使用安全溫度限值器/監(jiān)控器,可以實(shí)現(xiàn)符合SIL分類的安全開關(guān),可以使用標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行所需的SIL計(jì)算。本文介紹安全溫度限值器/監(jiān)控器的SIL安全斷電計(jì)算方法。
在其他因素中,可實(shí)現(xiàn)的安全完整性等級由“一個(gè)安全功能的平均要求失效概率(PFDavg)”確定。下表考慮了“低需求函數(shù)”,例如,安全相關(guān)系統(tǒng)的需求率按照每年平均一次:
安全完整性等級和PFDavg值的關(guān)系
SIL等級 PFDavg 低需求功能的最大容忍風(fēng)險(xiǎn)
SIL4 ≥10-5至<10-4 10000年發(fā)生1個(gè)故障
SIL3 ≥10-4至<10-3 1000年發(fā)生1個(gè)故障
SIL2 ≥10-3至<10-2 100年發(fā)生1個(gè)故障
SIL1 ≥10-2至<10-1 10年發(fā)生1個(gè)故障
根據(jù)表格,SIL4系統(tǒng)具有最低的故障率(最高安全等級),每種情況的故障概率最高是10-4。統(tǒng)計(jì)上看,每年一個(gè)需求,10000年有出現(xiàn)一次故障。
相應(yīng)的,SIL1系統(tǒng)具有最低的安全性,統(tǒng)計(jì)上看,最早10年會(huì)發(fā)生一次故障。
整個(gè)系統(tǒng)的PFDavg是各個(gè)獨(dú)立部件的PFDavg之和。整體系統(tǒng)的故障概率是所有單獨(dú)故障概率之和:PFDavg_傳感器(35%)+PFDavg_轉(zhuǎn)換器(15%)+PFDavg_執(zhí)行機(jī)構(gòu)(50%)=PFDavg_整體(100%)
從傳感器到安全溫度監(jiān)控器/安全溫度限值器(轉(zhuǎn)換器/邏輯)的繼電器,在具有SIL3的完整系統(tǒng)中,PFDavg值最大可能是10-3的50%。工廠為這部分測量鏈提供關(guān)于失效概率和SIL分類的制造商聲明,也可以為所選擇的溫度傳感器和安全溫度監(jiān)控器/安全溫度限制器的組合提供制造商聲明,只需要在分析中包含執(zhí)行機(jī)構(gòu)。配合safetyM STB/STW,可以使用兩個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)SIL3。
如果使用的測量鏈沒有關(guān)于SIL分類的制造商聲明,則必須分別考慮每個(gè)獨(dú)立的部件。 如前指出,一個(gè)安全溫度監(jiān)控器/安全溫度限制器(轉(zhuǎn)換器/邏輯)的PFDavg最大值0.15×10-3=1.5×10-4允許用于SIL3的系統(tǒng)。從安全溫度監(jiān)控器/安全溫度限值器的操作手冊上可知,當(dāng)使用兩個(gè)傳感器/信號(hào)時(shí),安全溫度監(jiān)控器/安全溫度限值器的PFDavg 能夠低于要求值。相應(yīng)的,其他的部件也要做相同考慮。從“傳感器技術(shù)35%”的模型中得出,傳感器技術(shù)的PFDavg值可以進(jìn)一步分解,如圖1所示:
PFDavg_傳感器(21%)+PFDavg_頭部變送器(7%)+PFDavg_變送器供電單元(7%)+PFDavg_轉(zhuǎn)換器/邏輯(15%)+PFDavg_執(zhí)行機(jī)構(gòu)(50%)=PFDavg_整體 (100%)
經(jīng)過考慮,21%(0.21×10-3)被分配給傳感器,頭部變送器和變送器供電單元各占7%(0.07×10-3)。因此,例如,需要使用最大PFD值為0.21×10-3=2.1×10-4的傳感器。安全相關(guān)信息必須是可用的且有相關(guān)文件的。
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