集散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）、可编程逻辑控制器（PLC）及控制仪表检测项目详解

一、集散控制系统（DCS）检测项目

1. • 控制器模块：检查冗余控制器的切换时间（通常要求≤50ms），CPU负载率（正常值<60%）。
   • I/O模块：模拟量输入通道精度测试（如4-20mA信号误差≤±0.1%FS），数字量输出响应时间测试（≤10ms）。
   • 电源冗余：模拟主电源故障，备用电源切换时间及电压稳定性（切换时间≤20ms，波动<5%）。
2. • 控制逻辑测试：通过仿真工具验证PID参数设定（如比例带、积分时间），模拟扰动测试闭环响应性能。
   • 报警系统测试：逐一触发高/低限报警，验证报警延迟时间（≤1s）及HMI显示同步性。 示例：在锅炉压力控制中，模拟压力超限信号，确认DCS在0.8秒内触发声光报警并记录事件。
3. • 网络负载测试：使用协议分析仪监测总线利用率（要求<40%），检查数据包冲突率。
   • 冗余网络切换：断开主通信链路，记录备用链路激活时间（目标≤100ms）。
4. • 检查SOE（事件顺序记录）分辨率（≤1ms），抽查历史趋势数据的存储完整性和检索速度。

二、安全仪表系统（SIS）检测项目

1. • 依据IEC 61511标准，计算PFD（要求失效概率）和检验硬件故障裕度（HFT≥1）。 案例：对SIL2级联锁系统进行FTA分析，验证传感器、逻辑单元、执行器的PFDavg总和≤1×10⁻²。
2. • 安全仪表阀：进行全行程动作测试，记录阀门从信号触发到全关时间（如紧急切断阀要求≤2秒）。
   • 冗余传感器比对：同步校准两路压力传感器，偏差超过量程1%时触发故障报警。
3. • 模拟输入超限信号，测试逻辑处理时间（如从信号输入到输出动作≤100ms）。
   • 强制旁路功能测试，验证权限管理和审计跟踪功能。
4. • ESD（紧急停车）系统全流程测试：从传感器触发到工艺单元完全停机，全程时间需符合HAZOP分析要求。

三、可编程逻辑控制器（PLC）检测项目

1. • 扫描周期测试：使用示波器监测程序循环时间（典型值10-100ms），确认无超时现象。
   • 数字量滤波测试：输入抖动信号，验证防抖动时间设置有效性（如机械触点滤波设为20ms）。
2. • Modbus/TCP通信：模拟网络拥堵，测试数据重传机制和超时响应。
   • Profibus DP从站诊断：断线后检查PLC是否在500ms内报告故障。
3. • 热备切换测试：主PLC故障时，备用机接管时间≤1个扫描周期，过程数据无丢失。

四、控制仪表专项检测

1. • 压力变送器：在0%、50%、100%量程点进行五点校准，回差要求≤0.05%。
   • 温度传感器：对比标准铂电阻，在冰点、沸点测试非线性误差（Class A级PT100允差±0.15℃）。
2. • 阶跃响应测试：输入20%阶跃信号，记录阀门到达63.2%行程的时间（验收值≤3s）。
   • 阀座泄漏量测试：ANSI Class IV级阀门允许泄漏量为0.01%×Cv。
3. • pH计标定：使用pH4.01、7.00、10.01缓冲液校准，斜率需在95-105%之间。

五、通用检测管理要求

1. • SIS系统：SIL1级每年一次完整测试，SIL2级每半年一次。
   • DCS控制器：每2年进行全面诊断测试。
2. • 遵循ISA 84.00.03（SIS）、IEC 61131-2（PLC）、GB/T 25928（DCS）等标准。