SIL分析评估技术及其在石化装置的应用

随着生产安全的重视程度不断提升,安全仪表系统的应用日益广泛,石化装置中安全仪表功能的安全完整等级分析评估技术应用已逐步推广。本文简述了安全仪表系统全生命周期管理和安全完整性等级分析评估的技术路线,并以石化装置常见的精馏塔为例,完整剖析了安全完整性等级分析评估的方法实践。     

SIL评估中共用测量单元结构可靠性计算探讨

近十年来,随着安全联锁系统完整性等级(SIL)评估工作在炼油、化工、电厂等装置中的开展,实际评估工作中出现了很多不同于IEC 61508和IEC 61511标准规定典型逻辑结构(如1oo1、1oo2、2oo3等)。针对多个传感器共用测量模块的特殊逻辑结构,IEC标准并未给出其可靠性计算的具体方法和公式。通过故障树分析,等效拆解特殊逻辑结构为多个典型结构,准确得到了每个安全联锁功能的安全完整性等级,避免了SIL定级计算错误可能引起的事故,为SIL评估的深入且顺利开展提供了保障与技术储备。     

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。     

南海某气区开发工程SIL等级评估研究

结合南海某气区开发工程基本设计项目,介绍采用风险图表法实现安全完整性等级(SIL)评估中相应参数的选择.     

空分压缩机组安全完整性技术等级(SIL)技术评估应用及分析

依据相关IEC和API标准,对空分装置三大机组(蒸汽透平、空压机和增压机)的安全联锁系统(SIS)做了安全完整性等级(SIL)技术评估,确定了空分三大机组安全联锁系统中的安全联锁功能(SIF),给出了各安全联锁功能(SIF)所需达到的安全完整性等级(SIL),提出并分析了空分三大机组安全联锁系统中存在的多个典型问题,最后针对问题分别给出了相应的改进建议。研究结果对空分装置三大机组和类似机组的安全、稳定、长周期运行有借鉴意义。     

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。     

横河DCS系统和SIS系统的无缝整合及应用

横河DCS系统和SIS系统应用越来越广泛.其中的安全系统(Prosafe-RS)是世界上首套符合IEC 61511国际标准且达到SIL3安全等级的安全仪表系统.介绍了其基本特性,并重点介绍它与DCS系统的无缝整合功能,并介绍了其在哈萨克斯坦项目油气装置的应用.     

安全仪表系统安全完整性等级验证研究进展

安全仪表系统对于工业生产安全意义重大.IEC 61508要求对所有的安全仪表系统确定安全完整性等级,以验证其是否满足功能安全的需求.过程工业中常见的是低要求模式的安全仪表系统.本文主要对这类系统安全完整性等级验证的相关研究进展进行了回顾,总结了共因失效建模和平均需求时失效率算法的研究.在平均需求时失效率算法方面,本文介绍了目前常见的3种方法——可靠性框图、故障树分析和Markov模型.本文的最后部分还介绍了几种安全完整性等级验证相关的商业软件.     

安全完整性等级SIL 3 介绍

你的安全仪表系统真的需要SIL3吗？ 三个安全完整性水平在ANSI／ISA-84．00．01-1996标准中有所描述，修订标准ANSI／ISA84．00．01-2004（IEC61511-1mod）目前包括安全完整性水平4。安全完整性水平是对系统性能的衡量标准：数字越大．安全性能越好．则按其要求规定的故障概率也越低。标准所提供的是评估和减轻风险的合理统一的方法。妥善使用标准，这将引导你在需要的地方进行花销．而在不需要的地方节约开支。     

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。     

基于ARM的模拟量输入模块安全设计

根据IEC61508对可编程逻辑器件功能安全的要求,提出基于ARM的模拟量输入模块的安全设计。介绍该设计使用的诊断技术及其实现方法。该设计使用2块ARM分别用于工作和检测,具有较高的诊断覆盖率,符合IEC61508关于安全完整性的要求,适用于SIL3/SIL4的安全系统。     

A Fuzzy Probabilistic Approach for Determining Safety Integrity Level

The process industry has always been faced with the difficult task of determining the required integrity of safeguarding systems such as safety instrumented systems (SISs). The ANSI/ISA S84.01-1996 and IEC 61508 safety standards provide guidelines for the design, installation, operation, maintenance, and test of SIS. However, in the field, there is a considerable lack of understanding of how to apply these standards to both determine and achieve the required safety integrity level (SIL) for SIS. Moreover, in certain situations, the SIL evaluation is further complicated due to the uncertainty on reliability parameters of SIS components. This paper proposes a new approach to evaluate the ldquoconfidencerdquo of the SIL determination when there is an uncertainty about failure rates of SIS components. This approach is based on the use of failure rates and fuzzy probabilities to evaluate the SIS failure probability on demand and the SIL of the SIS. Furthermore, we provide guidance on reducing the SIL uncertainty based on fuzzy probabilistic importance measures.     

基于EPA的无线与有线网段的集成方案研究

EPA是我国第一个拥有自主知识产权的现场总线标准，现已正式成为IEC的PAS文件。作者在参与开发出“基于无线局域网的EPA网络控制系统”的相关设备后，分析和探讨了为适应不同需要的EPA若干无线与有线网段集成的方案。同时，提出了一种符合EPA标准的无线现场总线设备结构的实现模型。从而为实现了EPA进一步向无线工业现场总线进军提供了一定的理论基础。     

Compiling Ladder Diagram into Instruction List to comply with IEC 61131-3

The standard IEC 61131-3 defines four programming languages for PLC, and the Ladder Diagram is the most predominant one among them. As the Ladder Diagram is a graphical language and cannot be directly executed by general PLC processor, most commercial PLC programming systems, e.g. SIEMENS S7, MITSUBISHI Gx Developer, OMRON Gx Programmer, use Instruction List as intermediate language between the Ladder Diagram and the machine instructions of the processor. However, the Instruction List generated by these programming systems fails to comply with IEC 61131-3. In this paper, we present a method to compile a Ladder Diagram into an Instruction List that fully complies with IEC 61131-3. Several unclear aspects of the standard in compilation, such as the use of EN and ENO, the evaluation of EN, multiple coils and topology restrictions, are discussed before the method is presented. The mathematical definition of Two Terminal Series Parallel unidigraphs is proposed for the first time to represent the Ladder Diagram networks that are composed of connections in series and parallel. Based on the property of TTSP, a method is suggested to verify the topology of the Ladder Diagram. Finally, a complex compilation example shows that the proposed method is correct and has the advantages of ease of understanding, modification, and maintenance.     

交互式进化计算的适应值噪声及收敛鲁棒性

噪声是影响进化计算(evolutionary computation,简称EC)算法性能的一个重要因素.对于传统EC中的噪声,已有许多研究成果,但交互式进化计算(interactive evolutionary computation,简称IEC)的噪声研究成果却较少.首先回顾了传统EC中噪声的定义、来源、类型及各种处理噪声的方法;其次,从IEC的理性用户观点出发,研究了IEC的适应值噪声及收敛鲁棒性.其中,空间的映射关系、个体间的占优关系以及IEC的收敛等是研究收敛鲁棒性的两个定理(强条件定理和弱条件定理)的基础.这两个定理表明,理性用户条件下的噪声不会影响算法全局收敛性.在这两个定理的基础上进一步得出了如下结论:有效的适应度尺度变换是弱条件定理的一部分,IEC中"真"适应值是用户偏好等.并以不满足弱条件定理,即破坏算法收敛性为依据,给出了IEC中适应值噪声的狭义定义.实验进一步验证了这两个定理.上述结论为进一步研究IEC作了必要的铺垫.     

电气设施外壳防护标准的比较

简要介绍了国际电工技术委员会IEC60529和美国国家电气制造商协会NEMA250的外壳防护标准,列出了各防护代码的含义定义,然后对两者进行了详细的比较,旨在对电气、电子产品外壳的选型、应用和评价提供一个参照。     

面向对象方法的功能点度量

功能点分析（FPA）本身只能度量系统静态的方面,不能考虑到对象的交互性和对象的行为。基于FPA,结合面向对象系统的特点,提出了一种面向对象方法的功能点,完成了从FPA方法到面向对象方法概念上的映射和度量规则上的映射,并给出了该方法具体的度量过程,为Web应用的度量奠定了坚实的理论基础。     

基于图像质量加权的D-S证据理论多生物特征融合识别

对人脸和指静脉在决策层的融合识别,给出一种新的组合图像质量评价方法,并采用一种改进的基于图像质量加权的D-S证据理论融合这两种生物特征。首先,组合图像质量评价法采用清晰度和对比度、相关系数的组合方法来评价生物特征图像质量;其次,应用改进的基于图像质量的匹配值增强方法和D-S证据理论,减少了极大值图像质量指标的影响,使图像质量加权与实际情况更趋一致。实验结果表明,与没有考虑图像质量因素相比,考虑了图像质量信息的D-S证据理论融合方法提高了识别效果。