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儀表安全等級SIL1 、SIL2 與SIL3有什么區(qū)別?

 昵稱30831275 2017-02-08

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)的標準、規(guī)范,使得SIS的設(shè)計、制造、使用均有章可循。并有權(quán)威的認證機構(gòu)對產(chǎn)品能達到的安全等級進行確認。

這些標準、規(guī)范及認證機構(gòu)主要有:

我國石化集團制定的行業(yè)標準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的中國國家標準GB/T20438、GB/T21109相繼發(fā)布,中國的功能安全標準開始規(guī)范我國的功能安全工作。
國際電工委員會1997年制定的IEC 61508/61511標準,對用機電設(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HSE PES-1987,《可編程電子系統(tǒng)在安全領(lǐng)域的應(yīng)用》。
德國國家標準中有安全系統(tǒng)制造廠商標準-DIN V VDE 0801、過程操作用戶標準-DIN V 19250和DIN V 19251、燃燒管理系統(tǒng)標準-DIN VDE 0116等。
德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(TüV)是一個獨立的、權(quán)威的認證機構(gòu),它按照德國國家標準(DIN),將ESD所達到的安全等級分為AK1~AK8,AK8安全級別最高。其中AK4、AK5、AK6為適用于石油和化學(xué)工業(yè) 取得TUV認證的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。

上述的國際標準將其劃分為若干安全完整性等級(SIL:Safety Integrity Level)。 
安全完整性等級(SIL)是一種離散的等級,用來規(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(<=1次 )和高要求或連續(xù)操作模式(="">1次/年)。
根據(jù)GB/T 20438標準,在不同的操作模式下,安全完整性的目標失效概率和目標風險降低見下表。

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行風險評估,要進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)風險出現(xiàn)的頻率和其產(chǎn)生的嚴重后果,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。若某工藝過程的所需SIF經(jīng)評定后為SIL 2,則配置達到AK4的SIS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準和規(guī)范。國際、國外標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(xiàn)的頻率(可能性)及其危害程度(嚴重性)為風險評估的指標,并對頻率和危害程度人為量化為若干級,作出矩陣表(見下表)。以此確定工藝過程度安全完整性等級。 

SIL等級是不能進行組態(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,當然達到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SIL2的范圍,那么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(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。

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