發布日期：2022-07-14 點擊率：55
通過對安全儀表系統的發展過程、安全等級的判定方法、安全儀表系統的設計等內容的闡述,明確安全儀表系統的相關知識及工程設計原則。
近年來,生產事故的頻發使得安全生產受到越來越多的關注,為確保工廠生產過程的安全,安全儀表系統已越來越多地得到重視并應用。本文通過安全儀表系統在石油化工領域的應用,詳細介紹安全儀表的發展過程、安全概念、安全等級及確定、安全儀表系統的設計等內容。
1. 安全儀表系統的概念和發展過程
安全儀表系統執行必要的安全功能,以使被控對象達到或保持在安全狀態,并使所要求的安全功能達到必需的安全完整性。它可以防止危險事件的發生和減少危險事件的影響(有關安全相關系統本身的故障或失效也導致危險事件) 。當發生危險事件時,安全儀表系統將采取適當的動作和措施,防止被控對象進入危險狀態,避免危及人身安全和損傷設備。在結構上,安全儀表系統由傳感器測量元件、控制級設備和最終執行元件等構成。
20 世紀70 年代中期以前,相關安全系統的控制設備均由電磁繼電器組成,部分也采用固態集成電路構成。20 世紀80 年代開始采用可編程序控制器( PLC) 。隨著對設備安全、人身安全和環境保護的要求越來越嚴格,各工業企業和儀表自動化行業對過程安全功能,即有關安全系統的功能安全給予了極大的關注。20 世紀80 年代中期以后,伴隨著微電子技術和控制系統可靠性技術的發展,專門用于有關安全系統的控制器系統、安全型PLC 和安全解決方案得到迅速發展和推廣。
為了促進和規范安全相關的控制和保護系統的設計、制造和應用,國外一直致力于制定相關的標準。歐洲國家處于領先地位,最早的安全相關系統的標準于20 世紀70 年代誕生在德國,是有關鍋爐/ 燃燒器啟停控制的。此后,隨著儀表控制技術和控制系統可靠性技術的發展,為適應各種工業部門對安全相關系統性能要求的不斷提高,有關安全相關系統的標準也不斷更新和完善,目前國際上常見的標準有:
a) IEC61508 Functional safety of elect rical/elect ronic/ programmable elect ronic safety-related systems ;
b) IEC61511 Functional safety : Safety in-strumented systems for t he process indust ry sector ;
c) ANSI/ ISA - 84. 01 Application of safety instrumented systems for t he process indust ries ;
d) DIN V 19250 Programmable safety system ;
e) NFPA 285 Boiler and combustion systems hazards code (2001)。
其中,ANSI/已經被美國OSHA( Occupational safety and health administration——職業安全和健康管理局) 接受,廣泛應用于北美。IEC61508 已于2002 年8 月份正式成為歐洲標準。中國是IEC 的重要成員,全國工業過程測量和控制標準委員會也在研究是否將IEC61508作為中國的國家標準。
2 安全儀表系統的安全度等級
安全度等級是用于描述安全儀表系統安全綜合評價的等級,指在規定的條件下、規定的時間內,安全系統成功實現所要求的安全功能的概率。安
全儀表系統的安全度等級越高,安全系統實現所要求的安全功能失敗的可能性就越低。IEC61508 標準根據安全系統滿足安全要求的程度將安全系統分為4 個等級: SIL1～ SIL4,SIL1最低,SIL4最高。
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作者：李勝利,盧金芳
中國石油天然氣華東勘察設計研究院
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