工业生产过程中安全仪表系统的应用3,转工业领域安全仪表系统的功能安全

本文格式为Word版，下载可任意编辑——工业生产过程中安全仪表系统的应用3,转工业领域安全仪表系统的功能安全工业生产过程中安好仪表系统的应用3转工业生产过程中安好仪表系统的应用3-转2022年08月19日附录B(资料性附录)SIS设计需要考虑的问题注：本附录不是本标准的强制要求，仅供参考。

本附录论述得志SIL要求的各种设计方法，下面是SIS设计需要考虑的问题：

B．1分开——同样的或者不同的B．2冗余——同样的或者不同的B．3软件设计考虑B．4技术选择B．5故障率和故障模式B．6布局B．7动力源B．8公共理由故障B．9诊断B．10现场设备B．11用户界面B．12安好B．13接线B．14文件B．15功能测试时间间隔B．1分开——同样的或者不同的B．1．1分开BPCS和SIS的功能裁减了操纵和安好功能同时失效的可能性，或者裁减了无意中的变更影响SIS安好作用的可能性。因此，一般来说BPCS和SIS的功能需要分开。

B．1．2同样的分开通常在SIL1级应用的场合可以采纳。不同的分开另外具有裁减系统性故障(在SIL3级应用的场合这是一个更加重要的因素)的可能性和裁减公共理由故障的优点(参见B．8)。

B．1．3可能需要4个方面的分开来得志安好的功能性和安好的完整性要求：

a)现场检测元件的应用；

b)终端操纵单元的应用；

c)规律操纵单元；

d)SIS与BPCS或其他设备之间的通信。

B．1．4这4个方面中的每一个都理应举行评估以保证SIL的要求能够被得志。

B．1．5检测元件：单个检测元件同时用在BPCS和SIS系统中，作为过程安好活动(附录A)的一片面，需要做进一步的安好审查和安好分析。例如，一个液位检测元件既用做BPCS的液位操纵又用做SIS的高液位关断，假设该检测元件在低于液位操纵器设定点的位置展现了故障，液位操纵器可能指挥进料阀门开启而这时高液位关断养护已失效。

B．1．5．1对于SIL1级，只要得志安好完整性的要求，单个检测元件可以同时用在BPCS和SIS系统。

B．1．5．2对于sIL2级，为了得志安好完整性的要求，BPCS和SIS系统同样分开是通常需要。

B．1．5．3对于SIL3级，为了得志安好完整性的要求，BPCS和SIS系统同样分开或者不同分开是通常需要。

B．1．5．4当使用冗余的SIS检测元件时，这些检测元件可以同时接到BPCS和SIS系统，只要安好审查和安好分析说明检测元件接到BPCS并不会危及SIS系统的安好完整性。

B．1．6操纵和关断阀门：

B．1．6．1对于SIL1级，只要阀门的担心全故障率得志安好完整性的要求，单个阀门可以同时用在BPCS和SIS系统，设计上应确保SIS的动作优先于BPCS的动作。

B．1．6．2对于SIL2级，为了得志安好完整性的要求，BPCS和SIS系统同样分开是通常需要。单个阀门同时用在BPCS和SIS系统，由于它可能不得志安好完整性的要求需要做进一步的安好审查和安好分析。例如，一个阀门既用做BPCS又用做SIS系统，假设这个阀门在开的状态展现故障就会产生问题，如该阀门也作为一个联锁装置，这时由于SIS系统不能够关闭该阀门，从而使得这个安好养护失效。

B．1．6．3对于SIL3级，为了得志安好完整性的要求，BPCS和SIS系统同样分开或者不同分开是通常需要。

B．1．6．4当使用冗余的SIS阀门时，这些阀门可以同时接到BPCS和SIS系统，只要安好审查和安好分析说明这时阀门接到BPCS并不会危及SIS系统的安好完整性。

B．1．6．5抉择阀门要求另外还要考虑的问题有：

a)关断要求；

b)阀门的稳当性阅历；

c)阀门展现担心全故障的模式；

d)降低阀门的有效性的操作程序(如旁通阀开启)。

B．1．7规律操纵器：

B．1．7．1对于SIL1级，为了得志安好完整性的要求，BPCS和SIS系统同样分开或不同分开的需要是典型的。

B．1．7．2对于SIL2级，为了得志安好完整性的要求，BPCS和SIS系统不同分开的要求是具有代表性的。只要安好审查和安好分析说明得志安好完整性的要求后，可以使用BPCS和SIS系统同样分开。

B．1．7．3对于SIL3级，应考虑用BPCS和SIS系统不同分开来得志安好完整性的要求。

B．1．7．4可能有一些特殊的场合BPCS和SIS系统是不能举行分开的(如一个燃气透平操纵系统就包含操纵和安好两者的功能)。当操纵和安好两者的功能在同一个装置结合起来时还要考虑的问题有：

a)公共元件和软件故障以及它们对SIS性能影响的评估；

b)安好生命周期内考虑到SIS系统修改、维护、测试时整个系统的技术支持和文件支持；

c)限制访问系统的编程和组态功能。

B．1．8BPCS和SIS系统之间的通信：

B．1．8．1BPCS和SIS系统之间的通信能够巩固应用的整个安好性。但是，外部通信更加是SIS的写入可能影响SIS的安好完整性。务必有打定地确保全体写入正确，不会给系统的安好和操作带来消极影响[进一步的说明参见B．1．8．2c)和d)]。

B．1．8．2BPCS和SIS系统之间的外部通信有以下5种根本的方法：

a)BPCS和SIS系统之间没有外部通信。这种做法对于全体的SIL级别都可以采纳。

b)BPCS和SIS系统之间硬线连接的外部通信。这种做法对于SIL1级和SIL2级可以采纳，但对于SIL3级需要做额外的安好审查和安好分析。

例如，从一个设备输出模拟量或数字量到另外一个设备的输入。

c)从SIS系统到BPCS系统的只读外部通信。假设经安好审查和安好分析确信不会影响安好功能，这种做法对于全体的SIL级别都可以采纳，实现安好功能的写养护措施包括但不限于以下几种：

1)硬线开关(或跨接线)限制写入；

2)在SIS的ROM(只读存储器)中完成安好功能。

d)带有写养护安好功能的读取／写入的外部通信。这种做法对于SIL1级和SIL2级可以采纳，但对于SIL3级需要做额外的安好审查和安好分析，实现安好功能的写养护措施包括但不限于以下几种：

1)为写入访问限制时间窗；

2)软件开关(如密码password)来限制写入访问。

e)带有少量或没有写养护安好功能的读取／写入的外部通信。这种做法对于SIL1级可以采纳，对于SIL2级需要做额外的安好审查和安好分析，在SIL3级不建议使用这种方法。

B．2冗余——同样的或者不同的B．2．1冗余能够用来提高安好完整性或者提升故障容错。设计者理应确定实现安好等级的冗余需求和确定安好系统中全体部件，包括检测元件、规律处理器和终端操纵元件等的稳当性要求。

B．2．2其中一个例子是安好系统要求2选1(1002)的布局体系，但是要关切谬误跳闸问题。在这种处境下，设计者可以选择3选2(2022)的布局体系，这样在没有实质上降低安好完整性的处境下即可以提升稳当性。

B．2．3冗余可适用于硬件和软件(参见B．10)。

B．2．4对于公共理由故障应举行冗余分析。消释或裁减故障源，使用不同的冗余技术是裁减公共理由故障的有效手段。公共理由故障的例子有：

a)公用仪表检测管堵塞；

b)腐蚀；

c)硬件故障；

d)软件错误；

e)动力供给／源。

B．2．5不同的冗余采用不同的技术、设计、制造、软件和固件等，来降低公共理由故障的影响。假设需要不同冗余来得志SIL(安好等级)，就理应采用不同冗余。假设由于采用了不同冗余可能导致使用低稳当性部件，从而不得志系统稳当性要求，不同冗余那么不理应被采用。

B．2．6能够用来实现不同冗余的措施包括但不限于以下：

a)当不同检测量之间存在已知关系时，使用不同检测量(如压力和温度)；

b)对于一致的参数采用不同的检测方法(如科里奥流量计和旋涡流量计)；

c)对于冗余布局体系的每一个通道采用PES的不同类型；

d)使用地理上的不同(如冗余通信介质的备用路由)。

B．2．7在SIS中采用PES技术能够保证不同冗余，但需考虑在以下几个方面存在未被检测到的故障：

a)硬件；

b)制造；

c)元件；

d)操作系统；

e)通信；

f)固件；

g)软件；

h)应用程序；

i)环境。

B．3软件设计考虑B．3．1内置软件B．3．1．1内置软件由PES供给商供给并且对于应用软件的制备具有明显的代表性。举行应用软件开发之前应先明确以下问题：

a)供给商有软件质量筹划；

b)内置软件修订本版号是规定好的；

c)内置软件修订本版号与最初批准PES用着SIS举行分析时的修订本版号是一致的；

d)在新软件版本中全体增加的内置软件功能要举行审查和分析。

B．3．2公用软件B．3．2．1使用公用软件理应坚持和内置软件一样的标准(参见B．3．1)。可以考虑采用从第三方来的公用软件。假设公用软件包未经PES制造商测试和批准，不推举使用第三方的公用软件举行应用程序开发。

B．3．3应用软件B．3．3．1标准组件型模块化设计在应用软件中是分外可取的，标准组件型模块化设计往往使设计趋于简朴、完整。

B．3．3．2假设需要得志系统的安好等级(SIL)，应用软件理应包括诊断测试规定。典型的使用看门狗记时器的诊断测试方案在[参考C．1]中举例说明。

B．3．3．3首选使用成熟的和已被证明为公认的工业标准的程序语言。

B．3．3．4编程准那么理应建立在设计组中实施统一的风格。软件质量筹划的实施可以更加轻易进展统一的编程风格。

B．3．3．5为了制止不必要的使得系统难于预知的繁杂性和特征，以下问题理应考虑：

a)软件理应有明确的依次和布局，以便确保在任何时候都知道是处在应用软件中的什么位置；

b)假设嵌套依次被使用，嵌套理应限制在尽可能少的层上；

c)应用软件的同级评审。

B．3．3．6为检验软件设计得志安好需求技术规格书中确立的每一项要求，要考虑以下问题：

a)一个分析证明安好需求技术规格书中确立的每一项要求已在设计中被贯彻；

b)安好临界功能设计的同级评审。

B．3．3．7表明应用软件在全体预期的操作条件下都得志安好要求技术规格书中确立的每一项要求，要考虑以下问题：

a)测试理应逐步开展，以练习软件超出正常限制的数据、命令、键盘输入和其他动作；

b)一个缺陷报告和判别系统理应被执行；

c)应用软件理应被测试，以测定存在硬件故障中的软件工作处境。

B．4技术选择B．4．1安好仪表系统(SIS)可以采用电气的、电子的或可编程序电子(E／E／PE)的技术。

B．4．2组合技术