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儀表安全等級的定義和區(qū)別SIL1、SIL2與SIL3有什么區(qū)別?

儀表安全等級的定義和區(qū)別SIL1、SIL2與SIL3有什么區(qū)別?

來源�本站 �(diǎn)擊: �(fā)布時(shí)間:2021-07-28 08:26:00


ESD(Emergency Shutdown Device�:緊急停車系�(tǒng),多�(shù)�(yīng)用于石油和化工系�(tǒng),是一�(gè)�(dú)立于DCS系統(tǒng)的控制單�,在工藝�(fā)生危�(xiǎn)狀況時(shí),對�(shè)�,環(huán)境等�(jìn)行緊急的啟挺,開�(guān)操作。配置設(shè)備以高檔的PLC居多,多�(shù)處理DI/DO�(diǎn),現(xiàn)在多�(shù)與DCS�(jìn)行通訊�

SIS(SIS, safety instrumented system�:安全儀表系�(tǒng),主要用于汽輪機(jī),壓縮機(jī)等高速運(yùn)�(zhuǎn)�(shè)�,對軸承的轉(zhuǎn)�,震�(dòng),位�,溫度等�(jìn)行檢測,對設(shè)備�(jìn)行保�(hù),原來設(shè)�(jì)多為模塊組合,相�(dāng)于與智能儀表的組合體�

SIS是安全儀表系�(tǒng),ESD是緊急停車系�(tǒng),ESD屬于SIS的一部分。SIS包括�(xiàn)場儀表、邏輯解決器、執(zhí)行機(jī)�(gòu)三部�,這三�(gè)部分都要是安全設(shè)�(jì)的,常規(guī)的ESD系統(tǒng)只是SIS的邏輯解決器這部�,當(dāng)然也要是安全�(shè)�(jì)的�

隨便舉�(gè)例子,不一定合�,但是可以幫助理解這些概念�

西門子的PCS7 系統(tǒng)。包含了S7-400H 硬件,WinCC �(jiān)控軟�,Simaticnet 通訊軟件。Step7編程軟件。PDM等智能儀表工�。PCS7 是一系列軟件,硬件的組合體,是一�(gè)系統(tǒng)的概�。SIS 基本上也是同樣的道理。從本質(zhì)上來�,SIS 的硬件系�(tǒng)不光包括SIS控制器及IO(例� Triconex,HIMA,西門�400FH�。還�(yīng)包括所有跟控制器接口的其他輸入部件,例如獲得TUV SIL�(rèn)證的 傳感�,變送器,檢測裝�;還�(yīng)該包括所有輸出部�,如獲得 TUV SIL�(rèn)證的�(zhí)行器(液壓安全執(zhí)行器,氣�(dòng)安全�(zhí)行器,電�(dòng)型安全執(zhí)行器),還應(yīng)該有 獲得�(rèn)證的�(xiàn)場設(shè)�。要求嚴(yán)格的�(xiàn)�,閥門本體也必須是有TUV 證書的。例如核電廠的安全閥不光是鍋爐與壓力容器�(zhì)檢合�,還�(yīng)該有核檢證書,還�(yīng)該有 TUV的安�(guī)證書,明確標(biāo)明是SIL幾等級�

那么,我們現(xiàn)在再來理解這些概念��� 安全型控制器(目前這�(gè)叫法最科學(xué))僅僅是SIS系統(tǒng)硬件中的一�(huán)。安全型控制器的廠家 包Triconex,HIMA,西門�,Moore,ICS,ABB,EMerson�。這些安全� 控制器用于緊急停車場�,則稱之� ESD。用于油氣田的火檢和氣體�(bào)警,則稱之為 F&GS.用于危險(xiǎn)場合的燃燒控�,則稱之為BMS。ESD,F(xiàn)&GS,BMS 不是指Triconex,也不是指HIMA,更不是� 他們這些廠家的控制器。而是他們這些廠家的安全性控制器 用在這些不同的場合,有著這些不同的用�,所以有著這些不同的叫法�

下一�,別人問你,為什� Triconex 一�(huì)叫ESD,一�(huì)叫PSD,一�(huì)叫F&GS,一�(huì)叫BMS。還叫做SIS��。你�(yīng)該理其含義。這些都是安全性控制器,或者叫安全性控制系�(tǒng),或者IEC�(guī)范曾�(jīng)叫過安全系統(tǒng)(PES�,安全型電子裝置�

用在叫ESD的場�,就是ESD,用在叫F&GS 的場�,就是F&GS.
而SIS則是�(gè)完整的,系統(tǒng)的概�。從其命名首先就可以看出�,其是�(gè)完整�,更�(guān)注整體性的一�(gè)概念,一�(gè)系統(tǒng)�

整�(gè)安全性是建立在整�(gè)安全�(jī)制之上的,包括了安全性的控制器(如ESD,F(xiàn)&GS,BMS,,,�,安全型的儀�,安全型�(zhí)行器,安全型的軟件(功能塊庫,連鎖�(guī)范),甚至“安全的通訊功能”(目前很少有此叫法��

SIS的整體性概念還�(yīng)包括貫穿整�(gè)安全控制系統(tǒng) 全生命周期的�(guī)�,如初期的設(shè)�(jì),中期的施工,調(diào)試;末期的試�(yùn)�,評�,驗(yàn)�。后�(xù)的維�(hù)。安全生命周期到限前的拆��

總之,SIS 的概念很完整,很龐大。--第一�(gè)暈的,總是設(shè)�(jì)�,然后設(shè)�(jì)院把�(yè)主忽悠暈���

然后很多做SIS,調(diào)ESD的人,搞了好幾年,概念也是暈�(diǎn)�

為什么,這幾年招�(biāo)的時(shí)�,更多的提SIS的概�?從理論上說,只有ESD,“未必� �(huì)是�(gè)完整的SIS控制系統(tǒng)�  ESD僅僅� SIS中的一�(huán),而且是在�(shí)體硬件中,是最重要的一�(huán)。所以,很多人認(rèn)�,SIS就是ESD���  ESD就是SIS�

有了ESD,再有了很多周邊的配套設(shè)�。就可以組成一�(gè)SIS控制系統(tǒng)。用戶想要的是一�(gè)完整的安全性控制系�(tǒng),所以這幾年招投標(biāo)�(guī)范書都叫 SIS了。老實(shí)�,確�(shí)換湯不換�,但是,至少說明�,我們的用戶,在安全概念的整體性上有所�(jìn)�,不管是被忽悠的�(jìn)步了,還是自己提升�(jìn)步了,總是�(jìn)步了。類似的,(我曾親口聽某知名DCS的銷售部副經(jīng)理說,西門子DCS,pcs7就是S7-400 PLC,S7-400PLC 就是PCS7 DCS)很多東西并不是簡單的等��  ITCC。高速旋�(zhuǎn)�(shè)備的控制,如汽輪�(jī)組控�,空壓機(jī)控制,高爐鼓�(fēng)�(jī)控制。甚至渦輪發(fā)�(dòng)�(jī)控制,燃?xì)廨啓C(jī)控制是另外的概念。例�     Triconex的控制器,除了能� ESD,F(xiàn)&GS �,還能做 ITCC。做ESD,F(xiàn)&GS � SIS概念下的系統(tǒng),是要認(rèn)證的,是必須有TUV的SIL等級證書�。而做ITCC�,則不是必需�,TUV的認(rèn)�。同一家的同一�(gè)東西,用在不同的場合,有不同的用�,所以有不同的叫法。同樣的道理,你的銀子極其的多,你可以用 Triconex的系�(tǒng)來做PLC,或者小DCS 來用。這時(shí)�,你還可以管 triconex  叫PLC,或DCS�,,都可以的。CCC是做 ITCC,不做ESD�  橫河,Emerson的安全系�(tǒng)則基本上只做ESD,F(xiàn)&GS,不做ITCC。Triconex是即做ESD,又做ITCC�

SIS safety instrument system 安全儀表控制系�(tǒng)ESD Emergency shutdown 在石化一般叫ESD。在高壓管線上叫HIPPS,在鍋爐上叫FSSS,在汽機(jī)上叫ETS� 

ESD 是SIS的一部分,算是比較重要的組成部分 SIS=ESD+ 中間連線+�(xiàn)場儀表或者執(zhí)行機(jī)�(gòu)。ESD叫SIS是不太合理的叫法

�(xiàn)在很多項(xiàng)目要求SIS系統(tǒng)�(dá)到SIL3,光是ESD�(dá)到SIL3是不�,還需要現(xiàn)場的儀表達(dá)到該等級,并且構(gòu)成的整�(gè)控制回路�(dá)到SIL3. 

ESD 剛�(jìn)入國�(nèi)的時(shí)候應(yīng)該是ICS做得�,后來是HONEYWELL,然后是康吉森代理的triconex�2000以后HIMA才�(jìn)來。最近好像triconex和HIMA� 市場份額要多�(diǎn)��

另外ITCC是康吉森提出的叫�,由于跟IEC61508�11里面的內(nèi)容有�(diǎn)沖突,據(jù)說現(xiàn)在設(shè)�(jì)院又開始改叫CCS�。參考電力系�(tǒng)ETS+DEH模式,我�(gè)人認(rèn)�,壓縮機(jī)控制還是控制和保�(hù)分開的好,采� ESD+�(diào)�+防踹就練油廠的PCS(過程控制系�(tǒng))情況來�,整�(gè)練油廠綜合控制系�(tǒng)由DCS,ESD,CCS,MMS及CGTCS組成,DCS承擔(dān)控制的核心。Esd(Emergency Shutdown Device�------緊急停車系�(tǒng)(包括SOE�,獨(dú)立于DCS系統(tǒng),是SIS(SIS, safety instrumented system�:安全儀表系�(tǒng)主要組成在工藝發(fā)生危�(xiǎn)狀況時(shí),對管線及設(shè)備緊急的�(guān)�,實(shí)�(xiàn)保護(hù)。在�(shè)�(jì)上從系統(tǒng)�(jié)�(gòu)及通訊方式上與DCS不同,采用三選二�2-o-o-3 voting)Triconex系統(tǒng)及HART 通訊方式,與DCS�(jìn)行以太網(wǎng)通訊。為保證全廠�(xié)�(diào)安全�(yùn)行,ESD系統(tǒng)還需和CCS(壓縮機(jī)控制系統(tǒng)�,MMS(機(jī)器監(jiān)視系�(tǒng)�,CSTCS(燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)�,及MCC(電�(jī)控制中心)通訊,完成安全保�(hù)要求�

SIS是安全儀表系�(tǒng),ESD屬于SIS的一部分。SIS包括�(xiàn)場儀表、ESD系統(tǒng)、緊急開閉閥三部�,采用HART+4---20mA通訊連線,每�(gè)ESD回路均要做SIL評估。為�(shí)�(xiàn)SIL2 或SIL3 安全等極,采用兩臺電磁閥控制緊急開閉閥,三臺差壓變送器測量同一液位,采用雷�(dá)及超聲各一臺儀表測同一液位等方�。當(dāng)然要做SIL�(jì)算驗(yàn)證,以確保系�(tǒng)�(dá)到要��

儀表安全等級的定義和區(qū)別,SIL1 、SIL2 與SIL3有什么區(qū)別?

 鑒于SIS涉及到人�、設(shè)備、環(huán)境的安全,因此各國均制定了相�(guān)的標(biāo)�(zhǔn)、規(guī)�,使得SIS的設(shè)�(jì)、制�、使用均有章可循。并有權(quán)威的�(rèn)證機(jī)�(gòu)對產(chǎn)品能�(dá)到的安全等級�(jìn)行確�(rèn)。這些�(biāo)�(zhǔn)、規(guī)范及�(rèn)證機(jī)�(gòu)主要有:

我國石化集團(tuán)制定的行�(yè)�(biāo)�(zhǔn)SHB-Z06-1999《石油化工緊急停車及安全�(lián)鎖系�(tǒng)�(shè)�(jì)�(dǎo)則��

2006年�2007年等同采用IEC61508、IEC61511的中國國家標(biāo)�(zhǔn)GB/T20438、GB/T21109相繼�(fā)�,中國的功能安全�(biāo)�(zhǔn)開始�(guī)范我國的功能安全工作�

國際電工委員�(huì)1997年制定的IEC 61508/61511�(biāo)�(zhǔn),對用機(jī)電設(shè)備(繼電器)、固�(tài)電子�(shè)�、可編程電子�(shè)備(PLC)構(gòu)成的安全�(lián)鎖系�(tǒng)的硬�、軟件及�(yīng)用作出了明確�(guī)定�

美國儀表學(xué)�(huì)制定的ISA-S84.01-1996《安全儀表系�(tǒng)在過程工�(yè)中的�(yīng)用��

美國化學(xué)工程�(xué)�(huì)制定的AICHE(ccps�-1993,《化�(xué)過程的安全自�(dòng)化導(dǎo)則��

英國健康與安全執(zhí)行委員會(huì)制定的HSE PES-1987,《可編程電子系統(tǒng)在安全領(lǐng)域的�(yīng)用��

德國國家�(biāo)�(zhǔn)中有安全系統(tǒng)制造廠商標(biāo)�(zhǔn)-DIN V VDE 0801、過程操作用戶標(biāo)�(zhǔn)-DIN V 19250和DIN V 19251、燃燒管理系�(tǒng)�(biāo)�(zhǔn)-DIN VDE 0116��

德國技�(shù)�(jiān)督協(xié)�(huì)(TüV)是一�(gè)�(dú)立的、權(quán)威的�(rèn)證機(jī)�(gòu),它按照德國國家�(biāo)�(zhǔn)(DIN�,將ESD所�(dá)到的安全等級分為AK1~AK8,AK8安全級別最�。其中AK4、AK5、AK6為適用于石油和化�(xué)工業(yè) 取得TUV�(rèn)證的SIS�(chǎn)� 

不同的工�(yè)過程(如生產(chǎn)�(guī)�、原料和�(chǎn)品的種類、工藝和�(shè)備的�(fù)雜程度等)對安全的要求是不同�。上述的國際�(biāo)�(zhǔn)將其劃分為若干安全完整性等級(SIL:Safety Integrity Level)� 

安全完整性等級(SIL)是一種離散的等級,用來規(guī)定分配給E/E/PE安全相關(guān)系統(tǒng)安全功能的安全完整性要��

安全完整性等級可分為4�(gè)等級,SIL4是安全完整性最高的等級(平均概率最高),SIL1是最低等�;安全完整性等級越高,�(yīng)�(zhí)行所要求的安全功能的概率也越�;根�(jù)安全相關(guān)系統(tǒng)使用方式,要求發(fā)生的頻率可分為低要求操作模式�<=1�/年)和高要求或連續(xù)操作模式�>1�/年)�

根據(jù)GB/T 20438�(biāo)�(zhǔn),在不同的操作模式下,安全完整性的目標(biāo)失效概率和目�(biāo)�(fēng)�(xiǎn)降低見下�1-1�1-2�

圖片

圖片采用不同的操作模式結(jié)�(gòu)有可能使用幾�(gè)安全完整性等級較低的系統(tǒng)來滿足一�(gè)較高安全完整性等級功能的需要(例如:使用一�(gè)SIL2和一�(gè)SIL1的系�(tǒng)共同來滿足一�(gè)SIL3功能的需要)� 不同的工藝過程(生產(chǎn)�(guī)�、原料和�(chǎn)品的種類、工藝和�(shè)備的�(fù)雜程度等)對安全的要求是不同�。一�(gè)具體的工藝過程,是否需要配置SIS、配置何種等級的SIS,其前提�(yīng)該是對此具體的工藝過程�(jìn)行風(fēng)�(xiǎn)評估,要�(jìn)行危�(xiǎn)及可操作性分析(HAZOP�,然后辨識出與此分析相應(yīng)的安全儀表功能(SIF),(找到一�(gè)安全儀表連鎖回路�,再根據(jù)�(fēng)�(xiǎn)出現(xiàn)的頻率和其產(chǎn)生的�(yán)重后�,找到一�(gè)與此SIF相應(yīng)的SIL值,在確定了某�(gè)安全儀表功能的完整性等級(SIL)之�,再配置與之相適�(yīng)的SIS。表1-3可以看出,若某工藝過程的所需SIF�(jīng)評定后為SIL 2,則配置�(dá)到AK4的SIS即可,其響應(yīng)失效率(PFD)為百分之一至千分之一之間。應(yīng)該注意的是不同安全級別的SIS,只能確保響�(yīng)失效率(PFD)在一定的范圍�(nèi),安全級別越高的SIS,其PFD越小,即�(fā)生事故的可能性越�,但它不能改變事故造成的后�。因�,工藝過程安全完整性等級的評定是一�(xiàng)十分重要的工�。但目前我國尚無如何評定安全完整性等級的�(biāo)�(zhǔn)和規(guī)�。國際、國外標(biāo)�(zhǔn)中提供了某些評定方法。下面介紹的�(fēng)�(xiǎn)矩陣(RISK MATRIX)評估方法可供參考�

這種方法以工藝過程事故出�(xiàn)的頻率(可能性)及其危害程度(嚴(yán)重性)為風(fēng)�(xiǎn)評估的指�(biāo),并對頻率和危害程度人為量化為若干級,作出矩陣表(見�3)。以此確定工藝過程度安全完整性等�� 

圖片

SIL等級是不能�(jìn)行組�(tài)修改�,這�(gè)是根�(jù)�(jì)算得來的。系�(tǒng)的SIL等級是表明系�(tǒng)可應(yīng)用于某一SIL等級場合,當(dāng)然達(dá)到SIL3等級的系�(tǒng)也可用于SIL2的場�。而且根據(jù)IEC61508,SIS(安全儀表系�(tǒng))不僅僅是要求控制系�(tǒng)具有SIL等級,而且要求�(xiàn)場的儀表閥門也具有SIL等級,不僅僅是構(gòu)成一�(gè)控制回路的各�(gè)組成部件(監(jiān)測儀�、控制系�(tǒng)、執(zhí)行機(jī)�(gòu)等)具有SIL等級,而是要去�(jì)算這整�(gè)控制回路的PFD,如果計(jì)算出的PFD在了SIL2的范�,那么這�(gè)控制回路就達(dá)到了SIL等級。一�(gè)控制回路要求為SIL2還是SIL3等級,是根據(jù)這�(gè)控制回路在整�(gè)生產(chǎn)裝置中的重要�,對安全的影響等多方面分析而來�

只是在國�(nèi),這些都被各方面的人搞得簡單化�,現(xiàn)場儀表和�(zhí)行機(jī)�(gòu)就用普通的不具有SIL等級�,只有控制系�(tǒng)才要求SIL等級,而且也不去計(jì)算到底需要某一SIL等級的就�,在石油化工上SIS都搞成了SIL3等級的了�