Poste de discussion sur les systèmes de contrôle DCS, ESD, SIS

Présentation du système SIS : Face aux exigences en matière de sécurité de production et de gestion des produits chimiques dangereux, lors de la conception des systèmes de traitement de ces produits, en plus du système de contrôle de production DCS, un système d’instruments de sécurité — SIS — est mis en place. Son objectif est de garantir une production sûre et, en cas de menace imminente, d’engager des actions préventives afin de protéger la production et les équipements, et d’éviter autant que possible les accidents dangereux. De nombreuses fonctions précédemment assurées par le SIS sont désormais mises en œuvre dans les systèmes DCS. En particulier, dans les petits systèmes de production à basse pression et à basse température présentant un faible niveau de dangerosité, la plupart des fonctions des systèmes d’arrêt d’urgence sont intégrées au système de contrôle de la production, sans mise en place distincte d’un système SIS. La raison principale en est la réduction des coûts et des investissements, tout en assurant la sécurité. Cependant, avec l’augmentation des accidents de sécurité dans la production industrielle chinoise ces dernières années, et selon le principe selon lequel la sécurité passe avant tout, les systèmes SIS constituent un système de contrôle de sécurité indépendant du système de contrôle de production DCS.

Le système de arrêt d’urgence ESD, conformément aux principes de sécurité et d’indépendance, est indépendant du système de contrôle distribué DCS, et son niveau de sécurité est supérieur à celui du DCS. Dans des conditions normales, le système ESD est en état statique et n’a pas besoin d’intervention humaine. En tant que système de protection de la sécurité, il se situe au-dessus du contrôle du processus de production et surveille en temps réel la sécurité des équipements. Seule en cas d’urgence dans l’installation de production, il n’est pas nécessaire de passer par le système DCS ; l’ESD envoie directement des signaux d’interblocage de protection pour protéger les équipements sur site et éviter que la propagation du danger ne provoque de pertes considérables. Selon les données disponibles, le jugement et les actions des personnes en situation de danger sont souvent retardés et peu fiables ; lorsque les opérateurs sont confrontés à un risque pour leur vie, ils doivent réagir en 60 secondes, et la probabilité de prendre une décision erronée atteint 99,9 %. Il est donc très nécessaire de mettre en place des interlocks de sécurité indépendants du système de contrôle, ce qui constitue une règle importante pour assurer une production sûre. Il bouge quand il faut bouger, et ne bouge pas quand il ne faut pas bouger : c’est une caractéristique notable des systèmes ESD. Le cycle de balayage du CPU du système de contrôle ESD est généralement d’une dizaine de millisecondes ; en fonction du nombre de points de contrôle à balayer par le système, il est généralement d’environ 50 ms. Par conséquent, le temps de réponse de l’ESD est extrêmement rapide. Actuellement, les systèmes ESD les plus populaires en Chine sont ceux de la société américaine TRICONEX (distribués par China Automation Group – Kangjisen Automation).

Pourquoi mettre en place un système ESD indépendant ? Bien sûr, les fonctions de protection par interblocage de sécurité générales peuvent également être mises en œuvre par un DCS. Cependant, pour les systèmes d’arrêt d’urgence à plus grande échelle, ils doivent être installés séparément du DCS conformément au principe de sécurité et d’indépendance. Cela s’explique principalement par les raisons suivantes : (1) réduire la probabilité que les fonctions de contrôle et les fonctions de sécurité cèdent en même temps, de sorte que des pannes partielles du DCS ne mettent pas en danger le système de protection de sécurité ; (2) pour les grandes installations ou les équipements mécaniques rotatifs, plus la vitesse de réponse du système d’arrêt d’urgence est élevée, mieux c’est. Cela permet de protéger l’équipement et d’éviter que l’accident ne s’aggrave ； Et cela facilite l’identification des causes de l’accident dans les enregistrements. Or, le DCS traite une grande quantité d’informations de surveillance des processus, ce qui rend difficile d’en obtenir une vitesse de réponse élevée ； (3) Le système DCS est un système de contrôle de processus dynamique qui nécessite une intervention humaine fréquente, ce qui peut entraîner des erreurs dues à l’homme ； Or, l’ESD est statique et ne nécessite aucune intervention humaine ; en la configurant ainsi, on peut éviter les erreurs d’action humaines.

DCS ---- Système de contrôle distribué 1 Qu’est-ce que le DCS ? DCS est l’abréviation en anglais de système de contrôle distribué (Distributed Control System) ; dans le secteur de la automatisation en Chine, il est également appelé système de contrôle centralisé-distribué. 2DCS est le fruit d’une intégration avancée des technologies informatiques, des technologies de contrôle et des technologies réseau. Le DCS utilise généralement plusieurs contrôleurs (stations de processus) pour contrôler de nombreux points de contrôle au sein d’un processus de production. Ces contrôleurs sont reliés entre eux par un réseau et peuvent échanger des données. L’opération s’effectue via une station de commande informatisée, connectée au contrôleur par réseau, afin de collecter les données de production et d’envoyer des instructions opérationnelles. Ainsi, la caractéristique principale du DCS peut se résumer en une phrase : contrôle décentralisé et gestion centralisée.

Interlock, vs. Trip, ESD & SIS Li Da 9-5-2018 En anglais, il existe deux termes techniques en contrôle automatique, « interlock » et « trip », qui ont des significations similaires mais aussi des différences. Ces deux termes empruntés à l’anglais sont souvent traduits en chinois par « liaison interlock », ce qui crée de la confusion et peut être source d’erreurs. En anglais, le terme « interlock » désignait à l’origine une catégorie de dispositifs de protection préventive relativement simples, utilisés pour garantir que, lorsque un interrupteur ou une vanne se trouve dans un certain état, les autres interrupteurs ou vannes qui lui sont associés doivent alors être dans un état correspondant prédéfini, afin d’assurer la sécurité du système. Aujourd’hui, le sens de « interlock » s’est étendu pour désigner un dispositif ou une configuration système utilisée pour prévenir les dangers potentiels liés à des actions humaines ou à certaines opérations de contrôle du système. C’est-à-dire un dispositif ou une configuration qui garantit que, lorsque A agit, B doit se trouver dans un état spécifié. La métaphore la plus simple est celle des barrières routières aux passages à niveau des routes et des chemins de fer : lorsque le train passe, les barrières s’abaissent, la circulation routière s’arrête, ce qui assure la sécurité routière ； Une fois le train passé, les barrières s’ouvrent et la circulation routière reprend afin d’assurer la sécurité routière. À l’origine, dans le secteur industriel, le mot anglais « trip » signifiait « déclenchement » ou « activation ». Dans le domaine du contrôle automatique, il désigne un type de dispositif ou de système de contrôle automatique qui, lorsque des paramètres de contrôle tels que le déplacement, la température, la pression ou le débit atteignent une certaine condition limite prédéfinie (seuil), commence automatiquement à exécuter un programme prédéfini, comme l’ouverture ou la fermeture de certains interrupteurs ou vannes, permettant ainsi au système d’entrer automatiquement dans un état stable prédéfini. C’est-à-dire que lorsque l’action ou l’état de A atteint un seuil prédéfini, B doit immédiatement entreprendre des actions appropriées pour éliminer le danger et permettre à A de rester ou de revenir à un état stable et contrôlable ; l’exemple le plus simple est la vanne de sécurité. La différence fondamentale entre les deux réside dans leur concept de conception : l’un est conçu pour des situations normales ou interactives, tandis que l’autre est conçu pour des événements extrêmes et imprévus. “L’« interlock » est généralement conçu comme un système permettant des changements interactifs et un retour à la configuration normale. Pour faire une analogie simple, aux passages à niveau routiers et ferroviaires, lorsque le train arrive, les barrières routières s’abaissent et les piétons ainsi que les véhicules routiers doivent s’arrêter et attendre, afin d’assurer le passage sûr et régulier du train. Une fois le train passé, les barrières routières se relèvent, revenant ainsi à la configuration normale qui permet aux piétons de traverser les passages à niveau. Bien sûr, il y a une hiérarchie des priorités, le transport ferroviaire étant donné en priorité. Ce « interlock » est souvent traduit par « interconnexion », ce qui est devenu une convention. Personnellement, je pense qu’une traduction par « mécanisme de liaison » serait préférable, car il s’agit d’un mécanisme de liaison avec des niveaux de priorité et qui est réversible, afin d’assurer la sécurité. On peut aussi parler de « verrouillage », mais il ne verrouille pas complètement et peut être ouvert et fermé fréquemment. “Le cas du « trip » est différent : afin d’assurer la sécurité, on conçoit généralement le « trip » de telle manière que, dès qu’un paramètre atteint une valeur seuil prédéfinie, le dispositif ou le système se « déclenche » ou « part », s’arrêtant dans un état stable prédéfini. De plus, il faut effectuer une vérification manuelle pour confirmer que tout est en ordre avant de pouvoir le réinitialiser manuellement, afin de pouvoir continuer ou revenir à l’état initial ； En général, ils ne sont pas conçus ou configurés pour pouvoir revenir automatiquement à leur état initial une fois déclenchés, afin d’éliminer les risques de sécurité. Un exemple typique est la valve de sécurité : dès que la pression dans le système atteint son seuil maximal, la valve de sécurité se déclenche, permettant ainsi à la pression de s’échapper et faisant entrer le système en état sûr. Cependant, le système ou l’appareil ne peut pas, et ne doit pas non plus, reprendre automatiquement son fonctionnement normal ; il restera dans cet état sûr en attendant qu’une vérification manuelle soit effectuée, que la cause du problème soit identifiée, que des interventions soient menées, que la valve de sécurité soit de nouveau testée, calibrée et activée. De plus, les paramètres du système ou de l’appareil doivent être réinitialisés depuis un état stable ou initial. À mon avis personnel, ce « trip » devrait être traduit par « départ » ou « déclenchement ». Aujourd’hui, ce concept continue de se développer ; actuellement, les systèmes de contrôle automatique tels que l’ESD et son successeur le SIS en sont l’extension. En général, les systèmes de contrôle automatique se composent d’un DCS et d’un ESD/SIS. DCS (Système de contrôle distribué, également appelé système de contrôle centralisé dans l’industrie du contrôle automatique en Chine) ； ESD (Dispositif d’arrêt d’urgence/Système d’arrêt d’urgence), SIS (Système d’instruments de sécurité/Système d’instruments de sûreté). Lors d’un match de football, il y a un arbitre et des arbitres de ligne. Lorsque le ballon se trouve à l’intérieur de la ligne de bord, c’est l’arbitre qui décide si les actions des joueurs des deux équipes sont conformes aux règles ou non, afin de permettre la poursuite du match ； Cependant, dès que la balle touche la ligne de bord, c’est la fin du jeu ; ce n’est plus au arbitre de décider. Le juge de ligne lève son drapeau et siffle pour interrompre le match, puis le relance conformément aux règles. Pour faire une autre analogie, la fonction du DCS est similaire à celle d’un arbitre sur un terrain de football ; il peut y avoir de nombreuses fonctions et paramètres d’« interconnexion », ce qui correspond aux règles utilisées sur le terrain pour maintenir le bon déroulement du match, et qui servent à assurer le fonctionnement normal des différents systèmes dans l’appareil ； Quant aux fonctions de l’ESD ou du SIS, elles sont similaires à celles des arbitres sur un terrain de football : ils doivent rester constamment vigilants, donner la priorité à la sécurité. Dès que des paramètres prédéfinis atteignent leur seuil fixé, ils interviennent sans hésiter, ce qui fait immédiatement arrêter le dispositif pour qu’il entre dans un état de sécurité stable. Ensuite, une inspection manuelle est nécessaire pour éliminer les pannes et s’assurer de la sécurité avant de pouvoir reprendre le fonctionnement ou recommencer depuis l’état initial.