SIS安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(國家安全監(jiān)管總局指導(dǎo)下)

SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))的主要作用是在工藝生產(chǎn)過程發(fā)生危險(xiǎn)故障時(shí)將其自動(dòng)或手動(dòng)帶回到預(yù)先設(shè)計(jì)的安全狀態(tài)，以確保工藝裝置的生產(chǎn)的安全，避免重大人身傷害及重大設(shè)備損壞事故。在安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，IEC 61508，IEC 61511提供了極好的國際通用技術(shù)規(guī)范和參考資料，在安全儀表系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)過程中，一般需要遵循下列幾點(diǎn)原則。

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1、SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))設(shè)計(jì)的可靠性原則（安全性原則）

為了保證工藝裝置的生產(chǎn)安全，安全儀表系統(tǒng)必須具備與工藝過程相適應(yīng)的安全完整性等級(jí)SIL（Safety Integrity Level）的可靠度。對(duì)此，IEC 61508進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)規(guī)定。對(duì)于安全儀表系統(tǒng)，可靠性有兩個(gè)含義，一個(gè)是安全儀表系統(tǒng)本身的工作可靠性；另一個(gè)是安全儀表系統(tǒng)對(duì)工藝過程認(rèn)知和聯(lián)鎖保護(hù)的可靠性，還應(yīng)有對(duì)工藝過程測(cè)量，判斷和聯(lián)鎖執(zhí)行的高可靠性。

評(píng)估安全完整性等級(jí)SIL的主要參數(shù)就是PFDavg(probability of failure on demand 平均危險(xiǎn)故障率)，按其從高到低依次分為1~4級(jí)。在石化行業(yè)中一般涉及到的只有1，2，3級(jí)，因?yàn)镾IL4級(jí)投資大，系統(tǒng)復(fù)雜，一般只用于核電行業(yè)。

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2、SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))設(shè)計(jì)的可用性原則

為了提高系統(tǒng)的可用性，SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))應(yīng)具有硬件和軟件自診斷和測(cè)試功能。安全儀表系統(tǒng)應(yīng)為每個(gè)輸入工藝聯(lián)鎖信號(hào)設(shè)置維護(hù)旁路開關(guān)，方便進(jìn)行在線測(cè)試和維護(hù)同時(shí)減少因安全儀表系統(tǒng)系統(tǒng)維護(hù)造成的停車。需要注意的是用于三選二表決方案的冗余檢測(cè)元件不需要旁路，手動(dòng)停車輸入也不需要旁路。同時(shí)嚴(yán)禁對(duì)安全儀表系統(tǒng)輸出信號(hào)設(shè)立旁路開關(guān)，以防止誤操作而導(dǎo)致事故發(fā)生。如果SIL計(jì)算表明測(cè)試周期小于工藝停車周期，而對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行在線測(cè)試時(shí)無法確保不影響工藝而導(dǎo)致誤停車，則安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要進(jìn)行修改，通過提高冗余配置以延長測(cè)試周期或采用部分行程測(cè)試法，對(duì)事故狀態(tài)關(guān)閉的閥門增加手動(dòng)旁通閥，對(duì)事故狀態(tài)開啟的閥門增加手動(dòng)截止閥等措施，以允許在線測(cè)試安全儀表系統(tǒng)閥門。這些手段對(duì)于提供安全儀表系統(tǒng)的可用性都是很有幫助的。

3、SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))設(shè)計(jì)的獨(dú)立性原則

SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))應(yīng)獨(dú)立于基本過程控制系統(tǒng)（BPCS，如DCS，F(xiàn)CS，CCS，PLC等），獨(dú)立完成安全保護(hù)功能。安全儀表系統(tǒng)的檢測(cè)元件，控制單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置。如果工藝要求同時(shí)進(jìn)行聯(lián)鎖和控制的情況下，安全儀表系統(tǒng)和BPCS應(yīng)各自設(shè)置獨(dú)立的檢測(cè)元件和取源點(diǎn)（個(gè)別特殊情況除外，如配置三取二檢測(cè)元件，進(jìn)DCS信號(hào)三取中，進(jìn)安全儀表系統(tǒng)三取二，經(jīng)過信號(hào)分配器公用檢測(cè)元件）。如需要，SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))系統(tǒng)應(yīng)能通過數(shù)據(jù)通信連接以只讀方式與DCS通信，但禁止DCS通過該通信連接向安全儀表系統(tǒng)寫信息。安全儀表系統(tǒng)應(yīng)配置獨(dú)立的通信網(wǎng)絡(luò)，包括獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，服務(wù)器，工程師站等。SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))應(yīng)采用冗余電源，由獨(dú)立的雙路配電回路供電。應(yīng)避免安全儀表系統(tǒng)和BPCS的信號(hào)接線出現(xiàn)同一接線箱，中間接線柜和控制柜內(nèi)。

4、SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證原則

隨著安全標(biāo)準(zhǔn)的推出以及對(duì)安全系統(tǒng)重視度的不斷提高，安全儀表系統(tǒng)的認(rèn)證也變得越來越重要，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都須嚴(yán)格遵守相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)并取得權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。安全儀表系統(tǒng)必須獲得IEC 61508 SIL和/或TUV AK（德）相應(yīng)SIL等級(jí)的認(rèn)證。SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))中使用的硬件，軟件和儀表必須遵守正式版本并已商業(yè)化，同時(shí)必須獲得國家有關(guān)防爆，計(jì)量，壓力容器等強(qiáng)制認(rèn)證。嚴(yán)禁使用任何試驗(yàn)產(chǎn)品。

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5、故障安全原則

當(dāng)SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))的元件，設(shè)備，環(huán)節(jié)或能源發(fā)生故障或者失效時(shí)，SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)使工藝過程能夠趨向安全運(yùn)行或者安全狀態(tài)。這就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的故障安全行原則。能否實(shí)現(xiàn)“故障安全“取決于工藝過程及安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。整個(gè)SIS 安全儀表系統(tǒng)(ESD緊急停車系統(tǒng))，包括現(xiàn)場(chǎng)儀表和執(zhí)行器，都應(yīng)設(shè)計(jì)成以下絕對(duì)安全形式，即：1）現(xiàn)場(chǎng)觸點(diǎn)應(yīng)開路報(bào)警，正常操作條件下閉合；2）現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器聯(lián)鎖時(shí)不帶電，正常操作條件下帶電。