1、DCS控制系統安全驗收評價引言（1）近年來，自動化控制系統，特別是集散控制系統（DCS控制系統）在石油、 化工、電力、冶金、輕紡行業中得到廣泛的應用。在降低能源和原材料消耗、提 高產品質量、確保安全生產、改善和加強企業管理等方面已取得了明顯的經濟效 益和和社會效益.同時，這種生產過程的大型化、連續化、自動化發展趨勢和在 集控室內的集中控制,也增加了安全生產的復雜性。本文針對DCS控制系統的特 點，就安全驗收評價中涉及的有關技術問題進行闡述.安全評價的總體要求（2）總體要求是:DCS控制系統應能在異常情況下控制設備和裝置不發生危險， 必要時控制裝置要能自動切換到備用電源和備用設備或裝置中去；調節

2、裝置要有 連鎖，以防止誤操作和自動調節裝置的誤通、誤斷;要評價緊急事故開關的設置 情況。下列情況須設置緊急事故開關：（1）發生事故時,不能通過停車開關來終止危險的運行；（2）不能通過總開關來迅速中斷若干個造成危險的運行單元；（3）由于中斷某個單元能出現其它危險；（4）控制臺不能看到所控制的全部裝置和設備，無法分析判斷和實施有效 控制。緊急事故控制要有防止災害的措施,如防竄壓、防逆轉等措施。緊急事故開 關應該用紅色，并能明顯區別其它開關。主要危險因素的識別（3）2.1主要危險因素及相關作業場所DCS控制系統的主要危險因素有:控制系統斷電;控制站失靈;儀表損壞和 電氣聯鎖失效等。主要危險因素的相關

3、作業場所是集中控制室和在現場的檢測儀表、執行機 構.2。2 DCS控制系統所涉及的危險因素及存在的部位DCS控制系統斷電、控制站失靈和電氣聯鎖失效將導致系統的非正常停機。 對于有毒和高溫、高壓設備而言可能導致有毒物質的泄漏、引發火災或高壓設備 的爆炸。危險因素存在的部位是UPS電源、DCS控制器和可編程控制器（PLC控 制器）。儀表損壞將導致系統的非正常運行。特別是執行機構損環將導致控制失靈， 對于有毒和高溫、高壓設備而言可能導致有毒物質的泄漏、引發火災或高壓設備 的爆炸。危險因素存在的部位是現場的檢測儀表、執行機構。危險因素安全控制措施（4）首先,要制定DCS控制系統的安全應急救援預案，并組

4、織員工按照安全應急 救援預案進行演練.其次，必須針對主要危險因素制定相應的安全控制措施，具 體是：3.1DCS控制系統斷電的安全控制措施DCS控制系統通常采用UPS電源，以保證在供電電源斷電后，仍能在規定 時間內將系統關閉在安全狀態，這就要定期檢查UPS電源的工作狀態和容量，對 于冗余電源,應分別切換，確認系統運行正常。3.2控制站失靈的安全控制措施進行控制站冗余安全試驗3.2。1在操作站上調出系統狀態顯示畫面，確認控制站OK,在另一操作臺 上調入該控制站內的某一位號，送420mA信號于該位號，記錄測量值（PV）、 給定值（SP）和輸出值（OP）;3。2。2控制站電源開關置于“OFF”狀態，確

5、認冗余的控制站自動投入控制 運行,PV、SP和OP值保持不變；3。2。3主控制站電源開關恢復“ON”狀態，再確認PV、SP和OP值不變； 3.2.4重復以上步驟檢測冗余控制站.3.3儀表損壞的安全控制措施3.3。1把好儀表入口關，”三證齊全方可使用.三證包括生產許可證、 出廠的合格證及化驗單、試驗報告等。3。3。2定期檢查、校驗強制性檢測的儀表運行情況，以避免儀表失靈.3.3。3對于重要聯鎖保護系統開關量儀表的整定，及重要調節回路的儀表 單體調試，其整定調試完畢到儀表投用之間的存放時間不宜不超過2個月.3。 3。 4儀表應備有足夠的備品、備件。3.3。5 儀表應具備如下技術資料：儀表卡片、儀表

6、說明書,檢修校驗記錄、 流量計算數據、儀表控制流程圖和重要的接線圖，以及儀表的設計（包括孔板和 調節閥的計算）安裝和檢修資料。3.3。6當在線儀表發生損壞時，DCS控制系統應能及時的顯示、報警，必要 時,可啟動聯鎖保護系統按規定要求動作，以確保工藝裝置的安全生產或停機。3。3。7 電氣聯鎖失效的安全控制措施進行聯鎖保護系統安全試驗 聯鎖保護系統邏輯設計原則必須滿足工藝裝置的安全運行,在發生異常情 況時發揮作用,使聯鎖保護系統按規定要求動作，以確保工藝裝置的生產安全, 避免重大人身傷害及重大設備損壞事故。按照用途，電氣安全聯鎖裝置可分為防止觸電事故的聯鎖裝置、排除電路故 障的聯鎖裝置、執行安全程

7、序的聯鎖裝置和防止非事故的聯鎖裝置。按照試驗順 序，電氣安全聯鎖裝置可按手動聯鎖試驗、自動聯鎖試驗、機組聯鎖試驗來進行。3.4.1 手動聯鎖試驗對整個邏輯回路所包含的現場輸入點,采用模擬現場條件的辦法，每次只選 擇一個能直接影響控制輸出接點狀態的輸入點進行測試，而短接或斷開回路中其 他相關現 場輸入接點.分別使測試點短接或斷開，來檢驗輸出接點的動作是否滿 足設計的聯鎖功能,然后對能影響這一輸出接點狀態的所有輸入點逐一進行檢 查，以檢驗整個 邏輯回路要求的機械設備和閥門開停（啟閉）動作信號、聲光 信號、動作時間等是否符合設計要求，試驗完畢恢復接線。3。4。2 自動聯鎖試驗由工藝操作人員現場配合，

8、制造模擬生產現場,待儀表各回路投入正常運行 后，按照邏輯圖在現場逐項進行故障模擬，檢查現場機械設備和閥門開停（啟閉） 動作、動作時間、控制室內顯示的狀態和聲光信號等聯鎖系統均應在手動試驗合 格后進行自動聯鎖試驗。3.4.3 機組聯鎖試驗 機組聯鎖保護系統應在潤滑油、密封油系統正常運行的情況下進行試驗。 機組啟動、停車試驗時，應切斷電動機的供電線路，采用接觸器的吸合與釋放模 擬機組的啟動、運行、停車并應滿足以下要求：所有啟動條件均滿足時，機器方可啟動；任一條件不滿足時，機器均不啟動；在運行中，某一條件超越停車設定值，應立即停車；啟動、運行、停車時的音響、燈光應符合設計要求；綜合上述,DCS控制系

9、統的主要危險因素是控制系統本身產生的不安全因 素，只有通過對DCS控制系統全面的安全檢查、安全試驗來解決。安全評價工作 也必須從這二個方面人手。安全檢查（5）（5）DCS安全檢查4。1系統送電的安全檢查4.1。1送電前系統安全檢查接地系統安全檢查AC安全接地和DCS系統接地是否符合制造廠和設計要求；檢查盤內接地、 盤間連接是否正確；檢查盤設備接地是否合格；檢查系統內接地正確與否。電源系統安全檢查：檢查電源柜開關容量是否符合設計要求；檢查電源柜到各設備的電源線正確與否；火線、零線的對地電阻，以及線 間絕緣電阻是否符合要求。4.1.2系統送電安全檢查電源系統、接地系統檢查一切正常后，在UPS正常運

10、行后，在DCS專家、廠 家,監理部門和施工單位共同參加的情況下，可以送電.送電前，須檢查所有開關 必 須是OFF狀態，在DCS專家指導下按順序送電，同時觀察每一個節點受電后的 節點狀態及地址、指示燈閃爍方式、CRT畫面和所有卡件顯示是否正常。4.2現場儀表的安全檢查 現場儀表必須“測量靈敏，控制可靠”，其基本標準如下:4.2。1全套儀表（包括測量元件、引線、調節閥附件等）安裝正確，管線橫 平、豎直、無慘漏，導線排列整齊，信號線無干擾，符合相應要求。4.2。2全套儀表整體整潔，零部件完整無缺，無嚴重損銹蝕。4。2。3儀表刻度清晰、鮮明，記錄打印清晰。4。2。4儀表的測量系統必須靈敏，靈敏度不得低

11、于允許值。4.2.5指示誤差符合相應儀表的技術要求。4.2。6儀表應具備如下技術資料：儀表卡片、儀表說明書、檢修校驗記錄、 流量計算數據、儀表控制流程圖和重要的接線圖,以及儀表的設計（包括孔板和 調節閥的計算）安裝和檢修資料。有關生產許可證、出廠合格證及化驗單、試驗 報告等.4.3報表的檢查 報表的檢查應包括事故報警的檢查及年報、月報、日報的檢查，檢查項目 包括報表題頭、報表格式、打印數據、被報告的設備、計劃打印的順序、打印的 要求內容等。安全試驗（6）DCS控制系統的安全試驗是指對整個裝置控制方案的檢測，應按照檢測系 統、調節系統、報警系統、聯鎖保護系統、冗余系統、輸入/輸出（I/O）系統分

12、 別進 行安全調試，達到具備試車的條件。試驗合格填寫系統試驗記錄,由甲方有 關人員現場共同確認，并在確認單上簽字;對于重要聯鎖保護系統開關量儀表的 整定，及 重要調節回路的儀表單體調試，其整定調試完畢到儀表投用之間的存 放時間不宜超過2個月.5。1檢測系統安全試驗 結合儀表單校時的方法，在檢測系統的信號發生端輸入模擬信號（比如，熱 電偶溫度計從現場加mV信號；壓力、差壓變送器可用于壓鉗和FLUKE741及其配 套模塊從變送器輸入端加壓力或差壓信號），在操作站的CRT顯示屏上檢查PV 值，計算系統誤差，其誤差值不應超過系統內各單元儀表允許基本誤差平方和平 方 根值。系統校檢點不得少于3點，分別為

13、設汁量程的0、25、100%。帶報警點的檢測系統同時應在操作站CRT顯示屏上對報警功能進行檢查，增 大或減小輸入信號，確認報警值與設計值是否相符,報警動作是否正常報警,以及 畫面上是否有報警信息顯示。5.2調節系統安全試驗在操作站CRT顯示屏上把調節器輸出設定到手動狀態，用手動方式輸出4 20mADC信號，檢查現場執行器從始點到終點的全行程動作及回迅器動作應良好， 精度合格；同時確認流程圖畫面上相應閥的顏色發生變化。基地盤控制系統則用 手動操作系統的輸出信號進行上述檢查。5。3 報警系統安全試驗系統中的信號輸入元件，如壓力開關、溫度開關、液位開關及各種儀表的 附加報警機構應根據設計提供的設定值

14、進行參數整定,沒有設計認可,設定值不 得隨意改 變：根據線路原理圖，提供系統的動作狀態表，在全部線路接通的情 況下，逐點輸入測量信號，在操作站的 CRT 顯示屏上相應符號的 PV 狀態應與輸 入的信號相 符，同時確認報警笛響及畫面上的報警信息.5。4 系統的冗余安全試驗5。4。1 網絡通訊電纜冗余安全試驗在系統狀態顯示畫面上，確認網絡通道的A與B電纜狀態顯示為綠色；除去電纜A或接線端子，檢查電纜B可否切換，電纜A顏色同時變成黃色, 且不影響網絡通道正常運行；恢復網絡通道的A的電纜，待A電纜顏色變綠時，再用同樣的方法檢查 B 纜。5.4.2I/O 卡件冗余安全試驗在操作站上調出控制站細目顯示畫面

15、，確認全部I/O卡件狀態“OK”。 在另一個操作站上調出該卡件含有某一位號，輸入420mA信號給該位號，記錄 PV、SP 和 0P 值；關閉主I/O卡件的電源開關，確認冗余的I/O卡件自動投入控制運行，控 制站細目顯示畫面狀態正確，確認其PV、SP和OP值保持不變；主I/O卡件電源重新置于“ON”狀態，再確認PV、SP和OP值保持不變；重復以上步驟檢測冗余的I/O卡件。5。5DCS的I/O安全試驗對于模擬I/O信號，應從現場加實際的0、50%、100%、模擬信號，觀察監 視器上是否有對應的 0、50、100%量程變化，或者在操作站上強制輸出 0、50%、 100%，觀察現場是否有對應的4mA、12mA、20mA變化。對于數字I/O信號，應從現場加實際的閉合、斷開信號，觀察監視器上是否 有