安全仪表系统的发展里程
时间：2012-05-14 阅读：653
IEC615OS/IEC61511标准的发布，使得安全仪表系统在各个行业的应用都有了统一的工程技术体系以及功能安全评价和管理体系，这也将SIS的应用提升到了新的层次。
TüV认证的功能安全专家和培训师，Honeywell安全咨询服务、顾问张建国认为，IEC61508/IEC61511的发布，对安全仪表系统在过程工业领域的应用具有划时代的意义。首先，将仪表系统的各个特定应用都统一到了SIS的概念下；其次，提出了以SIL为指针，基于绩效的可靠性评估标准；再者，以安全生命周期的架构，规定了各阶段的技术活动和功能安全管理活动。这使得SIS的应用形成了一套完整的体系，包括：设计理念和设计方法、仪表设备选型准人原则、系统硬件配置和软件组态编程规则、系统集成、安装和调试、运营和维护，以及功能安全评估与审计等。
为了能够将SIS系统在过程工业中的应用经验与业界分享交流，张建国花费四年时间，编著了《安个仪表系统存讨程工业中的应用》，他在前言中写道：“希望这本书对业界朋友理解IEc61508/IEC615ll以及SIS的功能安全理念有所帮助。我的另一个心愿，是将这本书奉献给大专院校工业安全、仪表、自动化等专业的同学们，希望他们对SIS技术领域有所关注。”针对于此，记者也特别采访了张建国老师，与他一同探讨了SIS的前世今生。
SIS的发展历程
工业领域何时开始形成了SIS的概念？可否简要阐述一下SIS的简要发展历程？
张建国：ESD、FGS、以及BMS等安全连锁或保护系统在过程工业中的应用已经有几十年的历史，逻辑单元从zui初的气动逻辑、机电继电器系统、固态逻辑、可编程电子控制器，到现在的安全逻辑控制器；从故障安全设计，到诊断技术的运用，技术和安全理念都有了长足的进步。
从整个发展过程来讲，首先是工业领域提出了需求。再者随着技术本身由简单到复杂的发展规律，功能也随之强大，系统必然变得越来越复杂。如何通过系统本身识别系统的失效状态？如何管理如此复杂的系统？这不仅要求系统首先要有高可靠性，同时一旦失效的话，它必须以一种可预见的、安全的方式使被控对象达到或保持在安全状态。SIS就是沿着这样一种思路产生的。
SIS的应用情况
您认为目前国内工业领域SIS应用处在一个怎样的水平上？
张建国：SIS近些年在石化等过程行业中的应用已经比较普遍。就SIS系统技术的*性来说，已经处在了比较的位置。
SIS应用的主要问题有哪些？
张建国：自前面临的zui大问题是在贯彻IEC61508/IEC615ll标准的要求下，如何应用SIS产品。IEC61508/IEC615II中有一个生命周期模型。在这个生命周期模型中。如何确认防护对象和需要的安全功能，以及要达到怎样的安全等级等问题，需要一套专业的危险和风险分析方法来解决。只有经过这个分析研究，得出的安全要求才能更加贴近实际需要。其实以往的工作中也形成了很多规范标准，这些规范标准多是基于现场工作经验，形成的“惯例”做法。SIS工程中虽然采用的是zui基本的危险和风险分析，但是这种基于“过程风险”确定SIS有效性和可靠性的方法，较之传统的单凭经验的做法，可有效避免SIS设计的过分保守或不足，合理地控制工程成本。
IEC61508/IEC615ll标准是以安全生命周期为架构的。SIS的整个安全生命周期可分为分析、工程实施及操作维护三个阶段。在分析阶段，要辨识工艺过程的潜在危险，并对其后果和可能性进行分析，以便确定过程风险及必要的风险降低要求。工程实施阶段主要完成SIS的工程设计、仪表选型，安全逻辑控制器的硬件配置、软件组态以及系统集成，完成操作和维护人员的培训，完成SIS的安装和调试，以及SIS的安全验证。操作维护阶段在整个安全生命周期中时间区间zui长，包括操作和维护、修改，和SIS的停用。
在SIS设计选型后，要根据可靠性数据和操作模式，对安全仪表功能的危险失效概率或危险失效频率进行计算，评定是否满足目标功能安全要求。这是保证必要的风险降低的重要环节。同时，在SIS运行后，日常维护、修改管理、周期性检验测试、功能安全审计等也是功能安全的核心工作。
由此可见，IEC61508/IEC615ll标准的特点是在建立一个技术体系的同时，也建立了一个管理体系。
另外，我认为应该在整个行业内建立一种安全文化，这一点非常重要。被动接受和主动想要满足要求，在未来工厂管理或装置管理霍尼韦尔SIS产品的与众不同霍尼韦尔在SIS的研发中zui注重哪些？张建国：不同的供货商有不同的产品研发思路。实际上从产品本身来讲，我认为不论采用怎样的技术路线，首先要遵循IEC61508/IEC61511这些标准。产品必须要通过第三方的认证，这是zui基本的品质量保证。等方面的效果会相差很多。
霍尼韦尔SIS产品的与众不同
霍尼韦尔在SIS的研发中zui注重哪些？
张建国：不同的供货商有不同的产品研发思路。实际上从产品本身来讲，我认为不论采用怎样的技术路线，首先要遵循IEC61508/IEC61511这些标准。产品必须要通过第三方的认证，这是zui基本的品质量保证。
就霍尼韦尔来讲，其SIS系列产品均基于IEC61508等功能安全标准来研发。这一点在系统手册中就有体现。在FSC和SM的系统手册中，特别是其安全手册，详细描述了霍尼韦尔安全系统如何遵循IEC615O8等功能安全标准。
除此之外，霍尼韦尔非常注重与TüV之间的深入合作。我们的安全系统均获得了TüVSIL3的产品认证；我们的工厂、销售、工程和服务等相关业务部门获得了TüV关于遵循IEC61508等相关要求的组织机构认证；我们HSMS（霍尼韦尔安全管理系统）业务中的市场、销售、工程和服务等团队中拥有大批认证的功能安全工程师。我们在向用户提供*安全系统的同时，努力践行IEC61508/IEC615ll等技术和管理理念，用强大的技术保障体系，为用户提供全生命周期的安*方案和服务。
值得一提的是，除了我们自己拥有大批经过培训并认证的T功能安全工程师以外，霍尼韦尔作为功能安全工程师认证程序的合作者之一，亦是目前国内*用中文授课的课程提供者。霍尼韦尔与国内合作伙伴一道，已经面向国内许多的大学、研究机构、设计院、研发和生产企业、供货商、SIS的zui终用户等不同领域和行业的相关人员，提供了多批次的TüVFSEng功能安全工程师认证培训和考试，有近百位获得了证书。目前，在莱茵和霍尼韦尔的共同努力下，霍尼韦尔已经为中国台湾地区用户提供了相应的中文培训和认证课程。
霍尼韦尔SIS产品有哪些技术亮点？
张建国：从IEC615ll的分层模型可以看出，zui底层是控制和监控层，即以DCS为代表的基本过程控制系统；上一层是防护层，这其中应用的zui典型的系统就是ESD，其意图是当被控参数达到设定限值时，避免设备损坏、人员伤害或环境破坏等危险事件的发生；再上一层是抑制减轻层，其S巧应用是常见的火气系统，它的作用是当危险事件发生时，如何缓解其发生的后果；在顶层还有全厂紧急响应和社区紧急响应。通过技术体系和过程安全管理等非技术手段，达到风险降低的效果。可见，风险降低并非单一的措施，而是诸多措施的综合体现。
一方面，霍尼韦尔的产品线非常宽泛，霍尼韦尔的产品可以将这些层全部覆盖，另一方面，其产品和服务构成了一个有机的技术体系，提供的是总体解决方案。以SafetyManager（SM）为例，它首先是一款获得了TüVSIL3的认证的世界的安全系统，广泛应用于ESD、FGS、BMS、HIPPS等典型的安全防护领域。它有两个层面的网络：一是在系统层面，通过*的TüVSIL4SafeNet网络技术，可以将不同地理位置的SM系统构成一个安全管理整体；二是SM的远程I/OLink，可连接多层次的远程I/O，这样可以将处于远端分散的I/O点，集中到一个SM系统中。比如实施过的一个项目，它有海上平台、陆地终端、罐区，以及一个石化厂。该厂有一个中控室（CCR）和16个现场机柜室（FAR）。这样一个地理位置分散，规模又比较大的工程，zui终采用了107套SM，其中81套用于ESD,26套用于FGS。所有的SM系统用SafeNet连接，构成了一体的安全网络。另外，SM也是ExPerion家族平台上的一个节点，通过FTE网络，与PKS等一道，实现管控一体化，便于用户的操作和维护管理。