SIS、SIF、SIL、SILa、SIL0是指什么?

学术   2024-12-16 09:25   湖北  
济南 | 2025连续流动化学工艺开发及绿色工艺新技术装备应用论坛
在现代化工业生产和复杂系统运营中,安全始终是第一要务。为了确保各类设施与流程的安全运行,人们设计了多种安全机制,其中SIF(Safety Instrumented Function,安全仪表功能)、SIS(Safety Instrumented System,安全仪表系统)与SIL(Safety Integrity Level,安全完整性等级)构成了安全防线的三大基石。


安全仪表系统(SIS)

SIS则是由多个SIF组成的综合系统,它集成了传感器、逻辑控制器、执行机构等硬件,以及相应的软件和控制逻辑,用于执行一个或多个SIF。SIS是确保工艺过程安全的关键系统,它能够在紧急情况下快速响应,通过自动或手动方式控制潜在的危险源。SIS的设计、实施和维护需遵循严格的标准和规范,以确保其可靠性和有效性。

安全仪表功能(SIF)

SIF是指为实现特定安全目标而设计的一系列仪表功能,这些功能通过监测、控制或隔离等手段,防止或减轻危险事件的发生。例如,当系统中的压力超过预设限值时,SIF会触发报警或自动关闭相关阀门,以防止设备损坏或事故扩大。SIF是安全策略的具体实施者,它直接关联到系统的安全性能。

安全完整性等级(SIL)

SIL是对SIS性能的一种量化评估方法,它反映了SIS在执行SIF时所能达到的风险降低程度。SIL等级通常从1到4,等级越高,表示SIS在防止危险事件方面的能力越强,即系统发生失效的概率越低。SIL评估考虑了系统的硬件、软件、设计、安装、测试及运维等多个方面,是评估SIS安全性能的重要依据。


SILa:SIL能力

SILa(SIL Capability) 是对设备或系统在特定环境下达到预期SIL等级的实际能力的衡量。SILa不仅仅考量设备的设计,还包括实际操作、维护频率、测试方案等因素。通过评估SILa,企业可以验证系统在日常运行中是否具备足够的安全能力,是否达到指定的SIL等级。

SILa的有效性依赖于持续的管理和维护。即使设备设计符合SIL要求,如果缺乏足够的维护和测试,SILa水平可能会下降。因此,评估SILa并采取适当的维护措施对于确保系统长期可靠性至关重要。

在高风险系统中,SIL和SILa的应用几乎是必需的。然而,对于某些风险极低的设备或流程,不必过于复杂化设计或管理。此时可以采用SIL0的概念。

SIL0:安全完整性等级0

SIL0 是指无需达到特定的SIL等级,适用于低风险场景。当风险水平足够低,且不涉及关键安全保护时,可以不采用严格的SIL等级要求,使用SIL0标准。这允许企业合理分配资源,将更多精力投入在高风险的系统中,避免对低风险设备进行不必要的复杂化设计和成本支出。

SIL0的概念为安全管理提供了一定的灵活性,使企业可以根据实际风险水平合理调整安全设计

GB/T 21109.1-2022 (IEC 61511-1: 2016,IDT)

GB/T 21109.1-2022 过程工业领域安全仪表系统的功能安全 第1部分:框架、定义、系统、硬件和应用编程要求

3.2.67 安全仪表系统 safety instrumented system
用来实现一个或多个安全仪表功能(SIF)的仪表系统。
3.2.66安全仪表功能 safety instrument function;SIF
由安全仪表系统(SIS)实现的安全功能。

学习记录:
以上定义形成了一定程度的循环定义。

GB/T 21109.1-2022 (IEC 61511-1: 2016,IDT)

3.2.66 安全仪表功能 safety instrumented function;SIF由安全仪表系统(SIS)实现的安全功能。
注:SIF设计用来达到一个要求的SIL,SIL由其他参与降低相同风险的保护层决定
学习记录:
SIF有特定的SIL,SIL的SIL由SIL定级确定。



GB/T 21109.1-2022 (IEC 61511-1: 2016,IDT)

3.2.69 安全完整性等级 safety integrity level;SIL
为规定SIS应达到的安全完整性要求而分配给SIF的离散等级(4个等级中的一个)。
注1:SIL等级越高,期望的PFDavg越低,或者导致危险事件的危险失效平均频率越低。
注2:目标失效量和SIL间的关系见表4和表5。
注3:SIL4是安全完整性的最高等级,SIL1是最低等级。
注4:此定义和GB/T20438.4—2017中的定义有差别,从而反应过程领域术语中的差异。
学习记录:
SIL等级有且仅有4个等级,从高到低分别是SIL4、SIL3、SIL2、SIL1。

SILa和SIL0不属于安全完整性等级,即不属于SIL等级。

一个联锁要成为SIF,必须具备SIL等级,也就是应具备SIL4、SIL3、SIL2、SIL1中的一个。SILa和SIL0的联锁不属于SIF。


安全关键 safety critical related

包括安全关键测量变量(测量仪表)和安全关键动作(最终执行机构)。

安全关键测量变量(测量仪表)指的是该变量(测量仪表)是发现工艺不安全状态必不可少的变量(测量仪表),只有该变量的检测才能确定发现工艺不安全状态。

安全关键动作(最终执行机构)指的是该动作(最终执行机构)是将工艺过程转入安全状态必不可少的动作(最终执行机构),只有该动作的执行才能将工艺过程转入安全状态。

非安全关键 non-safety critical related

包括非安全关键测量变量(测量仪表)和非安全关键动作(最终执行机构)。

非安全关键测量变量(测量仪表)指的是该变量(测量仪表)不是发现工艺不安全状态必不可少的变量(测量仪表),该变量没有被检测并不影响安全关键测量变量(测量仪表)可独立确定发现工艺不安全状态。

非安全关键动作(最终执行机构)指的是该动作(最终执行机构)不是将工艺过程转入安全状态必不可少的动作(最终执行机构),该动作没有被执行并不影响安全关键动作(最终执行机构)可独立将工艺过程转入安全状态。

SH/T 3225-2024 石油化工安全仪表系统安全完整性等级设计规范(报批稿,住建部网站公示版)


GB/T 50770-2013 石油化工安全仪表系统设计规范(2023年版,局部修订,住建部网站公示版)


来源:流程工业

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