石油化工安全仪表系统设计规范内容.doc

SHxxxx-2003

1．总则

1。1 本规范适用于新建、改扩建石油化工装置（或工厂）安全仪表系统的工程设计。石油化工厂公用工程及辅助设施等工程设计可参照执行。

1.2 安全仪表系统的工程设计必须满足石油化工装置(或工厂)安全等级的要求。

1.3相关标准如下：

IEC61508 “Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems。”

IEC 61511 “Functional safety：safety instrumented systems for the process industry sector。”

ANSI/ISA-84.01 Application of safety instrumented system for the process industries。

DIN V 19250 Programmable safety system。

IEC 61131 Programmable controller.

1.4 执行本标准时，尚应符合国家现行有关标准的要求。

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2．名词术语

下列术语适用于本规范:

2。1 危险故障 Dangerous Failure

指能够导致安全仪表系统处于危险或失去功能的故障。

2.2安全仪表系统 Safety InstrumentedSystem (SIS)

指能实现一个或多个安全仪表功能的系统.系统包括传感器,逻辑运算器和最终执行元件.

2。3安全度等级 Safety Integrity Level(SIL)

指用于描述安全仪表系统安全的等级，共4级, 4为最高级, 1为最低级。

2。4最终执行元件 Final Element

指安全仪表系统的一部分，执行必要的动作，使系统达到安全状态。

2。5逻辑功能 Logic Function

指将一个或多个输入信息转换为一个或多个输出信息的功能。

2。6逻辑运算器 Logic Solver

指安全仪表系统或过程控制系统中完成一个或多个逻辑功能的部件。

2.7过程危险 Process Risk

指由过程引起的危险或由过程和过程控制系统相互干扰引起的危险。

2.8可编程电子系统 Programmable Electronic System (PES）

指由一个或多个可编程电子设备组成，用于控制、保护或监视的系统。该系统包括电源,中央处理单元，输入设备，数据高速通道和其它通信部件，输出设备等。

2。9安全故障 Safe Failure

指不会导致安全仪表系统处于危险或故障状态.

2.10过程控制系统 Process Control System（PCS)

指用于直接或间接控制过程及相关设备的控制系统,系统包括分散控制系统（DCS）、现场总线控制系统(FCS）、可编程控制系统（PLC）等.

2.11冗余 Redundancy

指为实现同一功能，使用多个相同功能的模块或部件。

2。12容错 Fault Tolerant

指功能模块在出现故障时，仍能继续正确执行特定功能的能力.

2.13表决 Voting

指系统中将每路数据进行比较和修正，用多数原则确定结论。

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例如:2OO3 （2 out of 3）3取2

2。14故障安全 Fail to Safe

指系统发生故障时被控制过程回到预定安全状态。

2.15显性故障 Overt Fault

指能够显示自身存在的故障.

2.16隐性故障 Covert Fault

指不能显示自身存在的故障。

2.17平均故障间隔时间 Mean time between Failures（MTBF)

指相邻故障间隔的平均时间。（包括平均失效时间和平均修复时间）

2.18平均修复时间 Mean time to repair（MTTR)

指故障修复所需要的平均时间（包括诊断，确认及等待时间)

2.19平均失效时间 Mean time to failure (MTTF）

指功能单元实现规定功能失效平均时间。

2。20可用性 Availability(A)

指系统可以使用工作时间的概率。

2。21可靠性 Reliability（R)

指系统在规定的时间间隔内发生故障的概率.

2。22传感器 Sensor

指用于测量过程变量的单一或组合设备（例如变送器，过程开关，位置开关等）

2。23三取二2oo3 （2 out of 3）

系统故障时性能递减方式：3-2-O

采用三取二表决方式,即三个CPU中若一个运算结果与其它两个不同，该CPU 故障，其余两个继续工作；若其余两个CPU运算结果再有不同时，则无法表示出哪一个是正确，系统停车。

2。24 二取一带自诊断1oo2D 1 out of 2 with Diagnostic

系统故障时性能递减方式：2-1-O

当一个CPU被检测出故障时，该CPU 被切除，另一个CPU继续工作；若第二个CPU再被检测出故障时,系统停车。

2.25 双重化二取一带自诊断2oo4D 2 out of 4 with Diagnostic

系统故障时性能递减方式：4-2-O

系统中二个控制模块各有二个CPU，同时工作又相对独立。当一个控制模块中CPU被检测出故障时，

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该CPU 被切除,切换到2-0工作方式；其余一个控制模块中二个CPU以1oo2D方式投入运行,若这一个控制模块中再有一个CPU被检测出故障时，系统停车。

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3。基本原则

3.1 安全仪表系统独立于过程控制系统，独立完成安全保护功能。

3.2 安全仪表系统包括传感器,逻辑单元和最终执行元件; 当过程达到预定条件时，安全仪表系统动作，将过程带入安全状态。

3。3 根据对过程危险性分析，人员、过程、设备及环境的保护要求及安全度等级要求确定安全仪表系统的功能。

3。4 安全仪表系统可按照安全度等级的要求分为1，2，3级.安全等级越高，安全仪表系统的安全功能越强.

3。5 安全仪表系统应设计成故障安全型。

3。6 安全仪表系统采用经TüV认证的可编程序控制器系统。

3.7 安全仪表系统应具有硬件和软件诊断和测试功能。

3。8 安全仪表系统构成应使中间环节最少。

3。9 安全仪表系统的传感器、最终执行元件宜单独设置。

3。10 安全仪表系统应能与过程控制系统、工厂管理系统进行通信。

3。11 安全仪表系统应提供独立于逻辑单元的手动设施，直接操作最终执行元件。

3.12 安全仪表系统应设计成当能源中断又恢复后，过程不应自动再起动.

3.13 当多个单元的保护功能在一套安全仪表系统内完成时,其共用部分应符合最高安全等级要求. 3。14 安全仪表系统的人机接口宜与过程控制系统相同。