一、关于DCS和SIS共用传感器概述

随着自动化控制技术的快速发展，对自动化要求越来越高，化工安全也成了首要问题。部分在役化工装置经过评估为重大危险源或重点监管危险化工工艺，通过HAZOP分析生产装置在各种情景下的风险，结合LOPA对IPL的识别和半定量，来消减存在风险，最终得出风险等级。企业不能容许该风险等级产生的后果，因设计困难或成本问题又不能新增物理IPL，就需要增加一套从设计阶段就开始认证的用于防范或减轻事故灾害的IPL——SIS。

SIL等级不同，对系统能力要求亦不相同，在改造过程中为降低一次性成本投入，诸多老旧装置采用现有DCS冗余仪表、现场显示仪表经过一定改造，提供给SIS使用，SIL1、SIL2可与DCS共用仪表，所以 DCS和SIS共用传感器在老旧装置中比较常见。

DCS和SIS共用仪表虽然消减了成本投入，后期的运行及维护带来了诸多不便。DCS注重过程监控，所有仪表运行于动态调整过程，而SIS仪表处于静态，在需要的危险场景下将生产过程转入安全状态。

二、DCS和SIS共用传感器方式及其结构分析

（一）SIS仪表通讯到DCS比对用

反应装置属于核心控制领域，可将化工生产具体温度、质量及其效果反映出来，在一定程度上，其总体工艺、压力、温度均会对化工总体生产质量产生直接影响。

老旧装置SIS改造后DCS监控点变少，冗余仪表取消，无参考仪表等问题，对于测量带来很大的风险，一旦测量失效未及时发现将发生事故。那么SIS仪表通过RS-232、RS-485等协议通讯到DCS与DCS仪表冗余、比对，用于判断传感器的好坏可有效解决单一传感器失效无法发现的问题。

（二）力学传感器取压通道共用

老旧装置改造过程中，部分设备无法重新设置取压口或重新设置取压口投入成本不能承受，如：压缩机。在设备本体上取压口尺寸较大，不容易或不可能堵塞的情况下，可适当延长取压口管道，在取压口管道上分配取压。

（三）传感器共用

老旧装置改造中，存在部分无法新增仪表的情况，如：流量计。流量计对直管段均有一定要求，直管段不满足要求会造成测量不准确、异常波动等等情况。改造中如果无法满足安装多台流量计且等级为SIL1的回路，仪表可能会采取SIS与DCS共用的情景。

三、DCS和SIS共用传感器的特征与性能

（一）通讯方式共用DCS高可靠性

控制系统均有RS-485通讯卡件，此方式实现简便。因为仪表直接进入SIS，再通讯到BPCS危险场景SIS仪表失效或DCS失效，不会造成SIS拒动发生事故的问题。SIS失效时，BPCS中有独立的控制仪表，仪表仍正常工作DCS系统调节可以得到保障，满足SIS仪表独立设置要求，不影响SIS系统的功能安全。故能够保障安全的同时提高DCS系统稳定性与安全性，共用仪表不会造成不良影响。在不增加成本的情况下，能够一定程度上提高DCS可靠性和安全性。

（二）取压通道共用节约成本

这种共用方式有局限性，必须要设备本体上取压口尺寸较大的情况适用，当设备本体取压预留尺寸较小，无法保障堵塞问题，那么会造成DCS和SIS测量同时失效，在危险状态下SIS不能将过程转入安全，造成事故。同时会对维护造成一定影响，在维修时二次阀门无法切断的情况下需要切断一次阀会同步切断一次阀门，会将SIS传感器同步切断。取压通道共用对于硬件设施有一定要求，对于不满足要求的设备不能采用此种方式设置。此种方式在生产现场较为常见，能够满足DCS和SIS仪表独立设置要求兼顾改造成本低廉。

（三）传感器共用难以实现

由于DCS和SIS共用传感器，传感器失效将造成DCS和SIS同时失效，装置的控制和联锁系于单个仪表中。对于单一条件联锁本为高可靠性，但DCS共用元件，当仪表失效时，DCS错误的控制结果和SIS错误的拒动将造成不可挽回的结果。因为没有冗余容错措施，在应用中对仪表的性能及维护人员要求极高。任何一方面得不到保障都会造成事故，所以此种方式难以实现。

（四）工程实践与故障处理

结合实际来看，传感器不同品牌是应用中表现也有所不同，表现在环境耐受度的不同以及失效率的不同，因此一个良好的工程实践可以使共用仪表提高可靠性。SIS仪表的维护要求较高，需要遵守在设计阶段确定的MTTR要求，SIS能否保持功能安全要求，和维护人员的素质、厂商安全手册对于检维修说明详细程度紧密相关。为确保维护人员能够在MTTR内完成维护工作，共用仪表的维护应做出详尽的规定，有详细的检维护规程、操作指导手册、图纸、说明资料的情形下进行。

在现阶段，通讯方式及取压通道共用能够满足工业生产的各种需求，使生产模式更加可行和高效。同时，它也可以在一定程度上降低整体投资成本。此外，DCS引入SIS仪表做比对或冗余，通过设计和优化可以极大地提高运行的稳定性。不仅节能，更可增效，为企业在各时期的绿色可持续前行带来一定的促进。根据应急厅《应急管理部办公厅关于印发2023年危险化学品安全监管工作要点和危险化学品企业装置带“病”运行安全专项整治等9个工作方案的通知》文件规定：

:涉及毒性气体、液化气体和剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未设置独立的安全仪表系统，如与DCS系统共用测量仪表、控制阀，进SIS系统和DCS系统的压力变送器共用一个取压点等。

:仅在罐区各储罐进料总管上设置一台SIS系统切断阀，未在每个储罐进料管道上分别设置SIS系统紧急切断阀。

工厂SIS设置存在以上问题均为存在SIS系统和DCS信号共用问题而不满足要求。

安全检查中暴露出的问题

下面为安全检查中视为存在SIS系统和DCS信号共用问题需要整改的三个示例

1、滨化集团股份有限公司一级重大危险源HF储罐(V15902C/D)出口管道仅有一台紧急切断阀在DCS系统和SIS系统中共用，两台液位测量仪表采用安全栅一分二方式在DCS系统和SIS系统中共用；

2、如杉杉新材料(衢州)有限公司无水氟化氢储罐SIS系统与DCS系统共用温度、压力测量信号和控制阀。

3、云南中正化学工业公司液氨球馆雷达液位计信号先进入SIS系统，再通过通讯方式送入DCS系统，检测元件未独立设置。

总结

1、安全仪表系统信号通讯给DCS系统，是符合规范的，也是最常规的做法，即确保了SIS系统的完整性，有确保了SIS系统的优先性，没有任何问题，安全仪表系统信号通讯给DCS和SIS系统独立没有任何关系！

注意：通过安全仪表系统485通讯给DCS的信号不能做为DCS控制信号，只能作为显示信号。

2、一台仪表信号经过一入二出的信号隔离器，一路信号进SIS，一路信号进DCS，并不能简单的就说不行，具体情况具体分析(主要是LOPa分析)，需要通过计算来确定是否可行。