SIS的發展歷程
從整個發展過程來講,如何通過系統本身識別系統的失效狀態?如何管理如此復雜的系統?這不僅要求系統首先要有高可靠性,同時一旦失效的話,必須以一種可預見的、安全的方式使被控對象達到或保持在安全狀態。SIS就是沿著這樣一種思路產生的。
目前,安全儀表系統已經從傳統的過程控制概念中脫穎而出,并與基本過程控制系統(如DCS)并駕齊驅,成為自控領域的一個重要分支。
安全標準發展
SIS是保障生產安全的重要措施,它應在危險事件發生之前正確地執行其安全功能,避免或減少事故的發生。然而有些時候,由于安全儀表系統發生失效,在需要它執行安全功能時無法正確執行預定的功能,從而導致災難事故的發生。
為了確保安全儀表系統的功能得到切實執行,功能安全的相關研究誕生了。2000年,國際電工委員會(IEC)發布了IEC61508標準,該標準明確提出了安全相關系統的功能安全。功能安全(Functional Safety,FS)是安全儀表系統有效地執行其安全功能的能力體現,是以系統功能的可靠執行來保證安全。功能安全相關問題已成為研究熱點。
近年來,歐美工業發達國家都在研究并致力解決安全儀表系統的功能安全問題,已發布了一系列功能安全相關標準。1996年美國儀器儀表協會完成了第一個關于過程工業安全儀表系統的標準——ANSI/ISA-S84.01。隨后,國際電工委員會于2000年出臺了功能安全國際標準IEC61508:電氣/電子/可編程電子(E/E/PE)安全相關 系統的功能安全。該標準是功能安全的通用標準,是其它行業制訂功能安全標準的基礎。從此,功能安全的研究逐步成為研究熱點。
2003年,IEC發布了適用于石油 、化工等過程工業的標準IEC61511。隨即,美國用IEC61511取代了ANSI/ISA-S84.01成為國家標準。之后,適用于其它行業的功能安全標準相繼出臺,例如,核工業的IEC61513,機械工業的IEC62021等等。
在功能安全標準出臺之初,英國、澳大利亞等國就開始強制采用該標準。日本已將IEC61508國際標準轉變為JIS-C-0508國家標準,并在電子、宇航、鐵路、汽車、原子能、化工、冶金等許多領域得到了應用。由于西方國家對于安全管理研究和應用已經趨于成熟,它們往往將功能安全國際標準同本國的工業實踐相結合,由本國安全監管部門提出明確的標準應用指南。
我國相關國家標準
我國已于2006年、2007年分別等同采用了IEC61508和IEC61511,發布了GB/T20438和GB/T21109。這些標準均對安全相關系統的功能安全提出了要求。詳細情況為:
★ GB/T 20438.1-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全 第1部分:一般要求
★ GB/T 20438.2-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全 第2部分:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的要求
★ GB/T 20438.3-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全 第3部分:軟件要求
★ GB/T 20438.4-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全 第4部分:定義和縮略語
★ GB/T 20438.5-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全 第5部分:確定安全完整性等級的方法示例
★ GB/T 20438.6-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全 第6部分:GB/T 20438.2和GB/T 20438.3的應用指南
★ GB/T 20438.7-2006:電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全 第7部分:技術和措施概述
★ GB/T 21109.1-2007:過程工業領域安全儀表系統的功能安全 第1部分:框架、定義、系統、硬件和軟件要求
★ GB/T 21109.2-2007:過程工業領域安全儀表系統的功能安全 第2部分:GB/T 21109.1的應用指南
★ GB/T 21109.3-2007:過程工業領域安全儀表系統的功能安全 第3部分:確定要求的安全完整性等級的指南
評估和認證服務
國外功能安全評估和認證起步較早,并且已經被廣大用戶、設備供應商和集成商、工程承包商所接受。用戶通過權威的第三方機構進行評估和認證,對自己選用的安全系統更加放心,也使設備制造商能夠生產出更加可靠的設備,提高自身競爭力。目前國外比較著名的評估和認證機構和公司有德國的TÜV和美國的Exida。功能安全評估和認證主要有產品安全評估和認證、過程評估和認證、管理過程認證、人員資格認證和項目安全評估等。
目前主要的認證機構有:
TÜV屬于德國萊茵認證,產品取得TÜV標志認證,表明該產品已經通過TÜV南德或TÜV萊茵獨立的測試和工廠審查,證明該產品滿足相關歐洲或國際標準的安全要求。TÜV標志在歐洲乃至全球受到生產廠商和各國認證機構的廣泛認可。
安全完整性等級
安全完整性等級,即SIL(Safety Integrity Level),是新引進的標準,國際上公認的一種功能安全認證,是根據國際電工委員會IEC頒布的功能安全標準IEC 61508(已轉化為國標GB/T 20438歸口標委會SAC/TC124/SC10)中對相關產品進行考核的認證的要求。
國內SIL認證比較熟知的有:德國TÜV、上海所、北京所、法國BV等機構。SIL由每小時發生的危險失效概率來區分。國際標準中共規定了四個等級,第四級表示最高的完整性程度,第一級表示最低。對應著每一種安全完整性等級,都規定了可以降低設計錯誤的設計規范。