SIS的SIL等级验证评估

亡问题，并且会造成巨额的经济损失，因此在过程工业中必须要开展安全仪表系统的安全评定，确保其安全性。

相关资料显示，在过程工业所出现的安全事故中，很多都是由于安全仪表系统存在问题导致的，安全仪表系统安全要求不合理，或者是对其进行了不恰当改造等因素，是导致出现安全事故的重要因素。

如果安全仪表系统的设计存在不合理的问题，那么可能会出现两方面问题：一方面，可能导致其在该跳车时不进行动作，出现拒动，拒动极有可能造成安全事故，甚至造成灾难性的后果；另一方面则是在不应该跳车时进行动作，造成误动，进而导致装置停车，会给企业带来比较严重的经济损失。

因此保证安全仪表系统的安全性具有重要意义，这就需要对其进行完整性评估，定量可靠性计算是最为重要的和有效的途径，通过这样的方式能够有效的防止各类事故的发生。

3 安全仪表系统功能安全评估等级划分相关标准对过程安全的安全等级进行了划分，IEC-61508将其划分为4个等级(SIL1-SIL4)。

而ISA-S84.01，则按照系统不响应连锁要求的概率对安全度等级进行了划分，分为了3级(SIL1-SIL3)。

我国当前根据自身的实际情况，按照所有事件发生的可能性、其可能导致后果的严重程度，以及其它安全措施的有效性等进行评估，并基于其制定了适当的安全等级，SIL 共分为1、2、3、4几个等级，级别越高则表示要求其危险失效概率越低。

其中，1级表示故障的发生概率很低。

如出现了事故，其所能够造成的影响也比较低，装置和产品可能受到轻微的影响，但是不会立即造成环境污染或者是人员伤亡，造成的经济损失不大；2级则表示事故偶尔发生。

如果出现事故则会给装置和产品造成比较大的影响，并有一定几率造成严重的环境污染，甚至人员伤亡，造成的经济损失比较大；3级事故则表示，事故发生的频率很高。

如果发生事故则会严重的影响到装置和产品，并且造成比较严重的环境问题，以及会导致人员出现伤亡，造成非常严重的经济损失。

评估安全完整性等级SIL 的主要参数就是PFDavg (probabilityoffailureon demand 平均危险故障率)，按照从高到低将划分为1、2、3、4四个等级。

SIL—安全完整性评级定级、验证、确认SIL的定级----结合HAZOP/LOPA等分析，无缝对接SIF辨识和SIL定级服务。

结合行业特点、工艺装置特性，企业性质和管理要求，采用适宜的风险管理和SIL 定级方法。

SIS的工程服务----为用户制定安全要求规格书以及SIS设备选型和结构设计等，提供专业的技术指导。

SIL的验证计算包括结构约束，PFDavg计算，和系统能力分析。

依据我们丰富的工程经验，进行合理的PFDavg计算数据源选择和失效率分析，并为后续改进SIF配置以满足SIL要求提供指导意见。

在役SIS系统的SIL评估----我国在役运行的大量SIS系统，并未按照国家安全法规和相关功能安全标准进行分析、设计，以及维护管理。

存在着功能设计不合理、选型不当，维护不到位等情况。

对其进行SIL评估，是优化SIS功能安全的重要举措。

依赖于我们雄厚的PHA技术和经验，重新定义SIF/SIL。

结合实际系统运行状况，重新进行SIL评估，为SIS仪表设备升级改造，以及建立健全SIS 运行管理制度，提供专业保障。

SIS的运行管理服务----为最终用户提供SIS的功能安全评估、审计、管理规程建立等专业服务。

并结合资产完整性/机械完整性等要求，立足于人员、管理工具，以及管理和作业规程三个方面指导用户对SIS进行专业化的维护和管理。

借助现代化技术手段，建立SIS设备可靠性数据库，计算机化的维护管理系统，对SIS的安全绩效水平进行监控管理。

建立或完善日常巡检和维修作业流程，建立和完善台帐、备品备件管理、SIS巡检与维护作业流程、SIS维护记录等文档管理体系。

结合安全标准化评审，对企业的SIS管理达标提供专业化的指导。

80一、项目概述本项目共有16个工段，19种品种，应用RiskCloud软件分别对其中的重大危险工艺：重氮反应工艺、耦合反应工艺、硝化反应工艺进行了危险与可操作性分析（HAZOP）、保护层分析（LOPA 定级）、安全完整性等级（SIL）验算，在此只对重氮反应工艺进行阐述。

二、危险与可操作性分析危险与可操作性分析（HAZOP）是工艺危险分析方法之一，用于辨识设计缺陷、工艺过程危险和操作性问题的系统性分析方法。

通过分析生产运行过程中工艺（状态）参数的变动，操作控制中可能出现的偏差分析，以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，出现变动或偏差的原因，并针对变动与偏差的后果提出应采取的措施。

1.分析流程将装置的工艺流程划分为不同的节点，通过一系列引导词系统地对每一个节点进行审核，发现导致偏差的原因和由此可能产生的后果，识别和判断现有的安全措施是否能够避免结果的产生，并针对不足的措施提出相应的建议，并如实地记录分析的全过程。

2.分析记录表HAZOP分析记录表中对评估后果的严重程度和发生的可能性采用风险矩阵法进行评估，确定风险等级，并根据风险等级来确定需要采取的行动。

三、保护层分析（LOPA）LOPA是在HAZOP分析的基础上，进一步评估保护层的有效性的半定量风险评估方法，通常使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层（IPLs）失效频率的数量级大小来近似表征事故剧情的风险；可以确定安全仪表功能回路SIL等级，LOPA分析的过程也是SIL定级过程；可以确定工艺过程是否有足够的保护层，风险是否满足企业的风险标准，是一种更好的风险决策方法。

1.LOPA分析步骤SIS功能回路确定；初始事件频率确定：初始事件频率数据来源：（1）行业数据，《化工过程定量分析指南，第二版》（2）公司的经验，企业具有充足的历史数据，用来进行有意义的统计分析（3）供货商的数据。

事故后果及后果严重性对应可接受风险（风险容忍概率）的确定：基于HAZOP分析结果，导出事故的后果。

危化企业高温高压，有毒有害。

安全联锁系统（SIS）是阻止事故发生最关键的一个环节。

那么什么样的安全联锁系统（SIS）算是合格的系统呢，怎么评价一个安全联锁系统是否具备真正的保护作用，除了安全联锁系统（SIS）具有安全认证、冗余性、容错性和故障安全性以外，最有效的评估手段只有SIL定级和验算，SIL定级和验算是针对每一个联锁回路的（SIF），只有回路全部合格了，才是一个有效的保护层。

所以SIL验算是整个安全仪表系统（SIS）是否合格的最有力证明。

SIL定级太简单了,直接说验算吧。

问题1：目前存在一个认知的误区，就是一味的追求传感器和切断阀的SIL 等级，这是外行人的行为。

制约一个回路最关键的因素是联锁仪表的结构形式，而非单台仪表的SIL等级。

也就是我们常说的1oo2D、2oo3、2oo4D 等，任何一个低SIL级别的仪表，通过联锁结构，可以搭建成为高级别回路。

举个极端的例子，没有SIL级别的传感器，通过1oo3、1oo4或1oo5可以搭建成SIL2甚至SIL3的回路。

问题2：假认证（无效认证）满天飞，目前安全认证最权威的是TUV，如果你想选，那就选TUV认证的。

一些企业盲目追求安全认证，还不想花钱，催生了一批山寨认证。

一个最破旧的磁浮子液位计，竟然有“SIL3认证”，售价几百块，获得了很多企业的青睐。

高端仪表怎么和它PK?硬生生的掐断了一些真正高质量的仪表厂商活路的同时，给自己埋下了事故的种子。

问题3：计算人员过分依靠软件，目前最权威的软件为exSILentia，即使它的失效数据库，其实可信度也不高。

这些数据从哪里来，大部分是仪表厂商自己提供的，也有一部分是软件公司收集的，他们的收集只能从企业。

这些数据库有多大的可信度值得商榷。

权威软件如此，国内一些小软件，只能是东施效颦。

最主要的是，企业所使用的设备绝大部分没有在这个数据库中。

问题4：其实就SIS系统本身来讲，其可靠性和可用性都差不多，失效数据不会差距太多。

安全仪表系统(SIS)的SIL评估摘要: 主要论述安全仪表系统及进行SIL评估的必要性,并作了简单的可靠性计算,随着安全仪表系统工程的发展,在安全仪表系统的设计过程中,对安全仪表系统的SIL等级进行定量分析将是重要的。

1 引言随着石油、化工装置的经济规模日趋大型化,生产装置的密集程度越来越高,对操作、控制及安全的要求也越来越严格。

石化装置的产品一般都属于易燃、易爆或有毒介质,生产过程稍有闪失就会酿成灾难性的事故,造成生产、设备、人员等方面的重大损失。

作为过程工业安全的重要保障,确保过程工业安全仪表系统本身的可靠性对于过程工业的安全具有重要意义。

2 安全仪表系统安全仪表系统(Safety instrumented systems,SIS)是一种自动安全保护系统,它是保证正常生产和人身、设备安全的必不可少的措施,它已发展成为工业自动化的重要组成部分。

在过程工业中,安全仪表系统的安全性对于事故的影响十分巨大,由于过程工业中的安全事故通常会造成人员伤亡和巨额财产损失,因此开展过程工业安全仪表系统安全评定对于确保过程工业安全具有重要意义。

统计资料表明,过程工业中,由于对安全仪表系统的安全要求不合理以及投产后的项目改造过程中对安全仪表系统的改建不恰当所造成的安全事故在全部事故中所占的比重最大。

安全仪表系统设计不当,一种可能的后果是该跳车时不跳,造成拒动作;另一种可能的后果是不该跳车时跳车,造成误动作。

拒动作会造成严重甚至灾难性的后果,误动作的直接后果是装置停车,造成巨额的经济损失。

根据IEC61511中的定义,安全仪表系统是由传感器、逻辑控制器、执行器组成的,能够行使一项或多项安全仪表功能(Safety instrumented function,SIF)的系统。

每一个安全仪表功能针对特定的风险对生产过程进行保护[1]。

图1为一典型的安全仪表功能,它的功能是为了防止压力容器V100中压力过高而发生爆炸等危险事故。

安全仪表系统的SIL评估安全仪表系统（Safety Instrumented System，SIS）在工业生产过程中扮演着至关重要的角色，用于保障人员和设备的安全。

在本文中，我们将探讨安全仪表系统的重要性和应用场景，并详细介绍SIL评估的要求、方法和结果分析，旨在帮助读者更好地理解和完善安全仪表系统。

安全仪表系统是一套独立的控制系统，主要应用于关键控制回路和工艺流程，以确保在出现故障或异常情况下，能够及时启动相应的安全措施，最大程度地减少人员伤亡和设备损坏。

安全仪表系统广泛应用于石油、化工、制药、食品等众多行业，是保障工业生产安全的重要组成部分。

安全仪表系统（SIS）：是一种独立的控制系统，用于监测和控制关键控制回路和工艺流程，以确保在出现故障或异常情况下，能够及时启动相应的安全措施。

SIL评估：Safety Integrity Level（安全完整性等级）评估是对安全仪表系统的一种定量评估方法，用于衡量系统在预防事故方面的有效性和可靠性。

评估标准：SIL评估需要依据相应的评估标准，如IEC 、ISO 等，这些标准规定了安全仪表系统的安全完整性等级的定义、评估方法和流程等。

评估方法：SIL评估采用定量评估方法，通过对安全仪表系统的故障概率进行评估，来确定系统的安全完整性等级。

评估流程：SIL评估的流程一般包括以下几个步骤：资料审查、现场考察、功能测试、故障树分析、风险矩阵计算等。

定性评估：主要是通过资料审查和现场考察，了解安全仪表系统的设计、结构、元件、可靠性等方面的信息，判断系统是否具备必要的安全功能和可靠性。

定量评估：基于故障树分析和风险矩阵计算，通过对安全仪表系统可能发生的故障进行概率统计和风险评估，以确定系统的安全完整性等级。

具体步骤如下：（1）收集系统故障数据：通过故障树分析，收集安全仪表系统各部件的故障数据，包括故障类型、故障概率等信息。

（2）确定故障风险矩阵：根据收集到的故障数据，确定各故障类型的风险矩阵，以量化故障对系统安全性的影响程度。