ESD在线监控及诊断系统技术分析

一、引言

ESD是英文EmergencyShutdownDevice紧急停车系统的缩写。这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的,以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评和广泛应用。

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,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散造成巨大损失。具有关资料,当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的,当操作人员面临生命危险时,要在60s内作出反应,错误决策的概率高达99.9%。因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的,这是作好安全生产的重要准则。该动则动,不该动则静,这是ESD系统的一个显著特点。

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、连锁结果、保护措施等都需要在上位机通过各种方式在线监视。但实际情况是,早期的系统:DCS作为生产过程控制系统,ESD作为安全保护系统,两者往往采用不同厂商,不同类型的设备,由于各种各样的原因,两者的通信问题得不到很好的解决。对于这样的一类系统,要想在线监视并按顺序记录联锁与ESD有关联的设备状态、事件顺序,就需要通过建立和ESD系统的通讯,快速获取ESD设备的数据信息并按事件顺序记录方式加以处理,从而实现在线监控及故障追忆的功能。

在石化等工业企业的重要装置,例如催化、焦化、加氢等系统都独立设置ESD系统,其必要性在于降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统。

对于大型装置或旋转机械设备而言,紧急停车系统响应速度越快越好。这有利于保护设备,避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信息,因此其响应速度难以作得很快；DCS系统是过程控制系统,是动态的,需要人工频繁的干预,而且DCS操作界面主要是面对操作员的,这有可能引起人为误动作；而ESD是静态的,不需要人为干预,这样设置ESD可以避免人为误动作。

二、系统分析