安全安全儀表系統(tǒng)及其功能安全功能安全技術(shù)與應(yīng)用中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院多英全

安全儀表系統(tǒng)123功能安全標(biāo)準(zhǔn)SIL評(píng)估技術(shù)安全儀表系統(tǒng)安全儀表系統(tǒng)SafetyInstrumentedSystem（SIS）

用來(lái)完成一個(gè)或多個(gè)安全儀表功能的儀表系統(tǒng)。安全儀表系統(tǒng)由傳感器，控制器和最終元件組合而成。緊急停車(chē)系統(tǒng)（ESD）火/氣保護(hù)系統(tǒng)（F&G）安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（SIS）燃燒爐控制系統(tǒng)（BMS）高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)（HIPPS）

安全儀表功能SafetyInstrumented

Function（SIF）液位開(kāi)關(guān)邏輯控制器電磁閥泵電磁閥SIF1SIF2SIF3SIF4保護(hù)層中的位置層次名稱(chēng)說(shuō)明第一層過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全第二層基本過(guò)程控制系統(tǒng)（BPCS）如DCS，以正常運(yùn)行的監(jiān)控為目的第三層區(qū)別于BPCS的重要報(bào)警操作員介入需要有一定的必要余度時(shí)第四層安全儀表系統(tǒng)（SIS）系統(tǒng)自動(dòng)地使工廠(chǎng)安全停車(chē)。第五層物理防護(hù)層（一）安全閥泄壓、過(guò)壓保護(hù)系統(tǒng)第六層物理防護(hù)層（二）將泄漏液體局限在局部區(qū)域的防護(hù)堤第七層工廠(chǎng)內(nèi)部緊急應(yīng)對(duì)計(jì)劃工廠(chǎng)內(nèi)部的應(yīng)急計(jì)劃第八層周邊區(qū)域防災(zāi)計(jì)劃周邊居民、公共設(shè)施的應(yīng)急計(jì)劃保護(hù)層中的位置作用：風(fēng)險(xiǎn)降低降低后果發(fā)生的概率特點(diǎn)：正常狀況下是靜態(tài)的、被動(dòng)的，不需要人為干預(yù)危險(xiǎn)情況出現(xiàn)時(shí)由靜變動(dòng)，正確完成其預(yù)定功能要求：正確的安全功能（安全儀表功能SIF）良好的可靠性（安全完整性等級(jí)SIL）功能安全標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)勞重要龜標(biāo)準(zhǔn)IE模C6嘩15既08Fu部nc憂(yōu)ti該on出al虛S席af令et軟y緞of紅e謝le旺ct禾ri送ca鋼l求/良el裕ec緩tr贈(zèng)on病ic孕/乎p擦ro玻gr科am將ma怖bl磚e略el陜ec錦tr斗on燙icsa迫f(wàn)e罪ty仙r涂el泉at截ed紗s切ys蜜te加ms.GB寺/T岸20竟43盟8電氣\電子\可編文程電肝子安茫全相令關(guān)系浩統(tǒng)的河功能沫安全I(xiàn)E觸C紙61舉51億1Fu語(yǔ)nc竄ti咽on隔al射sa暫fe仇ty:邊sa廢fe掏ty研i刷ns灣tr庫(kù)um望en聾te魄d杜sy純st舞em歇sfo盤(pán)rt色hepr賣(mài)oc嘉es牛s善in資du蛙st競(jìng)ry發(fā)s言ec沖to賺rGB辰/T鍛21背10伍9過(guò)程戒工業(yè)守領(lǐng)域威安全繞儀表心系統(tǒng)般的功誰(shuí)能安噸全第1部分旁：一獸般要塵求第2部分鏈：電盟氣/電子/可編誘程電夜子安巧全系你統(tǒng)的培要求第3部分順：軟滋件要面求第4部分貴：定剪義和席縮略果語(yǔ)第5部分喘：確弓定安喇全完禾整性答等級(jí)費(fèi)的方梢法示稱(chēng)例第6部分扒：應(yīng)賭用指枯南（住對(duì)第2、3部分貪）第7部分軟：技田術(shù)和頑測(cè)量音概述IE基C6介15劉08的組成IE騾C6畝15另11的組洗成IE憐C6叮15慕11分為3個(gè)部最分第1部分暮：框播架、羨定義號(hào)、系扣統(tǒng)、仙硬件懇和軟綿件要察求第2部分嶼：IE赤C6勝15曲11第1部分昆的應(yīng)肉用指潛南第3部分搶?zhuān)捍_狗定要叼求的會(huì)安全寫(xiě)完整定性等日級(jí)的僅指南IEC61508IEC61511過(guò)程工業(yè)IEC61800-5-2電力驅(qū)動(dòng)IEC62061機(jī)械IEC61513核工業(yè)IEC50156加熱爐IEC60601醫(yī)療設(shè)備EN50128鐵路ISO26262汽車(chē)兩個(gè)蛇重要逮概念安全呆完整牢性等示級(jí)Saf燈et樂(lè)yInt感eg彈ri福tyLev呈el（SI簡(jiǎn)L）在一辜定時(shí)疫間、衫一定絕條件貓下,安全蝦系統(tǒng)嘗執(zhí)行姨其所肥規(guī)定常的安遷全功起能的肆可能蛇性。安全丸完整季性等六級(jí)就凈是衡判量這桃種能級(jí)力大寶小的紋一種艘指標(biāo)牙。安全乖完整愈性等填級(jí)SI濁L是按雕照一讀定時(shí)站間、胞一定享?xiàng)l件服下,安全滿(mǎn)系統(tǒng)安能成曠功執(zhí)飛行其虎安全障功能替的概享率而叮劃分摩的；SI喬L是安左全系嚇統(tǒng)執(zhí)款行其榮安全近功能迫的可?？砍讨T度與導(dǎo)能力館的指霸標(biāo)，域是安周全系突統(tǒng)功往能失剪效概獨(dú)率倒喂數(shù)的盼數(shù)量估級(jí)。兩個(gè)掘重要繁概念安全認(rèn)完整勇性等麥級(jí)Saf夏et差yInt務(wù)eg星ri爸tyLev籃el（SI殊L）風(fēng)險(xiǎn)創(chuàng)概率=危險(xiǎn)奔事件僵發(fā)生蜂概率×安全術(shù)系統(tǒng)譽(yù)要求森時(shí)失業(yè)效概賊率。SI漠L反映待了安月全系胳統(tǒng)能外使過(guò)悅程風(fēng)幻玉險(xiǎn)降喉低的辟數(shù)量險(xiǎn)級(jí)。通過(guò)奸安全尤系統(tǒng)污的作貼用，吉降低廢風(fēng)險(xiǎn)想發(fā)生肚的概戲率，紹把系纖統(tǒng)風(fēng)決險(xiǎn)降茅低到躲一個(gè)論可以即接受職的水己平分為4個(gè)等束級(jí)，SI逗L4的安警全等流級(jí)最蹄高，誼其要析求時(shí)動(dòng)失效溜概率挎低，衰能夠蔽使風(fēng)敞險(xiǎn)發(fā)洲生概盲率降達(dá)低的填能力倡強(qiáng)。過(guò)程晴工業(yè)費(fèi)中，犁安全籃功能均的SI乘L等級(jí)奔一般縫為低馬要求艘操作多模式俱下的SI管L1到SI貫L3。安全完整性等級(jí)（SIL）低要求操作模式平均失效概率（PFD）安全有效性目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)降低因子RRF4≥10-5且＜10-499.99—99.99910000-1000003≥10-4且＜10-399.9—99.991000-100002≥10-3且＜10-299—99.9100-10001≥10-2且＜10-190—9910-100兩個(gè)愈重要牧概念安全材生命貌周期Saf昆tyLif補(bǔ)eCyc訊le（SL炸C）安全碑生命貍周期蛋：安就全系善統(tǒng)從爐概念怠設(shè)計(jì)只到停舅用的靈整個(gè)焰過(guò)程商。包錯(cuò)括安背全系享統(tǒng)的絕設(shè)計(jì)竟、安抖裝、盞驗(yàn)證征、運(yùn)呼行、且維護(hù)統(tǒng)、停潑用。在整斬個(gè)安胸全生成命周較期內(nèi)錘，都適應(yīng)采存取相赤關(guān)有標(biāo)效措富施，煙使安殖全系窄統(tǒng)具逗備成芬功、痰正確挺執(zhí)行拋其安雁全功革能的痰能力屋。SI刺L評(píng)估抽技術(shù)SI嘉L分級(jí)辨識(shí)SI瞞FSI掉L分級(jí)SI結(jié)L驗(yàn)證設(shè)備蛾選擇結(jié)構(gòu)桌約束檢驗(yàn)盜測(cè)試哭周期（1）SI輔L分級(jí)1）SI扣F辨識(shí)要求屈：執(zhí)款行一疲次過(guò)粘程危枕險(xiǎn)分認(rèn)析（PH貍A）方法向：建弱議HA墾ZO搖P識(shí)別恐危險(xiǎn)瓣與危艷險(xiǎn)事未件辨識(shí)居并評(píng)臘估現(xiàn)啟有安放全功即能（摘保護(hù)悠措施纖）進(jìn)一床步降所低風(fēng)旱險(xiǎn)的汁建議已措施安全聚儀表僑功能半？2）SI店L分級(jí)所有擇安全肥系統(tǒng)借和外區(qū)部風(fēng)悉險(xiǎn)減解輕設(shè)辛施所欄減少翁的風(fēng)王險(xiǎn)剩余柱風(fēng)險(xiǎn)允許相風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程性風(fēng)險(xiǎn)必要跟的風(fēng)朵險(xiǎn)降要低實(shí)際鑄的風(fēng)受險(xiǎn)降陣低外部爛風(fēng)險(xiǎn)峰減輕境設(shè)施減少款的風(fēng)枕險(xiǎn)其他鞋安全慚系統(tǒng)慕減少晨的風(fēng)言險(xiǎn)SI奇S系統(tǒng)災(zāi)減少辰的風(fēng)搜險(xiǎn)主要芳技術(shù)仁方法竊有：保護(hù)憲層分津析法毒（LO讓PA）-推薦園使用風(fēng)險(xiǎn)勸圖法風(fēng)險(xiǎn)田矩陣推薦找使用殃保護(hù)汁層分花析法爆（LO虛P(yáng)A）Lay蒙erofPro捷te衣ct販io額nAna斥ly幣si繳sa.半定適量的租風(fēng)險(xiǎn)遙分析退技術(shù)b.過(guò)程上危險(xiǎn)溪分析拒（PH分A）的俱延續(xù)c.用初郊始事周件的妄頻率風(fēng)、后義果嚴(yán)誰(shuí)重程圈度和IP盼Ls失效濕頻率想數(shù)量割級(jí)大腫小近兩似表量征?？屉U(xiǎn)事斜件的復(fù)風(fēng)險(xiǎn)d.過(guò)程特工業(yè)針用于沃評(píng)估SI楚L要求禁的常葡用方庫(kù)法，宴用SI吵S填補(bǔ)遵風(fēng)險(xiǎn)新缺口耍。#1234567891011獨(dú)立保護(hù)層危險(xiǎn)事件描述后果嚴(yán)重性等級(jí)初始原因引發(fā)可能性過(guò)程設(shè)計(jì)BPCS報(bào)警等附加減輕（限制進(jìn)入等）IPL附加減輕（泄壓等）中間事件可能性SIF要求SIL要求減輕事件的可能性備注危險(xiǎn)訂事件捎；初始混事件愁的頻濾率；后果技的嚴(yán)邊重性釣；識(shí)別紫滿(mǎn)足疤保護(hù)蜜功能衛(wèi)及風(fēng)水險(xiǎn)降渾低程坊度的IP跟L；風(fēng)險(xiǎn)物“缺犯口”呀。蒸餾逃塔破貌裂引具起火鼻災(zāi)(死亡)嚴(yán)重冷卻水中斷0.錘10.競(jìng)10.千0110-410-6PF院D缺口0.患01SI蒼L2（2）SI映L驗(yàn)證是否車(chē)滿(mǎn)足SI挎L要求PF獨(dú)D-安全美性誤動(dòng)幫率是扶否滿(mǎn)槐足要拉求-可用嚇性檢驗(yàn)連測(cè)試昏周期謎確定進(jìn)一庭步優(yōu)借化設(shè)晝計(jì)SI您L的計(jì)誓算方風(fēng)法：故障蛋樹(shù)分澇析FT匙A（Fa匙u(yù)l泉t皆Tr策ee旺A肢na升ly知si陜s）：對(duì)故扣障發(fā)燈生的喇基本網(wǎng)原因澡進(jìn)行尾推理計(jì)分析肉，建涂立從按結(jié)果萄到原義因的年描述稅故障濃的有怖向邏殺輯圖萬(wàn)，采效用布倉(cāng)爾邏刪輯圖侍描述系統(tǒng)豪故障萍原因磚的各吳種可朵能組說(shuō)合，惜以計(jì)表算系袍統(tǒng)故鄙障概語(yǔ)率。Ma夜rk熄ov模型順：馬爾顆科夫王模型偉將安喉全相獸關(guān)系民統(tǒng)歸萄于不吉同的已若干督狀態(tài)撓。一蝕個(gè)狀但態(tài)會(huì)尋以某拼種概聾率轉(zhuǎn)結(jié)移到燈其它豈狀態(tài)行。根熟據(jù)模裁型得存到相拒應(yīng)條糠件下隙的事位故發(fā)術(shù)生概佳率。簡(jiǎn)化衣公式：故酸障樹(shù)情和馬蠶爾科代夫模斑型都卵會(huì)有尼計(jì)算椅量隨叉著系蟲(chóng)統(tǒng)規(guī)懲模增未大而證指數(shù)畝增長(zhǎng)走的問(wèn)間題。劑工程度上常秒采用為各種近似查來(lái)減珠少計(jì)拔算量。傳感銷(xiāo)器亡邏輯雷演算姨器犯執(zhí)行戚器35滑%層15楊%寸5忽0%系統(tǒng)丑的失冷效概誕率是永各組俗成部年件失碼效概題率之就和；系統(tǒng)父的SI歉L是由這各組創(chuàng)成部削件的SI勿L共同跨決定釋的a.臟SI罰S部件盆或子泥系統(tǒng)絲式按IE囑C6攤15歷08生產(chǎn)酒制造琴；b.催SI召S部件線(xiàn)和子帳系統(tǒng)援基于查“先繩驗(yàn)使眼用”淺（Pr裁io液r免Us槐e）；c.夕FV然L可編璃程部胃件和似子系靜統(tǒng)應(yīng)猾符合IE均C6詳15驗(yàn)08女-2警/3的相猛關(guān)要齊求；d.軋SI浙L4的SI皺S部件創(chuàng)和子唇系統(tǒng)塔應(yīng)符類(lèi)合IE炊C6置15跡08鼓-2趕/3的相甲關(guān)要血求；e.嗎SI犬S部件兩和子曲系統(tǒng)鐵選型被應(yīng)符糟合SR倉(cāng)S的要陣求。設(shè)備膚選擇結(jié)構(gòu)禽約束-冗余增容錯(cuò)硬件厚故障前裕度/硬件融故障炸容錯(cuò)狡（HF汗T）:硬件丈功能濱單元?jiǎng)t在故秧障存兵在的喚情況術(shù)下，違持續(xù)麗完成雹所要貞求功萍能的袋能力谷。IE誼C6僚15輝11邏輯融控制盆器結(jié)忽構(gòu)約態(tài)束SIL最低硬件故障裕度(HFT)SFF<60%SFF60%to90%SFF>90%1100221033214特殊要求應(yīng)用-見(jiàn)IEC61508SIL最低硬件故障裕度（HFT）1021324特殊應(yīng)用要求-見(jiàn)IEC61508IE抓C6倒