安全仪表系统的安全性与可用性研究.pdf

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1、文章编号：1001—9944(2015)06—0073—04安全仪表系统的安全性与可用性研究王伟，李志刚，李墨林，武岳，张昊(海洋石油工程股份有限公司，天津300452)摘要：随着自控技术和工业安全理念的发展，安全仪表系统SlS已从传统的过程控制中脱离开来，成为自控领域的一个重要分支。如何兼顾安全仪表系统的安全性与可用性是设计人员与最终用户共同关心的问题。文中以海洋油气田开发平台的经验数据为支撑，对平台现有的安全仪表回路的平均失效率PFD误动作率sTR进行理论计算，用以评估安全仪表系统的安全性与可用性。该研究成果对现有平台安全回路的改造和完善有一定的指导意义。关

2、键词：安全功能回路；安全性；可用性；平均失效率；误动作率；安全完整性等级；安全仪表系统中图分类号：TP202文献标志码：BStudyonSecurityandAvailabilityofSISWANGWei，LIZhi—gang，LIMo—lin，WUYue，ZHANGHap(OfshoreOilEngineeringCo．，Ltd．，Tianjin300452，China)Abstract：Witllthedevelopmentofautomationtechnologyandindustrialsafetyconcept，safetyinstrumented

3、systemsisseparatedfromthetraditionalprocesscontrolandstarttobecomeanimportantbranchofthecontrolledarea．Howtobalancesecurityandavailabilityofsafetyinstrumentedsystemsisacommonconcernofdesignersandend-users．Inthispaper，weuseanumberofempiricaldatafromfactoriesofshoreoilplatform，calculat

4、etheaveragefailurerate(PFDg)andspurioustriprate(STR)ofsecurityinstrumentcircuitstOtheexistingplatformandevalu~ethesecurityandavailabilityofthesafetyinstrumentedsystems．Theresearchresultshavecertainguidingsignificancetotransformandimpmvethesafetycircuitoftheexistingplatform．Keywords：s

5、ecurityfunctionalcircuits；security；availability；PFDg；spurioustriprate(STR)；safetyintegritylevel(SIL)；safetyinstrumentedsystem(SIS)在以石油／天然气开采运输、石油化工、发电等接受的风险，又尽量满足系统的可用性要求，需不为代表的过程工业领域中，由于设备繁复，工艺复同专业的技术人员进行深入讨论以及精确计算才杂且造价昂贵，要求整个控制系统不允许存在任何能完成。安全薄弱环节【”。随着IEC61508／IEC61511的发布。安全仪表系统已作为一

6、种独立的系统，大量应用于1安全功能回路的安全性分析和PFD计算石油、化工、发电等过程工业中。安全仪表系统的安1．1安全完整性等级SIL全性和可用性是评价一个系统好坏的关键因素闭。安全完整性反映了SIS执行安全功能时．在规如何将这二者有机的结合起来。既确保系统无不可定的状态和时间周期内，圆满完成安全功能回路的收稿日期：2015—03—06：修订日期：2015—04—10作者简介：王伟(1980一)，男，硕士，工程师，主要从事产品设计调试工作；李志刚(1985一)，男，硕士，主要从事产品设计调试工作；李墨林(1984一)，男，本科，工程师，主要从事产品设计调试工作。

7、自动亿与仪衰2o15(6)困绩效能力和可靠性水平[31。换言之，安全完整性等级20o3：PFD=【(ADu)x(TI)]+[3ADu×^D~xMTTRxTI】+SIL的高低决定了SIS的安全性的高低。[／3xkou×】(5)IEC61511将安全仪表功能的操作模式分为“要式中：A。为未检测出的危险失效率；A。。为检测出的求操作模式”和“连续操作模式”。“要求操作模式”是指当安全功能出现危险失效。并且“要求”出现危险失效率；为危险的系统性失效率；／3为公共原时，才会执行特定的动作(如关闭阀门)。海洋油因失效率；TI为检验测试的时间间隔；M'ITR为平均气田开发平台

8、的ESD(紧急关断系统)