SIS儀表控制系統的發展現狀分析

張健

摘 要：伴隨著現代科學技術的飛速發展，SIS儀表控制系統也得到了很大的提升，但在SIS儀表控制系統的實際應用中仍存在著一些問題需要解決。SIS儀表控制系統作為機電設備的重要組成部分，其運行的健康與穩定至關重要。本文首先對SIS儀表控制系統發展現狀相關進行了描述，其次對SIS儀表控制系統運行中應用的技術進行了分析，最后針對SIS儀表控制系統現存的問題進行了探討并提出了幾條參考性的優化建議。

關鍵詞：SIS;儀表控制;儀表控制系統;自動儀表發展

1 引言

現代科學技術的不斷發展極大的推動了我國各行各業的生產力增長，從儀表控制系統行業來講，有了SIS安全儀表技術以及自動化技術后儀表的運行準確性有了極大的提高。不僅如此，采用合理的優化措施還能夠很大程度上提高儀表控制系統的效率，促進SIS儀表控制系統健康穩定發展。

2 SIS自動儀表控制系統發展現狀相關概述

安全儀表系統（Safety Instrument System，SIS）是一種獨立于生產過程的控制系統，能夠獨立完成安全聯鎖保護功能。它可以避免工藝生產故障、現場儀表故障、系統供電故障等對生產裝置造成的重大危害，保證生產裝置能夠安全運行[1]。要想保證安全儀表系統得到更好的發展與應用，就必須不斷加強相應的技術研發，通過科技的逐步創新，結合實際情況，依照當前時代發展的節奏以及時代需求，合理科學的使用安全儀表控制系統，使得其在我國化工產業內充分發揮相應的推動作用[2]。

3 SIS自動儀表控制系統運行中應用的技術

數字化儀表與控制系統的主要功能分為兩部分，包括信息處理與顯示功能以及控制功能[3]，主要就是將計算機技術、系統控制技術以及網絡通信技術結合在一起的一項技術[4]。以下列舉了幾種SIS儀表控制系統運行中應用的控制技術。

3.1 冗余技術

冗余技術就是增加多余的設備，以保證系統更加可靠、安全地工作。冗余的分類方法多種多樣，按照在系統中所處的位置，冗余可分為元件級、部件級和系統級;按照冗余的程度可分為1：1冗余、1：2冗余、1：n冗余等多種。在當前元器件可靠性不斷提高的情況下，和其他形式的冗余方式相比，1：1的部件級熱冗余是一種有效而又相對簡單、配置靈活的冗余技術實現方式，如I/O卡件冗余、電源冗余、主控制器冗余等。因SIS系統的重要性，目前國內外主流的SIS控制系統中大多采用了三重化冗余的方式。

控制系統冗余設計的目的：系統運行不受局部故障的影響，而且故障部件的維護對整個系統的功能實現沒有影響，并可以實現在線維護，使故障部件得到及時的修復。冗余設計會增加系統設計的難度，冗余配置會增加用戶系統的投資，但這種投資換來了系統的可靠性，它提高了整個用戶系統的平均無故障時間（MTBF），縮短了平均故障修復時間（MTTR），因此，應用在重要場合的控制系統，冗余是非常必要的。

3.2 FCS控制技術

現場總線是一種現場基礎設備之間進行互相數字信號傳輸的新型總線控制技術。現場總線控制系統采用全數字化技術，并且整合了信息化儀表檢測技術、自動化邏輯控制技術、總線集成控制技術等等，極大的突破了傳統數字信號傳輸的局限性，將傳統數字信號傳輸系統的點對點傳輸轉變為了多線傳輸。基礎現場設備之間互相進行的數字信號傳輸，整體呈現出一種互聯化、分散化、數字化、智能化、多元化的傳輸形態。現場總線系統由智能儀表、現場總線、控制器以及監視器組成。

3.3 PLC控制技術相關概述

集成了通訊技術、PLC主從互聯技術、電氣控制技術的可編程邏輯控制系統，其邏輯主體是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）。存取單位、邏輯計算單位、輸出/輸入單位等模塊可以在可編輯邏輯控制器當中自由組合，最終通過將數字化信號進行運算、存儲、輸出來對系統進行控制。由于可編程邏輯控制系統具有可靠性高、編程難度低、模塊組合靈活、輸出/輸入功能齊全、安裝便利、運算速度快的優勢，可編程邏輯控制系統已經得到了工業自動控制領域的廣泛接受。除此之外，可編輯邏輯控制系統還可以通過計算機主機或者PLC主機構建小型控制體系，設立多個PLC從站形成可編程邏輯控制系統網絡。

4 SIS儀表控制系統發展中現存的問題

4.1 自動化儀表過載

自動化儀表內部線路運行過程中存在著許多的常見故障，自動化儀表過載故障就是其中之一。自動化儀表內部線路的電流調控失準，導致自動化儀表內部通過電流超過正常運行原定的額定電流，就會為自動化儀表帶來一定程度上的過載故障。在自動化儀表內部線路運行中當負載或電壓的大幅度突然提升，都會造成自動儀表的過載，除此之外電機缺相運行也是自動化儀表過載的原因之一。自動儀表過載是自動化儀表內部線路運行當中的常見故障，但如果不進行妥善的解決，往往會影響自動化儀表的正常運行，嚴重的情況下甚至會導致自動化儀表過載燒毀。

4.2 自動化儀表短路

自動化儀表內部的短路包括兩相短路、三相短路和一相接地短路，除此之外電氣或者變壓器一相繞組中的匝電短路等情況也有可能導致自動儀表內部線路的短路故障。自動化儀表短路是自動化儀表內部線路運行當中的常見故障，但如果不進行妥善的處理，往往會產生漏電發熱的現象，嚴重的情況下甚至會引發火災，危害到自動化儀表運行維護以及維修人員的人身安全。

4.3 電流過大故障

電氣裝置內部線路運行過程中存在著許多的常見故障，電氣系統電流過大故障就是其中之一。電氣裝置內部的電器元件與電動機通過電流如果超過電氣裝置的額定電流，就會產生電氣裝置內部控制線路系統電流過大的問題，電流過大問題相比短路電流要小，但也需要引起注意。電氣裝置電流過大的問題是電氣裝置內部線路運行當中常見的故障，但是如果不進行及時的處理，電流過大長期發熱會熔斷設備的保險絲，導致電氣裝置全面斷路，影響電氣裝置的正常穩定運行。

5 SIS儀表控制系統未來發展優化建議

5.1 降低硬件故障率，延長使用壽命

進一步降低硬件故障率，減少非計劃停車。延長使用壽命后會給企業帶來明顯的經濟效益，同時能推動產業進一步發展壯大。

5.2提升儀表性能檢測手段

儀表的檢測步驟也可以對所用儀表實施完整的檢測，從而確保儀表的正常使用。并且能夠保障安裝儀表的的完好無損，給后續的施工與正常使用提供了有力的保障。

5.3 周期性的儀表校驗調試

儀表安裝工作完成后，應當對相應系統工程實施檢測與調試，并對整個系統進行校驗及試運行，盡快連接控制檢測系統與自動化儀表系統找出設備可能存在的問題，并且及時調整，確保電氣儀表工程系統正常運作。

6 結束語

綜上所述，SIS儀表控制系統作為機電設備的重要組成部分，其運行的健康與穩定至關重要。SIS安全儀表技術以及自動化技術結合后的電氣儀表運行準確性有了極大的提高，采用合理的優化措施才能夠提高儀表控制系統的效率，促進SIS儀表控制系統高效穩定運行，保證安全儀表系統得到更好的發展與應用。

參考文獻：

[1]周亮，梁兆惠.TRICON SIS系統在加熱爐燃燒器管理系統上的應用[J].工業儀表與自動化裝置，2018（04）：96-101.

[2]錢敏.試論安全儀表控制系統在大型化工廠中的應用與發展[J].化工管理，2019（15）：82-83.

[3]蘇立臣.核電廠數字化儀表與控制系統的應用現狀與發展趨勢[J].山東工業技術，2019（02）：163.

[4]王深濤.儀表控制系統的長周期安全穩定運行探索[J].化學工程與裝備，2019（03）：209-210.