[發明專利]安全儀表系統SIL等級評估單元

在審

• 申請號: 201410146663.4
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104091221A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 姜巍巍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 張惠明

技術領域

本發明涉及一種安全儀表系統SIL等級評估單元，屬于石油石化行業安全儀表系統可靠性評估領域。

背景技術

安全儀表系統SIS是由儀表構成的安全相關系統，也稱之為儀表型安全相關系統，或執行安全功能的儀表系統。SIS一詞源于國際電工協會在2003年頒布的IEC61511標準，其中文譯名安全儀表系統源于中國石化行業標準SH/T3018-2003。安全儀表系統是專門用于危險場所聯鎖和緊急事故停車的控制系統。它和普通工藝過程控制的DCS和PLC的本質區別在于，其功能是在事故和故障狀態下（包括裝置事故和控制系統本身發生故障時），使裝置能夠安全停車，并處于安全狀態下，從而避免災難的發生，即避免對裝置人員的傷害及對環境的影響等，因而安全儀表系統本身必須是故障安全型（Fail?to?Safe）的，系統的硬件和軟件的可靠性都要求很高。

隨著石油石化裝置大型化，對自動化水平的要求也越來越高。裝置要在滿負荷下長期穩定運行,對于設備、儀表和控制系統都是一個挑戰。石油石化裝置高溫、高壓，涉及物料易燃、易爆，安全聯鎖系統的設計必須做到安全可靠。石油石化裝置典型事故案例分析表明，絕大多數事故的發生都與安全聯鎖系統的設置有關。盡管大多數裝置均安裝了安全聯鎖系統，但由于安全聯鎖系統設置的針對性、合理性、有效性等方面的問題造成當災難性事故發生時安全聯鎖系統卻失去了作用。如何確保裝置合理、有效地設置安全儀表系統，實現安全聯鎖系統的功能安全，保障裝置安全生產，已經成為目前迫切需要解決的問題。

IEC61508和IEC61511標準的頒布實施后，國際上對于安全儀表系統可靠性研究有了很大的發展。有很多利用IEC61508和IEC61511標準對安全儀表系統進行SIL（Safety?Integrity?Level）等級評估的機構，如德國TUV、美國的EXIDA和FM?Global及英國的SIRA等機構。歐盟針對安全儀表系統進行SIL等級評估開始了一些研究項目，如歐洲協作項目SIPI61508。該項目通過安全儀表系統改善過程工業的安全水平，為歐盟提供統一的實施IEC61508標準指南。一些國外DCS和SIS生產商也開展安全儀表系統等級的相關研究，如Honeywell、Siemens等公司。

世界著名的企業，如殼牌石油、道化學公司、美孚石油等，亞洲新加坡石化公司、馬來西亞國家石油公司等都采用標準理念，開展了安全儀表功能可靠性技術研究，取得了良好的經濟、社會效益。

我國安全儀表系統功能安全理念應用起步較晚，大型石油石化企業沒有像Shell那樣的企業內部工程規范，相應的風險評估和SIS應用缺乏美國OSHA29CFR1910.119和歐洲Seveso?II?Directive那樣的相關法律法規基礎，不過，經過業界的努力，功能安全理念越來越受到重視，并努力將SIL等級要求納入到工程實踐中。國內目前已經有一些單位在進行安全儀表系統SIL等級評估研究。如機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所、上海儀器儀表自控系統檢驗測試所、浙江工業大學化工機械研究所和中國石化青島安全工程研究院等。

發明專利CN201010577606.3涉及一種安全儀表系統的功能安全評估方法，包括：安全儀表系統對受控系統進行功能安全控制；對安全儀表系統進行初始風險分析；確定安全完整性等級；驗證安全儀表系統是否達到所確定的安全完整性等級；改變安全儀表系統的組成結構或組成設備?？筛鶕芯康木唧w情況改變安全儀表系統的組成結構、組成設備,以適應不同的應用環境和應用要求，并據此可以分析不同情況下，安全儀表系統的共因失效特征的變化情況。

安全儀表系統SIL等級評估技術是一種基于風險的SIL等級的驗證技術，其涉及危險分析和風險分析，其核心技術主要有：SIF（安全儀表功能）功能辨識、SIL等級分配、SIL等級驗證、誤動率STR計算、檢驗測試周期TI確定等級。在評估過程中涉及危險、風險分析、可靠性建模分析及大量數據計算，這個過程靠人工是無法完成的。目前國內尚沒有針對石化裝置，具有SIF功能辨識、SIL等級分配、SIL等級驗證、誤動率STR計算、檢驗測試周期TI確定等功能的計算機系統報道。

本發明提出一種安全儀表系統SIL等級評估單元，屬于消防技術領域，有針對性的解決了該問題。

發明內容