安全儀表系統(tǒng),Safety instrumentation System,簡(jiǎn)稱(chēng)SIS; 又稱(chēng)為安全聯(lián)鎖系統(tǒng)(Safety interlocking System)
, 是用來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)和多個(gè)安全儀表功能的控制系統(tǒng)。
主要為工廠控制系統(tǒng)中報(bào)警和聯(lián)鎖部分,對(duì)控制系統(tǒng)中檢測(cè)的結(jié)果實(shí)施報(bào)警動(dòng)作或調(diào)節(jié)或停機(jī)控制,是工廠企業(yè)自動(dòng)控制中的重要組成部分。
一、安全儀表的系統(tǒng)構(gòu)成
安全儀表系統(tǒng)主要包括 測(cè)量單元、邏輯控制單元和執(zhí)行單元,再配合相應(yīng)的軟件組成。
通常與基本過(guò)程控制系統(tǒng)(如:DCS系統(tǒng))有通訊要求,共同組成生產(chǎn)裝置的過(guò)程儀表控制系統(tǒng)。
二、安全完整性等級(jí)
安全完整性等級(jí)是一種國(guó)際通用的“標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言”,目的是 用一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)劃分工藝裝置中每個(gè)安全儀表回路的安全等級(jí)要求。
是SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須遵從的一個(gè)重要安全指標(biāo)。
依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)由低到高劃分為SIL1-SIL4, ISA 84.01標(biāo)準(zhǔn)劃分為SIL1-SIL3,DIN V VDE0804標(biāo)準(zhǔn)由低到高劃分為AK1-AI8,它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。
安全完整性等級(jí)
三、 安全生命周期
安全儀表系統(tǒng)的安全生命周期也是一個(gè)非常重要的概念,要保證工藝裝置的安全生產(chǎn)運(yùn)行,不但要選擇合適的控制系統(tǒng), 而且對(duì)工藝過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全回路等級(jí)劃分和控制系統(tǒng)的維護(hù)管理也有嚴(yán)格要求。
SIS系統(tǒng)的整個(gè)安全生命周期可分為 分析、工程實(shí)施及操作維護(hù)3大階段。
在分析階段,要辨識(shí)工藝過(guò)程的潛在危險(xiǎn),并對(duì)其后果和可能性進(jìn)行分析,以便確定過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)及必要的風(fēng)險(xiǎn)降低要求。工程實(shí)施階段主要完成SIS的工程設(shè)計(jì)、儀表選型,安全邏輯控制器的硬件配置、軟件組態(tài)以及系統(tǒng)集成,完成操作和維護(hù)人員的培訓(xùn),完成SIS的安裝和調(diào)試,以及SIS的安全驗(yàn)證。操作維護(hù)階段在整個(gè)安全生命周期中時(shí)間區(qū)間最長(zhǎng),包括操作和維護(hù)、修改和SIS的停用。
在SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型后,要根據(jù)可靠性數(shù)據(jù)和操作模式,對(duì)安全儀表功能的危險(xiǎn)失效概率或危險(xiǎn)失效頻率進(jìn)行計(jì)算,評(píng)定是否滿(mǎn)足目標(biāo)安全儀表的功能安全要求。這是保證必要的風(fēng)險(xiǎn)降低和功能安全儀表功能安全的重要環(huán)節(jié)。同時(shí),在SIS運(yùn)行后,日常維護(hù)、修改管理、周期性檢驗(yàn)測(cè)試、功能安全審計(jì)等也是功能安全的核心工作。
四、安全儀表系統(tǒng)相關(guān)術(shù)語(yǔ)
·安全儀表功能 (Safety Instrument Function,SIF):具有特
定SIL等級(jí)的,用于達(dá)到功能安全的安全儀表功能。
·故障(fault):
使功能單元執(zhí)行要求之功能的能力降低或失去其能力的異常狀況。
·失效(failure):
功能單元執(zhí)行一個(gè)要求功能之能力的終止。
·危險(xiǎn)失效(dangerous failure):
使安全相關(guān)系統(tǒng)處于潛在的危險(xiǎn)或喪失功能狀態(tài)的失效。
·安全失效(safe failure):
不可能使安全相關(guān)系統(tǒng)處于潛在的危險(xiǎn)或喪失功能狀態(tài)的失效。
·容錯(cuò)(Fault Tolerance):
在出現(xiàn)故障或誤差的情況下,功能單元繼續(xù)執(zhí)行安全功能的能力。
·冗余(Redundancy):
使用多個(gè)元素和系統(tǒng)執(zhí)行同一個(gè)功能。
·表決(voting):
指冗余系統(tǒng)中用多數(shù)原則將每個(gè)支路的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和修正,從而最后確定結(jié)論的一種機(jī)理。
·可用性(Availability):
系統(tǒng)可以使用工作時(shí)間的概率。
·可靠性(Reliability):
系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生故障的概率。
·風(fēng)險(xiǎn)(Risk):
發(fā)生傷害的可能性與這一傷害的嚴(yán)重性的組合。
·MTTF:
平均無(wú)故障時(shí)間。
·MTTR:
平均修復(fù)時(shí)間。
·MTBF:
平均故障間隔時(shí)間
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