安全完整性等級書

安全完整性等級(Safety Integrity Level)表示風險降低的程度，強力設備、易燃化學品和高壓工藝都很容易導致危險甚至致命的事故。加工行業，尤其是石油、天然氣和化工行業，危險性很高，確保我們的資產和工人的安全至關重要。因此，識別和預防現場潛在的危險至關重要。

要了解什么是安全儀表系統 (SIS)，以及它如何幫助預防危險，我們首先需要了解不同的防線 (LOD) / 保護層 (LOPA)，以及安全儀表系統 (SIS) 在其中的位置。

這些防線 (LOD) / 保護層 (LOP) 是獨立的層級，其作用是防止初始事件（如冷卻損失）演變成事故（如危險物質泄漏），或在事故發生后減輕其后果。

防線，也稱為保護層，有助于防止危害

第一層是基本過程控制系統（BPCS）。基本過程控制系統 (BPCS) 可控制壓力、液位、溫度、流量等。

但問題是，過程控制系統（BPCS）可能會出現故障！設計師和工程師不可能預見到所有可能發生的危險，也不可能設計出能夠預防所有危險的控制系統。如果能做到這一點，我們就不需要報警系統、泄壓閥、火炬系統等。但事實并非如此，工藝設備需要多層保護......

當 BPCS 出現故障時，操作員干預后的下一層保護是獨立于 BPCS 的安全儀表系統 (SIS)。

安全儀表系統（SIS）不控制任何東西。它監控許多與 BPCS 相同的變量，但只在變量超出正常范圍時才采取行動，這通常意味著過程控制系統 (BPCS) 出現故障。

每個 SIS 執行一個或多個**安全儀表功能 (SIF)**。

安全儀表功能 (SIF) 包括三個要素：傳感器（如流量計）和邏輯解算器（如安全 PLC），用于檢測危險狀況，以及Zui終控制元件（如閥門），用于實現安全狀態。

SIF 的 3 個要素是傳感器、邏輯解算器和Zui終要素

安全完整性等級（SIL）表示在給定過程中由安全儀表系統（SIS）實施的儀表安全功能（SIF）所提供的風險降低程度。換句話說，SIL 是以按需失效概率 (PFD) 來衡量 SIF 性能的一種方法。

在設計 SIF 時，適當的 SIL 對于達到所需的安全水平至關重要。

IEC 61508定義了四個 SIL 等級，其中 SIL 4 提供Zuigaoji別的安全性能。例如，SIL 1 相當于風險降低系數 (RRF) 至少為 10，而 SIL 4 相當于風險降低系數 (RRF) 至少為 10,000。

下表顯示了每個 SIL 的相關平均按需故障概率 (PFDAvg) 和平均風險降低系數 (RRFAvg)。

說明每個筒倉按需發生故障的平均概率和平均風險降低系數的數字

因此，SIL 級越高，相關的安全級別就越高，系統出現故障的概率就越低。通常，SIL 級越高，意味著系統越復雜，安裝和維護成本越高。

工藝設備通常只需要 SIL 1 和 SIL 2 SIF。SIL 3 和 SIL 4 SIF 非常罕見，由于需要大量的重復工作，實施起來通常沒有經濟效益。在大多數情況下，應重新考慮工藝的基本設計。

這里還必須提及的是，SIL 等級只適用于 SIF。單個產品或組件沒有 SIL 等級。不過，它們可以被標記為適合在特定 SIL 環境中使用。

讓我們來談談 IEC 61508 和其他標準。

1998 年，國際電工委員會 (IEC) 發布了 IEC 61508 標準，這是第一個量化電氣控制系統安全性能并引入生命周期概念的guojibiaozhun。該標準的主要目標是Zui大限度地減少所有電氣/電子/可編程電子安全相關系統的故障。

IEC 61511標準是作為 IEC 61508 的流程部門實施標準而制定的，對安全儀表系統 (SIS) 的規格、設計、安裝、運行和維護提出了要求。

美國采用ANSI/ISA-84.0。該標準與guojibiaozhun IEC 61511 相同，但增加了一個不溯既往的條款，以適應現有的 SIS 安裝。

這些標準代表了當前全球加工廠管理 SIF 的良好做法。采用這些標準將確保適當的風險管理。因此，SIL 評估軟件/SIL 計算軟件也應與這些標準保持一致。

要確定 SIF 的 SIL 級別，必須計算 SIF 的整體 PFD。這種 SIL 計算基本上是將每個 SIF 組件（即傳感器、邏輯解算器和控制元件）的故障率數據結合起來，并考慮測試頻率、冗余度、表決安排等因素。

每個部件的故障率數據可從設備制造商處獲得。但即使有這些數據，計算也相當復雜。因此，建議使用youxiu的 SIL 評估軟件/SIL 計算軟件來確定 SIL。此外，用戶的能力和經驗也是至關重要的，并且需要許多學科的投入。

但是，SIL 計算如何與全局相適應？為此，我們需要了解安全生命周期。

IEC 標準定義了一個稱為 "安全生命周期 "的概念。這是一個循環過程，在這個過程中，所有危險都會被識別和分析，以了解哪些危險需要 SIS。

安全生命周期可以用幾個步驟來概括，以說明 SIL 計算的作用：

1. 首先，確定危害及其發生頻率。
2. 確定該頻率是否可接受（無 SIS）。如果是，則無需 SIS，否則：
3. 通過計算每個 SIF 的目標 RRF，確定危險的 SIL 級別。確定 SIF 的Zui小 RRF。這是危險頻率（不含 SIS）除以可接受頻率。已知Zui小 RRF 后，即可從 SIL 表中獲得 SIF 的目標 SIL 級別。SIF 可能有不同的目標 SIL 級。
4. 設計一個 SIS，使每個 SIF 都有一個與目標 SIL 級別相對應的 PFD。

通過 SIL 計算確定 SIF 的總體 PFD。然后將 SIF 的 RRF 與Zui低要求的 RRF 進行比較（記住 RRF = 1/PFD）。如果大于Zui低要求的 RRF，則 SIF 足夠使用。

SIL 的確定需要謹慎。因此，在選擇 SIL 評估軟件/SIL 計算軟件時也應謹慎。理想情況下，軟件不僅應專注于 SIL 計算，還應協助進行整個安全生命周期分析。