分析规范SH/T3005-2016 如何选用SIS输入信号类型?




SIS输入信号类型的选择,通常需要考虑诸多因素,包括可靠性、准确性、适用性等,规范SH/T3005-2016为我们提供了良好的工程应用推荐。
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SH/T3005-2016 第4.17条 SIS的输入信号源应首选变送器。当要求选择开关型仪表时,其接点宜采用双刀双掷(DPDT)干接点型或NAMUR型。如果开关接点不支持DPDT,应选用具有2个SPDT接点的仪表。所有开关型仪表的接点应采用密封结构。


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SIS控制系统大多采用PLC实现,早期的PLC适合于接收和处理开关量信号,随着行业发展,目前的SIS控制系统已经能非常好的接收和处理模拟量。而模拟量仪表具有能实时监测参数曲线(开关型仪表则无法实现),若出现故障或数据偏离,对于有经验的现场人员较容易发现和分析原因,并迅速作出响应;且现场开关量仪表因长期不动作,有可能会出现触点黏合或接触不良,导致工艺参数达到越限条件时触点不动作或误动作,影响SIF的实现。因此推荐SIS的输入信号源首选变送器,但这并不意味着所有变送器就都比开关量仪表可靠性高。

另现行GB/T 50770-2013 《石油化工安全仪表系统设计规范》也有类似要求,见正文6.1.1和6.1.2条。

6.1.1 测量仪表包括模拟量和开关量测量仪表,安全仪表系统宜采用模拟量测量仪表。

6.1.2 测量仪表宜采用4mA~20mA叠加HART传输信号的智能变送器。

SH/T 3184-2017《石油化工罐区自动化系统设计规范》正文和条文说明中的类似要求如下:

正文

5.3 液位和界位仪表

5.3.1 一般规定

5.3.1.1 液位连续测量仪表可选用雷达液位计、伺服液位计、磁致伸缩液位计、静压式液位计等。

5.3.1.2 液位开关类仪表可选用音叉开关、超声波开关、浮子式开关等,也可用液位连续测量仪表代 替液位开关类仪表。

条文说明

5.3.1.1 液位仪表选型应适合浮顶罐、固定顶罐、球罐、卧罐等不同类型储罐的安装使用条件。

5.3.1.2 由于连续测量仪表的信号是连续的,可以实时测量过程变量、确定仪表的工作状态,比不常 动作的开关类仪表更可靠,所以,可靠性要求较高的场合应采用连续液位测量仪表代替液位开关。
 

02
 

能输出开关量的仪表有机械式和电子式的,机械式的如常见的浮球液位开关、电接点压力表、机械式阀位回讯等;电子式的如常见的音叉液位开关等。

(1)SPDT(single-pole double-throw)单刀双掷,其电子电路图如下,可见SPDT只能输出一个开或关的开关量信号。





(2)DPDT(double-pole double-throw)双刀双掷,其电子电路图如下,可见DPDT同时输出两组开或关的开关量信号。

(3)NAMUR型开关量仪表其工作原理:通常由隔离式安全栅向传感器提供8.2VDC(左右)的电压,并检测回路电流信号,根据标定的开关电流值,当电流由低到高,高于标定值会产生一个输出信号变化(从0到1,或从OFF到ON);当电流由高到低,低于标定值时,产生一个输出信号变化(从1到0,或从ON到OFF),而过高和过低的电流值将被定义为故障。
由上述三种类型可见,DPDT型开关其中一组触点故障而无法使用时,能在较短时间内维护接到另一组触点使用,缩短某种故障情况下的故障修复时间;若采用单个SPDT,则无法较快处理此类故障;NAMUR型开关是闭路实时监测电流信号,当某种故障情况下,可以及时发现故障并采取相应措施。


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仪表的接点应采用密封结构可以有效提高仪表可靠性,比如防止潮气进入、腐蚀性气体侵蚀、粉尘污染等。

 
 
拓展知识
 
 

 

在选择SIS输入信号源时,需要考虑以下知识:

1、合规性要求:应符合标准规范的要求。标准规范的要求来源于工程实践,执行标准规范是基本要求

2、可靠性要求:输入信号源的可靠性是选择的关键因素之一。需要评估输入信号源的故障率、寿命和可靠性指标,以确保其能够在安全仪表系统中稳定可靠地运行。

3、准确性要求:输入信号源的准确性对于安全仪表系统的性能至关重要。需要考虑输入信号源的测量精度、灵敏度和响应时间等因素,以确保其能够提供准确的输入信号。

4、适用性评估:根据具体的工业场景和应用需求,需要评估输入信号源是否适用于特定的安全仪表系统。这包括考虑输入信号源的工作环境、工艺参数和应用场景等因素。

NAMUR标准号和具体示意图

NAMUR信号特性示例见图1、图2,摘自标准EN 60947-5-6。

图1 接近式传感器的连续特性示例图

图2 接近式传感器的非连续特性示例图
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