一、引言 
　　石化、化工等过程工业生产装置具有高温、高压、易燃、易爆的生产特点，为了保证人员、设备的安全，设置了复杂的联锁、紧急停车系统，以在非正常工况时，针对不同情况，按照预先设定好的顺序，使机泵、阀门等动作，从而避免危险的发生或将其产生的伤害、损失控制在可以接受的范围之内。 
　　二、分析与思考 
　　（一）安全仪表系统的初步理解 
　　2000年5月，国际电工委员会正式发布了IEC61508标准，名为《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》。并在随后，又专门针对流程工业领域安全仪表系统的功能安全标准推出了IEC61511。它将使用电气（E）/电子（E）/可编程电子（PE）技术的仪表安全系统构成定义了传感器、逻辑运算器、最终元件三个部分。 
　　在IEC61508中，对应用于安全仪表系统的系统、子系统或仪表器件是需要进行SIL级别评估的，并有相应的等级认证，从低到高依次为SIL1、SIL2、SIL3和SIL4。SIL是指安全完整性等级，即Safety Integrity Level，它是以功能失效的概率来划分的。 
　　SIS是安全仪表系统的简称，即Safety Insrumented System，它控制的是联锁的从检测、逻辑运算、直至执行的全过程各个环节。严格意义上的安全仪表系统是这样形成和构成的： 
　　（二）逻辑运算 
　　天津石化公司烯烃部有乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙二醇四个生产主装置，1995年建成投产。聚丙烯、乙二醇两个装置的主要联锁系统均采用了HONEYWELL LM。该控制系统身性能就有缺陷，随着运行日期的增长软、硬件故障率愈加呈高发趋势，更加频繁地由于系统离线或卡件的冗余切换不成功而引发停车；如在2007年发生的典型案例： 
　　（1）2007.07.20 聚丙烯装置DCS软件版本升级时，须进行SWAP PRIMARY（交换主）操作，LM13在线切换失败，在主控制器仍显示正常工作的状态下造成联锁停车。 
　　（2）2007.06.01 乙二醇装置LM07主机与I/O RACK2通讯故障，在更换主卡过程中，由于系统不能自动切换到备卡，造成后工段联锁停车。 
　　鉴于上述这些问题的存在；同时又适逢集团公司于07年5月启动仪表隐患治理项目，有专项资金的支持。因此于2008年将聚丙烯、乙二醇两个装置联锁控制系统进行了改造。 
　　（三）检测传感 
　　2010年某日，乙烯装置I-1901-3突然启动。该联锁为脱甲烷塔压力联锁，联锁输入信号仅为脱甲烷塔塔顶压力PSHH373，当压力值高于720KPA时联锁启动。I-1901-3联锁设计为三取二联锁，设置了PSHH373A＼B＼C三个压力开关，当时三个压力开关全部动作，因此初步判断为是真实联锁。但工艺人员通过调用模拟量压力的趋势及结合其它工艺参数进行分析，认为该联锁有可能为误报，要求仪表人员再次进行确认。经过检查，发现三个压力开关测量点取自一个取压阀，检查该取压阀，发现已被异物堵塞，检测到的却是不是实际的工况。 
　　通过上述联锁误动作的事例，我们可以看到，采用SIL3等级的控制器仅仅是保证了整个联锁系统的多个构成环节中的一个环节的问题，检测回路、最终执行回路的问题仍然没有得到解决。按照SIL等级的验证理论，也可以使用硬件SIL等级较高的变送器构成单通道检测回路，但更实际的选择是使用低级别的变送器采用2003冗余的方式来配置。虽然高SIL等级变送器的可靠性比低级别的要好，但是只是自身的故障率小，而不是完全无故障，而且无法应对诸如端子虚接、仪表进水、测量点堵塞、信号电缆短路断路等更为常见的故障；而2003的表决方式则是检测到达逻辑运算器的信号，涵盖了取源点、线路、仪表等全部的现场故障，并采取了冗余表决的安全增强措施，综合的适用性和安全型更强。需提到的是，用硬件SIL等级较高的变送器搭建2003冗余结构，固然性能更出色，但费用高昂，对应用结果影响不大，不符合满足需要即为最好的经济性原则。 
　　（四）最终执行元件 
　　当联锁命令发出后，通常经由隔离继电器送至现场的电磁阀或是MCC。送至MCC的信号没有过多的选择余地，给出符合电气控制回路的要求的信号即可，或为闭合启动断开停止，或为启动停止分送两组信号均闭合有效或脉冲有效。对于电磁阀，如采用冗余配置，则有串联和并联两种选择方式。串联方式采用1002冗余，安全性较好，可用性稍差。并联方式采用2002冗余，可用性稍好，安全性差，但由于对输出回路的信号检测没有足够的手段，当单通道的故障出现后不易被发现，会形成事实上的在非冗余状态下运行。对于紧急停车部分用于控制切断阀门的电磁阀更多的是采用2个串联方式设置，以防止某一个电磁阀失效而造成联锁动作失效。 
　　三、结论 
　　SIS系统着重强调的是回路整体安全的概念，在工程实践中，需要采用经济、合理的技术方案，统筹考虑单独系统（如传感器、通信系统逻辑运算器、最终执行元件）中各元件以及各单独系统的组合配置，并最终寻求一种最优配置，即在达到安全度等级的前提下，合理配置经济实用的系统。