鑒于SIS涉及到人員、設備、環境的安全,因此各國均制定了相關的标準、規範,使得SIS的設計、制造、使用均有章可循。并有權威的認證機構對産品能達到的安全等級進行确認。
這些标準、規範及認證機構主要有:我國石化集團制定的行業标準SHB-Z06-1999《石油化工緊急停車及安全聯鎖系統設計導則》。
2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中國國家标準GB/T20438、GB/T21109相繼發布,中國的功能安全标準開始規範我國的功能安全工作。
國際電工委員會1997年制定的IEC 61508/61511标準,對用機電設備(繼電器)、固态電子設備、可編程電子設備(PLC)構成的安全聯鎖系統的硬件、軟件及應用作出了明确規定。
美國儀表學會制定的ISA-S84.01-1996《安全儀表系統在過程工業中的應用》。
美國化學工程學會制定的AICHE(ccps)-1993,《化學過程的安全自動化導則》。
英國健康與安全執行委員會制定的HSE PES-1987,《可編程電子系統在安全領域的應用》。
德國國家标準中有安全系統制造廠商标準-DIN V VDE 0801、過程操作用戶标準-DIN V 19250和DIN V 19251、燃燒管理系統标準-DIN VDE 0116等。
德國技術監督協會(TüV)是一個獨立的、權威的認證機構,它按照德國國家标準(DIN),将ESD所達到的安全等級分為AK1~AK8,AK8安全級别最高。其中AK4、AK5、AK6為适用于石油和化學工業 取得TUV認證的SIS産品
不同的工業過程(如生産規模、原料和産品的種類、工藝和設備的複雜程度等)對安全的要求是不同的。
上述的國際标準将其劃分為若幹安全完整性等級(SIL:Safety Integrity Level)。
安全完整性等級(SIL)是一種離散的等級,用來規定分配給E/E/PE安全相關系統安全功能的安全完整性要求。
安全完整性等級可分為4個等級,SIL4是安全完整性最高的等級(平均概率最高),SIL1是最低等級;
安全完整性等級越高,應執行所要求的安全功能的概率也越高;
根據安全相關系統使用方式,要求發生的頻率可分為低要求操作模式(<=1次 )和高要求或連續操作模式(="">1次/年)。
根據GB/T 20438标準,在不同的操作模式下,安全完整性的目标失效概率和目标風險降低見下表。
采用不同的操作模式結構有可能使用幾個安全完整性等級較低的系統來滿足一個較高安全完整性等級功能的需要(例如:使用一個SIL2和一個SIL1的系統共同來滿足一個SIL3功能的需要)。
不同的工藝過程(生産規模、原料和産品的種類、工藝和設備的複雜程度等)對安全的要求是不同的。一個具體的工藝過程,是否需要配置SIS、配置何種等級的SIS,其前提應該是對此具體的工藝過程進行風險評估,要進行危險及可操作性分析(HAZOP),然後辨識出與此分析相應的安全儀表功能(SIF),(找到一個安全儀表連鎖回路),再根據風險出現的頻率和其産生的嚴重後果,找到一個與此SIF相應的SIL值,在确定了某個安全儀表功能的完整性等級(SIL)之後,再配置與之相适應的SIS。若某工藝過程的所需SIF經評定後為SIL 2,則配置達到AK4的SIS即可,其響應失效率(PFD)為百分之一至千分之一之間。
應該注意的是不同安全級别的SIS,隻能确保響應失效率(PFD)在一定的範圍内,安全級别越高的SIS,其PFD越小,即發生事故的可能性越小,但它不能改變事故造成的後果。因此,工藝過程安全完整性等級的評定是一項十分重要的工作。但目前我國尚無如何評定安全完整性等級的标準和規範。國際、國外标準中提供了某些評定方法。下面介紹的風險矩陣(RISK MATRIX)評估方法可供參考。
這種方法以工藝過程事故出現的頻率(可能性)及其危害程度(嚴重性)為風險評估的指标,并對頻率和危害程度人為量化為若幹級,作出矩陣表(見下表)。以此确定工藝過程度安全完整性等級。
SIL等級是不能進行組态修改的,這個是根據計算得來的。系統的SIL等級是表明系統可應用于某一SIL等級場合,當然達到SIL3等級的系統也可用于SIL2的場合。而且根據IEC61508,SIS(安全儀表系統)不僅僅是要求控制系統具有SIL等級,而且要求現場的儀表閥門也具有SIL等級,不僅僅是構成一個控制回路的各個組成部件(監測儀表、控制系統、執行機構等)具有SIL等級,而是要去計算這整個控制回路的PFD,如果計算出的PFD在了SIL2的範圍,那麼這個控制回路就達到了SIL等級。一個控制回路要求為SIL2還是SIL3等級,是根據這個控制回路在整個生産裝置中的重要性,對安全的影響等多方面分析而來。
隻是在國内,這些都被各方面的人搞得簡單化了,現場儀表和執行機構就用普通的不具有SIL等級的,隻有控制系統才要求SIL等級,而且也不去計算到底需要某一SIL等級的就行,在石油化工上SIS都搞成了SIL3等級的了。
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