SIL验算应用场景的探讨
本帖最后由 CJ2020 于 2020-1-21 09:36 编辑基本控制过程系统各组件PFD验算实例
LOPA应用导则中关于逻辑运算器PFD比 BPCS 回路其它部件的 PFD 至少低两个数量级组，则可使用方法 B， 允许两个回路都作为同一场景下的 IPL。同时要求分析人员应能具备相关的专业知识，如SIL验证能力等；本文将采用PDS手册的通用数据验算BPCS控制回路的各个部件PFD值，分析逻辑运算器和其它部件的PFD值，是否达到LOPA应用导则的要求？PDS手册(安全仪表系统可靠性数据)提供了与最新可用数据源一致的数据以及一些新设备的数据。是作为“安全仪表系统完整性管理” 研究项目的一部分进行的。备注：PDS手册由用户发起的研究项目，挪威研究理事会和 PDS论坛参与者赞助。验证软件采用杭州豪鹏科技自主研发的SIL验证软件，该验证软件经过测试，与权威第三方认证公司（如tuv、exida、BV等）的证书数据计算结果完全一致，是国内领先的SIL验证软件，并且是tuv特灵顿培训的示例软件。国内有非常多的第三方公司使用该软件开展SIL验证工作。
1、PDS手册通用数据
以下数据来自于PDS手册：第一部分传感器数据,PDS认为70%为可信数据。
组件λDU(平均)1λDU(70%)可信评论
压力开关20004800
接近开关3000–可用数据不足
压力变送器300500
液位变送器6001200
温度变送器300600
第二部分逻辑运算器数据,PDS认为70%的可用数据不足，引用平均值数据（可信度不高）。
组件组组件λDU(平均)1λDU(70%)可信值
工业PLC系统模拟输入(单)700.00 可用数据不足
CPU(1oo1)3500.00 可用数据不足
数字输出(单)700.00 可用数据不足
可编程安全系统模拟输入(单)160.00 可用数据不足
CPU(1oo1)480.00 可用数据不足
数字输出(单)160.00 可用数据不足
硬接线安全系统跳闸放大器/模拟输入(单)40.00 可用数据不足
逻辑系统(1oo1)30.00 可用数据不足
数字输出(单)30.00 可用数据不足
第三部分是最终执行元件数据，采用70%可信数据。
组件λDU(平均)1λDU(70%)可信
先导/电磁阀8001100
控制阀（不包括先导阀）（频繁操作）22003500
控制阀（不包括先导阀） （仅限关闭服务）35005500
2、假设控制回路其它参数
操作模式：低要求操作模式；运行时间（Lt）：10年；系统启动时间（Tsd）：24小时；系统恢复时间（MTTR）:24小时功能测试周期(TI):12个月功能测试覆盖率（CTI）:95%系统重启时间24小时因BPCS控制回路很少用到冗余，本实例采用1oo1表决结构，暂不考虑共因失效。
3、计算传感器、逻辑运算器、最终执行元件PFD值
3.1传感器选择“液位变送器”，du(危险不可检测)的 70%可信值为1200fit，计算PFD平均值为7.6E-3，豪鹏科技SIL验证软件计算结果如下图所示：
说明：MTTFS为平均误动作率，因本例中没有安全失效(SU\SD)的数据，无法计算出相应数据。 SIL（结构约束）因没有SFF失效分数，无法计算。
3.2逻辑运算器工业PLC系统的PFD平均值为 3.07E-2
说明：因本例只是通过危险失效率（DU）简单计算PFD，故采用SIL验证软件的“简单模式”的计算。
3.2.1 逻辑运算器可编程安全系统PFD平均值为5.72E-3
3.2.2逻辑运算器硬接线安全系统的PFD为6.38E-04
上图为硬接线安全系统PFD的曲线
硬接线安全系统PFD值已经达到SIL3,理论上可以满足LOPA应用导则的要求。
3.3最终执行元件选择“控制阀（不包括先导阀） （仅限关闭服务）”，du(危险不可检测)的 70%可信值为5500fit，计算PFD平均值为3.42E-2（SIL-1）
4、 验算结果统计分析
1、控制回路如采用工业PLC系统：
可以发现工业用PLC系统的PFD值很大，与最终执行元件的PFD值相近，如采用工业PLC系统则无法满足LOPA应用导则中的逻辑运算器PFD小于其它部件2个数量级的要求。2、采用可编程安全系统可编程安全系统的PFD值明显小于工业PLC系统，但是仍没有达到LOPA应用导则所要求的低于其它部件PFD二个数量级。3、硬接线安全系统
如果采用硬连线安全系统，那么逻辑运算器的PFD可以低于其它组件的二个数量级。对照LOPA应用导则的第一个要求已经满足。
小结：国家安监总局发布的“安监总管三116号”文件中对安全仪表系统(SIS)的评估提出了具体要求。主要内容如下：①充分认识加强化工安全仪表系统管理工作的重要性②加强化工安全仪表系统管理的基础工作③进一步加强安全仪表系统全生命周期的管理（重点）④高度重视其他相关仪表保护措施管理⑤从源头加快规范新建项目安全仪表系统管理工作⑥积极推进在役安全仪表系统评估工作新建“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。在役装置2019年底前完成安全仪表系统评估和完善工作。 另外：老旧装置及新建项目如未配套安全仪表系统和未进行SIL定级则将不核发新的《安全生产许可证》
SIL验证是安全仪表系统生命周期管理的重要环节。
楼主用的软件跟我们公司的一样呀，是豪鹏科技的HAZOPkit软件，这款软件挺不错的。 楼主好，手册能否共享一下呢，谢谢 楼主好，手册能否共享一下呢，谢谢
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