ESD系統(Emergency Shutdown System)
ESD緊急停車系統按照安全獨立原則要求,獨立于DCS集散控制系統,其安全級別高于DCS。在正常情況下,ESD系統是處于靜態的,不需要人為干預。作為安全保護系統,凌駕于生產過程控制之上,實時在線監測裝置的安全性。只有當生產裝置出現緊急情況時,不需要經過DCS系統,而直接由ESD發出安全聯鎖信號,對現場設備進行安全保護,避免危險擴散造成巨大損失。
連續控制功能由DCS實現,安全聯鎖保護功能由ESD來實現。在應用上按照安全、獨立的原則ESD必須與DCS分開設置, 其原因:
① 降低控制功能和安全功能同時失效的概率,當維護DCS部分故障時也不會危及安全保護系統。
② ESD的響應速度越快越有利于保護設備,避免事故擴大,也有利于分辨事故原因的記錄而DCS要處理大量過程監測信息,難以快速響應。
③ DCS是過程控制系統,是動態的,需人工頻繁干預,這會引起人為誤操作;而ESD是靜態的,不需要人為干預,避免人為誤操作。
1.西門子PCS7
安全等級:?SIL2或SIL3
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2.羅克韋爾Contrologix
安全等級:SIL2
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3.橫河Prosafe-RS
安全等級:SIL3
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ESD緊急停車系統按照安全獨立原則要求,獨立于DCS集散控制系統,其安全級別高于DCS。在正常情況下,ESD系統是處于靜態的,不需要人為干預。作為安全保護系統,凌駕于生產過程控制之上,實時在線監測裝置的安全性。只有當生產裝置出現緊急情況時,不需要經過DCS系統,而直接由ESD發出保護聯鎖信號,對現場設備進行安全保護,避免危險擴散造成巨大損失。
一、系統優勢與特點
(1)ESD按照安全、獨立的原則,獨立于DCS集散控制系統,其安全級別高于DCS。在正常情況下,ESD處于靜態,不需要人為干預。作為安全保護系統的安全等級要高于生產過程控制,實時在線監測裝置的安全性。當生產裝置出現緊急情況時,不需要經過DCS系統,直接由ESD發出保護連鎖信號,對現場設備進行安全保護,避免危險擴散而造成巨大損失。有關資料顯示,人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的;當操作人員面臨生命危險時,在60 s內做出的錯誤反應決策的概率高達99.9%。因此,設置獨立于生產過程控制系統的安全連鎖十分必要,這是安全生產的重要準則。
一般的安全連鎖保護功能由DCS實現。但是較大規模的ESD按照安全、獨立的原則與DCS分開設置,其原因是:①降低控制功能和安全功能同時失效的概率,當維護DCS部分故障時也不會危及安全保護系統。②大型裝置或旋轉機械設備ESD的響應速度越快越有利于保護設備,避免事故擴大,也有利于分辨事故原因的記錄;而DCS要處理大量過程監測信息,難以快速響應。③DCS是過程控制系統,是動態的,需人工頻繁干預,這會引起人為誤操作;而ESD是靜態的,不需要人為干預,避免人為誤操作。
(2)ESD安全控制系統具有故障安全性(Fail toSafe)。即無論是裝置發生事故還是控制系統發生故障都要保證生產裝置安全停車,并使裝置處于安全狀態,從而避免事故的發生,防止對操作人員的傷害及對環境的污染等。因此,ESD對安全控制系統的硬件和軟件的可靠性要求很高。在國際安全標準IEC61508中,不同的安全等級所對應的安全控制系統的要求有詳細的規定。
為何要獨立設置ESD系統呢?
當然一般安全聯鎖保護功能也可由DCS來實現。但是對于較大規模的緊急停車系統應按照安全獨立原則與DCS分開設置,這樣做主要有以下幾方面原因:(1)降低控制功能和安全功能同時失效的概率,當維護DCS部分故障時也不會危及安全保護系統;(2)對于大型裝置或旋轉機械設備而言,緊急停車系統響應速度越快越好。這有利于保護設備,避免事故擴大;并有利于分辨事故原因記錄。而DCS處理大量過程監測信息,因此其響應速度難以作得很快;(3)DCS系統是過程控制系統,是動態的,需要人工頻繁的干預,這有可能引起人為誤動作;而ESD是靜態的,不需要人為干預,這樣設置ESD可以避免人為誤動作。
安裝ESD的意義
近半年世紀以來,工業的飛速發展給人們帶來巨大經濟效益的同時,也伴隨著越來越多的火災、爆炸等事故。特別是高溫、高壓、易燃、易爆、有毒的化工行業以及一些大型高速運轉設備,一旦發生一次事故,將會導致巨大經濟損失,輕者設備損壞,重者機毀人亡。僅美國電子工業每年因靜電造成的損失達幾百億美圓,因此,ESD防護對于減少損失、提高產品質量與生產效率具有非常重要意義。
對于大型裝置或旋轉機械設備而言,對于實時控制裝置,緊急停車系統響應速度越快越好。這有利于保護設備,避免事故擴大;并有利于分辨事故原因記錄。而DCS處理大量過程監測信息,因此其響應速度難以作得很快;DCS系統是過程控制系統,是動態的,需要人工頻繁的干預,而且DCS操作界面主要是面對操作員的,這有可能引起人為誤動作;而ESD是靜態的,不需要人為干預,這樣設置ESD可以避免人為誤動作。據有關資料,當人在危險時刻的判斷和操作往往是滯后的、不可靠的,當操作人員面臨生命危險時,要在60s內作出反應,錯誤決策的概率高達99.9%。因此,設置獨立于控制系統的ESD系統是十分有必要的,這是作好安全生產的重要準則。
在正常范圍內允許控制系統手自動切換和手動操作,但操作人員某些重大失誤也可能造成不安全,為了克服人為的不安全因素,安全系統應從一般控制系統分離出來;裝置周圍環境如發生火災或可燃性氣體、有毒氣體導致影響設備安全和人身安全時,也需要安全系統發揮作用。
ESD系統廣泛應用于石油化工,冶金,電力,輕工,紡織,鐵路,壓縮機,鼓風機等需要安全保護及自動連鎖保護的場合