浅谈SIS系统安装与调试

摘要：本文介绍了SIS系统的构成及特点；对SIS系统的安装、调试以及问题处理进行了详细的归纳和总结。

关键词：安全仪表系统安全连锁安装调试

中图分类号：[C94] 文献标识码：A 文章编号：

SIS的英文为Safety Instrumentation System ，称为安全仪表系统。也称为安全连锁系统( Safety Interlocks)、紧急停车系统（Emergency Shutdown System, Emergency Shutdown Device ,ESD）。它是20世纪90年展起来的，具有高可靠性和灵活性。

1SIS系统介绍

安全仪表系统是由国际电工委员会（IEC）标准IEC 61508 和IEC61511标准定义的专门用于安全的控制系统。按照安全独立原则要求，独立于集散控制系统，并且其安全级别高于DCS。

1.1系统构成

广义上，安全仪表系统包括传感器、逻辑控制器和最终执行元件。能够按照一定的安全完整度等级实现一个或多个安全功能的系统。它是生产过程中的一种自动安全保护系统。传感器和最终执行元件归属为现场仪表，这里我们说的SIS ，主要是指逻辑控制部分，它的主控卡和输入输出卡件安装在机柜中，操作和监视采用上位机。

1.2系统特点

（1）具有极高的安全性和有效性，即使出现故障，也要用冗余等措施使系统工作正常。

（2）故障以可预见的、安全方式出现。

（3）着重内部诊断，将软硬件相结合，检测出系统本身的异常操作，采用一系列特殊的技术保证软件的可靠性；冗余配置，即使部件出现故障时也能保证正常操作；对通过数字通讯端口的任何读写有非常高的安全可靠保证。

2SIS系统安装

SIS系统的处理器卡件、通讯卡件、电源卡件、看门狗或系统诊断卡件及输入、输出卡件等都安装在机柜内，出厂时由厂家配置安装完成。这里的SIS系统安装主要指机柜、上位机的安装、专用电缆敷设和电源、接地系统安装。我们以吉化炼油厂催化裂化装置的TRICON系统为例来介绍SIS系统的安装。

2.1机柜安装

安装前环境要求：机柜基础型钢已安装完毕；室内装饰工程已施工完毕，室内无杂物；空调系统安装调试完毕，处于正常运转状态，室内温湿度达到系统要求；室内照明已全部施工完毕，投入正常运行；接地极及接地系统总线已施工完毕，接地电阻符合设计文件规定。

2.2上位机安装

SIS系统的上位机一般为台式电脑，个别也有选用笔记本电脑的。它的安装没有特殊要求，根据设计布置图或者组态、监控需要安装在合适的位置即可。

2.3专用电缆敷设

系统内部连接的专用电缆由供货厂商提供，尽管各厂家的系统结构不尽相同，但是专用电缆都大致相同，都采用专用的电缆插头。敷设前应检查专用电缆的型号、尺寸正确，其附件和工具应齐全，并且满足相关系统资料的技术参数要求。专用电缆的外部绝缘层应无损伤，绝缘电阻符合产品技术文件的规定。敷设时，按照施工图纸和制造厂技术文件进行敷设，必要时请专业人员指导敷设。

2.4电源系统

（1）一般有两路电源输入，引自不同的电网，一路工作，另一路备用，当供电回路发生故障时，备用回路自动切换。

（2）交流电源线敷设应与其他信号线分开敷设，无法分开时，采用金属隔离或屏蔽措施。

3SIS系统调试

3.1系统上电

3.1.1通电前的检查

（1）查看电缆绝缘电阻测试记录，电缆绝缘电阻值符合要求。

（2）核对所有电源线、信号线、通讯总线连接无误。

（3）控制站、操作台、工程师站等各机柜内插卡、适配器及其接口的型号、位置正确无误。

3.1.2电源电压测试：

（1）检查电源柜内和电源开关均处于“OFF”位置。

（2）由电气人员送220V.AC电源，测量送至仪表电源盘主电源开关前电压应为220VAC±10%、50Hz±2%。

3.1.3通电试验

（1）将电源柜内去机柜电源开关置于“ON”位置用数字万用表检查机柜主电源开关前电压，应为220±22VAC。

（2）确认机柜内各卡件（除电源卡件外）已拔离卡座，然后依次将机柜主电源开关、电源单元、电源卡件上电源开关置于“ON”，用数字电压表测量各直流电压输出，应符合厂商说明书要求。若超过允许偏差范围，则进行调整。

（3）进行双电源手动切换试验

3.2系统试验

3.2.1卡件上电后，检查卡件上对应的状态指示灯是否正常；如不正常则重新检查卡件安装是否有松动，接触不良等，或参照系统故障说明分析解决。

3.2.2软件下装

系统上电正常后，把编译成功的软件下装到系统，冗余系统的CP要分别对每个CP进行下装。

3.3I/O卡件功能测试

3.3.1经过组态及功能测试后，进行100%通道测试，即从I/O输入端加信号，在上位机上观察指示值，或在上位机上发出强制输出信号，在I/O输出端测量、观察输出状态变化。

3.3.2根据卡件类型不同，将输入输出信号按模拟量、数字量、热电偶、热电阻等类型分组调试。

3.4回路联校和联锁试验

3.4.1联校前首先要对回路电缆进行绝缘和导通试验，然后在现场变送器、发讯开关处加模拟工艺信号。

3.4.2对检测系统要进一步核对信号的量程、工程单位、报警上下限等。

3.4.3开关量输入信号联校时,在现场接通或断开接点，在控制室观察上位机显示是否正确。

4问题处理

4.1对SIS系统故障要根据实际情况去分析和判断。对SIS系统故障判断可按下述步骤来进行：

（1）是否为使用不当引起的故障。这类故障常见的有供电电源故障、端子接线故障、模块安装错误、现场操作错误等。

（2）确认是现场仪表设备故障还是SIS系统故障。若是现场一次仪表故障，修复相应现场仪表或更换一次仪表。

（3）若是系统故障，应确认是硬件故障还是软件故障。

4.2在实际应用过程中，现场常见的故障一般包括如下几方面：

4.2.1系统硬件故障

（1）系统模块和元件故障

可能产生的原因是元器件质量不良、使用条件不当、调整不当、错误的接线引入不正常电压而形成的短路等。有时由于现场环境的因素，如温度、湿度、灰尘、振动、冲击等原因也会造成系统硬件故障。

（2）线路故障

可能产生的原因是电缆导线端子、插头损坏或松动造成接触不良，或因接线错误、调试中临时接线、折线或跨接线不当等。

4.2.2软件故障包括

（1）程序错误

设计、编程和操作都可能出现程序错误，特别是联锁、顺控软件，不少问题是由于工艺过程对控制的要求未被满足而引起的。

（2）组态错误

设计和输入组态数据时发生错误，这可以调出组态数据显示进行检查和修改。

4.2.3电源系统故障

在调试过程中经常遇到直流电磁阀由于电源电压太低而导致无法正常工作的事件发生。带有电磁阀的控制回路都是比较重要的联锁部位。这时只能想办法增加电缆的截面积以减少电压的衰减。

4.2.4数字量输入常见故障

此类信号多为现场阀位开关、泵状态、液位开关、各种按钮等。各装置不同，数量差异较大，这些点多为重要的联锁点和报警点，对系统的安全性起着至关重要作用。出现的原因一般为错线、常开与常闭选择错误、设计图有误、组态有误、继电器配置有误及继电器故障、电源串入有误、卡件通道错误等。其中设计图有误和电源有误常常会伴随大量DI点不正常，是调试中应注意的要点。

下面就几种常见故障现象，做简要分析。

（1）现场接点已动作，上位机显示不变化。

a.电源部分送电检查；

b.检查继电器是否动作，触点是否真实动作，配线是否正确并处理；

（2）现场接点已动作，上位机显示多点动作。

（3）现场接点再次动作，操作站显示不随之动作。

原因分析：

a. 接点粘连、继电器粘连不能有效断开

b. 组态中有RS触发器或时间继电器存在有记忆功能，状态不具备变化条件。

5结束语

在控制系统向着冗余容错技术发展的今天，熟悉和了解安全仪表系统，掌握它的安装和调试技术，对很好地应用和扩展它的功能至关重要。在今后的工作中，我们还要进一步熟悉掌握各型号的SIS系统，使它发挥更好的功能。

参考文献：《安全仪表控制系统》中国石化出版社