化工安全儀表系統檢驗測試

郭瑞 潘浩

1.沈陽興齊眼藥股份有限公司 遼寧沈陽 110141；2.東北制藥集團沈陽計控有限責任公司 遼寧沈陽 110141

1 安全儀表系統概述

安全儀表系統（SIS）是保障安全生產的重要技術措施之一，廣泛應用于石油、化工等過程工業。SIS是由傳感器、邏輯結算器、執行機構組合而成，在安全事件發生時，執行相應的安全儀表功能，達到或保持生產過程的安全狀態。SIS系統投入運行后，會7*24小時持續運行，受環境應力等影響會不可避免地出現老化、性能下降、失效等情況，嚴重時則直接導致故障，給裝置安全生產埋下了重大隱患。

2 檢驗測試范圍與內容

2.1 I/O 卡件檢驗測試

安全儀表系統I/O卡件在使用過程中受環境等應力因素的影響，部件將會出現老化、腐蝕、機械應力損傷、過電應力損傷等情況，進而導致電子器件性能下降，致使原有功能退化，當功能退化嚴重時會造成現場生產紊亂失控，從而引起安全生產事故，造成重大損失。

壩坡抗滑穩定計算采用剛體極限平衡法，土體抗剪強度指標采用有效應力法計算，滑裂面按圓弧面考慮，抗滑穩定安全系數計算公式采用簡化畢肖普法，計及土條間作用力，浸潤線以上按濕容重計，浸潤線與邊坡外水位之間按飽和容重計，邊坡外水位以下按浮容重計，地震慣性力考慮水平向及垂直向。

2.2 網絡檢查與病毒查殺

目前安全儀表系統采用以太網來實現控制站、操作員站（或工程師站）等功能站點之間的信息傳輸，在現場使用中由于病毒侵害、計算機更換、網絡硬件老化及故障、動物啃食線纜等因素，會導致網絡內部分節點或整個網絡存在通訊故障或安全隱患。檢驗測試時需用專業軟件及相應設備檢查控制站、操作站（或工程師站）等網絡節點在高負荷工作下通訊及連接狀況，檢測網絡通訊協議，分析網絡數據包流量、網絡負荷、丟包情況等，發現并及時處理通訊故障隱患，同時提出合理的維護建議。

2.3 卡件部件故障注入檢驗測試

安全儀表系統中各類電子/可編程電子部件內嵌功能豐富的故障診斷電路，因此在檢測測試系統卡件、I/O卡件時，僅檢測卡件功能與精度是不全面的，需要進行故障注入，并用檢驗測試軟件診斷注入故障的響應情況，分析故障檢測電路功能是否完善。

2.4 安全邏輯驗證

（3）冗余配置檢查，冗余切換功能測試。使用控制器冗余測試軟件，采集冗余切換命令下發后冗余切換功能和系統運行狀態信息，分析判斷邏輯控制器的冗余功能是否存在失效、切換波動、切換超時等問題。

3 化工安全檢驗測試技術

3.1 故障注入

（2）AI線路故障報警模擬：①將輸入保險絲的開路，模擬線路開路故障（模擬無輸入信號），利用故障注入測試分析軟件讀取、分析系統報警行為。②使用專用短接設備短路端子板上的采樣電阻，模擬采樣信號診斷故障，利用故障注入測試分析軟件讀取、分析系統報警行為。③針對測量范圍為（1-5V）的AI卡件，改變輸入信號范圍（0-6V），模擬全信號量程范圍內系統報警信息的變化，利用故障注入測試分析軟件讀取、分析系統報警行為。

（2）鎖定狀態下安全狀態更改測試。利用軟件將控制器模式設定為鎖定狀態，并強制安全狀態點進行狀態改變，看現場實際狀態是否發生改變，測試控制器的安全保護功能是否正常。

（1）系統24V電源故障注入測試：①測試單路輸入24V電壓（0-60V）變化時控制器模塊／系統的行為，并使用故障注入測試分析軟件讀取分析。②測試單路輸入24V過欠壓的門限閾值，讀取系統的行為，計算實際閾值與設計閾值的誤差。③測試單路輸入24V電壓的設計最高耐壓值，分析是否符合產品要求。④利用故障注入測試分析軟件讀取單路24V故障后控制器模塊/上位機的報警信息，分析判斷系統響應是否合理。

3.2 邏輯控制器檢驗測試

（1）硬件測試。檢驗測試時需通過專用檢測儀器檢測邏輯控制器的硬件工作是否正常，主要檢測其內核電壓是否符合設計要求、內部時鐘信號是否發生畸變、邏輯控制器硬件各個測試點的電氣參數是否符合要求。控制器故障建模測試分析軟件對測試數據進行分析，判斷健康狀況，提出合理建議。

本次研究選取以子宮肌瘤為代表婦產科手術，行子宮肌瘤手術是腹腔內各項器官、內臟極易與外界因素接觸后發生感染。肺部因持續保持呼吸且易感染因素較多，因此子宮肌瘤手術后肺部感染幾率較大，因此，后續肺炎護理尤為重要[8]。

安全儀表系統安全邏輯功能是否正常是實現過程設備保護，保證裝置安全運行的關鍵要素，安全邏輯失效主要分為聯鎖設計不合理、處理器內部邏輯故障、邏輯響應時間超時等。針對可能存在的安全邏輯失效風險，應在檢驗測試中對其進行驗證。通過專用測試軟件分析現場邏輯執行狀態，分析邏輯功能是否正常，計算聯鎖信號輸入至信號輸出所需的時間等，驗證是否滿足安全要求規格書（SRS）要求。

3.3 上電檢驗測試

（2）檢查系統是否正常運行并且沒有在降級狀態下運行。利用上電檢驗測試軟件，檢測系統運行狀態是否降級，手動對處于測試狀態的模塊進行降級，檢查單模塊的降級能力，檢查系統發生降級后各狀態是否發生跳變，正常運行狀態是否繼續保持等。

（1）上電初始化邏輯測試。采用上電檢驗測試軟件收集安全儀表系統上電過程中各參數的變化，分析驗證上電時初始化邏輯是否正確，檢測控制器及控制模塊是否存在部分邏輯未初始化或者初始化錯誤，上電時輸入/輸出模塊是否發生跳變等。

（3）檢查控制器負荷，是否存在歷史報警和最大內存使用量。利用上電檢驗測試軟件查詢控制器歷史負荷的最大值，以及是否存在過報警，最大內存使用量。并對采集歷史數據進行分析，判斷當前系統硬件配置是否合理。

案例分析：本案例中采購的100個富光500mL太空杯是洪福商貿購入專門用于銷售贈送，因此，該商品在購進時，應入“贈品庫”（贈品庫的屬性：不計入成本），采購支付的成本應該計入“銷售費用”。假設，本案例中涉及的存貨富光500mL太空杯及所屬的“02贈品庫（不計入成本）”均已完成初始化設置。本案例業務核算流程如下（簡化）：

盾構隧道的整體道床是在結構底板鑿毛后與管片結構澆筑在一起的，存在多個層面的結合，這些層面往往成為盾構隧道結構中最薄弱的環節。在地下水作用、列車長期運行振動、施工工藝和施工質量、隧道不均勻沉降等多種因素影響下[6]，將導致整體道床與管片脫開產生離縫、道床變形縫附近產生貫通橫向裂縫，部分縫隙伴隨滲水、冒泥現象。

4 結語

化工安全儀表系統檢驗測試，是安全儀表系統全生命周期管理中重要環節。本文通過對近百個工業現場的控制系統和安全儀表系統維護項目的檢驗測試作業，提出的安全儀表系統的檢驗測試方法，可以將更多的安全隱患消滅在萌芽狀態，預防裝置的災難性事故，使設備的使用壽命得到延長，有效降低企業因系統故障引起的停車概率，為企業爭取更多生產時間。