安全儀表系統的開發與要求

齊曉光　宋余祥

摘 要：安全儀表顧名思義，簡單來說是安全性能高的儀表設備，在工業生產中有很廣泛的用途。一個安全儀表系統的性能是否優良，取決于在設計開發階段是否按照質量標準，經過一系列的工藝流程，經過嚴格的設計開發監督、質量檢測試驗，從而保證系統的正常穩定運行。

關鍵詞：安全儀表系統；開發；要求

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

0 引言

伴隨近些年來安全事故的頻繁發生，安全生產越來越得到廣泛關注重視，越加突顯出安全保障在社會生產中的重要作用，導致安全事故的產生很多情況與儀器設備操作不規范有著很大關系?；诖藢τ诎踩阅芸煽康臋C器設備應用成為工業生產運行中的重要要求，為此需要設備制造商與用戶共同合作、監督，加強對安全儀表系統開發的認識，加強開發過程的規范化管理。

1 安全儀表系統的發展過程

1.1 繼電器型系統

早期具有安全功能的安全連鎖系統由繼電器組成，其結構以單元化為主，執行邏輯由繼電器完成。其具有的優點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，缺點是系統體積大，靈活性差，不適用于大規模系統的構建，對功能進行添加修改較困難，缺乏串行通信功能，沒有文檔、報告功能。

1.2 硬接線固態電路型系統

這種結構以模塊化的形式存在，通過硬接線連接構成系統，使邏輯功能能夠實現。系統結構緊湊，在線測試對運行通道沒有特殊要求，測試過程可在輸入/輸出在內的所有運行通道中進行，易于更換與故障識別、維修，可以串行通信，配置冗余系統。但是其系統的缺點主要有靈活性不高，對邏輯功能的處理過程復雜，需要改變連線，需要花費大量的操作成本，可靠性沒有繼電器型系統高。

1.3 可編程電子型系統

微處理器技術是其系統構成基礎，其中一個典型代表是安全可編程邏輯控制器。邏輯任務由系統的基礎微處理器與軟件執行，軟件、固件這些專門化的軟件與固件共同為編程邏輯發揮了重要作用，增強了編程能力，系統在設計時增加了自行診斷與內部自測試的功能，可以連接多種通訊接口。

2 安全儀表系統的開發與要求

2.1 SIS的開發簡化流程

在IEC61508標準中有相關系統整體安全生命周期的規定，其對SIS的開發簡化流程根據標準中的規定進行即可。設計生命周期時，如果根據需要有特殊要求，要通過多種多樣的形式對周期循環加以建立，尤為注重危險辨識與風險評估，做好這兩項工作才能進行安全設備的安全完整性等級的確定，對平均失效概率進行精準的分析判斷。在平均失效概率是否滿足該行業標準中引進安全儀表功能，當滿足行業標準時不需要安全儀表功能，反之則需要通過安全儀表功能降低平均失效發生的概率。與此同時，安全儀表功能的數量、失效概率還需經過一番分析計算加以確定。

可容忍風險的確定是為了顯示危險事件發生頻率的合理性，對其風險的預測、分析判斷與處理應按照工業標準指南，還需要得到專家提出的寶貴建議，遵循法律法規經過多方共同研討一系列實踐過程。

2.2 SIS中儀表的選擇方法

很多流通于市場當中的安全設備的設計按照國家相關硬件與軟件質量標準來進行設計的，按照這兩項標準設計的產品不同之處表現在驗證任務負責人的不同，被限定在終端單元與SIS應用傳感器，使用硬件質量標準設計的安全設備時，制造商負責設備的性能等要素的驗證。在驗證過程中平均失效概率沒有被檢測出來，這時需要考慮是否出現了磨損等現象。制造商和用戶都應按照先驗證后使用的原則，各自對應用環境與限制加以明確，通過共同協作完成對安全儀表系統的設計實施。

2.3 關于安全儀表系統的計劃編制要求

（1）SIS的計劃編制要求。在其系統裝置從設計到最終實現應用過程中計劃編制是起初階段，計劃編制的完成應符合IEC61511標準，確保在每一個階段中都有計劃編制的存在，保證安全生命周期的合理性與持久性，對每個環節的生命周期加以驗證，制定詳細的計劃對系統做集成處理，使安全要求滿足于實際應用需求。

計劃在編制過程中要對活動時間、人員等因素做好分配，要求有獨立的人員、組織與等級，重要一點是在驗證計劃編制是否合理時要有可供參考的測試流程，要有驗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、維護測試與修改要求。對安全儀表系統的操作、維護測試與修改要求應在計劃編制中有所體現，這些程序按照安全要求規范來進行，隨時關注報警和跳閘現象，針對問題故障及時找出原因，采取有效的維修措施，對維修過程做好跟蹤記錄，跟蹤SIS激活與失效。對于修改的進行按照控制更改規程，對更改信息有所保存，對有可能受到影響的因素提前制定好部署計劃，將危險事件的發生降低到最低程度。

3 結論

通過上述可知，本文從兩個方面對安全儀表系統的開發與要求展開了論述。對第一部分中的安全儀表系統的論述中可知其發展經過了三個階段，無論如何發展，其開發等方面的要求都要根據具體的系統實際情況來開展；第二部分是對其系統的開發與要求的論述，SIS系統是安全儀表系統中最為關鍵重要的組成部分，注重從相關行業質量標準中，按照要求規范對該系統進行設計、開發對整個儀表系統的安全性能有很好的保證。在系統開發中務必做到持有認真負責的態度，熟練掌握國家相關的質量標準，對各階段進行細化完善，尤為注意對各事項的驗證工作，最大程度地保證萬無一失。

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