在役安全仪表系统的SIL验证方法与实例

针对国内过程工业安全仪表系统(SIS)应用中出现的不规范问题,提出要加强安全仪表系统评估和SIL验证等工作的管理,以确保SIS系统满足所需要的风险降低要求。依据SIS相关标准,介绍了SIL验证的方法、程序、在役安全仪表系统SIL验证时应具备的条件及验证不满足时的建议和措施。对某化工装置中设备液位联锁回路的检验测试周期需要延长的变更要求进行了SIL验证计算,确保了SIS系统的安全应用。     

PAC8000安全控制系统SafetyNet在西气东输火气系统中的应用

PAC8000控制系统可提供常规的PLC或DCS控制系统,同时可提供满足IEC61508和IEC61551标准的、具有SIL2认证的安全控制器和安全I/O模块,具有SIL2认证的安全控制系统又称之为SafetyNet系统。SafetyNet安全系统采用与PAC8000常规控制系统相同的系统架构,并使用同一个编程平台,这种方式使得SafeyNet系统的安装、组态与编程更为容易与方便,对于要求达到SIL2安全等级要求的火气控制系统SafetyNet系统性价比更高,系统实施与维护更为方便快捷。     

基于主观估计法和FMEDA的失效数据分析及应用

针对安全仪表系统安全完整性等级验证（SIL）和机械装置的失效模式、影响及诊断分析（FMEDA）缺乏特定工厂环境、联锁回路中的产品（如阀门、变送器、逻辑控制器等）失效数据这一关键不足,提出了一种基于主观估计法和皮尔逊卡方检验法的失效数据分析方法,并以丙烯腈反应器出口温度高联锁回路中的气动薄膜调节阀为例,应用该方法估计产品寿命分布和实际失效率;应用机械FMEDA法和故障树（FTA）法对回路进行SIL验证,给出改进措施。结果表明,应用该方法获取的产品失效数据对相应联锁回路进行SIL验证比应用国外通用数据库更准确。     

化工装置安全仪表系统安全完整性等级计算

安全仪表系统是确保化工装置安全运行的重要保证。如何计算安全仪表系统的安全完整性等级是工程设计中急需解决的问题。结合IEC 61508和IEC 61511,从硬件结构强制要求和回路需求失效率两个方面,对安全仪表系统的安全完整性等级进行计算。硬件结构强制要求计算每个子系统的安全失效率。根据安全失效率确定每个子系统的安全完整性等级,整个回路的安全完整性等级取所有子系统的最低值。另外,根据回路不同的投票结构,计算整个回路的需求失效率;根据需求失效率确定回路的安全完整性等级。取两种计算结果的最低值作为回路最终的安全完整性等级。最后以一个温度监控安全联锁回路实例,对整个回路安全完整性等级进行定量计算,并提出了一些改善回路安全完整性等级的建议,为安全仪表系统的设计者提供了重要参考。     

安全仪表系统的Markov建模方法研究

对安全仪表系统(SIS)的功能结构、安全生命周期以及功能安全的实现方法进行了分析,并提出了基于马尔可夫(Markov)建模的SIS的安全完整性等级计算软件的设计方案,采用VB6.0和Matlab进行了软件的开发实现.我们针对1oo2冗余结构的装置进行了SIL的计算,证明马尔可夫建模方法的安全完整性等级(SIL)计算相对于其他建模方法的灵活性.它既能反映安全仪表系统之间的静态关系,又能反应系统的动态变化,并且不受设备之间依赖关系的影响.同时马尔可夫建模可靠性的定量分析精度高,一次建模可求得安全仪表系统的安全失效率PFS和危险失效率PFD和安全完整性等级SIL等多个可靠性指标.     

张晋宾：电力行业自动化未来发展趋势

我国自动化应着力在下面几个方面取得突破或更大进步： （1）研制新型仪表自动化装置或系统,以满足新一代发电系统（如700℃超超临界、核能、地热、生物质能、海洋能等）的监控要求、智能电厂/智能变电站/智能电网的建设和越来越严格的功能安全等要求。以核电为例,我国引进建设的第三代核电站（如西屋AP1000和AREVA的ERP）的仪表自动化系统,全部依赖进口。因此,应加快研发国产的核电站1E级和非1E级仪表与自动化产品。以智能变电站为例,应加紧推出全系列的符合IEC 61850等国际标准要求的IED智能电子装置。在功能安全方面,应加快研制和生产SIL1～SIL4各类等级的安全仪表和控制装置。     

基于改进风险图的安全完整性等级确定方法

国际功能安全标准IEC61508/61511中介绍了几种安全完整性等级(Safety Integrity Level,SIL)确定方法,但是将这些方法运用实践中时会遇到一些困难。为克服上述方法的不足,本文介绍了1种半定量的风险分析方法—改进的风险图法,以确定识别到的安全仪表功能(Safety Insumented Function,SIF)的安全完整性等级。     

火/气探测系统与安全仪表技术

火/气探测系统(FGS)是保护人员、环境及设备关键的安全部件,但火/气探测系统的产品、技术和设计基础与仪控系统不完全相同,因此国际上一直质疑是否应将FGS纳入安全仪表系统(SIS)及要求具有SIL2或SIL3安全完整性等级认证。本文综合TüV及ISA专家的视点从不同视角探讨如何妥善使用安全标准及技术并优化火/气探测设备布置以期获得最大的风险减轻效果。     

轨道交通ATP安全完善度等级SIL的分析

安全完善度等级(SIL)在轨道交通列车自动防护(ATP)系统的安全设计和评估中起到重要作用,在进行ATP系统设计和评估过程中,首先要理解和分析ATP系统安全完善度等级SIL的定义、分级和确定方法,然后按照该SIL分级和确定方法对需要研制的轨道交通ATP系统进行SIL的分析研究,建立ATP系统的安全完善度等级SIL的风险分析模型和方法.     

HC900 SIS系统在液氨罐区的应用

霍尼韦尔公司的HC900 SIS系统通过SIL2等级安全认证,可以应用于SIL2水平的安全仪表系统,针对某化肥企业液氨罐区两台400 m3液氨球罐装置,依据设计文件给定的SIL定级,采用霍尼韦尔HC900安全仪表系统,完成液氨罐区安全联锁系统设计。     

安全仪表系统的不同运行阶段实时可靠性分析

安全仪表系统(SIS)的可靠性是保障安全生产的重要指标,由平均要求时失效概率(PFD(avg))衡量。然而,PFD(avg)计算结果并不能保障SIS在运行阶段的任意时刻均满足目标安全完整性水平(SIL),实时可靠性计算模型PFD(t)可提供更好的分析结果。本文在A.C.Torres-Echeverria等人的研究基础上,对SIS的4个运行阶段建立了实时可靠性计算模型PFD(MooN)(t),并运用MATLAB对该模型进行仿真和分析。最后,通过高完整性压力保护系统(HIPPS)应用实例,得到以下结论:即使PFD(avg SYS)计算结果满足目标SIL,PFD(SYS)(t)也可能在运行阶段的某个时间段内达不到目标SIL;只有当t=TP+RT+n×TI时刻的PFD(SYS)(t)值满足目标SIL时,才能保障SIS在整个运行阶段均能满足目标SIL。该可靠性计算模型的建立,能更好的对SIS进行实时可靠性分析,并为保障SIS在整个运行阶段满足目标SIL提供了有力依据。     

艾默生的Fisher控制阀成为首批经SIL3认证符合IEC61508标准的阀门

艾默生过程管理的Fisher阀门获得经SIL3认证符合IEC 61508标准的殊荣。这项认证确保了用户可以通过在安全仪表系统中,根据IEC61508标准高达SIL3的回路中使用这些技术领先产品：Fisher GX,Vee-ball．easy-e和HP阀门来提高工厂的设备利用率和安全水准。     

美、日集散系统的新动向

四、单回路控制器美、日大多数仪表公司都推出了以微处理机为核心的单回路控制器(SINGLE LOOP CONT-ROLLER)。其特点如下: (1)百分之百的仪表化。大多数的单回路控制器都采取了盘装式、带显示操作表计和按钮,有参数整定侧面板,不需用户自己编制程序。总之,尽量向常规仪     

过程控制系统与安全仪表系统在关键单元集成控制的工程设计

针对化工装置中部分关键回路需同时实现控制功能和安全联锁情况下的自控系统工程设计进行了研究,以实际工程项目为例介绍了过程控制系统和安全仪表系统在集成控制需求下的检测输入、逻辑运算、系统输出的工程设计方案和原则,这些工程方案均可同时实现良好的控制功能和安全保障。同时指出各类方案的选择还需在实际项目中根据装置的安全度等级要求、控制需求、投资等因素综合考虑。     

回路过程控制器在集散控制系统中的应用

回路过程控制器是分布控制系统中散度可达到一个回路的智能化仪表。具有可靠性高,功能强,灵活性好等特点。既可与主机联机进行分布式控制,也可自成系统独立进行PID调节控制。可用于选煤、化工工艺等过程对液位、压力、流量等参数进行控制。在集散控制系统中使用回路过程控制器,使系统呈现出更强的自控和抗干扰性。     

单回路控制器在玻璃窑炉控制系统中的应用

为迅速,从手工操作逐步地实现以常规仪表构成的自控系统。但是,利用常规仪表组成的控制回路,用表数量多、成本高、抗干扰能力低、故障率高、维修量大,因而限制了玻璃窑炉自控技术的发展和推广应用。为此在天津第一玻璃厂玻璃窑炉自控系统设计中,我们选用了我所最新研制的DT-1型单回路控制器。在炉温及燃烧控制系统中,用一台单回路与一台调节器组成的控制系统,可取代原来由十三台常规仪表所组成的控制系统。在投资较少的情况下,使窑炉的主要     

故障安全通信系统的研究与设计

针对工业通信中可能出现的各种故障,研究并设计一种故障-安全通信协议。首先基于黑色通道的通信结构,设计序列号、CRC校验、时间监视和SIL等级监视等安全措施;其次提出故障安全通信协议的软件实现方案;最终在验证平台上进行测试。实验结果表明,安全通信层可以有效地监测通信状态,保证系统在出现故障时的安全性,满足SIL3等级要求。     

安全仪表系统的功能安全设计

针对安全仪表系统（SIS）的产品开发,分析了应用于石化领域的安全仪表系统的基本特性、冗余结构和常见产品类型。在介绍IEC 61508标准的基础上,提出了安全仪表系统产品开发过程中整体安全生命周期、产品硬件及安全相关软件的功能安全设计方法;最后以SIL2级压力变送器为例,着重阐述了SIS系统结构设计和故障诊断覆盖要求。     

故障系统容错能力判别的研究

本文把多变量控制系统常出现的故障分为两类:1)第 i 个回路中传感器失效;2)第 j 个回路中执行机构失效。以线性时不变系统为研究对象,本文建立了故障系统的数学模型,提出了仍能保证系统稳定的控制器必须满足的准则,从而为设计具有容错能力的控制系统提供了理论依据。     

基于马尔可夫过程的快速SIL验证方法研究

随着行业技术的发展,天然气处理厂规模的逐步扩大,工艺流程设计、实施、操作过程中,极小的失误可能导致严重的后果。国家近年出台了多项标准及指导意见,要求"两重点一重大"新项目和在役项目开展安全仪表系统的评估整改工作。其中的一个重要环节就是安全完整性等级(SIL)评定。目前,常用的方法存在风险识别不全、运算耗时较长、模型复杂等问题。为此,基于马尔科夫过程理论,对常规方法计算过程中的高阶矩阵幂运算进行优化。该方法在理论上保证了不损失计算精度,计算效率最大可提高160多倍,解决了目前SIL验证方法运算效率和准确度难以兼顾的问题,显著减少了大型化工厂复杂冗余系统的大批量SIL验证的时间成本。