安全仪表系统的安全生命周期

　　1　引　言

　　安全仪表系统(SIS)是由国际电工委员会(IEC)标准IEC61508及IEC61511定义的独立于DCS/PLC的专门用于工业过程的安全系统,其对装置可能发生的危险或不采取措施将继续恶化的状态进行及时地响应和保护,使生产装置按照规定的条件或程序退出运行,从而使危险降低到最低程度,以保证人员、设备的安全和避免工厂周边环境的污染。

　　安全仪表系统主要由检测部分(传感器、变送器)、逻辑运算部分、执行动作部分(阀门、泵、电机)等三部分组成。一个安全仪表系统从开始设计到最终停用要经过许多阶段,在安全仪表系统的设计和执行过程中需要考虑其整个生命周期。

　　2　安全仪表系统的安全生命周期模型

　　安全仪表系统的生命周期(SLC)模型对安全仪表系统项目的设计和执行有非常重要的指导意义。IEC61508和IEC61511定义的安全仪表系统的生命周期模型与ISA S84. 01定义的安全仪表系统的生命周期模型有相似之处,其自始至终大致可以分为工艺设计、危险学习及评估、安全功能分配、系统设计、系统集成、现场安装、调试和验证、系统投运及维护、系统升级或更新换代等阶段[1]。图1给出了基于ISA S84.01的安全仪表系统的生命周期模型,它是最早的安全仪表系统的生命周期模型,现已逐渐被IEC61511安全生命周期模型所取代,但其对安全仪表系统项目的执行仍具有重要的指导意义。

　　2.1　工艺设计中应注意的问题*

　　安全仪表系统的建立是为了保证人员、设备的安全或避免工厂周边环境的污染。然而其只能降低风险发生的概率,或者减轻风险发生后果的严重性,并不能完全抑制风险的发生。为降低生产过程中风险发生的概率,应保证工艺设计的固有安全性,即在工艺设计中尽可能地采用低压、低容量的设计方案。

        2.2　工艺过程的危险学习、分析及评估

　　危险学习主要分为六个阶段:

　　(1)第一阶段即概念危险分析。

　　主要是根据工艺设计,学习和发现会导致风险发生的原料及操作,分析风险发生的形式,如爆炸、毒气泄漏污染环境等等,收集先前生产过程中危险发生的经验,但并不涉及重要的自动化工程设计。

　　(2)第二阶段又称为初步工艺风险分析(PHA,ProcessHazardAnalysis)。

　　在这一阶段,依据工艺流程及第一阶段的学习结果,通过依次提出典型风险然后分析引起风险原因的方法,以表格或者矩阵的方式记录风险以及引起危险的事件的顺序(SOE, Sequence OfEvent),并注明危险发生的频率( frequency)及后果( conse-quence)。根据可以接受的危险频率及后果,利用故障树分析(FaultTreeAnalysis)等方法估计出风险减少因子(RRF),并说明所采用的包括机械设施、电气设施及仪表设施在内的所有保护措施。