DCS安全验收评价的探讨

第一篇:dcs安全验收评价的探讨概论

近年来,自动化控制系统特别是dcs在石油、化工、电力、冶金、轻纺等行业中得到广泛应用,在降低能源和原材料消耗、提高产品质量、确保安全生产、改善和加强企业管理等方面已取得了明显的经济和社会效益。同时,生产过程的大型化、连续化、自动化发展趋势和在中控室内的集中控制,也增加了安全生产的复杂性。本文针对dcs的特点,就安全验收评价中涉及的有关技术问题进行阐述。一dcs安全评价的总体要求

总体要求是。dcs应能在异常情况下控制设备和装置不发生危险,必要时控制装置要能自动切换到备用电源和备用设备或装置中去;调节装置要有联锁,以防止误操作和自动调节装置的误通、误断;要评价紧急事故开关设置情况。

下列情况须设置紧急事故开关。(1)发生事故时,不能通过停车开关来终止危险的运行;(2)不能通过总开关来迅速中断若干个造成危险的运行单元;(3)由于中断某个单元能出现其他危险;(4)控制台不能看到所控制的全部装置和设备,无法分析判断和实施有效控制。

紧急事故控制要有防止发生灾害措施,如防窜压、防逆转等。紧急事故开关应用红色,并能明显区别其他开关。

二主要危险因素识别

(1)主要危险因素及相关作业场所

dcs主要危险因素有。控制系统断电;控制站失灵;仪表损坏和电气联锁失效等。主要危险因素的相关作业场所是中控室和现场检测仪表、执行机构。(2)dcs所涉及的危险因素及存在的部位

dcs断电、控制站失灵和电气联锁失效将导致系统的非正常停机。对于有毒和高温、高压设备而言可能导致有毒物质的泄漏、引发火灾或高压设备的爆炸。危险因素存在的部位是ups电源、dcs控制器和plc控制器。

仪表损坏将导致系统的非正常运行。特别是执行机构损坏将导致控制失灵,对于有毒和高温、高压设备而言可能导致有毒物质的泄漏、引发火灾或高压设备的爆炸。危险因素存在的部位是现场检测仪表、执行机构。

三危险因素安全控制措施

首先,要制定dcs安全应急救援预案,并组织员工按照安全应急救援预案进行演练;其次,必须针对主要危险因素制定相应安全控制措施。

1.dcs断电的安全控制措施

dcs通常采用ups电源,以保证在供电电源断电后,仍能在规定时间内将系统关闭在安全状态,这就要定期检查ups电源工作状态和容量,对于冗余电源,应分别切换,确认系统运行正常。

2.控制站失灵的安全控制措施——进行控制站冗余安全试验

(1)在操作站上调出系统状态显示画面,确认控制站正常,在另一操作台上调入该控制站内某一位号,送4~20ma信号于该位号,记录测量值(pv)、设定值(sp)和输出值(0p);(2)控制站电源开关置于“off”状态,确认冗余控制站自动投入控制运行,pv、sp和0p值保持不变;(3)主控制站电源开关恢复“on”状态,再确认pv、sp和0p值不变;(4)重复以上步骤检测冗余控制站。

3.仪表损坏的安全控制措施

(1)把好仪表入口关,“三证”齐全方可使用。“三证”包括生产许可证、出厂合格证及化验单、试验报告等。(2)定期检查、校验强制性检测的仪表运行状况,以避免仪表失灵。(3)对于重要联锁保护系统开关量仪表的整定,及重要调节回路的仪表单体调试,其整定调试完毕到仪表投用之间的存放时间不宜超过两个月。(4)仪表应备有足够备品、备件。(5)仪表应具备仪表卡片、仪表说明书,检修校验记录、流量计算数据、仪表控制流程图和重要接线图,以及仪表设计(包括孔板和调节阀的计算)安装和检修资料。(6)当在线仪表发生损坏时,dcs应能及时显示、报警,必要时可启动联锁保护系统按规定要求动作,以确保工艺装置的安全生产或停机。

4.电气联锁失效的安全控制措施——进行联锁保护系统安全试验

联锁保护系统逻辑设计原则必须满足工艺装置的安全运行,在发生异常情况时发挥作用,使联锁保护系统按规定要求动作,以确保工艺装置的生产安全,避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。按照用途,电气安全联锁装置可分为防止触电事故的联锁装置、排除电路故障的联锁装置、执行安全程序的联锁装置和防止非电事故的联锁装置。按照试验顺序,电气安全联锁装置可按手动、自动、机组联锁试验来进行。(1)手动联锁试验

对整个逻辑回路所包含的现场输入点,采用模拟现场条件的办法,每次只选择一个能直接影响控制输出接点状态的输入点进行测试,而短接或断开回路中其他相关现场输入接点。分别使测试点短接或断开,来检验输出接点的动作是否满足设计的联锁功能,然后对能影响这一输出接点状态的所有输入点逐一进行检查,以检验整个逻辑回路要求的机械设备和阀门开停(启闭)动作信号、声光信号、动作时间等是否符合设计要求.试验完毕恢复接线。(2)自动联锁试验

由工艺操作人员现场配合,制造模拟生产现场,待仪表各回路投入正常运行后,按照逻辑图在现场逐项进行故障模拟,检查现场机械设备和阀门开停(启闭)动作、动作时间、控制室内显示的状态和声光信号等是否满足工艺要求。机泵自动开停、阀门自动启闭等联锁系统均应在手动试验合格后进行自动联锁试验。(3)机组联锁试验

机组联锁保护系统应在润滑油、密封油系统正常运行的情况下进行试验。机组启动、停车试验时,应切断电动机的供电线路,采用接触器的吸合与释放模拟机组的启动、运行、停车并应满足以下要求:所有启动条件均满足时,机器方可启动;任一条件不满足时,机器均不启动;在运行中,某一条件超越停车设定值,应立即停车;启动、运行、停车时的音响、灯光应符合设计要求。综合上述,dcs主要危险因素是控制系统本身产生的,只有通过对dcs全面的安全检查、安全试验来解决。安全评价工作也必须从这两方面入手。三dcs的安全检查1.系统上电的安全检查

上电前系统安全检查包括:(1)接地系统安全检查:接地极对地电阻;ac安全接地和dcs主参考接地是否符合制造厂和设计要求;检查盘内接地、盘间连接是否正确;检查ac地和mrg地是否独立;检查盘设备接地是否合格;检查系统内接地正确与否。(2)电源系统安全检查:检查电源柜开关容量是否符合设计要求;检查电源柜到各设备的电源线正确与否;火线、零线的对地电阻,以及线间绝缘电阻是否符合要求。接地系统、电源系统检查一切正常及ups正常运行后,在dcs专家、厂家、监理部门和施工单位共同参加的情况下,可以上电。上电前,须检查所有开关必须是off状态,在dcs专家指导下按顺序送电,同时观察每个节点受电后的节点状态及地址、指示灯闪烁方式、crt画面和所有卡件显示是否正常。

2.dcs的功能检查

所有相关电源开关置于“on”状态;从工程师站下装系统软件、应用软件及数据库;启动操作站,确认系统正常;向各台设备下装系统软件及数据库文件,启动局域控制网络上的全部节点,并确认系统状态显示正常。

系统启动检查应符合下列要求。检查系统硬盘(hdd)子目录所有文件是否齐全;在系统状态显示画面上检查各节点在局域控制网络上的显示正确,有无遗漏;按打印键确认打印机能否打印一屏画面;对于冗余电源,应分别切换,确认系统运行正常。

3.系统组态检查

系统组态检查应根据回路组态文件、梯形逻辑组态文件、先进控制组态文件对dcs软件进行检查。流程图画面检查内容:物料;检测、调节、指示操作;物料流向;报警指示;设备;动态流程检查;仪表位置;change-zone调用;阀门开关、电磁阀状态指示,限位开关位置回信;电动机、泵状态显示;点画面检查;组画面检查;报警画面检查;卡件分配检查,卡件中点分配余量至少留有15~20%的余量。dcs的单元、区域、历史组、操作组、报警单位、实时杂志、目录、区域数据库等逐一检查。

4.dcs的逻辑功能检查

dcs逻辑功能确认应使用编程器测试功能,设定输入条件,根据梯形图或程序文件观察输出地址变化是否正确,以确认系统的逻辑功能;紧急停车逻辑(esd逻辑)试验应检查逻辑管理站的梯型逻辑组态,根据逻辑图检查esd盘的手动开关、报警系统是否正确实现逻辑运算控制。

5.现场仪表的安全检查

现场仪表必须“测量灵敏,控制可靠”,其基本标准:(1)全套仪表(包括测量元件、引线、调节阀附件等)安装正确,管线横平、竖直、无渗漏,导线排列整齐,信号线无干扰,符合相应要求。(2)全套仪表整体整洁,零部件完整无缺,无严重损锈蚀。(3)仪表标度清晰、鲜明,记录、打印清晰。(4)仪表测量系统须灵敏,灵敏度不得低于允许值。(5)指示误差符合相应仪表技术要求。(6)仪表应具备技术资料:仪表卡片、仪表说明书,检修校验记录、流量计算数据、仪表控制流程图和重要接线图,以及仪表设计(包括孔板和调节阀的计算)安装和检修资料。现场仪表可根据表内容进行安全检查。

6.报表的检查

报表的检查应包括事故报警的检查及年报、月报、日报的检查,检查项目包括报表题头、报表格式、打印数据、被报告的设备、计划打印的顺序、打印的要求内容等。四dcs的安全试验

dcs的安全试验是指对整个装置控制方案的检测,应按照检测系统、调节系统、报警系统、联锁保护系统、冗余系统、i/0系统分别进行安全调试,达到具备试车的条件,试验合格填写系统试验记录,由甲方有关人员现场共同确认,并在确认单上签字。(1)检测系统安全试验

结合仪表单校时的方法,在检测系统的信号发生端输入模拟信号,在操作站的crt显示屏上检查pv值,计算系统误差,其误差值不应超过系统内各单元仪表允许基本误差平方和的平方根值。系统校验点不得少于3点,分别为设计量程的0、

25、100%

带报警点的检测系统同时应在操作站crt显示屏上对报警功能进行检查,增大或减小输入信号,确认报警值与设计值是否相符,报警动作是否正常,报警笛是否响,以及报警总貌画面上是否有报警信息显示。(2)调节系统安全试验

在操作站crt显示屏上把调节器输出设定到手动状态,用手动方式输出4~20madc信号,检查现场执行器全行程动作及回信器动作应良好,精确度合格;同时确认流程图画面上相应阀的颜色发生变化。基地盘控制系统则用手动操作系统的输出信号进行上述检查。(3)报警系统安全试验

系统中的信号输入元件,其附加报警机构应根据设计提供的设定值进行参数整定,没有设计认可,设定值不得随意改变:根据线路原理图,提供系统动作状态表,在全部线路接通情况下,逐点输入测量信号,在crt显示屏上相应符号的pv状态应与输入信号相符,同时确认报警笛响及报警总貌画面上有报警信息显示。

(4)联锁保护系统安全试验(5)系统的冗余安全试验

网络通信电缆冗余安全试验:在系统状态显示画面上,确认网络通道的a与b电缆状态显示为绿色;除去电缆a或接线端子,检查电缆b可否切换,电缆a颜色同时变成黄色,且不影响网络通道正常运行;恢复网络通道的a电缆,待a电缆颜色变绿时,再用同样方法检查b电缆。i/o卡件冗余安全试验:在操作站上调出控制站细目显示画面,确认全部i/o卡件状态正常。在另一操作站上调出该卡件含有某一位号,输入4~20ma信号,记录pv、sp和0p值;关闭主i/o卡件的电源开关,确认冗余i/o卡件自动投入控制运行,控制站细目显示画面状态正确,确认其pv、sp和0p值保持不变;主i/o卡件电源重新置于“on”状态,再确认pv、sp和0p值保持不变;重复以上步骤检测冗余的i/o卡件。(6)dcs的i/o安全试验

对于模拟i/o信号,应从现场加实际的0%、50%、100%模拟信号,观察监视器上是否有对应量程变化,或在操作站上强制输出0%、50%、100%,观察现场是否有对应4ma、12ma、20ma变化。对于数字i/o信号,应从现场加实际的闭合、断开信号,观察监视器上是否有对应状态改变,或在操作站上强制输出on、off信号,观察现场是否有对应闭合、断开变化。

(7)仪表系统联校、联锁安全试验完毕后,仪表具备了单机试运条件,将转入配合试车阶段。仪表将根据工艺单机试运计划,配合工艺编制试车方案,特别是大机组试车,配备专职技术人员和熟练工人,确保安全和质量。

五安全评价方法的选择

dcs安全性评价按”评价、分析、评估、整改“的过程循环推进,即按评价标准开展自评价或专家评价,对评价过程中发现的问题进行原因分析,根据危害程度对存在问题进行评估和分类,按照评估结论对存在问题制定并落实整改措施,然后在此基础上进行新一轮循环。

1.自评价

(1)自评价工作应基于“自我约束、自我发现、自我纠正、自我完善、自我发展”的指导思想,促使企业自觉运用安全性评价这一有效手段,不断提高dcs安全生产水平。(2)为加强dcs安全评价工作的组织和领导,企业在开展自评价时,应成立安全评价领导小组,统一部署、开展工作。(3)应组织制订自评价工作计划书,编制适合dcs生产实际的详细评价条目,对分阶段评价项目、工作内容、责任部门、监督完成人、时间进度表等项目列出详细计划,并保证整个自评价工作有组织按计划地开展。(4)应认真进行安全性评价宣传和动员工作,组织有关人员系统学习安全性评价标准和评价方法,逐级开展安全性评价工作培训。(5)仪电车间、工区、班组应根据安全性评价标准和企业制定的自评价工作计划书,对评价项目和查评任务层层分解,落实责任,在专业负责人的监督和指导下,明确各自应查评的项目、依据、标准和方法,为自评价工作做好充分基础准备。(6)仪电车间、工区、班组的自评价工作应和日常安全管理工作相结合,做到标准化、制度化、规范化。(7)自评价工作结束后,应根据逐级汇总上报的自评价情况,仪、电专业负责人组织人员完成专业自评价报告,领导小组组织人员在专业报告基础上完成dcs安全验收自评价报告。

2.专家评价

(1)专家评价应建立在自评价工作的基础上,对自评价工作进行更深层次的评估、分析、提炼、综合,帮助企业更全面、准确、深入把握dcs安全生产状况和存在问题,从而达到提高整个dcs安全验收评价工作质量的目的。(2)专家评价由完成自评价的企业向上级单位提出申请,上级单位组织专家或委托邀请中介机构实施。(3)专家评价应在企业自评价的基础上进行,应对自评价中发现的问题进行认真核对和检查。(4)查评工作结束后,专家组应向上级单位和被评价企业提交书面dcs安全验收评价报告。六结束语在dcs安全验收评价中,系统必须进行全面的安全检查和安全试验;按照“评价、分析、评估、整改”的方法,通过自评价和专家评价法,完成对dcs的安全验收评价。

第二篇:dcs系统验收问题dcs系统验收问题

一、系统硬件功能测试验收

1.1概貌

在开始测试之前,对系统的硬件和外围设备进行检查、确认,包括对下列系统部件进行外观检查和说明。•控制器和i/o模件•工程师站及其外设•历史记录站及其外设•操作员站及其外设•网络交换机•系统电源及连接

1.2网络测试

1.2.1组态与布线

1.交换机设置。利用组态终端检查交换机的各端口设置是否符合设计要求。

2.交换机接线。检查各交换机的接线方式以及接线电缆的类型是否与设计图纸一致。

3.整个网络结构与组成。检查整个网络中各工作站、控制器与交换机的连接是否与设计图纸一致。

1.2.2冗余切换功能检测

1.控制器端检测。拔下在线控制器上的网线,检查备用控制器是否切换至在线,注意切换时间。

2.工作站端检测。拔下工作站一个端口的网线,检查工作站工作是否正常。

3.交换机端检测。关掉在线交换机的电源,检查备用交换机是否切换至在线,注意切换时间、各控制器的切换情况。

1.2.3网络状态监测与分析1.监视网络误码和网络各节点状态

2.利用系统状态图检查整个网络的状态:a.各节点的正常状态;

b.模拟网络故障,检查系统状态图反映是否正确。

1.3控制器设置检查1.控制器组态。利用admintool检查各控制器的设置,是否符合实际要求(硬件地址、网络地址、空间分配、控制区)。

2.制器冗余切换检测。模拟在线控制器的处理器故障,观察备用处理器的切换时间和状态。

3.控制器性能检测。利用controllerdiagnostics记录各控制器的空间、内存的消耗(平均值、峰值)。

1.4控制设备电源检查及切换测试

关掉一侧电源,观察另一测的电源切换是否顺利,注意是否切换延时时间和对系统的影响。从以下几点测试电源切换:

1.控制器侧2.工程师站侧3.交换机侧

1.5工作站1.5.1westation功能

1.重新启动工作站检查开机信息中有无错误信息出现,检查相应的配置是否正确。(工程师站还要确认admin的登陆密码。)

2.在启动过程中检查主机电源、风扇工作是否正常,确认各项指示灯显示正常,风扇工作无异音

3.检查显示器各项调节功能,检查键盘是否工作正常,检查三键鼠标的各键功能完好

4.检查工作站显示器各项调节功能

5.启动结束后察看一般信息显示窗口中有无不正常的错误或者注意

6.打开操作员站面板上的不同图标检查操作员站上图标的各种功能是否完备

7.检查操作员站桌面右键快捷菜单功能是否设置正确,确认没有超出范围的功能

8.检查工作站软驱功能,拷贝某一个文件到一张新软盘中

9.工程师站。检查工程师站光驱、磁带机是否正常。

1.5.2菜单系统

1.打开dataanalysisandmaintenance,检查进入菜单的方法

2.使用点菜单(pointinformation)检查下列处理过程点的功能:

a.操作员站中点信息(information)。检查点信息中有无超出范围的功能被启用(点值一栏中的扫描功能一设置为不可操作)。

b.点时实趋势(minitrend)。建立多点的实时趋势,更改不同时间段设置,检查趋势显示是否正常。

c.点的历史趋势,建立多个历史点的历史趋势,改变时间段,检查趋势显示是否正确。

1.6点的相关功能

下列的测试步骤、测试在不同情况下的点的一些功能。

1.6.1点的信息

1.打开

pointinformation图标、并输入一个模拟量点名。

2.模拟量点强制改变数据。(工程师站)a.停止数据采样(scanoff)。b.关闭越限检查。c.强制手动输入一个值。

d.修改该点的高低限值,然后察看该点是否报警或变坏点。

3.打开

pointinformation图标、并输入一个数字量点名。

4.数字量点强制改变数据。(工程师站)a.停止采样。b.关闭越限检查。c.强制手动输入一个值。

d.改变多个参数后用reset按钮,恢复到改变前的值。

5.检查点的安全级别设置是否正确

1.6.2点的查询

1.按以上步骤,对多个点进行采样停止,关闭越限检查。在操作员站上,从主菜单系统进入点查询窗口。

2.用properties窗口选择查询的特征值。a.选择至少一个查询类型。b.选择至少一个质量类型。

3.

选择确认(ok)按钮,在点查询窗口上显示所选内容。

1.7图形显示功能

下面步骤测试图形窗口的功能

1.7.1图形窗口

1.从图标中打开一幅过程图窗口

2.用鼠标点击有效poke区显示其他图形

3.检查该窗口的所有操作按钮功能

1.7.2图形翻页1.在图形顶部的poke区进行多幅图形间的翻页操作

2.通过top图进入不同系统的流程图,检查所有流程图都可以迅速调出

1.7.3图形信息

1.在poke菜单内用显示按钮显示图形中所有的poke区

2.在poke菜单内用数据显示按钮显示图形的有关数据

3.检查流程图中的点能否被拖动

4.检查点右键菜单中有无超出操作员站工作范围的功能被设定。(如确认控制逻辑图不能被调出或者能能够调出但不能对相应的算法点进行参数设定)

1.8一般信息显示1.8.1出错信息

1.选择一个不存在点的图形显示、下载至该站某一文件、启动或停止某一设备(例如工作站、控制器等)

2.观察一般信息显示(generalmessagedisplay)图标变红,然后打开这个图标

3.可以观察到标有星号的信息、那是在窗口关闭的情况下收到的,确认可以收到的信息

4.模拟一个控制器活工作站故障,确认报警信息

1.9高速公路信息

1.9.1系统状态

1.打开系统状态窗口选择某一个控制器或者工作站,然后点击dropdetails键,观察不同类型的站所显示的信息

2.选择有报警的站,察看站详细状态,并对报警进行确认清除报警

1.9.2系统出错

1.从highwayutilities菜单进入系统状态画面

2.然后点击dropdetails键,观察不同类型的站所显示的信息

3.用鼠标选择不同类型的站,然后点击dropdetails键,观察不同类型的站所显示的信息

4.切换某一控制器,观察在一般信息显示窗口、报警窗口中不同类型的站所显示的信息

5.停止某一工作站,观察在一般信息显示窗口、报警窗口中不同类型的站所显示的信息

1.10趋势

1.10.1趋势显示1.从图标打开窗口,在显示窗口1生成一个趋势,并按下modify按钮,添加趋势参数,包括可达8个趋势点,按下apply按钮予以确认

2.在趋势显示窗口中选择新建按钮,在显示窗口2中创建一个趋势

1.10.2趋势组

1.在趋势显示窗口选择组按钮,选择一个空趋势组,用modify按钮创建一个新趋势组

2.添加趋势参数,并按apply键确认。选择刚建好的趋势组,按显示实时趋势按钮。

1.10.3趋势一览

在显示趋势时,点击画面上任一时间段,可以看到该时间段内的所选数据。

1.10.4表格趋势

时间在趋势显示窗口,选择tabular按钮。使用printtoafile按钮把制表趋势输出到一个文件中。(工程师站)

1.10.5趋势缺省值

在趋势显示窗口选择缺省值选项,根据要求改变高限值和低限值。按apply按钮确认并观察相应键,显示中的新的高低限。

二、采样、报警和系统i/o测试验收

本章测试目的是确认采样和报警的操作功能,被测试的软件安装在控制器和westation操作员内,控制器对过程输入点连续采样,经转换后把数据广播到ovation数据高速公路上。westation操作员站(还有其它一些站)接受到这些数据,并把这些数据显示在该站的crt上。

2.1i/o采样

根据下列步骤,检验所选择的输入点能正确显示.

2.1.1模拟量点

1.用点信息(pointinformation)功能显示一个点

2.改变所选点的数值

3.把所选点添加到一个趋势中,并确认点值是否正确

2.1.2数字量点

1.用点信息窗口显示一个数字量点

2.改变所选点的条件

3.观察点值改变情况

2.2报警报告

这一节测试将检验报警功能是否将系统报警以正确的方式报告给控制器和westation操作员站内,控制器对过程westation操作员站。

2.2.1报警列表

1.在点信息窗口中改变某一个数字量点状态,使之成为坏点

2.改变某一组不同报警级别的模拟量点的报警限值使它们报警

3.通过仿真器产生几个不同级别的报警点

2.2.2报警确认

1.选择报警列表显示,用确认按钮确认一个报警点

2.用确认按钮确认一批标记星号的需确认的报警点

3.观察经确认的报警点颜色和背景色发生反转

4.选择未被确认的报警列表,确认其中一个报警点,并观察它从列表中消失

确认:

三、工程师站功能

这一部分测试westation工程师站上的编程工具功能。

3.1组态功能

1.选择menu图标,并选中工具菜单(tool)选项中的powertools

2.选择westationconfigtools选项

3.选择inittool功能。检查控制器、软件服务器、历史记录站、nt服务器、操作员站的组态参数是否正确,(包括站类型、站ip地址、以太网地址、网络类型、hostid、硬盘分区类型、所选择的软件包等信息)。

4.确认不同站类型所选取的软件包

5.选择admintool选项,该工具用于定义、维护和下装系统组态文件

6.从功能菜单中选择maintainprojectdata栏

7.检查不同站的相关原文件的设置是否正确

8.确认那些能够被改变的文件

9.从功能菜单中选择downloadconfiguredata栏

10.选择所有的过滤条件和所有的站

11.按下download按钮

12.如果有的话,观察文件版本的差异

3.2

设备维护

打印机管理器1.查打印机状态。

2.印某一个报表或文件,检查打印机状态

3.3

shelltool调用常用的工具

1.文件管理器、文件转换器、文本编辑器(dtpad)等

3.4控制器功能

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安全验收评价结论

安全验收评价结论应包括。符合性评价的综合结果;评价对象运行后存在的危险、有害因素及其危险危害程度;明确给出评价对象是否具备安全验收的条件。

对达不到安全验收要求的评价对象,明确提出整改措施建议。