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文档简介
SISApplication&Standard
SIS应用及相关标准SIS应用及相关标准AvoidRisksAndDangersInYourPlantByApplyingSafetySystem运用安全系统以规避风险和危险高风险低安全Risk风险高安全低风险SIS安全仪表系统SIS应用及相关标准DefinitionofaSafetySystem
安全系统的定义Safetysystemsaredesignedto
respondtoconditionsoftheplant,whichmaybehazardousinthemselves,orifnoactionweretakencouldeventuallygiverisetoahazard.Theymustgeneratethecorrectoutputstopreventthehazardormitigatetheconsequences.安全系统是设计为当工厂本身发生危险情况,或,如果不采取行动就会最终导致风险增加,在这些情况下,安全系统必须产生及时、正确的输出,来防止任何危险发生或减轻后果。SIS应用及相关标准SomecommonnamesusedforSafetySystem:安全系统的常用名称:ESDEmergencyShutdownSystem 紧急停车系统
SISShutdownInterlock/InstrumentSystem停车连锁/仪表系统IPS InstrumentProtectiveSystem 仪表保护系统FSSS FlueSafetySingSystem 锅炉安全监视系统FGS Fire&GasProtectiveSystem 火和气保护系统ITCC
IntegratedTurbine&CompressorControl综合透平压缩机控制SafetySystem
安全系统SIS应用及相关标准SafetySystemApplications
安全系统应用范围Boiler/BurnerManagementSystems锅炉/燃烧管理系统ContinuousProductionUnits-RefiningandPetrochemicalProcess
连续性生产过程-炼油厂和石油化工厂BatchProcesses
批量生产过程On-andOffshoreOil&GasExplorationandProductionFacilities岸上/海上油/气体勘探和生产Compressor&turbineMonitoring/Safeguard
压缩机和透平机监视/防护Fire&GasDetection火和气体监测LoadingandStorageFacilities装载/储存设备PipelineSafetyManagementSystems
管道安全管理系统SIS应用及相关标准TwoAppraisement
IndexforSafetySystem
安全系统的两大评价指标Dependability—Can’trefuseaction可靠性-不能拒动Usability—Can’tfalseaction可用性-不能误动SIS应用及相关标准SafetyControlSystemTheory,StandardsandAttestation安全控制系统的理论、标准和认证Theory:理论MarkovModelingMethodologyMTTF,MTTR,MTBF,λStandards:标准IEC61508,IEC61511,ANSI/ISAS84,NFPA/UL98,DIN19250SILAttestation:认证机构TUVSIS应用及相关标准ESDSYSTEMTÜVRheinland--TÜVcertificationensures,perDINandIECstandards,thefunctionalityofSISsystemsforcriticalprocessapplicationsrequiringmaximumsafetyanduninterruptedoperation.TheTRICONiscertifiedforsafetyrelatedapplicationsaccordingto:SIL1-3 IEC61508
Parts1-7,"FunctionalSafety:SafetyRelatedSystems"
IEC61131,Part2,"ProgrammableControllers-Part2:Equipment RequirementsandTests“AK1-8 DIN19250"ControlTechnology;FundamentalSafetyAspectsTo BeConsideredforMeasurementandControlEquipment"
DINVVDE0801,"PrinciplesforComputersinSafetyRelatedSystems"TheInternationalSafetyStandards
国际安全标准SIS应用及相关标准FireandGasSystems
NFPA72"NationalFireAlarmCode"
EN54-2
"FireDetectionandFireAlarmSystems-Part2:ControlandIndicatingEquipment“BurnerManagementSystems
NFPA8501/97
"StandardforSingleBurnerBoilerOperation"
NFPA8502/99
"StandardforthePreventionofFurnaceExplosions/ImplosionsinMultipleBurnerBoilers"
DINVDE0116
"ElectricEquipmentofFurnaces
TheInternationalSafetyStandards
国际安全标准SIS应用及相关标准TheInternationalSafetyStandards
国际安全标准TÜV(1984)DINV19250/VDEV0801
(Germany)
–Riskclassification1989
风险等级1989
–Safetysystemrequirements安全系统要求Variousnationalstandards 各种国家标准ANSI/ISAS84.01(USA)1996 –Safetyprocedures安全步骤 –SafetyLifeCycle安全生命周期 –SafetyIntegrityLevels
安全整体要求等级NFPA/UL1998IEC61508IEC61511
–OverallSafetyLifeCycle安全生命–Safetyplan/安全计划/管理
management–SafetyIntegrityLevels
安全整体要求等级–Safetysystemdiagnostic
requirements
安全系统诊断要求–Safetysystem architecturesand
reliabilityfigures安全系统和可靠性数据SIS应用及相关标准TheInternationalSafetyStandards
国际安全标准IEC61508SafetyUmbrellafortheworld?Specificationfailures设计技术规范不足Design&ImplementationFailures设计和执行出错Installation&CommissioningFailures安装调试出错Operation&Maintenancefailures操作维护出错RandomHardwarefailures硬/软件故障Modificationfailures开车之后,在线修改出错SIS应用及相关标准IEC61508FunctionalSafety:Safety-RelatedSystems
IEC61508功能性安全:安全有关系统Part1: Generalrequirements一般要求
IS通过表决Part2: Requirementsforelectrical/electronic/ programmableelectronicsystemsIS通过表决
电子/电气/电子可编控制器Part3: Softwarerequirements软件要求
IS通过表决Part4: Definitionsandabbreviations名称定义和缩写
IS通过表决Part5: ExamplesofmethodsforthedeterminationofIS通过表决
safetyintegritylevels
列举如果制定安全等级方法Part6: Guidelinesontheapplicationofparts2,3IS通过表决
对第二,三部分应用的说明Part7: OverviewoftechniquesandmeasuresIS通过表决
全面的技术和控制要求
PublicationofALLpartsinJune2000SIS应用及相关标准SafetyIntegrityLevel
安全级别4SILIEC61508SILISAS84.01AKDIN-V19250321-8543-761321-101001,00010,0000.10.010.0010.0001909999.999.99RRFA(s)in%PFDProbabilitytoFailDangerous危险可能性AvailabilityforSafetyFunctions安全功能可提供性RiskReductionFactor降低危险因素2SIS应用及相关标准Degreeofconsequence最终导致的结果S1:Lightinjury&lightdamagesforenvironment
人员轻伤,设备损害S2:Deathof1person一人死亡S3:Deathofmorethan1person一人以上的死亡S4:Catastrophicresult灾难性后果Presenceinhazardousarea人处于危险区的机率A1:Rarelytofrequently
几乎很少A2:Frequentlytocontinuously
经常性Possibilityoffailureprevention排除故障可能性G1:Limitedpossibility有限G2:Hardlypossible
几乎不可能Probabilityofhazardoccurrence危险发生的概率W1:Verylow很低W2:Low低W3:Relativelyhigh
相对较高NZRCpipelinesafetysolutions
安全级别参考设定NecessaryMinimumriskReductionIEC-61508SafetyIntegrityLevelNoSafetyRequirements1-NoSpecialSafetyRequirementsSIL12,345,678SIL2SIL3SIL4AsinglePESisnotsufficient123456781234567_123456__S1S2S3S4A1A2A1A2G1G2G1G2P3P2P1
RiskGraphaccordingto:DINV19250&IEC-1508
风险图根据DINV19250&IEC-1508SIS应用及相关标准CrossReferenceBetweenSISClass&StandardsSIS等级和其他标准之间的对比参考99.999PercentAvailability99.9999.9099.0090.000.00001P.F.D.(ProbabilityofFailureonDemand)0.00010.0010.010.1ANSI/ISAS84.013IEC1508TUVClass(AK)DinV19250SIL214321AK8AK6AK7AK5AK3AK4AK2AK186753421SIS应用及相关标准LifecycleoftheSafetySystem
安全系统的生命周期BoldareasareANSI/S84.01concernsS84coversallaspectsoftheSISdesign: -R&D -PHA -Design -Installation -Operationand Maintenance -DecommissioningConceptualProcessDesignPerformProcessHazardAnalysis&RiskAssessmentApplynon-SISprotectionlayerstopreventidentifiedhazardsorreducerisk.SISrequired?DevelopSafetyRequirementsSpecificationYESNOPre-Start-upSafetyReviewAssessmentSISDecommissioningPerformSISDetailDesignConceptualProcessDesignDefinetargetSILModifyDecommissionStartPerformSISConceptualDesign,&VerifyitmeetstheSRSSISinstallation,commissioning,andpre-startupacceptancetest.EstablishOperation&MaintenanceProceduresSISstart-up,operation,maintenance,periodicfunctionaltesting.
ModifyorDecommissionSIS?R&DPHADESIGNINSTALLATIONDECOMMISIONINGOPERATION&MAINTENANCESIS应用及相关标准ImpactofVotingSchemesonSafety&Availability表决结构在安全性和可用性上的冲突AvailabilitySafety/AvailabilityTMRSafety1oo2/1oo2D2oo2Proof-testingIntervalIncreasedFrequencySIS应用及相关标准IntegrityLevelVsAvailability
安全等级和可用性要求AvailabilityRequiredISAS843
99.90-99.99%
99.00-99.90%1
90.00-99.00%2IntegrityLevelIEC615084
>99.99%SIS应用及相关标准DefinitionsofSafetyLayers
安全层的定义SILProcessControlSystem过程控制系统Processequipment过程设备Alarms/operator警报/操作员E/E/PESSafetyRelatedSystemE/E/PES安全有关系统MechanicalSafetyLayers机械安全层HazopSIS应用及相关标准SafetyIntegrityLevels--ChemicalIndustryAssessment石化行业安全等级的评估“4”-CatastrophicCommunityImpact.灾难性的社会影响“3”-EmployeeandCommunityProtection.人员和社会的保护“2”-MajorPropertyandProductionProtection.Possibleinjurytoemployee.主要财产和生产的保护,对人员存在可能的伤害。“1”-MinorPropertyandProductionProtection.次要财产和生产的保护SIS应用及相关标准TUVTUVstandsforaratherlongGermanname,TecnischerUberwachungs-VereinRheinlande.V.TUV标准有一个很长的名字-TecnischerUberwachungs-VereinRheinlande.V.Itistheonlyindependentthirdpartyagencyintheworldthatcertifiessafetyinstrumentedsystems(SIS).这是一个独立的第三方的机构,为安全仪表系统(SIS)进行认证。TUVRheinlandisapprovedandauthorizedbylawasatechnicalinspectorateTUV是经过法律批准的技术检查机构。Iftheproductistestedandmeetsthestricttechnicalandperformancerequirements,itisapprovedandcertifiedforClasses(AK)1-8.如果产品经过测试,满足严格的技术和性能要求,它就获得AK1-8级认证。SIS应用及相关标准TUVTUVhascertifiedmanydifferentvotingarchitecturesinlogicsolverse.g.1oo2,1oo2D,1oo3,2oo3and2oo3D.在逻辑表决方面,TUV认证了很多不同的表决结构,例如:1oo2,1oo2D,1oo3,2oo3and2oo3DTUVwillcertifyandapprovethelogicsolverfortheappropriateClassofsafetyservice1-7.TUV认证和批准逻辑表决器为适当的安全等级1-7级。SIS应用及相关标准ThesafetysystemuserequestofTUVStandardasked
TUV标准对安全系统的使用要求TUVCertifiedReport:TUV认证报告SystemSafetyUseManually系统安全使用手册SamekeyrequestforsafetysystemTUV对安全系统使用的一些关键要求:Securityofthesafetysystem安全系统的安全性
Availabilityofthesafetysystem
安全系统的可使用率
Executetimeofthesafetysystem安全系统执行时间
TherestrictforSelf-diagnosebestrowrateandSelf-diagnosetimeofthesafetysystem安全系统的自诊断覆盖率及自诊断时间性限制
Degraderunandtimerestrictofthesafetysystem安全系统的降级运行及时间的限制……SIS应用及相关标准RestrictrequestofTUV
TUV的限制性要求
AllproductscertifiedbyTUV,mustmeetgeneralandespecialrestrictrequestwhenitrunning.
所有经过TUV认证的产品,都有在运行时其应满足的“一般和特殊的限制”要求。
The"commonrestrict"ofTUVrequestsclearly:AllClass5andClass6Safetysystemcan’truninsinglemode.
TUV的“一般限制”非常明确的要求:所有Class5andClass6级的安全系统不能以单通道的模式工作SIS应用及相关标准RedundancySafetySystem
冗余的安全系统Advancethesecurityandusabilityofthesafetysystem
提高安全系统的可靠性、可用性Achievetherestrictrequestthatthesafetystandardrequestedtosafetysystem
达到安全标准对安全控制系统的限制性要求SIS应用及相关标准MarkovModelingMethodologyMTTF:MeanTimeToFailure平均无故障时间MTTR:MeanTimeToRepair平均修复时间MTBF:MeanTimeBetweenFailure 平均故障间隔时间MTBF=MTTF+MTTRFailureRate:λ=1/MTTF 故障率Availability=MTBF/(MTBF+MTTR) 可用性#MIL-HDBK-217E:PartsCountReliabilityPredictionEXAMPLE:OneModulecontainingtwoboards,Eachhaving20ofthesame2Kby8staticRAMs.
λ=0.1420RAMX0.14=2.8FailuresPerMillionHours2.8+2.8=5.6FailuresPerMillionHoursMTTF=1000000/5.6Hours=178571HoursMTTF=20YearsSIS应用及相关标准MarkovModelingMethodology
SINGLESYSTEMA:Availabilityistheprobabilitythatasystemisoperationalatany
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