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2 控制系统与安全系统的思考 国际安全标准 安全等级的评定 控制系统与安全系统 什么是安全系统 安全相关的概念 1 2 国际安全标准 ? DIN V 19250/ DIN VDE 0801 – Control Technology, Fundamental Safety Aspects to be considered for Measurement and Control Equipment ? ISA SP-91. – “Identification of Emergency Shutdown Systems and Controls That are Critical to Maintaining Safety in Process Industries” ? ANSI/ISA S84.01. – “Application of Safety Instrumented Systems for the Process Industries” ? IEC 61508/IEC 61511 – “Functional Safety: Safety Related Systems”/”…for Process Industry” – Based on ANSI/ISA S84.01 – Substituted ANSI/ISA S84.01 on 2nd QTR 2002 2 2 安全相关的概念 Acceptable Risk Level Mechanical integrity vessels, pipe, etc. PROCESS RISK Inherent Risk BPCS SIS SV , etc. ? 安全是可接受的风险水平 ? 由不同的保护层实现 3 2 安全相关的概念 ? SIS — Safety Instrumented System 安全仪表系统， ESD 是其中一个部分 ? SIL — Safety Integrity Level 安全品质等级，又称安全级别 ? SIF — Safety Instrumented Function 安全仪表功能，一套 SIS 中含有一个或多个 SIF ? Reliability 可靠性，评价的是系统在出现危险信号时执行安全动作的准确性 ? Availability 可用性，评价系统连续运行的能力 ? PFD 可能失效率 ? MTTF 平均到故障时间 4 2 安全等级的划分 IEC 61508 划分了 4 个安全等级 :SIL1~SIL4 DIN V 19250 划分了 8 个安全等级 :AK1~SIL8 5 2 ? 风险评估的方法 定性分析： 由一个专家组成的团队根据风险发生的频率和 造成的后果判断得出的 SIL IEC 61508 只根据风险后果定性分析 – “ 4 ” – 灾难性的社会伤害 . – “ 3 ” – 人员伤亡和社区环境伤害 – “ 2 ” – 主要财产和产品损失，可能对人员造成伤害 – “ 1 ” – 轻微财产和生产损失 定量分析： 由一个专家组成的团队根据系统失效率的数据 （包括人为因素和硬件因素）计算出发生事故的可能性， 通常用来精确验证一个安全系统是否达到了相应 SIL 的保护 要求 安全等级的评定 6 2 C —— 风险发生造成的后果严重程度 F —— 人员处于危险区域的频率和时间概率 P —— 是否有完善的避免伤害的途径和方法 W —— 危险发生的可能性 危险事件 b a c d e f g h - a b c d e f g - - a b c d e f P 1 P 2 P 1 P 2 F 1 F 2 F 1 F 2 C 1 C 2 C 3 C 4 W 3 W 2 W 1 IEC-61508 安全等级评估示例 安全定级的评定 7 2 C 1 Minor Injury C 2 Serious permanent injury to one or more persons C 3 Death to several people C 4 Very many people killed 安全等级的评定 8 2 安全等级的评定 Necessary Minimum Risk Reduction Level Safety Integrity Level - No safety requirements a No special safety requirements b,c 1 d 2 e ,f 3 g 4 h An E/E/PES SRS is not sufficient 9 2 安全仪表系统 SIS ? 完整的安全仪表系统包括：现场测量