SIL驗(yàn)算需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)

SIL定級(jí)LOPA分析根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定SIF的需求和相應(yīng)的SIL等級(jí)。SIL定級(jí)的方法有很多種，行業(yè)內(nèi)普遍采用的是保護(hù)層分析方法（LOPA）。需要閱讀以下相關(guān)幾個(gè)書籍和標(biāo)準(zhǔn)：●GB/T20438《電氣

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電子

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可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》●保護(hù)層分析使能條件與修正因子導(dǎo)則美國化工過程安全中心（CCPS）著2015年版?！馎QT3054-2015

保護(hù)層分析（LOPA）方法應(yīng)用導(dǎo)則●GBT32857-2016

保護(hù)層分析(LOPA)應(yīng)用指南。另外行業(yè)內(nèi)發(fā)布了其它的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，可以參考閱讀。SIL驗(yàn)證流程1、了解工藝過程的危害和風(fēng)險(xiǎn)首先，需要對(duì)工藝過程進(jìn)行危害和風(fēng)險(xiǎn)分析，確定可能發(fā)生的事故類型、后果和頻率，行業(yè)通常用的是危害與可操作性分析（HAZOP）來實(shí)現(xiàn)。2、確定安全儀表功能（SIF）根據(jù)HAZOP分析報(bào)告，對(duì)事故場景復(fù)雜或者后果嚴(yán)重的事故場景進(jìn)一步量化分析，使用LOPA方法確定是否需要安全儀表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的安全功能，即安全儀表功能（SIF），SIL驗(yàn)算時(shí)需要參考SIL定級(jí)報(bào)告以對(duì)SIF的需求和相應(yīng)的SIL等級(jí)進(jìn)行明確。3、安全要求規(guī)格書（SafetyRequirementsSpecification，簡稱SRS）SRS不僅是SIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)和確認(rèn)的基礎(chǔ)，還提供了工程實(shí)施的準(zhǔn)則，涵蓋邏輯控制器的硬件集成、軟件組態(tài)、安裝、調(diào)試以及開車運(yùn)行等多個(gè)方面。它是確保SIS系統(tǒng)準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵文件。SRS是SIL驗(yàn)算重要輸入文件之一。4、安全儀表系統(tǒng)（SIS）的邏輯聯(lián)鎖圖安全儀表系統(tǒng)邏輯聯(lián)鎖圖通常包括輸入部分(溫度、壓力等)、輸出部分（現(xiàn)場閥門、開關(guān)、繼電器等）、邏輯運(yùn)算（如AND、OR、NOT等）以及它們更復(fù)雜的表決關(guān)系，如1oo1、1oo2等。在實(shí)際SIL驗(yàn)算中，邏輯聯(lián)鎖圖是確保SIL驗(yàn)算數(shù)據(jù)完整、可靠的重要組成部分。5、收集設(shè)備失效數(shù)據(jù)失效數(shù)據(jù)來源有：a、工廠統(tǒng)計(jì)收集的失效數(shù)據(jù)；b、設(shè)備廠商提供的SIL認(rèn)證數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；c、行業(yè)通用數(shù)據(jù)（OREDA、PDS等）。行業(yè)內(nèi)通常使用設(shè)備廠商提供的第三方認(rèn)證的SIL證書。6、計(jì)算平均失效概率PFDavgSIL驗(yàn)算常用的計(jì)算方法有可靠性框圖、故障樹、馬爾可夫模型等。其中馬爾可夫算法需要大量的計(jì)算，使用SIL驗(yàn)算軟件可快速計(jì)算。SILkit是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的SIL驗(yàn)算軟件，可自動(dòng)生成符合規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求的SIL驗(yàn)算報(bào)告。7、確認(rèn)結(jié)構(gòu)約束和系統(tǒng)能力的SIL等級(jí)注意：SIL驗(yàn)算除了計(jì)算計(jì)算平均失效概率PFDavg滿足目標(biāo)SIL等級(jí)，還需要考慮硬件結(jié)構(gòu)的完整性等級(jí)和系統(tǒng)性安全完整性（系統(tǒng)能力SC）是否滿足目標(biāo)SIL等級(jí)要求。8、調(diào)整和優(yōu)化討論在SIL驗(yàn)證不滿足要求時(shí)可采取的調(diào)整措施和優(yōu)化策略。9、驗(yàn)證報(bào)告和審查指導(dǎo)如何編寫詳盡的驗(yàn)證報(bào)告，并介紹驗(yàn)證審查的要點(diǎn)?！舻?、9項(xiàng)可參加培訓(xùn)班交流討論。

必須掌握的概念1、安全儀表功能（SIF）：由安全儀表系統(tǒng)（SIS）實(shí)現(xiàn)的安全功能，具有特定的安全完整性等級(jí)（SIL）的安全聯(lián)鎖回路。2、安全完整性等級(jí)（SIL）：用于衡量SIF的安全完整性要求的等級(jí)，分為四個(gè)等級(jí)，SIL4為最高，SIL1為最低。通俗的講，就是SIF（保護(hù)層）實(shí)現(xiàn)安全可靠性（滿意度）的指標(biāo)。3、驗(yàn)證（Verification）：通過檢查和提供客觀證據(jù)，確認(rèn)要求已滿足的過程。是一個(gè)審計(jì)過程。4、硬件故障裕度（HardwareFaultTolerance,HFT）：在硬件組件出現(xiàn)故障或錯(cuò)誤時(shí)，功能單元繼續(xù)執(zhí)行要求功能的能力。1oo2、2oo2、2oo4、2oo3的HFT各是多少？5、系統(tǒng)性能力（SystematicCapability,SC）：組件的系統(tǒng)性安全完整性滿足規(guī)定的SIL要求的置信度的度量。這個(gè)指標(biāo)在SIL驗(yàn)算中相對(duì)不太容易非常明確的確定6、要求時(shí)的平均失效概率（AverageProbabilityofFailureonDemand,PFDavg）：在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)，當(dāng)要求時(shí)，設(shè)備（系統(tǒng)）不能響應(yīng)的平均概率。7、每小時(shí)的失效概率（ProbabilityofFailureperHour,PFH）：每小時(shí)設(shè)備（系統(tǒng)）故障的平均次數(shù)。8、誤停車率（SpuriousTripRate,STR）：在單位時(shí)間內(nèi)，設(shè)備誤動(dòng)作引起的工藝停車或混亂的預(yù)期次數(shù)。9、檢驗(yàn)測試間隔（TestInterval,TI）：兩次成功的檢驗(yàn)測試之間的時(shí)間間隔。10、失效率（FailureRate,λ）：時(shí)間點(diǎn)后的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生失效的設(shè)備總量與完好設(shè)備的總量的比值。11、結(jié)構(gòu)約束（ArchitectureConstraint,AC）：確保SIF達(dá)到特定SIL等級(jí)所需的硬件結(jié)構(gòu)要求。12、共因失效（CommonCauseFailure,CCF）：由單一事件導(dǎo)致的多個(gè)設(shè)備或組件同時(shí)失效。13、診斷覆蓋率（DiagnosticCoverage,DC）：能夠通過診斷測試檢測到的失效占總失效的比例。14、平均恢復(fù)時(shí)間（MeanTimetoRestore,MTTR）：從失效停止工作到校正后再次工作之間的平均時(shí)間。15、安全失效分?jǐn)?shù)（SafeFailureFraction,SFF）：安全失效與總失效的比例。1-du/總16、風(fēng)險(xiǎn)降低因子（RiskReductionFactor,RRF）：安全儀表功能要求時(shí)危險(xiǎn)失效平均失效概率（PFDavg）的倒數(shù)，用于度量安全儀表功能提供的風(fēng)險(xiǎn)降低程度。17、故障樹分析（FaultTreeAnalysis,FTA）：一種用于估算設(shè)備和組件失效導(dǎo)致事故可能性的方法。18、馬爾可夫方法（MarkovMethod）：一種用于定量分析SIS可靠性的數(shù)學(xué)方法。19、PFD計(jì)算：基于設(shè)備失效概率和維修時(shí)間等參數(shù)，計(jì)算SIF在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能成功執(zhí)行其功能的概率。20、SIL驗(yàn)算報(bào)告：記錄SIL驗(yàn)算過程、結(jié)果和建議的文檔。21、SIL驗(yàn)算輸入：包括工程設(shè)計(jì)資料、SIF清單、SIF組成、SIF安全關(guān)鍵設(shè)備清單等，用于進(jìn)行SIL驗(yàn)算的必要信息。22、SIL驗(yàn)算審查：對(duì)SIL驗(yàn)算過程和結(jié)果進(jìn)行的檢查和評(píng)估，確保驗(yàn)算的準(zhǔn)確性和完整性。23、安全失效率(λS)：安全失效是指那些不會(huì)導(dǎo)致安全儀表系統(tǒng)（SIS）進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)的失效。這個(gè)參數(shù)衡量了在單位時(shí)間內(nèi)安全失效發(fā)生的概率。24、危險(xiǎn)失效率(λD)：與安全失效相對(duì)，危險(xiǎn)失效是指那些可能導(dǎo)致安全儀表系統(tǒng)（SIS）進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)的失效。這個(gè)參數(shù)同樣衡量了單位時(shí)間內(nèi)危險(xiǎn)失效發(fā)生的概率。25、安全檢測到的失效率(λSD)：這部分安全失效是可以通過系統(tǒng)內(nèi)的診斷測試檢測到的。26、安全未檢測到的失效率(λSU)：這部分安全失效是無法通過系統(tǒng)內(nèi)的診斷測試檢測到的。27、危險(xiǎn)檢測到的失效率(λDD)：這部分危險(xiǎn)失效是可以通過系統(tǒng)內(nèi)的診斷測試檢測到的，允許系統(tǒng)在失效發(fā)生前采取措施。28、危險(xiǎn)未檢測到的失效率(λDU)：這部分危險(xiǎn)失效是無法通過系統(tǒng)內(nèi)的診斷測試檢測到