SIS的SIL等级验证评估(114)

- 安全仪表功能可以是安全仪表保护功能，也可以是安全仪表控制功能。 - SIF在物理结构上由传感器、逻辑控制器，以及最终元件构成。 - 请注意SIF与“联锁（Interlock）”的区别！
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什么是SIL？
- 安全完整性（Safety Integrity）：在规定的状态和时间周期内，SIS圆满完成 所需SIF的能力。此处的能力包括功能响应（例如，在特定的时间内关闭某个 特定的阀门），以及SIS完成所需动作的可能性。
Overall Safety 整体安全
Occupational Safety 职业安全
Process Safety 过程安全 Functional Safety 功能安全
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GB/T21109（IEC61511）的特征
基于风险降低
用风险（危险事件发生的概率*后果）量化安全； 不同组织有不同的风险降低要求，既使同一组织在不同的 时期也有不同的可接受风险标准； 动态地控制风险
手册的要求。
（系统能力主要是衡量软件）
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SIS 与 SIL
• 安全仪表系统（SIS）：用于执行一个或多个SIF的仪表系统。
• 安全手册：定义SIS设备、子系统，或者系统能够被安全应用的技术文件，可以包括来自制造商和最终用户的输入信息。
• 系统能力 （SC）：仪表设备满足特定SIL， 其系统安全完整性的量度，表达为SC1~SC4。该仪表设备的使用，要符合其安全
安全完整性等级：目标失效量
安全完整性等级 （SIL）
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低要求操作模式 功P（F在能Da要的v求平g）时均完失成效其概设率计
到 ≥10-5 <10-4
3
到 ≥10-4 <10-3
2
到 ≥10-3 <10-2
1
到 ≥10-2 <10-1
高要求或连续操作模式 （每小时危险失效率）
到 ≥10-9 <10-8 到 ≥10-8 <10-7 到 ≥10-7 <10-6 到 ≥10-6 <10-5
最高SIL3。在要求达到SIL4的应用场合，遵循IEC61508。 - 当过程危险和风险分析确认需要SIL3以上的安全完整性时，一般是提升应对
同一危险事件的其它技术安全系统或外部风险降低的安全绩效，或增加这些
- I非ECS6IS1安50全8/措IE施C6，1从51而1依将据对不SI同F的的S操IL要作求模降式低，到用S不IL同3或的以技下术。指标划分SIL等级。
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操作模式 – IEC61511
-
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（SRS - Safety Requirement Specification）中对人员操作动作的有效性和 可靠性做出明确规定。
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什么是SIF？
- 由SIS执行的、具有特定安全完整性等级（SIL - Safety Integrity Level）的安 全功能，用于应对特定的危险事件，达到或保持工艺过程的安全状态。
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操作模式 – IEC61508
-
高低，一一连要要或续次次求求每每者模模模年年说式，；式；（式要也也（C（o求就H就Lnoit的是是gwinh时说说uDDo间e，，eumm间““saMa要要隔nndo求求非ddMM””常eooo的非比dfde时较常Oeo间频短pofef间繁。OrOap用隔，tpeioe例P一rranFat如年）Htioi表o一以：nn）征上年指）：。。多“：操用次要操作P。求作F的用”D的要aP不要vF求g间H求表频表断频征率征的率。不。工大大况于于
（ ） 注：新版（ed2.0）的IEC61511已经发布FDIS版，预计2016年正式发布，GB/T 21109也会随之升版 • GB/T20438-2006/IEC61508 电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全
（ ） 注：IEC61508 ed2.0已于2010年发布，国标委TC124正在做GB/T 20438的升版工作 • ISA-TR84.00.03-2012 Mechanical Integrity of Safety Instrumented Systems (SIS) • ISA-TR84.00.07-2010 Guidance on the Evaluation of Fire, Combustible Gas
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过程安全与功能安全
关于加强化工过程安全管理的指导 意见 - 安监总管三〔2013〕88号 关于加强化工安全仪表系统管理的 指导意见 – 安监总管三〔2014〕116号
• 功能安全是过程安全的组成部 分，SIS的设计依据过程安全 的需要；
• 同样，SIS的现场安装、投运、 操作和维护，以及变更管理 要依据国家过程安全管理的 法律和法规等监管要求。
采用安全生命周期架构
基于“绩效”而非“硬性”规定； 系统性的方法论和行动指南； 技术体系和功能安全管理体系； 推荐了5个节点的功能安全评估
关注于SIS的设计和交付
从安全要求规格书（SRS）到现场 确认（Validation）； “两头在外”：SIL定级方法和现场 的运行管理模式取决于企业的过程 安全管理（PSM）策略；
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什么是SIS？
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什么是SIS？
• IEC61511 （GB/T21109）：
- 用于执行一个或多个安全仪表功能（SIF - Safety Instrumented Function） 的仪表系统。SIS是由传感器、逻辑控制器，以及最终元件组合而成的。
- SIS可以包括、也可以不包括软件。 - 当操作人员的手动操作被视为SIS的有机组成部分时，必须在安全要求规格书
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SIS生命周期在工程执行阶段的详细活动
安全要求规格书-
每个安全仪表功能的功能描述，目标SIL， 与预防或减轻的风险，工艺参数，逻辑， 旁路与维护要求，响应时间，等等
工程执行阶段SIS/SIF 设计、集成 、安装，以及调试
制造商失效率数据 工业数据库数据
制造商的安全手册 制造商的安装说明
7. SIS 概念设计
Zhang Jianguo - Intellectual Property
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பைடு நூலகம்
SIS安全完整性水平的传递
分析 工程执行
操作
需要的安全水平？
(SIL 定级 )
SIS设计如何才能 达到安全要求？
(SIL 实现 )
如何保持安全？
(SIL 维持 )
SIS的安全完整性水平是 从定级、设计、集成，交付， 再到保持的过程，任何环节的 错误，都将导致整个价值链的 受损。
• 关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见 - 安监总管三〔2014〕116号
一、充分认识加强化工安全仪表系统管理工作的重要性 （一）化工安全仪表系统（SIS）包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体及火灾检测保护系统等。。
五、从源头加快规范新建项目安全仪表系统管理工作 （十二）从2016年1月1日起，大型和外商独资合资等具备条件的化工企业新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学 品储存设施，要按照本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。 （十三）从2018年1月1日起，所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表 系统。其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从2020年1月1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符 合要求的安全仪表系统。 六、积极推进在役安全仪表系统评估工作 （十四）涉及“两重点一重大”在役生产装置或设施的化工企业和危险化学品储存单位，要在全面开展过程危险分析（如危 险与可操作性分析）基础上，通过风险分析确定安全仪表功能及其风险降低要求，并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风 险降低要求。 （十五）企业应在评估基础上，制定安全仪表系统管理方案和定期检验测试计划。对于不满足要求的安全仪表功能，要制定 相关维护方案和整改计划，2019年底前完成安全仪表系统评估和完善工作。其他化工装置、危险化学品储存设施，要参照本 意见要求实施。
Zhang Jianguo - Intellectual Property
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SIS生命周期分析阶段详细活动
资料来源 : Technical Report ISA-TR84.00.04-2005 Part 2: Example Implementation of ANSI/ISA-84.00.01-2004 (IEC 61511 Mod) Approved 1 December 2005
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相关的法规和标准
• 国家安监总局安监总管三[2013]88号 – 关于加强化工安全管理的指导意见 • 国家安监总局安监总管三[2014]116号 – 关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见 • GB/T 50770-2013 石油化工安全仪表系统设计规范 • GB/T 21109 -2007/IEC61511-2003 过程工业领域安全仪表系统的功能安全
and Toxic Gas System Effectiveness • 正在制定中 – 石油化工安全仪表系统安全完整性等级设计规范 • GB/T 32203-2015 油气管道安全仪表系统的功能安全验收规范 • GB/T 32202-2015 油气管道安全仪表系统的功能安全评估规范 •…
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• 关于加强化工过程安全管理的指导意见 – 安监总管三〔2013〕88号
- 安全完整性包括硬件安全完整性（Hardware Safety Integrity），和系统安 全完整性（Systematic Safety Integrity）。