ESD紧急停车系统
ESD紧急停车系统
ESD系统为满足系统要求设置的，当工艺过程中出现异常情况时，将自动关闭各种设备或由操作人员进行手动紧急停车。每套站控系统中为原油和成品油各设置一套独立的ESD系统，安全度等级为SIL3。
ESD设备与以下设备连接：
?可燃气/火灾检测报警系统
?系统监控设备异常超压
?就地ESD按钮
?现场仪表，包括变送器、开关、电磁阀及电动阀等
?工艺设备等
?火灾紧急停车信号通过硬线信号由可燃气/火灾检测报警系统传到ESD系统。
ESD系统：
?ESD设备具有TVU认证。
?ESD系统软件具有TVU认证。
?ESD能接受所有与输油站状态相关的信号，并按照每一个逻辑功能要求进行动作。
?ESD系统采用模块化设计，易于扩展，卡件可在线热插拔，易于维护。
?ESD系统具有高度、全面的智能化自诊断功能，通过诊断信息可减少故障处理时间。系统具有在线组态，在线修改的能力。具有远程诊断和组态功能。
?ESD系统具有良好的开放和安全性的网络通讯能力。
?ESD具有执行逻辑功能。
?在运行逻辑方面，ESD设计成为失效安全型。
?ESD的输入在报警或不正常条件下应移向开路位置。在正常状态下，逻辑电路输出应保持带电状态，在任何输入变成开路时将导致相应的输出电路关
电。
?开路和短路不会造成损害性停车。
?所有的数字输出模板提供与跳闸点和输出状况有关的输入状态的可视显示。
所有的输出卡都能显示输出信号的状态。ESD输入和输出继电器取得和
ESD设备相同的SIL等级认证。
?多个逻辑回路的每个回路均能单独组态和维护，当一个回路组态或维护时，不会影响其它回路。
?ESD有足够的设备满足不同数量的I/O逻辑要求。
?ESD的运行循环时间最大为150ms，处理器响应时间小于10ms。
在运行在ESD系统中提供事件顺序记录。
1.1故障安全控制系统S7-400FH概述
SIMATICS7-400F/FH是SIMATIC S7系列产品之一,是基于S7-400H冗余容错技术的故障安全控制系统。一旦工艺安全联锁条件具备或任何系统内部故障发生时,S7-400F/FH就立即进入一种安全工作状态,即保持在一种安全工作模式上,从而保证操作人员、设备、环境和生产过程处于安全状态。故障安全性卡件和标准卡件都能和S7-400F/FH控制器连接使用,对于一个即需要安全相关控制又需要一般性控制的装置来说,现在就可以通过建立起一套完全一体化的控制系统,使用相同的标准软件工具,对整个装置进行组态和编程。
这表明,SIMATICS7-400F/FH除用于传统的过程紧急停车系统,火气保护系统外,还可用于锅炉管理系统,转机及透平的控制和保护的一体化控制。
1.2产品主要特点：
?S7-400F/FH是西门子安全一体化(SAFETY INTEGRATED)解决方案的一个组成部分。西门子安全一体化(SAFETYINTEGRATED)是西门子为工业应用领域制定的安全规划,通过安全一体化(SAFETY INTEGRATED)解决方案,可以完全彻底的解决过程工业及制造业的安全生产问题。
?采用基于PROFIbus的PROFIsafe标准故障安全通信协议
PROFIsafe标准故障安全通信协议是目前世界上唯一通过德国BIA-联邦劳动安全研究所和
TüV-德国技术监督联合会认证的故障安全通信协议标准。以SIEMENS为首的二十五家世界
知名企业参予了PROFIsafe应用行规的制订和产品开发。PROFIsafe的诞生标志着故障安
全通信技术的标准化和开放化的历史性进展,为不同厂家的故障安全产品(包括:控制系统,
总线设备,现场仪表和执行机构等)提供了相同的通信平台。
?通过PROFIsafe实现故障安全通信,可满足IEC61508 SIL3(TUV AK6)的安全等级要求。
?西门子独有的反编码技术故障安全CPU,PROFIsafe通信,内置双处理器的智能故障安全I/O模件使得由单个CPU,单路总线和单路I/O模件构成的单系统即可满足IEC61508 SIL3(TUV AK6)的安全等级要求。
?少通道分布式远程智能I/O模件设计如:24通道DI模件,8通道AI模件,10通道DO模件等使系统即能更好的避免集中控制的风险,又增加了灵活方便的应用。若选用完全的冗余容错结构配置,便可提供最大限度的可应用性。即系统任何的一个单一故障,均不会造成系统停车。系统可以进行在线下装和模件的带电热插拔,,从而大大的减少了系统的维护量。
?可如同DCS系统一样配置系统操作员站,生成安全控制的人机友好接面,如流程图显示画面,报警画面等。是传统的故障安全系统操作界面
-按钮开关/报警灯屏功能的完善和补充。可进行报警,报表,数据归档系统和顺序事件记录处理(SOE)等。
?系统响应时间及扫描速度小于100mS,可做到毫秒级事件的记录。
?主控制器配有后备电池,数据保持时间为2年
?可根据用户要求,通过PROFIBUS,工业以太网,OPC以及MODBUS等多种方式与其它控制系统通信。
?提供多种灵活多样的组态工具供用户选择,使用户的组态工作更加灵活快捷。
S7-400F/FH采用STEP7故障安全软件包组态编程,已可使用IEC1131标准中八种编程语言中的六种(STL,LAD,FBD,CFC,SFC和SCL)进行编程。
1.3 S7-400F/FH的系统结构图
S7-400FH 冗余容错故障安全控制系统
?S7-400F
?PROFIBUS-DP
?故障安全I/O 模件?SIL 3, AK6?Redundant S7-400FH ?Redundant PROFIBUS-DP ?故障安全I/O 模件
?SIL3, AK6
基于PROFIBUS的PROFIsafe最高通信速度为12Mbps。最大通讯距离：采用双绞线时为9.6km、采用光缆时为28km。
1 S7-400FH故障安全控制系统的冗余
2.1故障安全控制系统的冗余
S7-400FH可以提供全系统的冗余。S7-400FH系统的冗余功能主要包括:
中央控制器的冗余,热插拔I/O,通讯模块冗余,电源冗余,网络冗余。
2.2 冗余的故障安全中央控制器
S7-400FH控制站的冗余控制器采用西门子公司专利技术－事件同步技术设计，它由2套互为热备的中央控制器组成。它们预装有冗余软件，并通过两个通讯接口实现相互连接。在系统正常的运行中，当某个中央控制器出现故障时，另一个中央控制器能自动接管所有的工作，保证了系统继续正常运行。因此S7－400FH中央控制器具有很好的冗余性能。
2.3 ET200M故障安全分布式I/O站
所有模块具有带电热插拔功能
本自控系统现场控制站的ET200M分布式I/O站除了具有可靠性高、组态灵活、使用方便、分布安装及性能价格比高等特点外，更重要的是，它选用了专用的有源背板总线，使得ET200M分布式I/O站的所有模块都能够在系统运行过程中可以进行带电热插拔。因此，它具有很好的在线维护性。
2.4 电源冗余
系统供电:
通过冗余的CPU上配置的冗余电源完成系统供电,当其中某一台电源发生故障时，不必停机就可更换已坏的电源。
现场设备供电：
西门子SITOP直流电源可采用冗余设计原则。直流电源允许并联使用，将所有配置的直流电源并联后再通过ET200M分布式I/O模件向现场供电。在系统运行过程中，当其中某一台直流电源发生故障时，并联的直流电源还能保证足够的功率输出，而且不必停机就可更换已坏的直流电源。
2.5网络冗余
PROFIBUS现场总线作为S7-400FH的现场通讯网络，采用双介质冗余。保证控制站能够可靠的访问现场设备。
3系统详细性能描述
3.1标准和规范
3.2环境要求
3.3故障安全控制站AS414FH/AS417FH
AS414/FH/AS417H采用冗余设计，它由2套互为热备的S7－400414/FH417FH型中央控制器组成。它们预装有冗余软件，并通过通讯接口实现相互连接。在系统正常
的运行中，当某个中央控制器出现故障时，另一个中央控制器能自动接管所有的工作,CPU切换时间小于30mS，保证了系统正常继续运行。
3.3.1机架
结构特点：电气分段（用于冗余系统）
插槽数：9＋9
总线：数据总线及控制总线
尺寸：（WXHXD）：482.5X290X27.5
重量：3kg
3.3.2电源模块
规格型号：PS407
额定输入电压：230VAC
输入电压范围：170～264VAC
额定电源频率：50Hz
电源频率范围：47～63Hz
额定输入电流：0.31A
最大启动电流：15×额定输入电流
电源掉电缓冲：>4.5ms±0.5ms
额定输出电压：5VDC和24VDC
输出电压误差：5VDC：＋2%/-0.5%，24VDC：±5%
额定输出电流：5VDC：10A，24VDC：0.5A
短路保护功能：有
光电隔离功能：有
保护等级: 有保护导体,符合IEC536,VDE0106,Part1
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％
尺寸：50×290×210m
重量：0.8Kg
3.3.3 CPU模块
规格型号：CPU414FH
执行时间：位操作/字运算/定点：0.03us
本机集成RAM： 1.4M字节,可扩充最大20M字节
装载存储器：256KRAM可扩充最大64M字节
数字量I/O总数：8K通道
模拟量I/O总数：4096通道
定时器/计数器：256/256
实时时钟：有
MPI接口：有
MPI接口波特率：187.5Kbit/s
PROFIBUS-DP接口：有
PROFIBUS-DP波特率：12Mbit/s
电流消耗：5VDC：2.0A，24VDC：0.3A
保护等级：IP20
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％
尺寸：50×290×219mm
重量： 1.07Kg
3.3.4通讯模块
规格型号：CP443
以太网通讯协议：工业以太网TCP/IP
以太网通讯接口: 15针Sub-D插座（支持AUI、ITP、RJ45）以太网通讯波特率：10-100Mbit/s自动适应
电流消耗：5VDC：1A，24VDC：0.45A
保护等级：IP20
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％
尺寸：15×290×210mm
重量：0.75Kg
规格型号：CP341MODBUS
通讯协议：MODBUS
以太网通讯接口: 15针Sub-D插座（支持RS422/485）
通讯波特率：最大19200bit/s
电流消耗：24VDC：0.24A
保护等级：IP20
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％
尺寸：40×125×120mm
重量：0.3Kg
3.4 I/O站
ET200M分布式I/O站主要由以下几部分组成：
DIN安装导轨
BM总线模板
IM153-2通讯接口模块
高可靠的I/O信号接口模块
由于ET－200M分布式I/O站的IM153－2通讯接口模块或SM系列I/O信号接口块都安装在一个配有有源总线模板的机架上，有源总线模板具有“插入/取出”特性，使得ET200M分布式I/O站的每个模块能够在系统运行过程中带电热插拔更换。
3.4.1接口模块
规格型号：IM153-2
通讯接口：9针Sub-D插座
传输协议：PROFIBUS-DP
最大传输速率：12Mbit/s
最大地址空间：128字节输入，128字节输出
最大模块数量：8个
额定电源电压：24VDC
电源电压范围：20～30VDC
最大电流消耗：625mA（额定电压时）
电源故障缓冲：5ms
额定输出电压：5VDC
最大输出电流：1A（对于底板总线）
保护等级：IP20
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％
尺寸：40×125×120mm
重量：0.35Kg
开关量输入模块
规格型号：SM326
输入点数：24点
额定输入电压：24VDC
输入电压范围(信号1时)：11～30VDC
输入电压范围(信号0时)：－30～5VDC
典型输入电流：信号1时，MIN.10mA
信号0时，MAX.2mA
典型功率消耗： 9.0W
最大电流消耗:90mA（背板总线）
光耦合器隔离：有
绝缘试验电压: 1500VAC
I/O通道间隔离: 有
短路保护: 有
保护等级：IP20
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％尺寸：80×125×120mm
重量：0.442Kg
开关量输出模块
规格型号：SM326
输出点数：10点
输出信号类型：无源触点
额定负载电压：24VAC
负载电压范围：20～28VDC
额定输出电流：2A
典型功率消耗：12W
最大电流消耗：100mA（背板总线），
光耦合器隔离：有
绝缘试验电压：1500VDC
I/O通道间隔离: 有
短路保护: 有
保护等级：IP20
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％尺寸：80×125×120mm
重量：0.465Kg
模拟量输入模块
规格型号：SM326
输出点数：6点
额定电压：24VAC
信号输入：0/4～20mADC
典型功率消耗： 3.0W
最大电流消耗：100mA（背板总线），
光耦合器隔离：有
绝缘试验电压：1500VDC
保护等级：IP20
工作环境：温度：0～＋60℃，湿度：10～95％
尺寸：80×125×120mm
重量：0.465Kg
3.4.2模块化连接单元
为了使I/O模块的接线更加简洁、可靠、美观。可以采用模块化接线方式,采用特殊的模块前连接器，该前连接器上具有扁平多针式插槽。每个前连接器最多有4个插槽现场的信号电缆直接连接到端子模块上，端子模块上同样具有扁平多针式插槽在端子模块和前连接器之间采用专用的屏蔽多芯软电缆连接，电缆的两端采用扁平多针连接头。
3.5工程师站
3.5.1软件
工程师站用于对整个S7-400FH系统进行组态。其操作系统采用Windows2000，并且采用了集成的全局数据管理和统一的组态工具。这个组态工具就是SIMATIC程序管理器，它采用了现代化的软件体系结构，对项目进行管理、处理、归档和建立文件，在软件开发方面，采用了面向对象的技术。在项目管理上，以系统硬件和工艺过程两个不同的视角，同时进行管理。这两个视角在程序管理器中分别称为标准分级(Standard_Hierarchy)和工艺分级(PlantHierarchy)。其中，标准分级主要管理系统的硬件，如控制器、系统总线、I/O系统等；在SIMATIC程序管理器下，有多种组态工具可以使用，无论采用何种组态工具，生成的组态数据都自动存到一个同一的数据库中。这些组态工具是：CFC(连续功能图)、SFC(顺序功能图)、STEP7(SIMATICS7系列PLC编程语言)、SCL(结构化的控制语言)和WinCC(SIMATIC 视窗控制中心)等。
在SIMATIC程序管理器下，有多种组态工具可以使用，无论采用何种组态工具，生成的组态数据都自动存到一个统一的数据库中。这些组态工具是：CFC(连续功能图)、SFC(顺序功
能图)、STEP7(语句表和梯形图编程语言)、SCL(结构化的控制语言)和WinCC(SIMATIC视窗控制中心)等。
?CFC
CFC是一种简洁的图形组态工具，它采用了IEC－1131的标准。使用CFC有助于节省时间费用，同时大大地简化了系统的组态和维护。用CFC进行组态时是以功能块为基础的，系统
配置了很多预编程的功能块。这些功能块以库的形式体现。每个功能块都有一个参数表，可根据实际工艺要求选择不同的参数。功能块在CFC中的连接直接用鼠标器点接。每个CFC由6页组成。功能块之间的连接可以在不同的CFC之间的不同的页面上进行，连接标记由系统自动标出。因此，采用CFC可以完成很复杂的大型控制任务。CFC主要用于连续过程的自动化控制任务的组态。
?SFC
SFC也是一种图形组态工具，它也采用了IEC－1131的标准。SFC主要用于小型的批量操作等顺序控制的自动化任务。这种图形化的组态工具在组态时，首先画出
顺控的顺序图，顺序图中，可选择顺序、并行分支、交替分支和回路等局部结构。图中用大小两种方块分别表示步骤(Step)和转移条件(Transition)。顺控的顺序图一旦建立，只需把步骤中要执行的任务和转移条件中的条件写入，顺控的组态任务即得到完成。在组态时，由于很多步骤中的任
务和转移条件都与CFC有关，因此，可把CFC中的信号引入SFC中。CFC与SFC的交替使用，可以很方便地实现复杂的顺控任务。
?STEP7
STEP7是SIMATICS7系列编程语言，用来处理离散量连锁控制。STEP7可以用IEC－1131标准中八种编程语言中的六种(STL,LAD,FBD,CFC,SFC和SCL)进行编程。
?SCL
SCL是一种类PASCAL的高级语言，它采用IEC－1131的标准。利用SCL可以很方便地编制用户功能块。用SCL生成的功能块可在CFC中被多次调用。用户可以把过程的数学模型和优化控制策略用SCL编成功能块，直接下载到控制器中运行。这样，可以把复杂的过程和设备控制放在控制器中，全面实现对工艺过程和设备控制的多方面要求。
?对操作员站进行组态
所有OS专用的组态是用在SIMATIC程序管理器中的相应工具完成的。流程图是用图形编辑程序建立的，动作、文档、记录和曲线是用组态方式完成的。报警功能是通过组态实现的，不必多重输入，同时CFC/SFC功能块中已隐含了报警功能。将AS的组态链接到OS中时，AS中的图象块之间的连接，功能块的报警和文档变量都可隐含产生，不需任何附加的配置工作。
?功能块库
采用现成的功能块库，可以大大减少工程费用。为了适合各种不同工业领域的要求，S7-400F/FH预先编制了大量实用的功能块，以供用户选择。这些功能块包括：I/O卡件、PID回路、驱动、传动、电机和阀门等。功能块包括了在ES中的CFC图形和OS中显示的面板。
?数据库
S7-400F/FH系统采用具有标准化、开放性、性能优秀、功能强大的关系型、分布式数据库平台作为数据采集、数据处理、数据分析和生产过程控制管理系统的数据库支撑系统。关系型、分布式数据库平台不同于一般的数据库支撑系统，它能保证系统数据的完整性、一致性和系统各个部分数据的同步性，具备多种形式的数据查询、数据关联和数据索引方式。S7-400F/FH系统采用了的SQLSERVERFORWINDOWSNT关系型数据库管理系统，该系统能实现完整的数据管理功能，包括能支持在异种网上提供透明的数据管理，而且应用软件开发所集成的SQL_Anywhere与SQL_SERVER有着非常好的整合性，确保了数据库的数据完整性。
?硬件要求
可采用PC机作为系统工程师站,具体技术参数如下
CPU PIII,1GHz
硬盘40Gbyte
内存512MRAM
光驱40速
监视器17英寸
工程师站软件也可以安装在笔记本电脑上，通过以太网编程。
3.6操作站
3.6.1操作站软件
S7-400F/FH系统的操作站软件为64K变量WinCC.
WinCC是西门子公司在自动化领域采用最先进的技术、与微软公司共同开发的、居于世界领先地位的工控软件。WinCC即WINDOWS_CONTROL_CERTER（视窗控制中心）。WinCC是一个强大的全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单的过程监控应用，也可以用来完成复杂的应用。在任何情况下WinCC都可以生成漂亮而便捷的人机对话接口，使操作员能够清晰地管理和优化生产过程。
3.7工业以太网
工业以太网主要完成控制器与控制器之间、控制器与操作站（含工程师站）之间的数据通讯。采用100Mbps光纤或工业屏蔽双绞线,可根据用户要求进行冗余配置。
3.7.1 网络介质
OSM/ESM（工业以太网光纤交换机/电气）
?设备型号：ESMTP40
?DTE接口数： 4
?光纤接口数：2（全双工）/无
?DTE接口形式：9针SUB－D
?支持的网络通讯速度： 100Mbps
?供电：2路24VDC
?电流消耗：1A
?OSM间光纤长度：3km
?DTE与OSM间距：最大100m
?支持的冗余方式：是
?网络重构时间：<0.3s
?工作温度：0～60℃
?工作湿度：最大95％
?尺寸（WXHXD）：217X136.5X69
?重量： 1.4kg
?安装方式：DIN导轨
?保护等级：IP20
光纤
?光纤形式：玻璃光纤
?连接方式：BFOC
?光纤芯数： 2
?纤维类型：多模渐变折射率62.5/125
?衰减：<=1.0db/km(1300nm)
?模态带宽：500M
3.7.2 网络接口
?CP1613（ES站、OS站以太网接口）
?通讯速度：10M/100M自动适应
?网络连接方式：15针SUB－D接头（AUI、双绞线自动适应）
?辅助接口：RJ45
?结构：PCI
?S7连接数：120
屏蔽双绞线
?线芯规格：2X0.64mm2
?衰减：22db/km
?回路电阻：<=110欧姆
?电缆外径：8mm
?环境温度：－40~60℃
?弯曲半径：75mm
3.8 I/O总线（PROFIBUS）
现场总线采用冗余的PROFIBUS，最大通讯速度为12Mbps。最大通讯距离9.6
公里。
3.8.1 网络介质
屏蔽双绞线
?线芯规格：2X0.64mm2
?衰减：22db/km
?回路电阻：<=110欧姆
?电缆外径：8mm
?环境温度：－40~60℃?弯曲半径：75mm
紧急停车系统ESD
第一讲 ESD紧急停车系统 1名称、作用、构成 紧急停车系统（Emergency ShutDown system –ESD）亦称为安全仪表系统（Safety –Instrument System –SIS）、安全联锁系统（Safety Interlock System –SIS）、安全关联系统（Safety Related System –SRS）、仪表保护系统（Instrument Protective System – IPS）等。以下统称ESD。 大多石油和化工生产过程具有高温、高压、易燃、易爆、有毒等危险。当某些工艺参数超出安全极限，未及时处理或处理不当时，便有可能造成人员伤亡、设备损坏、周边环境污染等恶性事故。这就是说，从安全的角度出发，石油和化工生产过程自身存在着固有的风险。 ESD是一种经专门机构认证、具有一定安全度等级，用于降低生产过程风险的安全保护系统。它不仅能响应生产过程因超出安全极限而带来的危险，而且能检测和处理自身的故障，从而按预定的条件或程序使生产过程处于安全状态，以确保人员、设备及工厂周边环境的安全。 ESD由检测单元（如各类开关、变送器等）、控制单元和执行单元（如电磁阀、电动门等）组成，其核心部分是控制单元。从ESD 的发展过程看，其控制单元部分经历了电气继电器（Electrical）、电子固态电路（Electronic）和可编程电子系统（Programmable Electronic System），即E/E/PES三个阶段。 图1为由PES构成的ESD。 图1 ESD的构成 2ESD的相关标准及认证机构 鉴于ESD涉及到人员、设备、环境的安全，因此各国均制定了相关的标准、规，使得ESD的设计、制造、使用均有章可循。并有权威的认证机构对产品能达到的安全等级进行确认。这些标准、规及认证机构主要有： ①我国石化集团制定的行业标准SHB-Z06-1999《石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则》。 ②国际电工委员会1997年制定的IEC 61508/61511标准，对用机电设备（继电器）、固态电子设备、 可编程电子设备（PLC）构成的安全联锁系统的硬件、软件及应用作出了明确规定。 ③美国仪表学会制定的ISA-S84.01-1996《安全仪表系统在过程工业中的应用》。 ④美国化学工程学会制定的AICHE（ccps）-1993，《化学过程的安全自动化导则》。 ⑤英国健康与安全执行委员会制定的HSE PES-1987，《可编程电子系统在安全领域的应用》。 ⑥德国国家标准中有安全系统制造厂商标准-DIN V VDE 0801、过程操作用户标准-DIN V 19250和DIN V 19251、燃烧管理系统标准-DIN VDE 0116等。 ⑦德国技术监督协会（TüV）是一个独立的、权威的认证机构，它按照德国国家标准（DIN），将ESD所 达到的安全等级分为AK1～AK8，AK8安全级别最高。其中AK4、AK5、AK6为适用于石油和化学工业应用要求的等级。 3ESD和DCS的比较 DCS与由PES构成的ESD的主要区别有： WORD ..
ESD紧急停车系统
ESD紧急停车系统 ESD紧急停车系统（Emergency Shutdown System），是为生产过程的安全而设置的，它适用于高温、高压、易燃、易爆等连续性生产作业领域。当生产过程出现意外波动或紧急情况需要采取某些动作或停车时，该系统能精确监测，并及时、准确地做出响应，使装置停在一定的安全水平上，确保装置和人身的安全。 ESD由检测元件，逻辑单元和执行元件组成。 1、ESD和DCS的关系 ESD与DCS是完全分离的。DCS主要用于过程工业参数指标的动态控制。在正常情况下，DCS动态监控着生产过程的连续运行，保证能生产出符合要求的优良产品。而ESD则是对于一些关键的工艺及设备参数进行连续的监测，在正常情况下ESD是“静止的”，不采取任何动作。但是当参数发生异常波动或故障时，它会按照已定的程序采取相应的安全动作，使装置停在安全水平线上。所以ESD和DCS在过程工业中所起的作用不同，既有分工，又成互补关系。 同时，ESD也不单是实现联锁关系，它应该凌驾于生产过程控制之上，具有独立性，这样降低了两者同时失效的概率，ESD的安全等级要高于DCS。ESD与DCS的主要区别见对照表1。 表1 ESD与DCS的的主要区别 DCS ESD 动态控制 静态监测、保护 故障自动显示 必须测试潜在故障
维修时间不太关键 维修时间非常关键 可以进行自动/手动切换 必须始终在线，不允许离线 2、ESD的设计 此部分主要涉及ESD系统逻辑单元的设计，为了设计合适的ESD系统，应该遵循以下的原则： (1) 在紧急停车系统的设计中，安全度等级是设计的标准。在ESD的设计过程中，首先应该确定生产装置的安全度等级，依据此安全度等级，选择合适的安全系统技术和配置方式。 目前，我国对于生产装置的安全度等级的划分尚没有设计规范和标准，在应用中应该参照国际上的有关标准，参比同类装置已经采用的ESD运行情况，结合本企业的生产实际情况，来确定采用ESD的安全等级要求。根据经验，石化装置一般采用的ESD安全等级为SIL3，即TüV的AK5或AK6。 (2) 紧急停车系统必须是故障安全型 故障安全指ESD系统在故障时使得生产装置按已知预定方式进入安全状态，从而可以避免由于ESD自身故障或因停电，停气而使生产装置处于危险状态。 (3) 紧急停车系统必须是容错系统 容错是指系统在一个或多个元件出现故障时，系统仍能继续运行的能力。一个容错系统应该具有以下的功能：A）检测出发生故障的元件。B）报告操作人员何处发生故障。C）即使存在故障，系统依然能够持续正常运行。D）检测出系统是否已被修理恢复常态。 容错系统不同于一般的双机热备份系统。一般的双机热备份系统仅仅是模块或总线上的简单的双热备，一旦输入模块出现了故障，处理器模块也有一块出现了故障，这时系统可能因此而瘫痪；但是具有容错功能的系统，除了在模块、总线、通讯上有冗余设计之外，还具有自诊断功能，能准确识别各部件的故障，并对任何故障能进行补偿。（如：对故障部件的信号强制为指定状态） 在选择容错系统时有两个方面需要考虑： ①
危险化学品两重点一重大 的自动化控制和紧急停车系统
危险化学品“两重点一重大”的自动化控制和紧急停车系统 一、概述： 众所周知，化工生产、储存过程中的介质，多为危险化学品，有着易燃、易爆、毒性、腐蚀性的特点；并且多在高温、高压条件下操作。特别是大型化工装置，如：炼油厂、化肥厂等对自动化控制和安全联锁要求很高，一旦忽视此，即容易造成事故。例如：美国德克萨斯炼油厂“3.23”事故即为此例！ 1.美国德克萨斯炼油厂火灾爆炸事故概述： 2005年3月23日中午1时20分左右，英国石油公司（BP）美国德克萨斯炼油厂的碳氢化合物车间发生了火灾和一系列爆炸事故。15名工人被当场炸死，170多人受伤。许多装置被毁，爆炸波及周围8平方公里的范围，造成重大损失。 爆炸的发生是由于操作人员向分馏塔中过量进料并过度加热分馏塔造成的，当爆炸发生时，分馏塔内的液位几乎超过正常值的20倍，分馏塔上的两套液位指示报警均失效！同时装置开车时水蒸汽或N2使塔内压力突然升高，使大量液态烃进入临近放空塔，从塔顶泄出，遇到发动着的汽车（点火源）发生燃烧和爆炸！ 2.近年来国家安全生产监管总局多次发布相关文件对危险化学品“两重点一重大”自动化控制和紧急停车系统提出了严格要求，详细叙述如下： 二、法规和标准要求 1.安监总管三[2012]87号文《关于开展提升危险化学品领域本质安全水平专项行动的通知》在其工作目标中提到：“全面完成涉及重点监管危险化工工艺的化工装置、涉及重点监管危险化学品的生产储存装置和重大危险源（以下统称“两重点一重大”）的自动化控制系统改进，本质安全水平得到明显提升；对未经过正规设计的在役化工装置进行安全设计诊断，全面消除安全设计隐患……”。在其重点任务中要求加快涉及“两重点一重大”企业的自动化控制系统改进工作。 2.“第一个重点”是：重点监管的危险化工工艺。 （1）2009年安监总管三[2009]116号文《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》中列出了15种重点监管的危险化工工艺 1
紧急停车系统
紧急停车系统 控制系统说明： 紧急停车系统（ESD） 1. ESD的概念 紧急停车系统，简称ESD（Emergency Shutdown Device），是90年代发展起来的一种专用的安全保护系统，以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评和广泛应用。不同的厂商、不同的行业，对这一装置的叫法有所不同。一般的叫法包括安全仪表系统（Safety Instrument System）、安全联锁系统（Safety Interlock System）、紧急跳闸系统（Emergency Trip System）、安全关联系统（Safety Related System）、仪表保护系统（Instrument Protective System）等。 ESD是一种专门的仪表保护系统，具有很高的可靠性和灵活性，当生产装置出现紧急情况时，保护系统能在允许的时间内做出响应，及时地发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护。 目前，国际上的知名DCS或PLC厂商都推出了针对安全的ESD系统，如YOKOGAWA的Prosafe、Honeywell 的FSC等等。真正专门生产ESD的主要有HIMA和TRICONEX两家。在国内，尚没有ESD设备研发生产厂家。 2. ESD和DCS的异同 ESD系统和DCS系统虽然独立完成不同的功能，但服务的对象却是同一套装置，两者之间需要也应该建立数据联系，特别是ESD系统，其动作条件、联锁结果、保护措施等都需要在上位机通过各种方式在线监视。ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，
化工装置紧急停车系统(ESD)改造探索
化工装置紧急停车系统(ESD)改造探索 发表时间：2019-09-10T17:02:54.890Z 来源：《工程管理前沿》2019年第14期作者：丁宁[导读] 化工装置的原料、产品和生产过程中多存在高温高压、有毒有害、易燃易爆等情况。天津渤化永利化工股份有限公司天津市 300452 摘要：化工装置的原料、产品和生产过程中多存在高温高压、有毒有害、易燃易爆等情况。因此，越来越多的化工装置采用了较先进的紧急停车系统，辅助操作员进行生产状况的安全操作和监控，在提高工作效率的同时也大大降低了操作人员所面临的危害性。为化工装置的安全生产提供更加有力的保证。 关键词：紧急停车系统；ESD；化工装置化工装置的原料、产品和生产过程中多存在高温高压、有毒有害、易燃易爆等情况。因此，越来越多的化工装置采用了较先进的紧急停车系统，辅助操作员进行生产状况的安全操作和监控，在提高工作效率的同时也大大降低了操作人员所面临的危害性。目前，先进的科技可以为生产单位提供了更加可靠、稳定、方便、快捷、精确的控制系统，为化工装置的安全生产提供了更加有利的保证。 一、概述 1、在进行安全系统设备选型的过程中，对于装置的设计、使用、安装等各个方面都做了充足的考虑，使整个安全生产装置自身具备一定的安全性能。但这种降低风险的安全保障远远无法满足化学生产的实际需要。 2、过程控制系统。在紧急停车系统装置中，分布着不同的系统控制设备，如集散控制系统（DCS）、可编程控制器（PLC）等过程控制系统。它能够对化工工艺中的生产过程进行连续性的动态控制，使整个装置能够保持一个平稳操作的状态，从而降低整个化工装置所具有的风险值。 3、紧急停车系统（ESD）是控制系统之外的独立系统，它能够对整个化工生产的过程进行监控，对生产中存在的风险进行预判，进而降低可能存在的事故。可以说它是用于确保安全生产的最高层级。 二、慨况 该装置的工艺控制部分采用的是HONEYWELL 的PKS300系统，最初的设计没有紧急停车系统。为了适应当前安全生产的形式以及当前设计规范的最新要求，经过调研，决定新增TRICONEX 公司的TRICONESD 系统。 1、新增TRICON ESD 系统 （1）改造将保持原有PKS系统中的涉及重要联锁I/O 控制回路单独剥离出来，控制方式不变，DC 控制点用硬接线的方式接入ESD系统(继电器隔离输入，放在ESD 系统内)。ESD 系统联锁及工艺参数的数据通讯地址列表给DCS，与DCS现场配合完成MODBUS 通讯。 （2）以原联锁方案为依据，将其转换成TRISTATION 1131 的语言编写功能块图进行编程组态，待系统硬件安装调试完成后下装。组态中保持原系统的要求：针对DI 信号，现场触点闭合的状态作为工艺正常状态；而DO 信号，高电平输出激励电磁阀为工艺正常控制状态。它的目的是保证装置安全；对于DI 输入无论是实际工艺要求还是由于回路断线原因，一旦系统检测到失电信号，马上逻辑自保；而对于DO 输出要求正常高电平、联锁低电平，而现场设备均按照电激励正常，失电自保功能设置，以保障装置、人员的安全。 （3）新增TRICON ESD 系统使用的工程师站、SOE 站和工艺操作人员监控用的操作站。增加时钟同步功能，每24 h DCS 会与TRICONESD 通讯1 次，以保持时钟信号的同步。 2、新系统性能 （1）硬件。主处理器和I/O 卡件完全三重化。避免单点故障造成系统失效。I/O 逻辑槽位设计(提供工作和备用两个槽位)保障故障卡件全部在线更换。I/O 卡件上每一个通道中的采样器、信号放大器、A/D 转换器（D/A 转换器）、通讯单元全部独立（一个现场信号点进入系统后将被分成三个独立的通道）。32 位芯片保证了系统的快速运行。高度的系统诊断覆盖率，诊断功能皆为系统内置，不需编写应用程序。系统维护和故障诊断非常方便。所有模拟卡件（AI、AO、PI）精确度高，并可以定期自动校验。主处理器的更换与I/O 卡件的更换一样方便。 （2）软件。TRISTATION 1131 是TRICONEX 系统的基本软件开发平台，编程语言有：功能块（FBD）、梯形图（LD）、结构文本（ST），并具有在线修改程序和在线下装功能，该软件支持IEC1131-3 标准图库，使编程更加方便。 （3）SOE功能。TRICOEX 系统主处理器可分配16 个存储区域，用于SOE 的记录存储，最大记录100 000 个事件，SOE分辨率为毫秒级,记录文件也可存储在硬盘中作为永久包存，并可打印出来。 3、ESD系统改造后的实际案例。该装置氧化反应单元氧进料部分发生联锁停车。DCS上未发现报警记录，工艺各项指标正常，大约0.5 h后恢复投氧。在氧量提至2 500 kg/h 左右时，氧进料部分又发生联锁，工艺确认各个工艺参数正常，将PDALL-107 A（位号107 A 的压差控制仪表）打旁路再次投氧，装置运行正常。仪表人员通过检查SOE 记录，出现PDALL-107 A低低报警3 次跳变，这一条件是直接导致了氧进料部分原因。此后仪表人员对现场变送器进行了校验，确认变送器工作正常；又对整个线路逐段检查，也未发现异常，于是将接线恢复。在将PDALL-107 A 打旁路后再次投氧，投氧后装置运行正常。这时继续对这块表进行观察，在SOE 记录上发现PDALL-107 A 又出现瞬间的报警，于是重新对线路进行检查，在较长时间测量PDALL-107 A 从MARSHALLING 柜到现场接线箱电缆时，发现负线单根对地电阻有跳变现象，于是用备用线替换此电缆对，更换电缆后此点未发生报警。更验证了PDALL-107 A 的电缆负线从MARSHALLING柜到现场接线箱之间对地阻值不稳定致使导电性能不稳定，而发生瞬间跳变现象，造成PDALL-107 A 出现瞬时的低低报警，触发氧气系统联锁。由于PDALL-107 A 出现瞬时低低报警的时间非常短（即在1s 以内恢复正常），而DCS 的采集周期是1s，所以这才出现了DCS 捕捉不到报警信息的情况，而新改造的TRICON ESD 系统的SOE 记录是毫秒级，它能捕捉到毫秒时间内发生的事件，所以TRICONESD系统的SOE记录在这次的氧气联锁故障分析中发挥了重要作用，为尽快恢复生产、保证装置安全、可靠运行提供了有力依据。经过实际验证该装置本次用TRICON ESD 系统替代LM 的改造是成功的。 ESD 在整个系统中所能发挥的作用非常明显，它不仅能够对整个系统中的安全稳定性提供一定的保障。同时，如果发生事故，它还能够针对于事故进行记录。一旦运行状态出现异常就会进行记录，每次的跳变情况。包括系统内部的定时器、计数器等数据。以及被强制归零的变量以及复位的系统，ESD系统的自检功能都能够如实地将记录打印出来，给相关的工作人员提供一定的参考依据，更加准确地找出事故的原因。
ESD紧急停车系统
ESD紧急停车系统 ESD系统为满足系统要求设置的，当工艺过程中出现异常情况时，将自动关闭各种设备或由操作人员进行手动紧急停车。每套站控系统中为原油和成品油各设置一套独立的ESD系统，安全度等级为SIL3。 ESD设备与以下设备连接： ?可燃气/火灾检测报警系统 ?系统监控设备异常超压 ?就地ESD按钮 ?现场仪表，包括变送器、开关、电磁阀及电动阀等 ?工艺设备等 ?火灾紧急停车信号通过硬线信号由可燃气/火灾检测报警系统传到ESD系统。 ESD系统： ?ESD设备具有TVU认证。 ?ESD系统软件具有TVU认证。 ?ESD能接受所有与输油站状态相关的信号，并按照每一个逻辑功能要求进行动作。 ?ESD系统采用模块化设计，易于扩展，卡件可在线热插拔，易于维护。 ?ESD系统具有高度、全面的智能化自诊断功能，通过诊断信息可减少故障处理时间。系统具有在线组态，在线修改的能力。具有远程诊断和组态功能。 ?ESD系统具有良好的开放和安全性的网络通讯能力。 ?ESD具有执行逻辑功能。 ?在运行逻辑方面，ESD设计成为失效安全型。
?ESD的输入在报警或不正常条件下应移向开路位置。在正常状态下，逻辑电路输出应保持带电状态，在任何输入变成开路时将导致相应的输出电路关 电。 ?开路和短路不会造成损害性停车。 ?所有的数字输出模板提供与跳闸点和输出状况有关的输入状态的可视显示。 所有的输出卡都能显示输出信号的状态。ESD输入和输出继电器取得和 ESD设备相同的SIL等级认证。 ?多个逻辑回路的每个回路均能单独组态和维护，当一个回路组态或维护时，不会影响其它回路。 ?ESD有足够的设备满足不同数量的I/O逻辑要求。 ?ESD的运行循环时间最大为150ms，处理器响应时间小于10ms。 在运行在ESD系统中提供事件顺序记录。 1.1故障安全控制系统S7-400FH概述 SIMATICS7-400F/FH是SIMATIC S7系列产品之一,是基于S7-400H冗余容错技术的故障安全控制系统。一旦工艺安全联锁条件具备或任何系统内部故障发生时,S7-400F/FH就立即进入一种安全工作状态,即保持在一种安全工作模式上,从而保证操作人员、设备、环境和生产过程处于安全状态。故障安全性卡件和标准卡件都能和S7-400F/FH控制器连接使用,对于一个即需要安全相关控制又需要一般性控制的装置来说,现在就可以通过建立起一套完全一体化的控制系统,使用相同的标准软件工具,对整个装置进行组态和编程。 这表明,SIMATICS7-400F/FH除用于传统的过程紧急停车系统,火气保护系统外,还可用于锅炉管理系统,转机及透平的控制和保护的一体化控制。
紧急停车系统
紧急停车系统（ESD）在催化裂化装置中的应用改造 -----------中油辽河石化公司仪表车间陈志强梁微单振 兴 摘要：以80万t/a催化裂化装置主风机组所采用的ESD（紧急停车）系统为例，介绍了ESD系统的功能特点、软硬件配置以及在连锁控制和防喘振控制等方面的应用。 关键词：轴流式压缩机汽轮机紧急停车系统联锁控制防喘振 Abstract: Take ESD in Main fan unit of 800,000t/a FCCU as an example, the function and characteristics of ESD system, software and hardware configuration, application on interlock control and anti-surge control are introduced. Keywords: Axial compressor Emergency shutdown system Interlock control Anti-surge 1 引言 催化裂化装置是炼油厂原油二次加工环节的重要装置，主风机组是催化裂化装置最关键的设备，主风机组向再生器底部输送空气，使再生器和反应器内的催化剂处于流化循环状态，以满足催化裂化反应的需要。如果主风机组停运，催化裂化反应也将被迫停止，因此主风机组的的运行状况直接影响着整个催化裂化装置的安全稳定运行。 主风机组的重要性和操作控制的复杂性决定了必须得采用高可靠性的ESD 系统来进行连锁保护控制。ESD（Emergency Shut Down system）即紧急停车系统，是应用于工业过程的一种安全联锁保护系统，能够对生产过程中可能发生的危险或不采取措施将会继续恶化的状态进行迅速地响应和保护。辽河石化公司炼油厂80万t/a催化裂化装置主风机组采用的是美国Triconex公司的TRICON紧急停车系统。 2 ESD系统介绍 TRICON ESD是美国Triconex公司开发的一种以微处理器为核心，由高可靠性硬件组成，具有高速处理能力、强大的控制功能以及方便、灵活的组态编程功能的逻辑与过程控制系统。
第八十九条 化工装置常规停车方案主要包括以下内容
第八十九条化工装置常规停车方案主要包括以下内容： 1、停车的组织、人员与职责分工。 2、停车的时间、步骤、工艺变化幅度、工艺控制指标、停车顺序表以及相应的操作票证。 3、停车所需的工具和测量、分析等仪器。 4、化工装置的隔绝、置换、吹扫、清洗等操作规程。 5、化工装置和人员安全保障措施和事故应急预案。 6、化工装置内残余物料的处理方式。 7、停车后的维护、保养措施。 第九十条化工装置常规停车应注意以下事项： 1、指挥、操作等相关人员全部到位。 2、必须填写有关联络票并经生产调度部门及相关领导批准。 3、必须按停车方案规定的步骤进行。 4、与上下工序及有关工段（如锅炉、配电间等）保持密切联系，严格按照规定程序停止设备的运转，大型传动设备的停车，必须先停主机、后停辅机。 5、设备卸压操作应缓慢进行，压力未泄尽之前不得拆动设备；注意易燃、易爆、易中毒等危险化学品的排放和散发，防止造成事故。 6、易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的物料应向指定的安全地点或贮罐中排放，设立警示标志和标识；排出的可燃、有毒气体如无法收集利用应排至火炬烧掉或进行其它无毒无害化处理。 7、系统降压、降温必须按要求的幅度（速率）、先高压后低压的
顺序进行，凡需保压、保温的，停车后按时记录压力、温度的变化。 8、开启阀门的速度不宜过快，注意管线的预热、排凝和防水击等。 9、高温真空设备停车必须先消除真空状态，待设备内介质的温度降到自燃点以下时，才可与大气相通，以防空气进入引发燃爆事故。 10、停炉操作应严格依照规程规定的降温曲线进行，注意各部位火嘴熄火对炉膛降温均匀性的影响；火嘴未全部熄灭或炉膛温度较高时，不得进行排空和低点排凝，以免可燃气体进入炉膛引发事故。 11、停车时严禁高压串低压。 12、停车时应做好有关人员的安全防护工作，防止物料伤人。 13、冬季停车后，采取防冻保温措施，注意低位、死角及水、蒸汽、管线、阀门、疏水器和保温伴管的情况，防止冻坏。 14、用于紧急处理的自动停车联锁装置，不应用于常规停车。 第二节紧急停车 第九十一条紧急停车是指化工装置运行过程中，突然出现不可预见的设备故障、人员操作失误或工艺操作条件恶化等情况，无法维持装置正常运行造成的非计划性被动停车。 紧急停车分为局部紧急停车、全面紧急停车。局部紧急停车是指生产过程中，某个（部分）设备或某个（部分）生产系统的紧急停车，全面紧急停车是指生产过程中，整套生产装置系统的紧急停车。 第九十二条针对化工装置紧急停车的不可预见性，建设（生产）
紧急停车系统设计要求
设计总体要求 1、项目名称：河南神马尼龙化工公司紧急停车系统。 2、设计范围：硝酸（两套）、己二酸（三套）、己二胺（三套）、罐区（液氨、环己烷）、KA油（一套）、万里环己醇（一套）紧急停车系统(ESD)工程设计。各装置重要工段需纳入紧急停车系统点数、联锁条件由招标方提供。 3、设计进度要求：合同签订后40个工作日。 4、基本设计要求： a．满足《石油化工安全仪表系统设计规范》（GB/T 50770-2013）相关技术要求。采用由TUV安全认证的三重化或四重化的安全可编程序控制器完成装置的紧急停车（ESD）。系统按照故障安全型设计，有良好的硬件冗余、通讯冗余、电源冗余等，I/O卡件或接线端子采用通道隔离或逐点隔离。与DCS系统实时数据通信，在DCS系统操作站上显示报警及打印。 b.工业网络交换机、网络通讯均1:1冗余配置。 c.控制处理器至少三重化（符合TUV认证）冗余配置。 d.系统机柜电源系统设计均1:1冗余配置，辅助机柜电源均1:1冗余配置。 e.工程师站设计可互为后备，具备工作冗余的功能。 f.参与联锁、控制的AI卡设计采用冗余配置，DI、DO点使用继电器隔离。I/O通道设计时需不少于20%的备用量。 g.ESD与DCS通过串行通信实现数据交换，DCS为主站，ESD 为从站。进入ESD系统的现场仪表信号在控制室机柜采用信号分
配器进行分配，信号分配器应选用国际一流品牌P+F，一路送ESD 系统，一路送DCS系统，与DCS之间的联锁信号设计使用硬线连接。 h.ESD系统设计负荷要求：系统采用双路独立的不间断电源(UPS)供电，操作站和控制站的负荷不应超过40% 、ESD的各类机柜及卡件箱总体考虑应留有20%以上的备用安装空间（空槽率）。系统配置时对I/O 卡、现场端子组件等应有20%以上的余量、系统的电源、软件、通讯负荷和其他各种负载应具有至少50%以上的工作裕量。 i. ESD系统用现场调节阀、切断阀等控制阀设计应为进口厂家的阀门。 j.参与联锁和控制的仪表信号设计全部用硬线连接方式。与电气专业之间的连接控制信号设计采用硬接线方式，不允许采用通讯方式传输信号。 K.SIS系统工程设计时充分考虑新增SIS系统与目前控制系统的关联，包括硬件设备和联锁逻辑的关联。 L.提供工程设计图纸。包括： 1、I/O表； 2、监控数据表 3、联锁、逻辑图（表） 4、ESD系统规格书
化工装置停车规范
化工装置停车规范文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
装置停车规范 一、常规停车 1、常规停车是指化工装置试车进行一段时间后，因装置检修、预见性的公用工程供应异常或前后工序故障等所进行的有计划的主动停车。 2、化工装置常规停车应按以下要求做好准备工作： （1）编制停车方案，参加停车人员均经过培训并熟悉停车方案。 （2）停车操作票、工艺操作联络票等各种票证齐全，并下发岗位。 （3）停车用的工（器）具、劳动防护用品齐备，如专用停车工具、通讯工具、事故灯、防护服等。 （4）停车后的置换清洗方案、停车阀位图等。 （5）停车用的各种记录表、本等。 2、化工装置常规停车方案主要包括以下内容： （1）停车的组织、人员与职责分工。 （2）停车的时间、步骤、工艺变化幅度、工艺控制指标、停车顺序表以及相应的操作票证。 （3）停车所需的工具和测量、分析等仪器。 （4）化工装置的隔绝、置换、吹扫、清洗等操作规程。 （5）化工装置和人员安全保障措施和事故应急预案。 （6）化工装置内残余物料的处理方式。 （7）停车后的维护、保养措施。 3、化工装置常规停车应注意以下事项：
（1）指挥、操作等相关人员全部到位。 （2）必须填写有关联络票并经生产调度部门及相关领导批准。 （3）必须按停车方案规定的步骤进行。 （4）与上下工序及有关工段（如锅炉、配电间等）保持密切联系，严格按照规定程序停止设备的运转，大型传动设备的停车，必须先停主机、后停辅机。 （5）设备卸压操作应缓慢进行，压力未泄尽之前不得拆动设备；注意易燃、易爆、易中毒等危险化学品的排放和散发，防止造成事故。 （6）易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的物料应向指定的安全地点或贮罐中排放，设立警示标志和标识；排出的可燃、有毒气体如无法收集利用应排至火炬烧掉或进行其它无毒无害化处理。 （7）系统降压、降温必须按要求的幅度（速率）、先高压后低压的顺序进行，凡需保压、保温的，停车后按时记录压力、温度的变化。 （8）开启阀门的速度不宜过快，注意管线的预热、排凝和防水击等。 （9）高温真空设备停车必须先消除真空状态，待设备内介质的温度降到自燃点以下时，才可与大气相通，以防空气进入引发燃爆事故。 （10）停车时严禁高压串低压。 （11）停车时应做好有关人员的安全防护工作，防止物料伤人。 （12）冬季停车后，采取防冻保温措施，注意低位、死角及水、蒸汽、管线、阀门、疏水器和保温伴管的情况，防止冻坏。 （13）用于紧急处理的自动停车联锁装置，不应用于常规停车。
装置紧急停车方法
精心整理宿迁市万和泰化工有限公司紧急停车方案 装置名称：年产300吨福胞嘧啶 一、部分装置紧急停车 （一）、紧急停车条件：（单台设备紧急停车或部分异常装置附近区域装置停车） 1、单套装置发生升温、压升压异常，需要立即停止物料投加，停止供应能量和压力； 2、单套装置发生有毒、强腐蚀性气体少量散发； 3、单台设备的冷却、供热、供电系统发生故障。 （二）、紧急停车报告程序： 1、岗位操作工在发现异常、立即报告班长，班长在接到报告后5分钟内赶到现场，同时报告车间经理，夜间 报告值班领导； 2、班长达到现场后采取保守措施，控制异常扩大，同时指挥现场人员防护； 3、车间经理或值班干部到达现场后立根据现场实际状况，采取控制或紧急停车措施； 4、在可预知异常可能扩大或异常发展趋势难以判断，须立即报告安全生产副总经理和总经理，并通知全部生 产区域，做好紧急停车准备。 5、对因电力和设备的损坏，白班立即通知维修班维修，夜间做好停车，并妥善处置反应器中物料。 二、整体装置紧急停车 （一）、紧急停车条件： 1、装置发生大量有毒、强腐蚀性气体泄漏，危及到整个装置和人员安全； 2、车间内发生火灾、爆炸事故； 3、整体电力系统、蒸汽、供水发生故障，不能正常供应，危及到生产安全和产品质量； 4、发生极端天气，高雷暴、强台风、地震、洪水； 5、临近企业发生事故，危机装置安全生产。 （二）、紧急停车报告程序： 1、岗位操作工在发现异常，立即报告班长，班长在接到报告后5分钟内赶到现场，同时报告车间经理，夜间 报告值班领导； 2、班长达到现场后采取保守措施，控制异常扩大，同时指挥现场人员防护； 3、车间经理或值班干部到达现场后立根据现场实际状况，采取控制或紧急停车措施； 4、车间经理或值班干部立即报告安全生产副总经理和总经理；
紧急停车系统ESD
1引言 紧急停车系统ESD( Emergency Shutdown Device)是90年代发展起来的一种专用的安全保护设备，是独立于生产过程控制系统的用于大型装置的安全联锁保护系统。在正常情况下,实时在线监测装置的安全;当装置出现紧急情况时,直接发出保护联锁信号对工艺流程实行联锁保护或紧急停车,以避免危险扩散造成巨大损失。 ESD一般应用于安全控制要求较高的重要生产工艺场合。尤其在石油化工生产中，装置大都具有高温、高压、易燃、易爆、工艺连续性强、复杂性高、安全要求高等特点,所以，近年来ESD在石化企业被广泛地推广应用。由于ESD设计技术要求高，国内还没有生产厂家，现在国内应用的ESD都是引进产品。引进的ESD如何结合实际生产装置进行硬件、软件组态是ESD应用的关键问题。本文结合茂名石油化工股份有限公司多套装置配置应用ESD 的情况,对石化企业ESD 系统组态进行初步探讨。 由于石化企业实际生产装置各有特点，工艺情况千变万化，ESD系统组态时，要从系统的独立性、本质安全、快速响应等基本要求和结合有关设计联锁系统的标准、规则出发，综合考虑多方面因素，才能使ESD系统满足设计要求，真正发挥出应有的安全保护作用，最大程度的确保生产安全。同时因为生产工艺情况复杂多变，人为的误操作可能多种多样，系统组态时除了按工艺要求实现其正常的操作功能外，还应尽可能地考虑到所有的可能性。完全满足设计要求是ESD组态最基本的要求，最大程度的确保安全生产、方便工艺操作是ESD 组态的目标。 ESD系统组态的基本内容包括：系统配置、硬件组态、逻辑组态、操作界面组态、SOE组态和与其他系统通讯的组态等。下面着重介绍ESD在组态时的技术细节及注意事项。 2系统配置及硬件组态 系统配置和硬件组态是ESD组态最基础的工作。它决定整个系统能否正常运行和系统一些功能能否全面地实现。一个ESD系统的基本配置一般包括：控制站、工程师站、操作站、SOE站、辅助操作台、辅助仪表盘及打印机。 控制站ESD是核心单元，控制站一般实现主控卡（通常称作CPU卡）的三重化冗余，主控卡通过三重化冗余的通讯电缆和I/O卡件通讯，I/O卡件电源一般是双重化冗余的。控制站通过系统本身的通讯卡连接到两个交换机HUB上，通过HUB与操作站、工程师站、SOE 站进行数据传输。 工程师站完成所有软件组态及其下载。操作站是完整的人机界面，SOE站用来高效率的记录事件顺序。辅助操作台上一般安装各个联锁部分的报警指示灯和停车、复位按钮。辅助仪表盘上可安装硬旁路开关和一些过程点的报警提示灯。 硬件组态属于ESD系统内部组态，一般用ESD厂家提供的组态软件完成。硬件组态内容包括：确定CPU卡件的型号，I/O卡件的分布和选型，I/O地址的分配、变量地址定义等。硬件组态之前要注意做好各项准备工作，如全部卡件的型号和性能以及具体每一块卡件的分配的物理位置；各个卡件的冗余情况；输入输出的点数及其物理地址的具体分配；各种接口参数的具体要求等。硬件组态完成后系统应该能够正常的空转。 3 逻辑组态 3．1 组态方式 一般的逻辑组态软件包括梯形图、功能块图和编程语言等三种。这三者一般在功能上没有任何区别，编程者可根据自己的编程习惯选择使用。一般常用的是梯形图和功能块图。具体的功能和实现方法各种ESD系统大同小异。 3．2 组态内容及注意事项
SHBZ06-2019石油化工紧急停车及安全连锁系统设计导则21页word
石油化工紧急停车及安全联锁系统 设计导则 SHB-Z06-2019 目录 1 总则--------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2 常用名词术语与缩写------------------------------------------------------------------------------- 3 2.1 常用名词术语------------------------------------------------------------------------------- 3 2.2 缩写--------------------------------------------------------------------------------------- 4 3 选用原则----------------------------------------------------------------------------------------- 5 3.1 独立设置原则------------------------------------------------------------------------------- 5 3.2 选择采用技术的原则------------------------------------------------------------------------- 5 3.3 结构选用原则------------------------------------------------------------------------------- 6 3.4 故障安全型原则----------------------------------------------------------------------------- 7 3.5 中间环节最少原则--------------------------------------------------------------------------- 7 4 紧急停车及安全联锁系统工程设计的内容------------------------------------------------------------- 7 4.1 可行性研究阶段----------------------------------------------------------------------------- 7 4.2 基础工程设计阶段--------------------------------------------------------------------------- 7 4.3 详细工程设计阶段--------------------------------------------------------------------------- 8 4.4 ESD及安全联锁应用软件组态、生成阶段 ------------------------------------------------------- 8 4.5 安装、调试、投运阶段----------------------------------------------------------------------- 9 5 硬件配置----------------------------------------------------------------------------------------- 9 5.1 配置原则----------------------------------------------------------------------------------- 9 5.2 用户接口----------------------------------------------------------------------------------- 9 5.3 过程接口---------------------------------------------------------------------------------- 10 5.4 逻辑运算器-------------------------------------------------------------------------------- 10 5.5 通讯接口---------------------------------------------------------------------------------- 11 5.6 电源-------------------------------------------------------------------------------------- 11 6 现场设备---------------------------------------------------------------------------------------- 11 6.1 检测元件---------------------------------------------------------------------------------- 11 6.2 执行元件---------------------------------------------------------------------------------- 12 6.3 现场设备选用注意事项---------------------------------------------------------------------- 12 7 软件编制---------------------------------------------------------------------------------------- 12 7.1 软件编制原则------------------------------------------------------------------------------ 12 7.2 软件编制的安全性要求---------------------------------------------------------------------- 13 7.3 软件审查---------------------------------------------------------------------------------- 13 7.4 软件工程文件------------------------------------------------------------------------------ 13 8 配线及接地工程要求------------------------------------------------------------------------------ 13 8.1 配线工程要求------------------------------------------------------------------------------ 13 8.2 接地工程要求------------------------------------------------------------------------------ 14 9 安装、调试、预开车验收-------------------------------------------------------------------------- 14 9.1 安装-------------------------------------------------------------------------------------- 14 9.2 调试-------------------------------------------------------------------------------------- 14 9.3 预开车验收测试（PSAT）-------------------------------------------------------------------- 15 附录A紧急停车及安全联锁系统规格书编制大纲-------------------------------------------------------- 15