SIS的發(fā)展歷程
從整個發(fā)展過程來講,如何通過系統(tǒng)本身識別系統(tǒng)的失效狀態(tài)?如何管理如此復(fù)雜的系統(tǒng)?這不僅要求系統(tǒng)首先要有高可靠性,同時一旦失效的話,必須以一種可預(yù)見的、安全的方式使被控對象達到或保持在安全狀態(tài)。SIS就是沿著這樣一種思路產(chǎn)生的。
目前,安全儀表系統(tǒng)已經(jīng)從傳統(tǒng)的過程控制概念中脫穎而出,并與基本過程控制系統(tǒng)(如DCS)并駕齊驅(qū),成為自控領(lǐng)域的一個重要分支。
安全標準發(fā)展
SIS是保障生產(chǎn)安全的重要措施,它應(yīng)在危險事件發(fā)生之前正確地執(zhí)行其安全功能,避免或減少事故的發(fā)生。然而有些時候,由于安全儀表系統(tǒng)發(fā)生失效,在需要它執(zhí)行安全功能時無法正確執(zhí)行預(yù)定的功能,從而導(dǎo)致災(zāi)難事故的發(fā)生。
為了確保安全儀表系統(tǒng)的功能得到切實執(zhí)行,功能安全的相關(guān)研究誕生了。2000年,國際電工委員會(IEC)發(fā)布了IEC61508標準,該標準明確提出了安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全。功能安全(Functional Safety,F(xiàn)S)是安全儀表系統(tǒng)有效地執(zhí)行其安全功能的能力體現(xiàn),是以系統(tǒng)功能的可靠執(zhí)行來保證安全。功能安全相關(guān)問題已成為研究熱點。
近年來,歐美工業(yè)發(fā)達國家都在研究并致力解決安全儀表系統(tǒng)的功能安全問題,已發(fā)布了一系列功能安全相關(guān)標準。1996年美國儀器儀表協(xié)會完成了第一個關(guān)于過程工業(yè)安全儀表系統(tǒng)的標準——ANSI/ISA-S84.01。隨后,國際電工委員會于2000年出臺了功能安全國際標準IEC61508:電氣/電子/可編程電子(E/E/PE)安全相關(guān) 系統(tǒng)的功能安全。該標準是功能安全的通用標準,是其它行業(yè)制訂功能安全標準的基礎(chǔ)。從此,功能安全的研究逐步成為研究熱點。
2003年,IEC發(fā)布了適用于石油 、化工等過程工業(yè)的標準IEC61511。隨即,美國用IEC61511取代了ANSI/ISA-S84.01成為國家標準。之后,適用于其它行業(yè)的功能安全標準相繼出臺,例如,核工業(yè)的IEC61513,機械工業(yè)的IEC62021等等。
在功能安全標準出臺之初,英國、澳大利亞等國就開始強制采用該標準。日本已將IEC61508國際標準轉(zhuǎn)變?yōu)镴IS-C-0508國家標準,并在電子、宇航、鐵路、汽車、原子能、化工、冶金等許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。由于西方國家對于安全管理研究和應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟,它們往往將功能安全國際標準同本國的工業(yè)實踐相結(jié)合,由本國安全監(jiān)管部門提出明確的標準應(yīng)用指南。
我國相關(guān)國家標準
我國已于2006年、2007年分別等同采用了IEC61508和IEC61511,發(fā)布了GB/T20438和GB/T21109。這些標準均對安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全提出了要求。詳細情況為:
★ GB/T 20438.1-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全 第1部分:一般要求
★ GB/T 20438.2-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全 第2部分:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的要求
★ GB/T 20438.3-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全 第3部分:軟件要求
★ GB/T 20438.4-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全 第4部分:定義和縮略語
★ GB/T 20438.5-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全 第5部分:確定安全完整性等級的方法示例
★ GB/T 20438.6-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全 第6部分:GB/T 20438.2和GB/T 20438.3的應(yīng)用指南
★ GB/T 20438.7-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全 第7部分:技術(shù)和措施概述
★ GB/T 21109.1-2007:過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全 第1部分:框架、定義、系統(tǒng)、硬件和軟件要求
★ GB/T 21109.2-2007:過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全 第2部分:GB/T 21109.1的應(yīng)用指南
★ GB/T 21109.3-2007:過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全 第3部分:確定要求的安全完整性等級的指南
評估和認證服務(wù)
國外功能安全評估和認證起步較早,并且已經(jīng)被廣大用戶、設(shè)備供應(yīng)商和集成商、工程承包商所接受。用戶通過權(quán)威的第三方機構(gòu)進行評估和認證,對自己選用的安全系統(tǒng)更加放心,也使設(shè)備制造商能夠生產(chǎn)出更加可靠的設(shè)備,提高自身競爭力。目前國外比較著名的評估和認證機構(gòu)和公司有德國的TÜV和美國的Exida。功能安全評估和認證主要有產(chǎn)品安全評估和認證、過程評估和認證、管理過程認證、人員資格認證和項目安全評估等。
目前主要的認證機構(gòu)有:
TÜV屬于德國萊茵認證,產(chǎn)品取得TÜV標志認證,表明該產(chǎn)品已經(jīng)通過TÜV南德或TÜV萊茵獨立的測試和工廠審查,證明該產(chǎn)品滿足相關(guān)歐洲或國際標準的安全要求。TÜV標志在歐洲乃至全球受到生產(chǎn)廠商和各國認證機構(gòu)的廣泛認可。
安全完整性等級
安全完整性等級,即SIL(Safety Integrity Level),是新引進的標準,國際上公認的一種功能安全認證,是根據(jù)國際電工委員會IEC頒布的功能安全標準IEC 61508(已轉(zhuǎn)化為國標GB/T 20438歸口標委會SAC/TC124/SC10)中對相關(guān)產(chǎn)品進行考核的認證的要求。
國內(nèi)SIL認證比較熟知的有:德國TÜV、上海所、北京所、法國BV等機構(gòu)。SIL由每小時發(fā)生的危險失效概率來區(qū)分。國際標準中共規(guī)定了四個等級,第四級表示最高的完整性程度,第一級表示最低。對應(yīng)著每一種安全完整性等級,都規(guī)定了可以降低設(shè)計錯誤的設(shè)計規(guī)范。