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解析什么是安全完整性级别SIL?

来源:未知    日期:2017/07/28    浏览量:


         安全完整性级别,简称“SIL”,是度量风险减少的度量单位。正如在“博福特”尺度上使用单位量化风力强度,可以使用安全完整性级别SIL的概念来量化风险减少。

         技术设备可能造成安全风险,以至于人们不应暴露在设备中。在这种情况下,必须减少有关风险,以满足安全操作的需要。为了满足这一要求,必须量化(并衡量)减少风险。这是使用SIL“单位”实现的,在这里,只有整个值在1到4的范围内定义。

         当风险降低完成时,必须证明减少风险的程度对应于所需的最小参数(即SIL要求)。此方法将产生以下过程:

         1、风险分析:确定必需的风险降低
          低安全整体性水平,或SIL要求(SIL 10)表示仅需要相对较低的风险预防

首先,进行风险分析,识别所有存在的风险。然后必须确定每个已识别风险是否需要降低。如果需要,所需风险降低必须利用风险分析方法进行量化,以SIL要求的格式给出结果。低SIL要求(SIL 1)表示仅需要相对较低的风险降低,而更高的SIL(例如SIL 3)则要求更大程度的风险降低。有多种程序可用于识别风险和量化任何必要的风险降低,这通常依靠软件的支持。风险识别处理通常连同“危险和可操作性研究”(或简称HAZOP)一同进行。量化必要风险降低(SIL评估)的常用方法包括风险图、LOPA(“防护分析层”)以及风险矩阵。

          2、执行风险降低
          低安全整体性水平,或SIL要求(SIL 30)表示仅需要相对较低的风险预防

          通常依靠安装其它PLT电路充当运行所需PLT设备旁的安全功能来降低行将发生的风险,即电路只在运行设备故障时要求动作。这种专门用于风险降低的设备叫做防护设备或Z功能。

          使用防护设备所达到的风险降低程度依赖于设备的正常运行。如果防护设备不会失效,则可以实现相应风险的完全消除。残余风险则为零。由于这在实际运行中是不现实的,因此使用防护设备仅能实现有限程度的风险降低。尽管残余风险总是存在,但已经降低到可以接受的程度。设计流程的目的在于执行防护设备,使达到的风险降低程度尽可能地与所需SIL相吻合。足的风险降低(防护设备SIL低于所需SIL)会导致不能接受的残余风险。而风险过度降低(防护设备SIL高于所需SIL)会导致不必要的高工作量。这并不合理。

         关于防护设备应当如何设计以达到特定程度的风险降低(即特定SIL),可参见EN 61511及VDI/VDE 2180。最重要的是要清楚防护设备因何故失效,因为可从相应的答案中得出防护设备的设计要求。最近的调查显示,导致防护设备失效的故障类型在原则上有两种:Systematic fault和Random fault。

         3、评估功能性安全
         低安全整体性水平,或SIL要求(SIL 52)表示仅需要相对较低的风险预防

         功能性安全标准需要根据双人原则检定或验证全部活动和结果。这会影响防护设备的完整安全生命周期。风险分析(SIL要求)和执行风险降低措施的处理都必须进行相应的评估。

         在此必须明确强调以下一点:完整安全生命周期,包括强制性使用说明在内,必须在FSM系统中处理。FSM系统用于避免系统故障;确保所有影响风险降低的活动和结果(文件、硬件、软件)能够被追溯和审核。FSM系统是功能性安全的中央组件,它是满足SIL要求所不可或缺的部分。