安全儀表系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與要求

齊曉光　宋余祥

摘 要：安全儀表顧名思義，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是安全性能高的儀表設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中有很廣泛的用途。一個(gè)安全儀表系統(tǒng)的性能是否優(yōu)良，取決于在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段是否按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)一系列的工藝流程，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)監(jiān)督、質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)，從而保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：安全儀表系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)；要求

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.207

0 引言

伴隨近些年來(lái)安全事故的頻繁發(fā)生，安全生產(chǎn)越來(lái)越得到廣泛關(guān)注重視，越加突顯出安全保障在社會(huì)生產(chǎn)中的重要作用，導(dǎo)致安全事故的產(chǎn)生很多情況與儀器設(shè)備操作不規(guī)范有著很大關(guān)系?；诖藢?duì)于安全性能可靠的機(jī)器設(shè)備應(yīng)用成為工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中的重要要求，為此需要設(shè)備制造商與用戶(hù)共同合作、監(jiān)督，加強(qiáng)對(duì)安全儀表系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)開(kāi)發(fā)過(guò)程的規(guī)范化管理。

1 安全儀表系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程

1.1 繼電器型系統(tǒng)

早期具有安全功能的安全連鎖系統(tǒng)由繼電器組成，其結(jié)構(gòu)以單元化為主，執(zhí)行邏輯由繼電器完成。其具有的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的可靠性，電壓適用范圍寬廣，受到干擾影響的幾率小，缺點(diǎn)是系統(tǒng)體積大，靈活性差，不適用于大規(guī)模系統(tǒng)的構(gòu)建，對(duì)功能進(jìn)行添加修改較困難，缺乏串行通信功能，沒(méi)有文檔、報(bào)告功能。

1.2 硬接線固態(tài)電路型系統(tǒng)

這種結(jié)構(gòu)以模塊化的形式存在，通過(guò)硬接線連接構(gòu)成系統(tǒng)，使邏輯功能能夠?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，在線測(cè)試對(duì)運(yùn)行通道沒(méi)有特殊要求，測(cè)試過(guò)程可在輸入/輸出在內(nèi)的所有運(yùn)行通道中進(jìn)行，易于更換與故障識(shí)別、維修，可以串行通信，配置冗余系統(tǒng)。但是其系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要有靈活性不高，對(duì)邏輯功能的處理過(guò)程復(fù)雜，需要改變連線，需要花費(fèi)大量的操作成本，可靠性沒(méi)有繼電器型系統(tǒng)高。

1.3 可編程電子型系統(tǒng)

微處理器技術(shù)是其系統(tǒng)構(gòu)成基礎(chǔ)，其中一個(gè)典型代表是安全可編程邏輯控制器。邏輯任務(wù)由系統(tǒng)的基礎(chǔ)微處理器與軟件執(zhí)行，軟件、固件這些專(zhuān)門(mén)化的軟件與固件共同為編程邏輯發(fā)揮了重要作用，增強(qiáng)了編程能力，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)增加了自行診斷與內(nèi)部自測(cè)試的功能，可以連接多種通訊接口。

2 安全儀表系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與要求

2.1 SIS的開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化流程

在IEC61508標(biāo)準(zhǔn)中有相關(guān)系統(tǒng)整體安全生命周期的規(guī)定，其對(duì)SIS的開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化流程根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定進(jìn)行即可。設(shè)計(jì)生命周期時(shí)，如果根據(jù)需要有特殊要求，要通過(guò)多種多樣的形式對(duì)周期循環(huán)加以建立，尤為注重危險(xiǎn)辨識(shí)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，做好這兩項(xiàng)工作才能進(jìn)行安全設(shè)備的安全完整性等級(jí)的確定，對(duì)平均失效概率進(jìn)行精準(zhǔn)的分析判斷。在平均失效概率是否滿足該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中引進(jìn)安全儀表功能，當(dāng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)不需要安全儀表功能，反之則需要通過(guò)安全儀表功能降低平均失效發(fā)生的概率。與此同時(shí)，安全儀表功能的數(shù)量、失效概率還需經(jīng)過(guò)一番分析計(jì)算加以確定。

可容忍風(fēng)險(xiǎn)的確定是為了顯示危險(xiǎn)事件發(fā)生頻率的合理性，對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)、分析判斷與處理應(yīng)按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指南，還需要得到專(zhuān)家提出的寶貴建議，遵循法律法規(guī)經(jīng)過(guò)多方共同研討一系列實(shí)踐過(guò)程。

2.2 SIS中儀表的選擇方法

很多流通于市場(chǎng)當(dāng)中的安全設(shè)備的設(shè)計(jì)按照國(guó)家相關(guān)硬件與軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，按照這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不同之處表現(xiàn)在驗(yàn)證任務(wù)負(fù)責(zé)人的不同，被限定在終端單元與SIS應(yīng)用傳感器，使用硬件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的安全設(shè)備時(shí)，制造商負(fù)責(zé)設(shè)備的性能等要素的驗(yàn)證。在驗(yàn)證過(guò)程中平均失效概率沒(méi)有被檢測(cè)出來(lái)，這時(shí)需要考慮是否出現(xiàn)了磨損等現(xiàn)象。制造商和用戶(hù)都應(yīng)按照先驗(yàn)證后使用的原則，各自對(duì)應(yīng)用環(huán)境與限制加以明確，通過(guò)共同協(xié)作完成對(duì)安全儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施。

2.3 關(guān)于安全儀表系統(tǒng)的計(jì)劃編制要求

（1）SIS的計(jì)劃編制要求。在其系統(tǒng)裝置從設(shè)計(jì)到最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)用過(guò)程中計(jì)劃編制是起初階段，計(jì)劃編制的完成應(yīng)符合IEC61511標(biāo)準(zhǔn)，確保在每一個(gè)階段中都有計(jì)劃編制的存在，保證安全生命周期的合理性與持久性，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的生命周期加以驗(yàn)證，制定詳細(xì)的計(jì)劃對(duì)系統(tǒng)做集成處理，使安全要求滿足于實(shí)際應(yīng)用需求。

計(jì)劃在編制過(guò)程中要對(duì)活動(dòng)時(shí)間、人員等因素做好分配，要求有獨(dú)立的人員、組織與等級(jí)，重要一點(diǎn)是在驗(yàn)證計(jì)劃編制是否合理時(shí)要有可供參考的測(cè)試流程，要有驗(yàn)證失敗與成功效果的記錄，并做出日后可供參考的存檔

（2）操作、維護(hù)測(cè)試與修改要求。對(duì)安全儀表系統(tǒng)的操作、維護(hù)測(cè)試與修改要求應(yīng)在計(jì)劃編制中有所體現(xiàn)，這些程序按照安全要求規(guī)范來(lái)進(jìn)行，隨時(shí)關(guān)注報(bào)警和跳閘現(xiàn)象，針對(duì)問(wèn)題故障及時(shí)找出原因，采取有效的維修措施，對(duì)維修過(guò)程做好跟蹤記錄，跟蹤SIS激活與失效。對(duì)于修改的進(jìn)行按照控制更改規(guī)程，對(duì)更改信息有所保存，對(duì)有可能受到影響的因素提前制定好部署計(jì)劃，將危險(xiǎn)事件的發(fā)生降低到最低程度。

3 結(jié)論

通過(guò)上述可知，本文從兩個(gè)方面對(duì)安全儀表系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與要求展開(kāi)了論述。對(duì)第一部分中的安全儀表系統(tǒng)的論述中可知其發(fā)展經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段，無(wú)論如何發(fā)展，其開(kāi)發(fā)等方面的要求都要根據(jù)具體的系統(tǒng)實(shí)際情況來(lái)開(kāi)展；第二部分是對(duì)其系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與要求的論述，SIS系統(tǒng)是安全儀表系統(tǒng)中最為關(guān)鍵重要的組成部分，注重從相關(guān)行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，按照要求規(guī)范對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)對(duì)整個(gè)儀表系統(tǒng)的安全性能有很好的保證。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中務(wù)必做到持有認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，熟練掌握國(guó)家相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各階段進(jìn)行細(xì)化完善，尤為注意對(duì)各事項(xiàng)的驗(yàn)證工作，最大程度地保證萬(wàn)無(wú)一失。

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作者簡(jiǎn)介：齊曉光（1987-），男，山東萊蕪人，本科，助理工程師，研究方向：儀表自動(dòng)化。