工业自动化SIS(功能安全SIL评估管理)系统架构

日期:2023-02-20 18:12:04 / 人气:20467

随着现代工业自动化水平的日益提高,对设备及系统、整个流水线以及运行过程的安全控制都显得越来越重要。在我们的生产生活中,尤其是在风险高的领域、一旦这些安全相关装置因设计缺陷或者设备随机失效造成危险失效,则很有可能导致恶性工伤事故。那么,如何保证自动化生产的效率尤其是安全性?如何提升安全装置的安全性能?如何对安全装置的安全功能和安全性能等级进行量化?

爱炎工业功能安全全过程管理系统根据IEC 61508、 IEC 62061、 ISO 13849-1、ISO26262、 IEC 61511等标准设计的软件系统,将会帮助我们找到有效的解决方法!

工业自动化SIS安全管理系统生命管理周期示意图

一、工业自动化领域的功能安全

现代工业自动化水平日益提高,对单台设备甚至整个流水线的安全控制都显得越来越重要,功能安全标准IEC 61508, IEC 62061, ISO 13849-1的出现将会帮助我们找到有效的解决方法。

1. 机械功能安全培训(ISO 13849, IEC 62061 2006/42/EC, ISO 25119);

2. 通用功能安全培训(IEC 61508);

3. 依据EN ISO 12100, EN 14121-2的风险性分析和改进;

4. 和机械安全相关的咨询、测试以及技术支持;

5. 基于ISO 13849、IEC 62061、2006/42/EC, ISO 25119等规范上的功能安全的技术解决方案的测试与咨询;

6. 故障率和系统可靠性计算;

7. 开发工具、通用产品及应用评估;

8. 安全管理评估;

9. 技术文件的审核和评估;

10. 型式检查;

11. 电气安全测试;

12. 按照相关法规的电磁兼容(EMC)测试和咨询;

13. 制造商现场的验收测试;

14. 依据ISO 13849、IEC 62061或IEC 61508标准对系统和部件进行PL或SIL认证。

二、HAZOP分析&SIL评估与过程安全管理

1.HAZID分析(危险源识别分析)

HAZID是依据ISO 17776开展的一种系统的危险源辨识方法,通过项目总体分析,加以对工艺流程图,总布置图和工艺方案的研讨,来识别装置中的重大危险源,确定可能产生的后果及影响,提出避免危害发生或减轻后果的控制原则、安全设计原则,为下一步有重点、有目的地开展项目风险管理确定关注重点。项目可行性研究、初步设计早期、以及工艺包的风险分析阶段均可开展HAZID分析。

2.HAZOP分析(危险与可操作性分析)

HAZOP分析作为工艺危害分析(PHA)中应用最广的分析方法,通过结构化和系统化的方式识别工艺系统潜在的危险与可操作性问题,并提出建议措施,提高装置本质安全水平。新建装置的基础设计、详细设计阶段和在役装置技改扩建工程是开展HAZOP分析的最佳时机!

3.SIL定级(风险图/风险矩阵/LOPA)

爱炎科技为了确定安全联锁的可靠性目标,并为SIS系统配置提供设计依据,需要确定每一个安全仪表功能(SIF)的安全完整性等级(SIL),LOPA方法是目前国内运用最广泛的SIL定级方法。

4.SIL验证

我们需要基于SIF回路传感器子系统(传感器、变送器和安全栅等)、逻辑解算器子系统(安全PLC)和最终元件子系统(继电器,电磁阀,阀门,MCC等)仪表设备配置搭建可靠性模型,运用国际权威的失效率数据进行计算,确保SIF配置已实现SIL等级目标。

5.SRS(安全要求规范)

爱炎科技依据IEC 61511-2016,基于HAZOP分析和SIL定级结果定义SIF回路的功能性要求和安全完整性要求,爱炎科技将为客户出具安全要求规范(SRS)。SRS是SIS系统设计和操作维护的基础性文件。

6.报警管理

为了帮助客户有效应对过程报警泛滥的难点问题,爱炎科技依据国际标准ISA18.2针对现有过程报警重新进行定义和优化,确保关键过程报警能够及时得到人员有效干预,提高装置运行安全。

7.安全阀风险评估

安全阀作为工艺系统超压场景下的最常见保护措施,准确定义安全阀的泄放量目标值是安全阀合理选型的前提,也是检验安全阀能否满足超压工况泄放能力的标尺。安全阀风险评估是帮助客户确认安全阀作为有效保护措施的关键性工作。

8.QRA(定量风险评价)

QRA作为风险分析的一种定量分析方法,在过程工业领域得到广泛应用与认可。针对存在火灾、爆炸、有毒气体泄漏等重大危险源场景,通过模型模拟精准分析和确定重大危害事件的风险频率及可能产生的后果,并与风险可接受标准比较,为工厂选址与设计、危险源辨识与评价、区域和土地使用决策、运输方案确定等提供有力的技术支持。

9.企业功能安全管理体系咨询

SIS系统功能安全的实现不仅需要技术手段和先进仪表设备,还需要人员和管理制度的深度融合。功能安全管理体系对于客户而言是必不可少和相当急迫的,爱炎科技可以帮助客户建立企业级功能安全管理体系,有效保障SIS系统的功能安全。

10.PSM(过程安全管理)

依靠爱炎科技系统研发中心的强有力支持,通过引进国际优秀管理模式和实践准则,结合客户自身的安全管理体系,聚焦企业安全文化、人员、技术、和设备四个维度总计20个要素,指导和协助客户全方位打造本质安全的过程安全管理体系,助力客户创造更优异的安全环保业绩。

三、部件及系统类的认证

1.安全装置:安全门开关、双手控制系统、安全互锁开关、安全铰链开关、安全编码器,安全解码器、安全传感器、安全继电器、安全PLC等 ;

2.电子感应防护装置:安全光幕、安全地毯、安全边缘开关、激光区域扫描保护装置等;

3.安全控制系统:数控机床控制系统、冲压设备控制系统、印刷设备控制系统等;

4.其它安全相关设备:AC伺服系统、自动化流水线系统、工业机器人、机械手臂等。

5.风险分析类:比如HAZOP;

6.安全功能分配:比如LOPA;

7.验证及确认(V&V,Verification and Validation):SIL验证及计算;

8.测试见证:比如故障插入测试的第三方证明;

9.安全相关的软件测试。

作者:化工厂功能安全管理系统


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