安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用中易忽視的幾個問題

目錄

1.安全儀表系統(tǒng)的等級劃分......................................................1

2.SILKSIL2與SIL3有什么區(qū)別？...............................................2

3.安全儀表系統(tǒng)在設(shè)訂方面......................................................8

3.1.容易被忽略的安全儀表系統(tǒng)工作接地的冗余配置.............................8

3.2.安全儀表系統(tǒng)不停電裝置的續(xù)航能力應(yīng)滿足安全停工和事故處理的要求.......9

3.3.冗余配置的測量儀表應(yīng)采用同等級性能的儀表和邏輯控制單元，以滿足系統(tǒng)運行

達(dá)到相應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性的需要..................................................9

3.4.安全儀表設(shè)計應(yīng)結(jié)合工藝的實際需要，并考慮安全儀表設(shè)置的最大效用價值..…10

4.安全儀表系統(tǒng)在施工驗評方面.................................................11

4.1.工藝參數(shù)測量點的同一性應(yīng)符合工藝量傳數(shù)據(jù)的要求.......................11

4.2.安全儀表系統(tǒng)回路聯(lián)動測試是安全儀表系統(tǒng)安全完整性評估的重要依據(jù).....11

4.3.系統(tǒng)投運前的模擬仿真測試應(yīng)全面和符合工藝過程的實際狀況...............12

5.安全儀表系統(tǒng)在運行管理方面.................................................12

5.1.安全儀表系統(tǒng)對運行維護(hù)和管理的要求更高................................12

5.2.安全儀表系統(tǒng)對日常運行狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析的要求更高..................13

5.3.儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)安全的需要......................13

5.4.儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)備安全的需要...........................13

5.5.儀表安全系統(tǒng)的功能設(shè)置應(yīng)滿足使用人員工作習(xí)慣的需要..................14

6.安全儀表系統(tǒng)將來發(fā)展的方向.................................................14

6.1.人工智能將提高安全儀表系統(tǒng)的控制水平.................................14

6.2.大數(shù)據(jù)分析將進(jìn)一步提高安全儀表系統(tǒng)的安全可靠性.......................14

6.3.5G通訊技術(shù)的應(yīng)用將使安全儀表系統(tǒng)更加具有智慧性.......................15

7.結(jié)語.........................................................................15

1.安全儀表系統(tǒng)的等級劃分

安全儀表系統(tǒng)的安全完整性等級自低到高分為SIL1、SIL2、SIL3、SIL4等

4個不同的級別。安全級別的劃分則是在特定的安全系統(tǒng)下特定時間和特定條

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件成功執(zhí)行其安全功能的概率，它可以對整個系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行有效的衡量。

安全儀表的安全度是整個儀表系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵因素。

行業(yè)安全儀表的安全完整性等級在SIL1?SIL3之間，S比4級別主要用于核

工業(yè)。

2.SILlxSIL2與SIL3有什么區(qū)別?

ESD（EmergencyShutdownDevice）：緊急停車系統(tǒng)，多數(shù)應(yīng)用于石油和化

工系統(tǒng)，是一個獨立于DCS系統(tǒng)的控制單元，在工藝發(fā)生危險狀況時，對設(shè)

備、環(huán)境等進(jìn)行緊急的啟停、開關(guān)操作。配置設(shè)備以高檔的PLC居多，多數(shù)處

理DI/DO點，現(xiàn)在多數(shù)與DCS進(jìn)行通訊。

SIS（SIS,safetyinstrumentedsystem）：安全儀表系統(tǒng)，主要用于汽輪機(jī),

壓縮機(jī)等高速運轉(zhuǎn)設(shè)備，對軸承的轉(zhuǎn)速，震動，位移，溫度等進(jìn)行檢測，對設(shè)

備進(jìn)行保護(hù)，原來設(shè)計多為模塊組合，相當(dāng)于與智能儀表的組合體。

SIS是安全儀表系統(tǒng)，ESD是緊急停車系統(tǒng)，ESD屬于SIS的一部分。SIS

包括現(xiàn)場儀表、邏輯解決器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分，這三個部分都要是安全設(shè)計

的，常規(guī)的ESD系統(tǒng)只是SIS的邏輯解決器這部分，當(dāng)然也要是安全設(shè)計的。

隨便舉個例子，不一定合適，但是可以幫助理解這些概念。

西門子的PCS7系統(tǒng)。包含了S7-400H硬件，WinCC監(jiān)控軟件，

Simaticnet通訊軟件。Step7編程軟件。PDM等智能儀表工具。PCS7是一系

列軟件，硬件的組合體，是一個系統(tǒng)的概念。SIS基本上也是同樣的道理。從

本質(zhì)上來講，SIS的硬件系統(tǒng)不光包括SIS控制器及10（例如Triconex,

HIMA,西門子400FH）。還應(yīng)包括所有跟控制器接口的其他輸入部件，例如獲

得TUVSIL認(rèn)證的傳感器，變送器，檢測裝置；還應(yīng)該包括所有輸出部件，

如獲得TUVSIL認(rèn)證的執(zhí)行器（液壓安全執(zhí)行器，氣動安全執(zhí)行器，電動型安

全執(zhí)行器），還應(yīng)該有獲得認(rèn)證的現(xiàn)場設(shè)備。要求嚴(yán)格的現(xiàn)場，閥門本體也必

須是有TUV證書的。例如核電廠的安全閥不光是鍋爐與壓力容器質(zhì)檢合格，

還應(yīng)該有核檢證書，還應(yīng)該有TUV的安規(guī)證書，明確標(biāo)明是SIL幾等級。

那么，我們現(xiàn)在再來理解這些概念，安全型控制器（目前這個叫法最科學(xué)）

僅僅是SIS系統(tǒng)硬件中的一環(huán)。安全型控制器的廠家包Triconex,HIMA,西

門子，Moore,ICS,ABB,EMerson等。這些安全型控制器用于緊急停車場

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合，則稱之為ESDo用于油氣田的火檢和氣體報警，則稱之為F&GS用于危險

場合的燃燒控制,則稱之為BMS。ESD,F&GS,BMS不是指Triconex,也不

是指HIMA,更不是指他們這些廠家的控制器。而是他們這些廠家的安全性控

制器用在這些不同的場合，有著這些不同的用途，所以有著這些不同的叫

法。

下一次，別人問你,為什么Triconex一會叫ESD,一會叫PSD,一會叫

F&GS,一會叫BMS。還叫做SIS。你應(yīng)該理其含義。這些都是安全性控制器，

或者叫安全性控制系統(tǒng)，或者IEC規(guī)范曾經(jīng)叫過安全系統(tǒng)（PES）,安全型電子裝

置。

用在叫ESD的場合，就是ESD,用在叫F&GS的場合，就是F&GS,而S

IS則是個完整的，系統(tǒng)的概念。從其命名首先就可以看出來，其是個完整

的，更關(guān)注整體性的一個概念，一個系統(tǒng)。

整個安全性是建立在整個安全機(jī)制之上的，包括了安全性的控制器（如

ESD,F&GS,BMS）,安全型的儀表，安全型執(zhí)行潛，安全型的軟件（功能塊

庫，連鎖規(guī)范），甚至“安全的通訊功能”（目前很少有此叫法）。

SIS的整體性概念還應(yīng)包括貫穿整個安全控制系統(tǒng)全生命周期的規(guī)范，如

初期的設(shè)計，中期的施工，調(diào)試；末期的試運行，評估，驗證。后續(xù)的維護(hù)。

安全生命周期到限前的拆除C

總之，SIS的概念很完整，很龐大。第一個暈的，總是設(shè)計院，然后設(shè)計

院把業(yè)主忽悠暈。

然后很多做SIS,調(diào)ESD的人，搞了好幾年，概念也是暈點。

為什么，這幾年招標(biāo)的時候，更多的提SIS的概念？從理論上說，只有

ESD,“未必”會是個完整的SIS控制系統(tǒng)。ESD僅僅是SIS中的一環(huán)，而

且是在實體硬件中，是最重要的一環(huán)。所以，很多人認(rèn)為，SIS就是ESD。ESD

就是SISo

有了ESD,再有了很多周邊的配套設(shè)備。就可以組成一個SIS控制系統(tǒng)。

用戶想要的是一個完整的安全性控制系統(tǒng)，所以這幾年招投標(biāo)規(guī)范書都叫SIS

了。老實說，確實換湯不換藥，但是，至少說明了，我們的用戶，在安全概念

的整體性上有所進(jìn)步，不管是被忽悠的進(jìn)步了，還是自己提升進(jìn)步了，總是進(jìn)

步了。類似的，（我曾親口聽某知名DCS的銷售部副經(jīng)理說，西門子DCS,

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行以太網(wǎng)通訊。為保證全廠協(xié)調(diào)安全運行，ESD系統(tǒng)還需和CCS（壓縮機(jī)控制系

統(tǒng)），MMS（機(jī)器監(jiān)視系統(tǒng)），CSTCS（燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)），及MCC（電機(jī)控制中

心）通訊，完成安全保護(hù)要求。

SIS是安全儀表系統(tǒng)，ESD屬于SIS的一部分。SIS包括現(xiàn)場儀表、ESD系

統(tǒng)、緊急開閉閥三部分，采用HART+4-20mA通訊連線，每個ESD回路均要

做SIL評估。為實現(xiàn)SIL2或SIL3安全等極，采用兩臺電磁閥控制緊急開閉

閥，三臺差壓變送器測量同一液位，采用雷達(dá)及超聲各一臺儀表測同一液位等

方法。當(dāng)然要做SIL計算驗證，以確保系統(tǒng)達(dá)到要求。

儀表安全等級的定義和區(qū)別，SIL1、SIL2與SIL3有什么區(qū)別？

鑒于SIS涉及到人員、設(shè)備、環(huán)境的安全，因此各國均制定了相關(guān)的標(biāo)

準(zhǔn)、規(guī)范，使得SIS的設(shè)計、制造、使用均有章可循。并有權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu)對

產(chǎn)品能達(dá)到的安全等級進(jìn)行確認(rèn)。這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及認(rèn)證機(jī)構(gòu)主要有：

我國石化集團(tuán)制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SHB-Z06-1999《石油化工緊急停車及安全

聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)則》。

2006年、2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T20438.GB/T21109相繼發(fā)布，中國的功能安全標(biāo)準(zhǔn)開始規(guī)范我國的功

能安全工作。

國際電「委員會1997年制定的IEC6150H/61sli標(biāo)準(zhǔn)，對用機(jī)電設(shè)備（繼

電器）、固態(tài)電子設(shè)備、可編程電子設(shè)備（PLC）構(gòu)成的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件、軟

件及應(yīng)用作出了明確規(guī)定。

美國儀表學(xué)會制定的ISA-S84.01-1996《安全儀表系統(tǒng)在過程工業(yè)中的應(yīng)

用》。

美國化學(xué)工程學(xué)會制定的AICHE（ccps）-1993,《化學(xué)過程的安全自動化導(dǎo)

則》。

英國健康與安全執(zhí)行委員會制定的HSEPES-1987,《可編程電子系統(tǒng)在

安全領(lǐng)域的應(yīng)用》。

德國國家標(biāo)準(zhǔn)中有安全系統(tǒng)制造廠商標(biāo)準(zhǔn)-DINVVDE0801、過程操作用戶

標(biāo)準(zhǔn)-DINV19250和DINV19251、燃燒管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)?DINVDE0116等。

德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會（TUV）是一個獨立的、權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，它按照德國國

家標(biāo)準(zhǔn)（DIN）,將ESD所達(dá)到的安全等級分為AK1?AK8,AK8安全級別最

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高。其中AK4、AK5、AK6為適用于石油和化學(xué)工業(yè)取得TUV認(rèn)證的SIS產(chǎn)

品

不同的工業(yè)過程（如生產(chǎn)規(guī)模、原料和產(chǎn)品的種類、工藝和設(shè)備的復(fù)雜程

度等）對安全的要求是不同的。上述的國際標(biāo)準(zhǔn)將其劃分為若干安全完整性等

級（SIL：SafetyIntegrityLevel）o

安全完整性等級（SIL）是一種離散的等級，用來規(guī)定分配給E/E/PE安全相

關(guān)系統(tǒng)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(yīng)執(zhí)行所要求的安全功能

的概率也越高；根據(jù)安全相關(guān)系統(tǒng)使用方式，要求發(fā)生的頻率可分為低要求操

作模式（＜二1次/年）和高要求或連續(xù)操作模式次/年）。

根據(jù)GB/T20438標(biāo)準(zhǔn)，在不同的操作模式下，安全完整性的目標(biāo)失效概

率和目標(biāo)風(fēng)險降低見下表1-1和1-2。

高要求或連續(xù)操作模式（每小時危險失效概率）

安全完整性等級

執(zhí)行儀表安全功能的目標(biāo)危險失效概率

（SIL）

4N109?<108

3>10^^<107

2>107-<106

1>106^<105

低要求操作模式（平均失效概率）

要求時的目標(biāo)平均失效

安全完部性等級（SIL）目標(biāo)風(fēng)險降低

概率

4>10<104>10000?￡100000

3>104^<103>1000—<10000

12>103—<102>100—<1000

1N1U2?<101>10~三100

采用不同的操作模式結(jié)構(gòu)有可能使用幾個安全完整性等級較低的系統(tǒng)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(tǒng)共同來滿足一個SIL3功能的需要）。不同的工藝過程（生產(chǎn)規(guī)模、原料和產(chǎn)品

的種類、工藝和設(shè)備的復(fù)雜程度等）對安全的要求是不同的。一個具體的工藝

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過程，是否需要配置SIS、配置何種等級的SIS,其前提應(yīng)該是對此具體的工藝

過程進(jìn)行風(fēng)險評估，要進(jìn)行危險及可操作性分析(HAZOP),然后辨識出與此分

析相應(yīng)的安全儀表功能(SIF),(找到一個安全儀表連鎖回路)，再根據(jù)風(fēng)險出現(xiàn)

的頻率和其產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，找到一個與此SIF相應(yīng)的SIL值，在確定了某個

安全儀表功能的完整性等級(SIL)之后，再配置與之相適應(yīng)的SIS。表1-3可以

看出，若某工藝過程的所需SIF經(jīng)評定后為SIL2,則配置達(dá)到AK4的S1S即

可，其響應(yīng)失效率(PFD)為百分之一至千分之一之間。應(yīng)該注意的是不同安全

級別的SIS,只能確保響應(yīng)失效率(PFD)在一定的范圍內(nèi)，安全級別越高的

SIS,其PFD越小，即發(fā)生事故的可能性越小，但它不能改變事故造成的后

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標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。國際、國外標(biāo)準(zhǔn)中提供了某些

評定方法。下面介紹的風(fēng)險矩陣(RISKMATRIX)評估方法可供參考。

這種方法以工藝過程事故出現(xiàn)的頻率(可能性)及其危害程度(嚴(yán)重性)為風(fēng)

險評估的指標(biāo)，并對頻率和危害程度人為量化為若干級，作出矩陣表(見表

3)o以此確定工藝過程度安全完整性等級。

很低低中高

危害溫、(20年以h)（4?20年）（0.5?4年）（0-0.5年）

輕微—DCS報警DCS聯(lián)鎖DCS聯(lián)鎖

輕DCS報警DCS聯(lián)鎖SIL1SIL2

中DCS聯(lián)鎖SIL1SIL2SIL3

大SIL1SIL2SIL3SIL4

垂大SIL2SIL3SIL4SIL4

SIL等級是不能進(jìn)行組態(tài)修改的，這個是根據(jù)計算得來的。系統(tǒng)的SIL等

級是表明系統(tǒng)可應(yīng)用于某一SIL等級場合，當(dāng)然達(dá)到SIL3等級的系統(tǒng)也可用于

SIL2的場合。而且根據(jù)IEC61508,SIS(安全儀表系統(tǒng))不僅僅是要求控制系統(tǒng)

具有SIL等級，而且要求現(xiàn)場的儀表閥門也具有SIL等級，不僅僅是構(gòu)成一個

控制回路的各個組成部件(監(jiān)測儀表、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)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S比2的范用，

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那么這個控制回路就達(dá)到了SIL等級。一個控制回路要求為S1L2還是SIL3等

級，是根據(jù)這個控制回路在整個生產(chǎn)裝置中的重要性，對安全的影響等多方面

分析而來。

只是在國內(nèi)，這些都被各方面的人搞得簡單化了，現(xiàn)場儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)就

用普通的不具有SIL等級的，只有控制系統(tǒng)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。

3.安全儀表系統(tǒng)在設(shè)計方面

3.1.容易被忽略的安全儀表系統(tǒng)工作接地的冗余配置

在GB50770-2013《石油化工安全儀表設(shè)計規(guī)范》中，為提高安全儀表系

統(tǒng)的可靠性，對SIL2安全等級以上的系統(tǒng)，要求測量儀表、轉(zhuǎn)換和通訊單

元、邏輯控制器、終端元件進(jìn)行冗余設(shè)置，其中5.0.14明確耍求邏輯控制器的

中央處理單元、通訊單元、輸入輸出單元、電源單元應(yīng)采取冗余技術(shù)；5.0.16

也明確提出安全儀表系統(tǒng)的交流供電系統(tǒng)宜采用雙路不間斷停電的供電方式，

同時5.0.17明確安全儀表系統(tǒng)的接地應(yīng)采用等電位的連接方式。在實際應(yīng)用

中，大多數(shù)應(yīng)用場景也都把重點放在了前幾個方面的冗余配置，而對安全儀表

系統(tǒng)工作接地的冗余卻有所的忽視，實際在5.0.17中要求是等電位的連接方

式，其實無論現(xiàn)場是否配置了工作接地的等電位體（匯流槽），對安全儀表系統(tǒng)

工作接地保證進(jìn)行正確的連接的同時，實現(xiàn)安全儀表系統(tǒng)工作接地的環(huán)形連

接，以滿足安全儀表系統(tǒng)的工作接地的冗余設(shè)置，也是十分必要的。見下圖。

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冗余配置電源―

電源A電源

L--------iA等電位匯流槽.

安全儀表系統(tǒng)工作接地生化工江湖

3.2.安全儀表系統(tǒng)不停電裝置的續(xù)航能力應(yīng)滿足安全停工和事

故處理的要求

安全儀表系統(tǒng)依照SH3038-2000《石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電力設(shè)計技術(shù)

規(guī)范》的規(guī)定：屬于一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。這類負(fù)荷當(dāng)供電中斷時，為確

保安全停工及處理事故，不致造成設(shè)備損壞和人身傷害事故，不致造成重大經(jīng)

濟(jì)損失，需要設(shè)置不停電裝置。規(guī)范中明確了UPS（即不停電裝置）的續(xù)航能力

應(yīng)滿足確保安全停工及處理事故的需要，并沒有確定明確的續(xù)航時間數(shù)值。但

在現(xiàn)場的實際應(yīng)用中，部分企業(yè)或設(shè)計部門片面的將不停電裝置的供電時間理

解為滿足30min即可、或?qū)⒁恍┎皇前踩珒x表范疇的儀表或控制單元，也采用

安全儀表系統(tǒng)的UPS系統(tǒng)供電、更為嚴(yán)重的是招?些新擴(kuò)或新建的安全儀表控

制系統(tǒng)，也接入到?jīng)]有重新擴(kuò)容和設(shè)計規(guī)劃的安全儀表系統(tǒng)不停電裝置進(jìn)行供

電，從而對安全儀表系統(tǒng)滿足事故狀態(tài)處理時間的需求造成極大的隱患，極易

產(chǎn)生當(dāng)生產(chǎn)設(shè)施或操作人員在處理一些緊急狀態(tài)的過程中，安全儀表系統(tǒng)過早

的失效，而無法對生產(chǎn)設(shè)施或操作人員進(jìn)行有效的聯(lián)鎖保護(hù)和安全保障，而造

成不必要的傷害和損失。

3.3.冗余配置的測量儀表應(yīng)采用同等級性能的儀表和邏輯控制

單元，以滿足系統(tǒng)運行達(dá)到相應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性的需要

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GB/T50770-2013《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第6.3.2條SIL2級

安全儀表功能，宜采用冗余測量儀表，第6.4節(jié)，對測量儀表的冗余方式進(jìn)行

了詳細(xì)的闡述，但卻忽略的參與安全聯(lián)鎖控制儀表的品質(zhì)、性能和功能的要

求，導(dǎo)致實際應(yīng)用中，測量儀表的冗余配置不僅達(dá)不到冗余配置所期望的穩(wěn)定

性和可靠性，反而對系統(tǒng)的安全性還造成了一定的影響，如0-lMpa0.1級高精

度壓力變送器與0-2.5Mpa0.5級電接點壓力表的組合，因此對測量儀表的冗余

配置應(yīng)在滿足系統(tǒng)對測量儀表精度和量程的基本要求的同時，盡可能選用同等

級性能的儀表，從而使安全儀表系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定和可靠。

4.冗余配置的輸入或輸出模塊沒有得到充分的利用

冗余配置的測量儀表或控制機(jī)構(gòu)被集中接入到一個輸入模塊或輸出模塊，

而不是根據(jù)同類測量控制點最好應(yīng)分散到不同卡件進(jìn)行接入和接出的要求，集

中接入使輸入卡件的故障風(fēng)險加大，使冗余配置的輸入或輸出模塊失去了冗余

配置以提高系統(tǒng)安全性的作用。

3.4.安全儀表設(shè)計應(yīng)結(jié)合工藝的實際需要，并考慮安全儀表設(shè)

置的最大效用價值

對于這種情況，通常的情況是設(shè)計或?qū)嵤┻^程中，過度依據(jù)對規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)

的片面理解，造成安全儀表系統(tǒng)使用上的遺漏，使安全儀表系統(tǒng)的完整性受到

破壞或應(yīng)用效能存在缺陷。如一些加油站卸油部位，依據(jù)《汽車加油加氣加氫

站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB50156-2021第6.1.15條規(guī)定：油罐應(yīng)采取卸油時的防滿溢措

施。油料到達(dá)油罐容量90%時，應(yīng)能觸動高液位報警裝置；油料到達(dá)油罐容量

95%時，應(yīng)能自動停止油料繼續(xù)進(jìn)罐。高液位報警裝置應(yīng)位于工作人員便于覺

察的地點。在實際應(yīng)用中，由于對工作人員理解的不同，發(fā)現(xiàn)有一些把罐液位

指示報警裝置安裝在距離卸油區(qū)較遠(yuǎn)的值班室內(nèi)，這樣滿足值班人員夜間值班

的監(jiān)控需求，卻忽視了現(xiàn)場卸車人員無法在卸油時對液位進(jìn)行實時監(jiān)控的工作

需要；有一些則是把罐液位的指示和報警裝置裝在了現(xiàn)場，滿足了卸車人員的

工作需要，但又忽略了值班室對罐液位和報警的監(jiān)控需要，因此完整的理解應(yīng)

該是：加油油罐液位在卸油現(xiàn)場具備指示報警功能和值班室均應(yīng)具備指示報警

功能，這樣雖然需要在現(xiàn)場增加儀表指示報警表頭，會略增加一些儀表投資的

成本，但滿足了真正意義上的工作人員的需要，是安全儀表功能最佳的一種配

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置方案。在這里對規(guī)范條款中“工作人員”的界定也希望能夠按操作和管理的

實際情況進(jìn)行界定。

再有一個案例就是某化學(xué)品罐儲單位，在對系統(tǒng)進(jìn)行安全儀表安全性進(jìn)行

設(shè)計評估時，僅以該單位4個固定頂儲罐和8個浮頂罐液位低低限檢測儀表

12個月內(nèi)未發(fā)生故障為依據(jù)，將此測量儀表和回路的安全評級設(shè)定為零級，未

納入安全儀表控制系統(tǒng)，這里我們認(rèn)為，浮頂式油罐是不同于固定頂儲罐的，

超低液位的發(fā)生，不僅有儀表故障的隱患因素，也存在操作人員疏忽造成事故

的可能，為此進(jìn)行安全評估時，操作人員的因素也應(yīng)納入安全評估的計算之

中。避免一些非客觀因素，造成安全儀表系統(tǒng)的完整性受到影響。

4.安全儀表系統(tǒng)在施工驗評方面

4.1.工藝參數(shù)測量點的同一性應(yīng)符合工藝量傳數(shù)據(jù)的要求

在一些新建、尤其是改造的安全儀表系統(tǒng)，冗余配置的工藝參數(shù)測量同

路，經(jīng)常存在因工藝設(shè)備、管線或施工原因，造成工藝參數(shù)測量點的位置差異

而使工藝測量參數(shù)的差異，從而使工藝量傳的同一性不能潮足安全儀表系統(tǒng)冗

余判斷的要求，甚至誤判或產(chǎn)生較大的延遲，因此在安全儀表系統(tǒng)的實際應(yīng)用

中，一方面要避免冗余設(shè)置儀表測量點在同一位置的情況，還要避免冗余設(shè)置

的儀表測量點不要相差太遠(yuǎn)、或跨越工藝設(shè)備和工藝環(huán)節(jié)的情況，使冗余設(shè)置

的儀表測量點所測的工藝參數(shù)保持一定程度的穩(wěn)定性和同一性。這一點不僅需

要在安全聯(lián)鎖控制回路聯(lián)校中進(jìn)行測試，而且需要在工藝實際生產(chǎn)過程中進(jìn)行

觀察和比對來進(jìn)行驗證，是否滿足工藝量傳數(shù)據(jù)的要求。如在一加熱爐出口溫

度與燃料氣的聯(lián)鎖控制回路中，由于加熱爐出口溫度的兩個“二取二”表決的

測量點分別位于一個工藝彎頭的兩側(cè)，工藝管道內(nèi)的物料流動狀態(tài)發(fā)生變化，

在加上溫度參數(shù)的滯后性，使聯(lián)鎖回路多次發(fā)生誤判和誤動。

4.2.安全儀表系統(tǒng)回路聯(lián)動測試是安全儀表系統(tǒng)安全完整性評

估的重要依據(jù)

安全儀表系統(tǒng)回路聯(lián)動測試是安全儀表系統(tǒng)投入使用前的至關(guān)重要的一個

環(huán)節(jié)，是對儀表測量點（工藝參數(shù)取樣）、儀表測量系統(tǒng)（轉(zhuǎn)換和變送）、信號傳

輸或通訊系統(tǒng)、信號或協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、邏輯判斷及編程、以及人機(jī)界面（HMI）

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的綜合檢驗和測試。這里對于冗余儀表測量設(shè)置的常規(guī)模型“三取二”的馬爾

可夫模型為例，具體可描述為：系統(tǒng)初始狀態(tài)時全部3個通道的運行狀態(tài)均為

正常狀態(tài)。3個通道的4種模式的失效會導(dǎo)致系統(tǒng)離開初始狀態(tài)。另外，共因

失效也需要考慮。對于兩個通道存在3種組合方式：AB、AC和BC,表示3組

共因失效。在狀態(tài)1,一個通道出現(xiàn)檢測到的安全失效。在狀態(tài)2,一個通道

出現(xiàn)未檢測到的安全失效。在狀態(tài)1和狀態(tài)2,系統(tǒng)降級為"二取一“結(jié)構(gòu)。

在狀態(tài)3,表明一個通道出現(xiàn)檢測到的危險失效,在狀態(tài)4,一個通道出現(xiàn)未

檢測到的危險失效。在狀態(tài)3和狀態(tài)4,系統(tǒng)降級為"二取二“結(jié)構(gòu)。在1、

2、3、4各狀態(tài)，系統(tǒng)尚未失效。在狀態(tài)1和2系統(tǒng)仍處于運行狀態(tài)，正常通

道再次出現(xiàn)安全失效將使系統(tǒng)安全失效，而正常通道出現(xiàn)危險失效將使系統(tǒng)又

降一級。在狀態(tài)3和4,系統(tǒng)運行在"二取二“配置。當(dāng)出現(xiàn)正常通道的危險

失效，系統(tǒng)將會危險失效，而正常通道出現(xiàn)安全失效也將使系統(tǒng)又降一級。假

設(shè)系統(tǒng)修理時所有的故隙單元會被修復(fù)，因此，所有的修復(fù)將使系統(tǒng)回到狀態(tài)

Oo由于安全儀表系統(tǒng)的安全性和完整性評估計算較為復(fù)雜，這里僅對其簡單

進(jìn)行概述：”二選一“框架，安全性最好，但可用性最差;”二選二“框架，可

用性最好，但安全性最差;”三選二“框架，可兼顧。

4.3.系統(tǒng)投運前的模擬仿真測試應(yīng)全面和符合工藝過程的實際

狀況

《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)

總管三（2014）116號）（六）嚴(yán)格安全儀表系統(tǒng)的安裝調(diào)試和聯(lián)合確認(rèn)。應(yīng)制定

完善的安裝調(diào)試與聯(lián)合確認(rèn)計劃并保證有效實施，詳細(xì)記錄調(diào)試（單臺儀表調(diào)

試與回路調(diào)試）、確認(rèn)的過程和結(jié)果，并建立管理檔案。施工單位按照設(shè)計文

件安裝調(diào)試完成后，企業(yè)在投運前應(yīng)依據(jù)國家法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、行業(yè)和企

業(yè)安全管理規(guī)定以及安全要求技術(shù)文件，組織對安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行審查和聯(lián)合

確認(rèn)，確保安全儀表功能具備既定的功能和滿足完整性要求，具備安全投用條

件。

5.安全儀表系統(tǒng)在運行管理方面

5.1.安全儀表系統(tǒng)對運行維護(hù)和管理的要求更高

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安全儀表系統(tǒng)(SIS)由其不同于DCS、PCS、SCADA系統(tǒng)的特點，使其在運

行維護(hù)和管理亦有所差別和不同，安全儀表系統(tǒng)更加具有復(fù)雜性、關(guān)聯(lián)性和耦

合性，日常的運行維護(hù)和管理也較普通的過程控制系統(tǒng)復(fù)雜，通常對一個安全

儀表系統(tǒng)監(jiān)測點、控制點或控制單元的維護(hù)，均需要制定詳細(xì)的處理方案，需

要對可能出現(xiàn)的各種可能性進(jìn)行詳盡的評估和分析，涉及到工藝或設(shè)備的還需

要與工藝工程師和設(shè)備工程師進(jìn)行較為詳細(xì)的研究探討，必要時還需要對工藝

的自動控制狀態(tài)改為手動調(diào)節(jié)、或?qū)に囋O(shè)備的運行解除聯(lián)鎖保護(hù)，再由自動

控制專業(yè)人員按操作規(guī)程進(jìn)行相應(yīng)的運行維護(hù)和管理。任何疏忽大意和缺漏，

都有可能造成設(shè)備的停運或工藝生產(chǎn)的波動，給企業(yè)造成損失。為此形成安全

儀表系統(tǒng)運行維護(hù)的聯(lián)審和聯(lián)動機(jī)制十分重要。

5.2.安全儀表系統(tǒng)對日常運行狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析的要求更高

由于安全儀表系統(tǒng)在正常的工藝生產(chǎn)中是處于“緘默”狀態(tài)的，因此當(dāng)系

統(tǒng)發(fā)生的一些趨勢性的變化和一些冗余配置的部分出現(xiàn)波動或失靈的狀態(tài)時，

不會有所表征而沒有進(jìn)行及時的處理，為此對安全儀表系統(tǒng)運行狀態(tài)進(jìn)行及時

的巡檢和監(jiān)測、以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析判斷，對安全儀表系統(tǒng)的有效性進(jìn)

行評估是十分必要的，對提前避免有可能發(fā)生的安全保護(hù)動作是十分必要的。

5.3,儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)安全的需要

在安全儀表系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，安全儀表系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)以滿足工藝生

產(chǎn)的安全要求為目的，尤其在生產(chǎn)裝置的開工、停工、檢修吹掃、和生產(chǎn)波動

的情況下，簡單的解除安全儀表的做法和仍按正常生產(chǎn)的狀態(tài)執(zhí)行，都是不妥

的。應(yīng)該根據(jù)工藝的實際安全需要，及時的調(diào)整安全儀表的設(shè)置指標(biāo)，來保證

工藝生產(chǎn)的特殊狀態(tài)下，安全儀表系統(tǒng)仍然可以保證工藝生產(chǎn)安全的需要。這

需要工藝工程師及時正確的下達(dá)安全儀表系統(tǒng)設(shè)置指標(biāo)的指令，由相應(yīng)具備修

改指標(biāo)權(quán)限和能力的人員完成相應(yīng)的調(diào)整修改。

5.4.儀表安全系統(tǒng)的設(shè)置指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)備安全的需要

某些設(shè)置了設(shè)備安全儀表系統(tǒng)的場所，由于設(shè)備和工藝運行的復(fù)雜性，會

出現(xiàn)安全儀表系統(tǒng)在設(shè)備還沒有出現(xiàn)危險狀態(tài)的情況下，多次或頻繁的發(fā)出安

全保護(hù)動作的情況，這種情況一方面可能是安全儀表系統(tǒng)應(yīng)對設(shè)備運行的抗擾

件差，另一方面則是安