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。     

安全仪表系统设计的多目标优化

安全仪表系统在过程工业中日益受到更多关注,为满足安全仪表系统多目标优化问题对于安全完整性等级的综合要求,提出一种改进的多目标遗传优化方法.首先研究了安全仪表系统多目标优化中存在的问题,然后结合安全仪表系统优化问题的特殊性提出了一种更加适合用于安全仪表系统多目标优化的方法,最后将该方法应用于一个实例.结果表明:改进的方法能够解决安全仪表系统优化对于安全完整性等级要求的优化偏好问题,所得到的解比原有方法的解更具参考价值.     

安全仪表系统硬件失效概率的评估方法

首先介绍了安全仪表系统在实际应用中的需求以及安全仪表系统的硬件失效概率评估的必要性。然后,在研究了硬件失效概率的评估方法后,分析了低要求模式下SIS系统在各种表决组的物理块图和可靠性块图。最后,通过一个范例的计算详细介绍了具体结构下SIS系统的硬件失效概率评估方法。     

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。     

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。     

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.     

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.     

工厂安全与仪表

安全是工业生产永恒的主题。政府明确提出了采用DCS和ESD系统的技术措施来提高生产装置的自动化控制水平，以实现设备本质安全水平的全面提升。本文介绍了几种常用的风险评估和安全度等级确定方法，并给出了如何对指标进行具体量化的实例。     

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.     

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。     

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.     

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.     

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.     

基于Markov过程的IaaS系统可用性建模与分析方法

针对现有基础设施即服务（IaaS）可用性模型难以计算存在多个可用物理机器（PM）概率的问题,提出一种基于Markov过程的IaaS可用性分析方法。首先,将计算资源划分为hot PM、warm PM和cold PM三类;然后,结合资源分配过程的相应阶段对可用性影响进行建模,分别生成对应的三种分配子模型,子模型之间通过不同种类计算资源的转换关系相互协作,构建系统整体模型;其次,基于Markov过程建立方程组以对可用性模型进行求解;最后,结合实例对分析模型进行验证,并对PM变迁速率等关键影响因素进行了分析。实验结果表明,增加PM尤其是cold PM的数量有助于提升IaaS的可用性。所提方法可以用于评估IaaS存在一个或多个可用PM的概率。     

改进的基于隐马尔可夫模型的态势评估方法

针对隐马尔可夫模型（HMM）参数难以配置的问题,提出一种改进的基于隐马尔可夫模型的态势评估方法,更加准确地反映网络的安全态势。所提方法以入侵检测系统的输出作为输入,根据Snort手册将报警事件分类,得到观测序列,建立HMM,将改进的模拟退火（SA）算法与Bauw_Welch（BW）算法相结合对HMM参数进行优化,使用量化分析的方法得到网络的安全态势值。实验结果表明,所提方法能较好地提升模型的精度与收敛速度。     

功能安全管理软件系统设计与实现

为了辅助安全仪表系统的功能安全管理,对安全生命周期中安全完整性水平选择、安全要求规范及安全完整性水平验证进行了分析,提出了功能安全管理软件的设计方案。安全完整性水平选择有风险图和风险矩阵,而安全完整性水平验证采用了Markov模型,并考虑了结构约束。采用C#语言和Access数据库进行了软件的开发实现。软件既可以评估安全功能的安全性也可评估其平均误停车时间,并生成多种报告。功能安全管理软件为科学的功能安全管理提供了工具与参考,帮助用户全面了解安全仪表系统的安全性与可用性,从而进行科学的功能安全管理。     

基于加权HMM的车辆电源系统状态预测

针对车辆电源系统状态趋势问题,提出了一种加权隐马尔可夫模型的状态预测方法。通过建立电源系统的隐马尔可夫模型,利用加权预测思想对隐马尔可夫模型中隐状态序列进行预测,将最大概率隐状态利用观测概率密度计算出状态观测值。通过对电压调节脉宽信号的导通率进行预测,并与BP神经网络和自回归（AR）模型对相同序列的预测结果进行对比,结果表明该方法对系统的状态变化具有较好的预测能力。     

高阶马尔可夫随机场下目标识别模型的建立

目标识别是指一个特殊目标（或一种类型的目标）从其他目标（或其他类型的目标）中被区分出来的过程。给出了高阶马尔可夫随机场下的区域邻域系统定义;通过贝叶斯分析,构建了基于协方差矩阵描述子刻画的图像区域度量的先验模型和似然模型;应用随机算法得到极大后验估计,求得目标所在位置和角度;再通过以目标所在位置为中心,获得多个随机矩形;最终以覆盖范围最大者为所寻找的目标区域。通过Matlab仿真实验,对道路中的斑马线进行模拟识别。实验结果表明,可以达到在大区域中识别出既定目标的目的。