【正文】 行危險 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),（ 找到一個安全儀表連鎖回路 ） ， 再根據(jù)風險出現(xiàn)的頻率和其產(chǎn)生的嚴重后果 ，找到一個與此 SIF相應(yīng)的 SIL值 ， 在確定了某個安全儀表功能的完整性等級 （ SIL） 之后 ， 再配置與之相適應(yīng)的 SIS。同時看門狗還能監(jiān)視內(nèi)部工作電壓，使之在正常的電壓范圍內(nèi)。 ? 這里，中央處理器不僅向串聯(lián)的場效應(yīng)管（ FET）發(fā)出控制信號，而且還接受來自場效應(yīng)管的狀態(tài)反饋信號，以便對其輸出進行全面測試。這就是違背了故障安全（ Fault to Safety）的原則。這種PLC只能用于安全度等級要求低的場合。 冗余邏輯表決方法及安全性 可用性的關(guān)系例子如下表所示 。 怎樣通過冗余來改善系統(tǒng)的整體 SIL水平 ? 這個問題的解決給我們以啟示，當裝置引進一個 SIS系統(tǒng)時，整體安全完整性等級不僅取決于邏輯解算器部分，而且傳感器、終端執(zhí)行器部分也非常關(guān)鍵。容錯系統(tǒng)的冗余形式有雙重、三重、四重等。它往往包括三方面的功能：第一是約束故障，即限制過程或進程的動作，以防止在錯誤被檢測出來之前繼續(xù)擴大；第二是檢測故障，即對信息和過程或進程的動作進行動態(tài)檢測；第三是故障恢復(fù)即更換或修正失效的部件。 （ SHB – Z06 – 1999） ? 冗余系統(tǒng)（ Redundant System）：并行地使用多個系統(tǒng)部件，以提供錯誤檢測和錯誤校正能力的系統(tǒng)。 ? 采用不同的操作模式結(jié)構(gòu)有可能使用幾個安全完整性等級較低的系統(tǒng)來滿足一個較高安全完整性等級功能的需要（例如：使用一個 SIL2和一個 SIL1的系統(tǒng)共同來滿足一個 SIL3功能的需要）。上述的國際標準將其劃分為若干安全完整性等級（ SIL：Safety Integrity Level）。 ? 衡量安全性的指標為響應(yīng)失效率或稱要求的故障率（ PFD： Probability of Failure on Demand）。因此安全儀表系統(tǒng)的安全性能由傳感器、邏輯解算器和執(zhí)行器三部分功能決定。 SIS的安全功能 ? 如圖 6示安全儀表系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一個壓力變送器、一個閥門和一個安全 PLC組成的 SIS系統(tǒng)。它意味著系統(tǒng)是危險的。SIS的許多元件失效均會導致系統(tǒng)進入安全失效狀態(tài)。 隱故障與顯故障 SIS系統(tǒng)誤動： 在圖 4中，當輸出開關(guān)由于某種原因處于非激勵狀態(tài)，即使?jié)撛诘奈ｋU工況沒有發(fā)生， SIS也會進入一種安全失效狀態(tài)見圖 5，這種情況經(jīng)常被稱為“誤動”。 6 隱故障與顯故障 隱故障與顯故障 ? 隱故障（ Covert Fault）：不對危險產(chǎn)生報警，允許危險發(fā)展的故障，是故障危險故障（ SHBZ061999）。 具體體現(xiàn)： ① 現(xiàn)場開關(guān)儀表選用常閉接點，工藝正常時，觸點閉合，達到安全極限時觸點斷開，觸發(fā)聯(lián)鎖動作，必要時采用“二選一”、“二選二”或“三選二”配置。因此安全儀表系統(tǒng)需要人為的進行周期性的離線或在線檢驗測試，而有些安全系統(tǒng)則帶有內(nèi)部自診斷。 ? 工作狀態(tài)： DCS是主動的、動態(tài)的，它始終對過程變量連續(xù)進行檢測、運算和控制，對生產(chǎn)過程動態(tài)控制確保產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。其中 GMR9070(模塊式冗余容錯 )的安全等級為 class 5（ 2oo3）， class 4（ 1oo2）和 class 5（ 2oo2）； ? TRIGUARD SC300E， AUGUST公司開發(fā)， 1999年成為ABB集團成員之一，安全等級為 class 5和 class 6，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為 2oo3； ? Safeguard 400300， ABB Industry公司開發(fā)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1oo2D。非冗余取量即可實現(xiàn) SIL3，通過冗余取量實現(xiàn)更高的可用性。 H41q也叫小系統(tǒng)，它分為不冗余的系統(tǒng)和冗余的系統(tǒng)，不冗余系統(tǒng)型號為H41q—M，冗余系統(tǒng)又分為高可靠系統(tǒng) H41q—H和高性能系統(tǒng) H41q—HR。安全等級為 AK6（ SIL3）。 SIS的相關(guān)標準及認證機構(gòu) ⑦ 德國國家標準中有安全系統(tǒng)制造廠商標準 DIN V VDE 080過程操作用戶標準 DIN V 19250和 DIN V 1925燃燒管理系統(tǒng)標準 DIN VDE 0116等。 SIS的相關(guān)標準及認證機構(gòu) ③ 國際電工委員會 1997年制定的 IEC 61508/61511標準，對用機電設(shè)備（繼電器）、固態(tài)電子設(shè)備、可編程電子設(shè)備（ PLC）構(gòu)成的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件、軟件及應(yīng)用作出了明確規(guī)定。 SIS安全儀表系統(tǒng) 按照 SIS的定義，下述系統(tǒng)均屬于安全儀表系統(tǒng)： ? 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（ Safety Interlock System—SIS） ? 安全關(guān)聯(lián)系統(tǒng)（ Safety Related System—SRS） ? 儀表保護系統(tǒng)（ Instrument Protective System—IPS） ? 透平壓縮機集成控制系統(tǒng)（ Integrated Turbo Compressor Control System—ITCC） ? 火災(zāi)及氣體檢測系統(tǒng)（ Fire and gas systems—FG） ? 緊急停車系統(tǒng)（ Emergency Shutdown Device—ESD） ? 燃燒管理系統(tǒng)（ Burner Management System） ? 列車自動防護系統(tǒng)（ ATP） 2 SIS的相關(guān)標準及認證機構(gòu) SIS的相關(guān)標準及認證機構(gòu) 鑒于 SIS涉及到人員 、 設(shè)備 、 環(huán)境的安全 ， 因此各國均制定了相關(guān)的標準 、 規(guī)范 ， 使得 SIS的設(shè)計 、 制造 、 使用均有章可循 。 當某些工藝參數(shù)超出安全極限 ， 未及時處理或處理不當時 ， 便有可能造成人員傷亡 、 設(shè)備損壞 、周邊環(huán)境污染等惡性事故 。 4. K起：按鈕開關(guān)：起動聯(lián)鎖保護回路兼有復(fù)位作用。這是一個安全儀表功能的完整描述，而所謂的安全儀表系統(tǒng)，則是類似一個或多個這樣的安全儀表功能的集合。 圖 1 SIS的構(gòu)成 檢測單元 輸入模塊 控制模塊 輸出模塊 執(zhí)行單元 PES 下圖為由 PES構(gòu)成的 SIS SIS安全儀表系統(tǒng) ? SIF安全儀表功能可以是安全儀表保護功能，也可以是安全儀表控制功能，或包含這兩者。 SIS是由傳感器 （如各類開關(guān)、變送器等） 、邏輯控制器、以及最終元件（如電磁閥、電動門等） 的組合組成 ,如圖 1所示。 IEC61511將安全儀表系統(tǒng) SIS定義為用于執(zhí)行一個或多個安全儀表功能（ Safety Instrumented Function,SIF）的儀表系統(tǒng)。 從 SIS的發(fā)展過程看，其控制單元部分經(jīng)歷了電氣繼電器（ Electrical）、電子固態(tài)電路（ Electronic）和可編程電子系統(tǒng)（ Programmable Electronic System），即 E/E/PES三個階段。對這個安全儀表功能完整的描述是：當容器液位開關(guān)達到安全聯(lián)鎖值時，邏輯運算器（圖 3）使電磁閥 2斷電，則切斷進調(diào)節(jié)閥膜頭信號，使調(diào)節(jié)閥切斷容器 A進料，這個動作要在 3秒內(nèi)完成，安全等級必須達到 SIL2。 3. S電磁閥切斷，往調(diào)節(jié)閥膜頭的控制信號調(diào)節(jié)閥切斷工藝進料，完成聯(lián)鎖保護作用。 圖 3 SIS邏輯圖 SIS安全儀表系統(tǒng) 大多石油和化工生產(chǎn)過程具有高溫 、 高壓 、 易燃 、