在保护燃料燃烧设备的同时降低工程量和复杂性

理解标准并在确保安全的前提下降低成本和提高可靠性

过程工业领域的公司面临着极具挑战性的业务环境，在提高安全性、降低成本并提高运营效率方面承受着越来越大的压力。为了实现自己的目标，成功的企业会对其运营风险进行规划和管理。他们以更低的成本实现更大的收益；避免违规罚款、生产停车、设备损坏和人员受伤。

锅炉管理系统（BMS）致力于确保熔炉、锅炉、炼焦炉和其他燃烧设备的安全操作。燃烧设备在过程工业中十分常见，但是锅炉燃烧相关的顺序控制以及联锁、各状态之间的切换使得锅炉管理系统显得较为复杂。由于锅炉和其他类型的火焰加热器是过程操作的关键，因此对于控制工程团队而言，BMS的可靠性和可用性非常重要。

现代化的锅炉管理系统必须考虑：

?  在存在危险状况时禁止启动

?  在危险工作状态下提供保护

?  实现点火顺序的自动化，在危险操作状态下提供保护，并控制进入熔炉的燃料量

?  为操作员提供状态信息

?  启动安全运行状态或在存在危险状况时联锁停车

?  可靠地运行并消除假跳车。

随着时间的推移，BMS标准已发展成为帮助企业实施更安全的操作的标准；然而，这些标准影响投资成本，并且需要足够的资源来确保合规。

除了通用的安全标准，人们还专为BMS应用编制了许多指导文件。许多最终用户担心这些指导信息会加大合规难度，并使政府机构或其他当地管辖部门对于BMS要求更严格。确定要遵循的标准和/或指南是一项艰巨任务。定义BMS时的其他关键挑战包括正确实施：

?  启动/停止顺序

?  基于状态的联锁

? 

?  将安全和控制功能分开。

BMS必须能够决定何时从一种状态进入另一种状态、判断每种状态下的阀门位置以及每种状态下处于激活状态的联锁。BMS逻辑要求的顺序以及基于条件的安全联锁通常由工程师以各种格式指定。传统的方法是在因果图中指出启动、运行状态和跳车条件。另一方法是使用叙述性报告。两种方法都可能遗漏某些关键项，并留下不确定的因素。这导致规格的解释变得复杂，使得传统PLC中组态梯形逻辑变得困难且耗时。

在许多行业及应用中，对BMS进行风险分析是为了确定是否需要额外的措施降低风险，以避免财产损失、环境影响和人员伤害。如果确定需通过特定联锁或功能实现安全完整性等级1(SIL1)或更高的安全完整性等级（SIL），则部分BMS功能将需要安全仪表系统（SIS）。

目前已制定出多个BMS标准、操作规程建议和指南（例如API 556和ISA-TR 84.00.05），这些文档强烈建议BMS必须包含安全仪表功能（SIF）。SIF必须正确地定义风险并进行排序，执行安全完整性计算和等级选择。应对BMS进行功能测试，并且用户必须确保按照适用的标准和指南进行系统设计、维护、检查和测试。

在安全逻辑解算器中实施BMS的效益包括：

?  提高安全完整性

?  简化合规流程

?  可能降低保险成本

使之符合许多工业指南。

如果某些BMS功能由SIS执行，平衡安全性和可用性非常重要。有时会侧重于安全要求而不考虑对可用性的影响。如果过程设计合理，SIS系统很少启动。逻辑解算器连续运行，而无任何处理需求。这种情况下， SIS提供了可用性，以确保工厂能正常运行并产生利润。

DeltaV SIS?解决方案

DeltaV SIS可用于BMS应用，是控制和监测锅炉单元的安全解决方案。DeltaV SIS完全遵循IEC 61511标准，有效提高安全逻辑的实施和管理。

模块化架构

无论是小型独立锅炉，还是包含多个锅炉和/或多种燃料的大型燃料锅炉应用——DeltaV SIS规模可变以适应BMS要求。每个模块化的冗余逻辑解算器都有96个可组态I/O通道。可以按需要添加逻辑解算器——最多达30,000个I/O。模块化架构特别适合多锅炉设备，允许每个锅炉在独立的逻辑解算器运行，以加强故障隔离并易于维护。

高效实施并简化安全逻辑的控制和管理

DeltaV SIS逻辑解算器获得TUV认证，满足SIL3应用需求。不仅提供在线保护以防止随机硬件故障导致的误跳车，冗余还支持在线更换、验证试验和在线固件升级。

DeltaV SIS系统可作为独立的安全仪表系统，通过Modbus TCP连接到现有的过程控制系统（BPCS），或与DeltaV系统集成，从而形成一体化的集成式控制和安全仪表系统（ICSS）。

轻松访问BMS安全信息

由于某些BMS系统每次运行数月并且一年只启动一次或两次，操作员可能不熟悉BMS逻辑。因此，必须将BMS信息清晰地传达给操作员——显示逻辑所在步骤、必须满足何种条件才能继续下一步骤以及哪些联锁处于活动状态等。操作员可以轻松地通过DeltaV操作站访问DeltaV SIS系统中的BMS相关信息，或者访问其他BPCS操作员界面。在DeltaV操作站，以图形形式清晰地显示了联锁状态和顺序所在步骤；标准操作员面板可自动提供详细的安全信息，无需组态。

DeltaV SIS功能块提供联锁的首出信息，并显示给操作员。进行所需操作必须经过正确的授权和确认。历史数据收集功能保存所有首出信息、授权和其他必需的文档。

如果将DeltaV SIS安全仪表系统配合DeltaV作为ICSS实施，则锅炉顺序可与调节设备的过程控制回路共同显示在同一操作员屏幕上。

减少工程量

经IEC 61508认证的DeltaV SIS功能块专为锅炉管理系统的顺序控制而设计。为了用简单的矩阵形式以说明不同的锅炉状态和需要的条件，艾默生开发了一种独特的方法。一个页面显示状态、激活的跳车条件、阀门位置以及如何从一种状态转换到另一种状态。这种格式可以轻松地转换为DeltaV SIS功能块所需的参数；简化组态，无需进行复杂或定制的编程。

BMS应用的功能块

在定义BMS应用时，以下功能块是关键组成部分：

?  LSSTD状态迁移图

LSSTD功能块在逻辑解算器中执行一个用户定义的状态机制。状态机制会描述可能的状态以及系统中可能出现的在这些状态之间的转换。例如，“吹扫”、“点火”、“运行”都可以是定义的状态，通过特定的操作员输入（例如“启动”）或设备输入（例如累积的空气流量）指示状态变化。