總結(jié)歸納當(dāng)前進(jìn)行SIL驗(yàn)證中存在的問(wèn)題有：計(jì)算不全面、驗(yàn)證SIF涉及設(shè)備未經(jīng)梳理、配置情況判斷不正確、數(shù)據(jù)選擇不當(dāng)、建議提出的科學(xué)性等。
計(jì)算不全面
確定SIF的回路構(gòu)成，從傳感單元到邏輯單元到最終的執(zhí)行單元此過(guò)程中涉及的所有子系統(tǒng)均需整理清晰。
示例：工廠XX裝置設(shè)置安全儀表功能回路：當(dāng)反應(yīng)器溫度TT0101(1oo1)達(dá)到設(shè)定值，高聯(lián)鎖關(guān)進(jìn)料閥XV0101。
經(jīng)調(diào)研，TT0101是熱電阻溫度傳感元件，閥門(mén)XV0101為氣動(dòng)開(kāi)關(guān)球閥，熱電阻及閥體經(jīng)過(guò)SIL認(rèn)證，提供有認(rèn)證手冊(cè)，如驗(yàn)證工作僅考慮TT0101，邏輯單元、進(jìn)料閥XV0101，可靠性框圖如下所示。
SIF回路可靠性框圖
上述回路中能夠影響回路的正常運(yùn)行，使其在觸發(fā)時(shí)達(dá)到安全狀態(tài)，僅考慮TT0101、SIS控制器及閥門(mén)XV0101是不全面的，與安全儀表系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行是不相符的。
傳感單元：熱電阻信號(hào)需經(jīng)過(guò)變送器或模擬量輸入安全柵將信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)調(diào)研，當(dāng)前回路使用了模擬量輸入安全柵進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，若安全柵故障，會(huì)影響傳感信號(hào)的傳輸，直接影響回路的正常觸發(fā)。因此，在驗(yàn)證計(jì)算的工作中，也應(yīng)當(dāng)將其考慮其中。
邏輯單元：除CPU外，還應(yīng)考慮輸入/出卡件、輸入/出端子板。執(zhí)行單元：除進(jìn)料閥XV0101閥體本身外，還應(yīng)考慮從邏輯單元輸出途徑繼電器、電磁閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，如閥門(mén)是閥體及執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體經(jīng)過(guò)認(rèn)證的，則使用一體認(rèn)證數(shù)據(jù)即可，因此在驗(yàn)證過(guò)程中，對(duì)于使用認(rèn)證數(shù)據(jù)的設(shè)備，應(yīng)判斷認(rèn)證數(shù)據(jù)包括的具體部件，以免漏算或重復(fù)計(jì)算。
按照上述分析，實(shí)際的SIL驗(yàn)證工作繪制的可靠性框圖如下所示。
說(shuō)明：各安全功能回路對(duì)應(yīng)的可靠性框圖中，元件的前后順序不代表實(shí)際安裝順序。
驗(yàn)證SIF涉及關(guān)鍵設(shè)備及表決關(guān)系的梳理
1、關(guān)鍵設(shè)備的梳理
示例：某工廠氣化爐設(shè)置有氧煤比RFFC101A1/A2/A3高高(2oo3)，達(dá)到設(shè)定值，聯(lián)鎖啟動(dòng)氣化爐停車安全儀表功能回路。其中聯(lián)鎖停氣化爐的動(dòng)作為：停高壓料漿泵P1，關(guān)閉料漿進(jìn)料閥XV102，關(guān)閉氧氣上切閥XV103和氧氣下切閥XV104，延遲幾秒打開(kāi)氮封閥XV106，關(guān)閉合成氣出口閥HV104，打開(kāi)料漿管線吹掃閥XV121，打開(kāi)氧氣管線的氮?dú)獯祾唛yXV120。
為比對(duì)關(guān)鍵設(shè)備選擇對(duì)回路驗(yàn)證計(jì)算的差異，現(xiàn)假設(shè)聯(lián)鎖動(dòng)作相關(guān)執(zhí)行設(shè)備的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得其PFD值如下表所示(當(dāng)前假設(shè)各閥門(mén)的PFD數(shù)據(jù)包括了電磁閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥體)。
在進(jìn)行SIF驗(yàn)算時(shí)，如果執(zhí)行單元直接按照聯(lián)鎖動(dòng)作的描述進(jìn)行計(jì)算，不進(jìn)行梳理，則執(zhí)行單元為8oo8，按照上表中數(shù)據(jù)計(jì)算其PFD值為：1.09×10-1，執(zhí)行單元的SILpfd=SIL0，可靠性框圖分別如下所示。
關(guān)鍵設(shè)備未經(jīng)梳理的SIL驗(yàn)證可靠性框圖
當(dāng)按照當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)具體分析，氣化爐氧煤比高的后果為爐內(nèi)過(guò)氧超溫，影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致下游去往洗滌塔區(qū)域爆炸，造成人員傷亡，如能及時(shí)的切斷氧氣的進(jìn)料，即可以阻止過(guò)氧超溫等一系列后果，則對(duì)于當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),SIL驗(yàn)證計(jì)算的過(guò)程中，執(zhí)行單元應(yīng)只計(jì)算切斷氧氣所需動(dòng)作的相關(guān)閥門(mén)即可，即：XV103和XV104，則執(zhí)行單元的PFD值要遠(yuǎn)小于按照8oo8表決關(guān)系時(shí)的計(jì)算值。
2、正確表決關(guān)系的確認(rèn)
在上例中，梳理出關(guān)鍵動(dòng)作為關(guān)閉氧氣上切閥XV103和氧氣下切閥XV104，那么執(zhí)行單元是否按照2oo2進(jìn)行計(jì)算。
如執(zhí)行單元按照2oo2表決情況進(jìn)行計(jì)算，則PFD值為：8×10-3，執(zhí)行單元的SILpfd=SIL2，可靠性框圖分別如下所示。
根據(jù)工藝的實(shí)際配置情況，氧氣上切閥XV103和氧氣下切閥XV104為串聯(lián)使用，其中任何一個(gè)閥門(mén)能按照要求正常關(guān)斷，都可以切斷氧氣的進(jìn)料，保護(hù)此風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。因此，實(shí)際在驗(yàn)證的工作中，執(zhí)行單元應(yīng)該為1oo2的表決關(guān)系，則PFD值為：1.6×10-5，執(zhí)行單元的SILpfd=SIL4，可靠性框圖分別如下所示。
實(shí)際計(jì)算SIL驗(yàn)證可靠性框圖
現(xiàn)將以上可靠性框圖所示的執(zhí)行單元計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)匯總?cè)缦卤硭尽?/span>
可以看出，對(duì)于同一SIF回路，在驗(yàn)證過(guò)程中，不同的分析人員可能計(jì)算出不同的結(jié)果，關(guān)鍵動(dòng)作及表決關(guān)系的正確梳理將直接影響SIL驗(yàn)證等級(jí)的計(jì)算結(jié)果。
除去上述所述的SILpfd外，執(zhí)行單元的表決關(guān)系不一樣。如按照關(guān)鍵設(shè)備梳理框圖進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，執(zhí)行單元的HFT=0，按照實(shí)際計(jì)算SIL驗(yàn)證框圖進(jìn)行實(shí)際計(jì)算，執(zhí)行單元的HFT=1，這也將直接影響執(zhí)行單元所能實(shí)現(xiàn)的SILac，從而影響整個(gè)安全儀表功能能實(shí)現(xiàn)的SIL等級(jí)。
數(shù)據(jù)選擇不當(dāng)
SIL驗(yàn)證工作中數(shù)據(jù)的合理選取是工作的重點(diǎn)工作之一，數(shù)據(jù)的主要來(lái)源有以下三方面：
●直接使用數(shù)據(jù)-如SIF回路中包含的設(shè)備(如變送器、閥門(mén)、控制器)經(jīng)SIL認(rèn)證，當(dāng)核實(shí)上述設(shè)備的使用及維護(hù)保養(yǎng)條件滿足產(chǎn)品要求的各項(xiàng)條件時(shí)，可直接使用產(chǎn)品安全手冊(cè)(safetymanual)中的數(shù)據(jù)；
●通用數(shù)據(jù)選擇-如SIF回路中包含的設(shè)備是未經(jīng)過(guò)認(rèn)證產(chǎn)品或驗(yàn)算報(bào)告(認(rèn)證證書(shū))提供數(shù)據(jù)不完整，且業(yè)主和供應(yīng)商均無(wú)法提供足夠樣本數(shù)量的故障記錄或以往使用的證據(jù)，在一定條件下可使用通用數(shù)據(jù)；
●FME(D)A法-如SIF回路中包含的設(shè)備是未經(jīng)過(guò)認(rèn)證產(chǎn)品或驗(yàn)算報(bào)告(認(rèn)證證書(shū))提供數(shù)據(jù)不完整，但業(yè)主/供應(yīng)商可提供足夠樣本數(shù)量的故障記錄或以往使用的證據(jù)時(shí)，則可使用FME(D)A的方法計(jì)算設(shè)備的失效率，此方法不在本文中具體描述，具體可查看FME(D)A相關(guān)文獻(xiàn)資料。
上述三種方法在各自的使用過(guò)程中，也仍存在較多需注意的地方，本文接下來(lái)將說(shuō)明各直接使用數(shù)據(jù)及使用通用數(shù)據(jù)時(shí)所應(yīng)關(guān)注的。
●直接使用數(shù)據(jù)方法應(yīng)注意的問(wèn)題
●證書(shū)數(shù)據(jù)的完整性
一個(gè)正規(guī)的SIL證書(shū)至少應(yīng)包含以下幾方面內(nèi)容：
√認(rèn)證產(chǎn)品名稱、廠家及型號(hào)；
√認(rèn)證參考的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)；
√產(chǎn)品認(rèn)證等級(jí)；
√認(rèn)證數(shù)據(jù)(除認(rèn)證等級(jí)SI1~4外，還須有具體的失效率數(shù)據(jù)或PFD值)；
√認(rèn)證產(chǎn)品類別：TYPEA/B；
√系統(tǒng)完整性能力：適用于SIL1~4。
●證書(shū)數(shù)據(jù)的可信性
當(dāng)前，在市面上可見(jiàn)著各類機(jī)構(gòu)多種多樣的SIL認(rèn)證證書(shū)，但質(zhì)量參差不齊，見(jiàn)過(guò)不少數(shù)據(jù)極好的證書(shū)，但實(shí)際產(chǎn)品使用確頻繁故障，因此，評(píng)估機(jī)構(gòu)在進(jìn)行SIL驗(yàn)證的過(guò)程中，也需對(duì)業(yè)主提供的認(rèn)證數(shù)據(jù)進(jìn)行合理篩選。
●證書(shū)中數(shù)據(jù)的正確選取
√業(yè)主提供的認(rèn)證證書(shū)并非現(xiàn)場(chǎng)使用的產(chǎn)品匹配的證書(shū)(認(rèn)證數(shù)據(jù)應(yīng)精標(biāo)明對(duì)應(yīng)產(chǎn)品型號(hào))；
√應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)的選取
例：如ASCO8320系列電磁閥SIL認(rèn)證證書(shū)中均是ASCO8320系列電磁閥的失效率數(shù)據(jù)，但是可以看出有四種不同的數(shù)據(jù)，那應(yīng)該按照此電磁閥在工藝中的實(shí)際配置及選型情況來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的選取，在進(jìn)行SIL驗(yàn)證調(diào)研的過(guò)程中，應(yīng)該就此電磁閥是勵(lì)磁/非勵(lì)磁，是否具備PVST功能進(jìn)行確認(rèn)，從而從認(rèn)證數(shù)據(jù)中選取符合當(dāng)前實(shí)際的最佳數(shù)據(jù)。
同理于：閥門(mén)的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)失效率數(shù)據(jù)不同時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的SIF回路動(dòng)作進(jìn)行數(shù)據(jù)的選??；控制器中拆分為AI/DI,DO,CPU也應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況使用數(shù)據(jù)，如：對(duì)于傳感單元為開(kāi)關(guān)量時(shí)，應(yīng)使用輸入卡為DI的數(shù)據(jù)等，除此之外，可能還會(huì)細(xì)致到是H-trip或L-trip對(duì)應(yīng)不同的失效率數(shù)據(jù)。
√仔細(xì)確認(rèn)證證書(shū)包含的對(duì)象
如對(duì)于溫度超高聯(lián)鎖保護(hù)功能，收集傳感設(shè)備認(rèn)證數(shù)據(jù)時(shí)，就需確認(rèn)該數(shù)據(jù)是檢測(cè)元件的還是同時(shí)包含了變送器的數(shù)據(jù)，從而避免驗(yàn)證過(guò)程中部分?jǐn)?shù)據(jù)的漏算。
使用通用數(shù)據(jù)方法應(yīng)注意的問(wèn)題在使用各大數(shù)據(jù)庫(kù)中的通用數(shù)據(jù)時(shí)，需考慮儀表的類型或原理來(lái)選取合理數(shù)據(jù)，常見(jiàn)選擇情況如下：
●當(dāng)前使用的液位計(jì)是雷達(dá)液位計(jì)、差壓液位計(jì)、磁翻板等；
●溫度傳感需考慮是RTD(熱電阻)、熱電偶，如是熱電阻的情況下，還需進(jìn)一步確認(rèn)是2線，3線或4線；
●電磁閥需考慮是2-way，3-way或4-way等；
●閥門(mén)：第一步：需確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及閥體是一體的還是分開(kāi)的；第二步，閥體及執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)按照其不同的類型進(jìn)行數(shù)據(jù)的選取，如：閥體分成截止閥、球閥、蝶閥、閘閥、旋塞閥等；執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為：氣缸、活塞等。
