仪表型安全系统功能安全评估的应用研究

通过对上海某合成气分离净化CO和H2项目中的供气系统下游压力控制保护系统仪表和系统的FMEDA确认和PFD计算,重点介绍在过程工业领域中仪表型安全系统的FMEDA确认和PFD计算方法。     

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。     

海洋石油平台安全仪表系统的设计与应用

安全仪表系统是独立于过程控制系统的安全保护联锁系统,它能够对各种意外事故进行实时监测和保护.在众多海洋石油平台保护系统中,安全仪表系统是最重要的保护系统,它的正确合理设计及应用对于确保海洋石油平台的整体安全至关重要.在简要概述安全仪表系统(SIS)的基本概念的基础上,分别对海洋石油平台安全仪表系统的设计内容、设置及选用原则和相关元件的选型进行了全面的阐述,从而为自控设计人员提供了设计、选型的参考.     

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.     

SIL3安全仪表系统的设计和应用

该文通过引用和解释安全仪表的设计标准和规范,系统地介绍了安全仪表的相关知识.并通过举例国内火力发电厂FSSS和ETS安全系统的设计和应用状况,并着重介绍了安全仪表系统在沙河电厂的应用设计方法和设计过程,提出了采用符合SIL3安全认证的系统的重要性和设计方法.     

炼油装置安全仪表系统设计

介绍了在相关法律、法规、标准规范中,对炼油装置安全仪表系统的设置要求。以加氢装置为例介绍安全仪表系统设计实施。     

空间数据关联的多目标粒子群优化算法

提出一种空间联合概率数据关联的多目标粒子群优化(DS-MOPSO)算法。采用正态分布确保初始样本均匀分布,通过采用拥挤距离和先验概率采样确立外部归档中非支配解的拥挤度来保持解的多样性;采用Sigma方法作为选择精英粒子策略寻找全局最优解;利用空间联合概率数据关联动态生成每个粒子的惯性权值,增强粒子的搜索区域,防止算法陷入局部最优。仿真实验结果表明,采用所提出的算法所得到的Pareto解集具有很好的收敛性和多样性。     

现场总线协议在安全仪表系统中的应用

安全仪表系统通常设置为独立的系统.并作为生产过程的安全保障被广泛应用在制造、机械、食品加工、化工等行业中.国家及国际标准对组成安全仪表系统的软件及硬件有严格的设计原则,并要求其到达一定的安全完整性等级.为了将现场总线应用到安全仪表系统中,国际电工委员会制定标准规定了一些措施采保证信息传递的完整及可靠.并采用在现场总线原有的OSI参考模型之上增加安全层的软件方式.以符合安全仪表系统的设计原则及安全完整性等级.     

多目标优化问题的粒子群算法仿真研究*

研究了一种用于求解多目标优化问题的粒子群算法(CMMOPSO)。该算法采用外部存档存储每一代产生的非劣解, 并且采用拥挤距离来维持外部存档规模, 同时提出一种新的全局最优粒子的选取策略(基于拥挤距离和收敛性距离)来提升粒子向Pareto前沿飞行的概率;为提升种群跳出局部最优解的能力, 以一定的概率对外部存档中粒子进行变异操作。通过典型的多目标测试函数对提出的算法进行检测, 结果表明,CMMOPSO算法在求解多目标问题上有一定的优势。因此, CMMOPSO可以作为求解多目标优化问题的有效算法。     

混合分解的多目标粒子群优化算法

针对多目标粒子群算法全局最优值的选取缺陷以及多样性保留缺陷,提出了一种基于分解和拥挤距离的多目标粒子群优化算法(Smoeadpso).算法采用切比雪夫分解机制,将邻居向量对应的子问题的中的最优解来作为某个粒子全局最优值的候选解了更有效限制粒子飞行速度以避免粒子飞行超出解空间界限,引入了新的速度限制因子维持了种群多样性.本文算法与经典的多目标进化算法在10个测试函数上的对比结果表明, Smoeadpso求得的Pareto解集与真实Pareto解集的逼近程度有明显提升并且对于3目标问题求解的均匀性也比同类粒子群算法优秀.     

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。     

异型设备冗余和多重表决结构的可靠性计算

在工业实际应用中,安全仪表系统的传感器、逻辑控制器或执行机构子系统通常为异型设备构成的冗余表决结构或多重表决结构.异型设备的多样性使得其构成的冗余系统的共因失效减少,文中提出了异型设备冗余的共因失效多样性修正因子k及其值的定性确定方法,从而建立异型设备冗余的平均要求时失效概率(PFD)计算模型.对于多重冗余表决结构,内层表决的输出可以看作外层表决的输入,文中引入并确定了内层与外层表决结构的共因失效因子的平均值,建立了通用的多重表决结构PFD计算模型.计算模型解决了实际应用的安全仪表系统的可靠性计算问题,但如何更加准确地确定k值尚需进一步研究.     

SIL方法比较及LOPA在海洋平台的应用

该文首先介绍了安全仪表系统在现代过程工业中的作用和地位,然后阐述了安全完整性等级的划分及对五种SIL等级的评估方法进行了综合比较,最后重点分析了LOPA方法的执行步骤及在海洋平台的应用案例,本研究成果取得了较好的应用,具有广阔的推广前景.     

安全仪表系统的可用性分析及其定量评估

安全仪表系统的误动作给生产带来较大经济损失,如何保证安全仪表系统既可靠又可用已提上议事日程。在分析安全仪表系统安全失效概率影响因素的基础上,采用可靠性框图法针对安全仪表系统常用表决结构的安全失效概率进行了定量研究,并给出了应用示例。研究结果表明,共因失效会增加安全仪表系统发生安全失效的概率;安全仪表系统降级工作不影响其可用性;在设备逐一测试和维修的情况下,可忽略由于测试和维修危险失效导致的安全仪表系统不可用;独立的未检测到的安全失效对安全仪表系统发生安全失效概率的贡献最大。     

一种改进的小生境多目标粒子群优化算法

提出一种小生境多目标粒子群优化算法。使用环邻域拓扑且无需任何小生境参数,克服常规小生境技术中需确定小生境参数的困难。采用NSGA-II的非支配排序策略和动态加权方法选择最优粒子。基于拥挤度的变异操作引导粒子跳出局部最优,增强算法的全局搜索能力。通过对ZDT1~ZDT4和ZDT6的测试结果表明,与经典的多目标进化算法NSGA-II、PESA-II和MOPSO相比,该算法在最优解集的收敛度与多样性方面具有明显的优势。     

基于改进粒子群优化算法的约束多目标优化

针对约束多目标优化问题,提出一种改进的粒子群优化算法,采用距离量度和自适应惩罚函数相结合的约束处理技术,通过可行解比例有效均衡目标函数和约束条件,提高算法的边界搜索能力。定义新的k最近邻聚集密度,保持解集分布性,并将聚集密度和轮盘赌选择相结合选取全局最优粒子。仿真结果表明,该算法在Pareto解集均匀性及逼近性方面均具有优势。     

SIS在催化热裂解制乙烯装置中的应用

在石油化工装置中,配置一套安全可靠、动作及时的安全仪表系统(SIS)是非常重要的。结合催化热裂解制乙烯项目中安全仪表系统的应用,重点介绍了TRICON安全仪表系统的硬件结构,系统组态,逻辑编程,系统调试等方面的技术实现。实际应用表明,TRICON的SIS系统是一套功能全面、安全可靠、简单易学的安全仪表系统。     

智能仪表对安全联锁系统可靠性影响的评估

仪表作为石化装置中安全联锁系统的基本组成元素,其可靠性对装置安全稳定运行具有重要影响。本文以某仪表的选型为例,采用蒙特卡洛仿真方法对普通仪表与智能仪表在安全性、可靠性方面进行定量分析与比较,评估了智能仪表对安全联锁系统的影响。分析表明,使用智能仪表可以有效提高安全联锁系统的安全水平,并显著降低联锁的误跳车。本文最后对智能仪表选型中需考虑的因素进行了探讨,对指导石化装置安全联锁系统中仪表的选型具有一定的借鉴作用。     

石油天然气工程中HIPPS的设计与应用

为满足石油天然气工程对重要工艺设施进行局部超临界压力保护的需要,采用了安全完整性等级很高的HIPPS技术进行系统保护.HIPPS将工艺安全保护方法由传统的被动泄放转变为主动防御,从源头消除危险,降低了工程总体投资.基于IEC 61511和IEC 61508的安全原则,考虑HIPPS作为一种特殊的安全保护技术,提出了一种特殊的自动安全保护系统方案,具体给出了系统组成及各部分的关键技术要求.实际工程应用验证了HIPPS良好的可靠性和可用性,其将成为高危险工况下安全保护技术的发展方向.