ESD——第一讲概述第一讲ESD概述SIS:
2、SafetyInterlockingSystem安全联锁是在装置出现异常情况时，装置继续运行，但自动转入另一种运行模式。石油化工装置安全联锁的模式主要有以下几种:降低处理能力；改变工艺流程；循环处理。ESD——第一讲概述安全联锁系统ESD——第一讲概述PCS、SIS、ESD在化工生产过程中的作用PCS(ProcessControlSystem)过程控制系统SIS系统ESD系统化工过程、ESD五种状态ESD——第一讲概述序号过程状态系统状态生产状态结果描述1故障/停车避免了事故,可在较短时间内恢复生产2故障故障未停车系统所发生的故障是危险故障,紧急停车系统功能丧失,装置继续运行将
3、导致重大损失或灾难性事故,需较长时间才能恢复生产3正常正常运行计划中的生产过程4正常故障运行分两种配置来讨论:1)若系统是冗余配置,其中的一个系统出现了故障,虽未导致停车,但整个系统仍能执行紧急停车功能,则说明该系统具有容错能力,系统可用性高。系统发生的故障可能是安全故障,也有可能是危险故障。2)若系统为非冗余配置,则说明系统所发生的故障是危险故障,系统已丧失作为一个紧急停车系统的功能。这对于按故障安全原则设计的系统是小概率事件,对于未按故障安全原则设计的系统是高概率事件,有导致本表第2种情况的潜在可能5正常故障停车没有意义的停车,造成人力、财力、物力及时间、效益的损失。说明系
4、统是一个没有容错能力的系统,是一个故障安全系统紧急联锁回路原理图ESD——第一讲概述安全等级与危险概率ESD——第一讲概述安全等级每小时危险故障概率SIL410-9<10-8SIL310-8<10-7SIL210-7<10-6SIL110-6<10-5安全等级与诊断覆盖率的关系诊断覆盖率允许故障概率012无SIL1SIL2SIL3低（60%）SIL2SIL3SIL4中（90%）SIL3SIL4SIL4高（99%）SIL4SIL4SIL4系统的自诊断覆盖率是一个与安全性密切相关的性能指标,诊断覆盖率越高,则发生危险故障的概率就越低,系统的安全性越高。ESD——第一讲概述ESD可靠
5、性和可用度ESD——第一讲概述可用度(A)是系统在整个任务时间中工作全过程的可能性。如果一直工作,那么可用度为1。A=工作时间/任务时间可用度是可靠性的参数,考虑平均无故障时间(MTBF)和平均停车时间(MDT),可以得到可用度的另一个计算方法。A=MTBF/(MTBF+MDT)平均无故障时间是用于表示在故障出现之前系统或设备预想的可工作时间。平均停车时间实际上是系统中存在故障的平均诊断时间(MTDF)与平均故障修复时间(MTTR)的和。MDT=MTDF+MTTRESD可靠性和可用度ESD——第一讲概述其中平均故障修复时间又是平均确定故障位置的时间(MTDL)、平均更换故障元件
6、时间(MTFR)与平均使系统恢复可操作条件时间(MTRO)之和。MTTR=MTDL+MTFR+MTRO单个模件平均停车时间可以结合制造厂提供的MTBF数值和可用度的值得到。对故障安全故障(FTS),故障是自显的，MTDF=0,因此A=MTBF/(MTBF+MTTR)对于故障危险故障(FTD),MTDF是最重要的,经常决定整个可用度,因为这个量通常比MTTR大得多,因此A=MTBF/(MTBF+MTDF)可用度高并不代表系统故障安全可用度与故障安全是安全联锁系统的两个重要概念。可用度高并不代表系统故障安全。它们的区别在于：可用度是基于导致系统停车的故障进行计算的，可是在引起系统进
7、入安全状态的故障(FTS故障)和引起系统进入危险状态的故障(FTD故障)之间没有区别，因此可用度只是系统故障频度的度量；故障安全是系统在故障时按一个已知的预定方式进入安全状态。高可用度的重要性在于系统很少出现进入安全状态或危险状态的故障；故障安全的重要性在于即使系统出现故障时，也不会出现灾难性事故。部分系统可以通过牺牲它们的操作安全的能力来保持高可用度。PLC比继电器具有更高的可用度，因此石油化工装置中安全联锁系统应优先选用PLC。ESD——第一讲概述第二讲ESD的设计及应用在化工生产装置中
