浅析 SIS系统信号异常分析与处理

浅析 SIS系统信号异常分析与处理

张天佑

杭州和利时自动化有限公司    浙江省   杭州市   31150

［摘要］随着电力市场竞争的日益激烈，降低生产成本，节约运行费用，最大限度发挥机组效能，增强企业竞价上网的优势，已成为关系到企业生存发展的重要课题。因此直接面向生产过程的控制系统，不但需要用最优化的控制策略保证整个电厂的设备维持在最安全、最佳、最经济的运行状态，还要承担为操作者提供运行指导，为管理者提供决策依据，用最少的成本获取最多效益的责任。

关键词：SIS系统；信号异常；分析与处理

一、事故现象描述

针对某企业的国产化装置进行研究，这个装置当中会采用到磁力机械式的氧分析仪，并且还需要一氧化碳以及二氧化碳的分析仪来对生产之后所产生的尾气进行检测工作。这些为其都是会具有一定程度的危险性，根据危险性的不同来划分尾气检测的应用系统。一般情况下，在反应过后产生的尾气，如果氧含量过高的情况下，会进入到SIS系统当中进行联锁反应。

PTA装置在进行氧化的工段当中，整个过程会经过大约六个小时，然后会由于尾气当中的氧含量过高会响起警报，从而导致出现连锁跳车的现象。相关工作人员可以在SIS系统当中的记录进行查看，可以发现在这个期间当中的在线气体分析仪都出现过不正常的氧含量过高以及二氧化碳含量过高等记录。但是，对DCS系统当中的记录进行分析，又发现在这个工段当中的氧以及二氧化碳的含量一直维持在稳定的状态，没有任何异常的显示，并且装置的阀门以及其他仪器都没有出现过异常。因此，从工艺流程的方向进行判断，整个装置当中的反应尾气不会出现氧以及二氧化碳含量突然过高的情况。

二、对联锁跳车事故的研究

当开启SIS系统的在线检测效果时，如果信号总是从正常变为0，然后又马上恢复，还一直的显示O2和CO2的量过高，从SIS系统的SOE显示上看就会发现它的起止间隔非常小，那么就可以基本确定出以前的判断结果是对的，也就说明联锁事件的产生时间是瞬间的。同时通过SIS系统在出现联锁跳车时对DCS的显示结果来看，可以发现测量较为平稳，这就证明了当SIS系统显示为0的瞬时情况时DCS系统还未检测异常就已回到了原值。通过这一现象可以分析出两个结果：1.因为SIS系统检测出了异常，因此造成了联锁跳车事故。2.DCS系统未做出反应，就证明了此变化是瞬时形成的，从而使检测期过长的DCS系统还未测试出异常就已恢复到了原值，进而就明确了处理的方向。通过对SIS系统的研究，发现除了正常下联锁之外，還有断路和短路发生，这2个现象也能造成SIS系统发生联锁，同时SOE会显示出的提醒就是O2和CO2的量过高。通过实验与查看相关资料可知SIS系统会将大于22mA的情况判别为短路，小于3.6mA的情况判定成断路。对此类情况的处理方法仅可采用排查的形式，先确定出信号的方向。其实每次发生故障时最先被怀疑的就是磁氧分析仪，不过此分析仪在别的装置当中也被大量的使用，至今还未出现过此种问题，而且还是十多个仪表一起故障，所以此情况根本不可能发生。

三、连锁跳车事故分析

SIS系统软件会有一个测试功能，经过多次测试可以发现，在输入信号的时候将正常值突然调到零，然后再立即返回到正常值的时候会出现氧以及二氧化碳含量突然变高的现象，并且SIS系统出现事故的时间是非常短的，事实证明啊，之前的分析都是非常正确的，也就是连锁事件的发生都是在一瞬间。并且在发生连锁故障的时候，气体分析仪当中的记录是相对来说比较稳定的，在SIS系统瞬间发生故障的时候，DCS系统当中并没有详细的记录，说明信号是恢复到正常的状态了。

SIS系统在检测到信号发生异常的时候,会导致装置出现连锁跳车的现象，但是DCS趋势记录当中并没有同时将这些现象反映出来，这些现象就可以表明连锁跳车事故是在瞬间完成的，DCS系统由于扫描的时间比较长，所以就没有检测到，同时信号也回到了正常的范围之内，在这个时候也找到了解决问题的方向。

经过对Sis，系统的深入分析，可以发现，除了正常信号情况下的连锁跳车事故现象之外，还有两种情况，也就是断路以及短路这两个事件也会受到检测。如果在检测过程当中出现这两种情况也会导致系统出现连锁的现象，同时在SOE当中记录下来的事件表明氧以及二氧化碳的含量过高。经过相关数据和参数的查阅可以发现，SIS系统在超过20毫安的情况下就会出现短路现象，在小于3.6毫安的时候则断路。

四、对联锁事故原因的处理

如今的关键性问题就是如何有效的隔绝这些外来的干扰源以及偶然的波动信号，并且用最低的成本使得装置能够顺利运行。经过对隔离栅说明书的仔细研究发现对于4～20mA的信号来说，应该接在2、3的端子上，该区域的端子不能用于接收HART、Brain、DE等通讯信号，而且分析仪的信号也为4～20mA的信号，与SIS系统的通讯信号并不是智能通讯，分析仪也不能接收此类通讯信号。既然5、6端子为接收智能通讯信号却接入了4～20mA信号，那么必然会对系统信号处理产生一定的干扰。因此，应该将本装置的仪表有源信号接在2、3的端子上。根据调整端子之后的结果发现信号跳变的情况有效的消除了，使得此装置从改后到目前还未出现过以往的联锁情况。

结语

总而言之，相关部门对于日常工作当中所用到的设备需要进行全面的了解和掌握，在发生问题的时候，需要积极的采取各种措施来查找原因，从而找到根本的原因再进行解决。现场工作人员在进行接线修改工作的时候，一定要对相关的故障进行全面的检测和分析，不可以随意进行接线，同时也是为了保障企业能够稳定的生产和运行。

参考文献：

[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用[M].北京:清华大学出版社,2019.

[2]许忠仪.安全仪表系统(SIS)的SIL评估[J].化工自动化及仪表, 2019,36(5):62-66.

[3]赵银.厂级监控信息系统（SIS）运行性能优化[J].仪器仪表用户,2020,27(04):33-35.