本文續《帶你了解SIS安全儀表系統(一)》
13、到底是單體儀表還是系統?
SIS這個術語是否包括測量儀表和執行機構?不同的場景和語境有不同的答案。如TRICONEX的設備叫什么?答案是:安全儀表系統,包括檢測元件和執行元件嗎?答案是:不包括。
這是用詞的問題:tank在軍事上叫坦克,在煉油廠叫油罐,cock在水管子上叫水龍頭,在雞窩里是公雞。
IEC標準把測量儀表、執行機構+開關閥稱為“元件”也說明這兩項標準是脫離實際的。把安全控制器稱為“邏輯解算器”,一是表示可以采用不同的設備實現,二來也表明SIS的作用是根據預定的程序執行邏輯動作,停止或緩解裝置運行,確實不管過程控制的事兒。
SIS采用開關信號為主,根據信號變化的邏輯輸出開關信號驅動執行機構。
SIS有兩個含義: 一是實現邏輯控制功能的控制器,有人翻譯成“邏輯解算器”;二是包括過程檢測器、邏輯控制器和執行機構在內的系統,有人還加上邏輯控制器的軟件。
SIS是safetyinstrumentationsystem的縮寫,但常常指用于安全系統的PLC,如《×××裝置安全儀表系統SIS招標技術文件》一定是采購“邏輯解算器”的,多年來已經成為專有名詞。
IEC標準說SIS是“由測量儀表、邏輯控制器和最終元件等組成”,但在核算SIL等級或響應失效概率PFD(probabilityoffailureondemand)時又多以單體儀表為單位。另外,如果說SIS是“實現安全功能”的系統,就不僅應該包括“測量儀表、邏輯控制器和最終元件”,還應該包括測量管路、電線、電氣連接、氣動連接等環節,這些環節就不需要“核算”了嗎?有的人還提出包括PLC中的軟件,軟件包括PLC的系統軟件(操作系統和程序語言)和工程實現軟件(組態或應用程序)。在安全PLC核算的時候是沒有包括軟件的,是不需要了嗎?而工程實現軟件的編制不確定性往往是執行安全功能的隱形因素。而軟件又怎么驗證呢?怎樣評估軟件的失效率呢?
有人延伸安全系統的范圍,提出電源系統和機械結構的閥門也需要有SIL等級,這是明顯帶有盲目、隨意行為的。
14、什么是故障安全?
安全儀表系統的設置有兩個原則:故障安全和獨立設置。
IEC 兩項標準關于SIS的核心內容之一是實現過程的故障安全、用安全功能實現功能安全,不具備故障安全的過程用不著SIS。
火災或者可燃氣體有毒氣體泄漏有故障安全狀態和手段嗎?因為沒有手段自動撲滅裝置中不可預見的火災,或者沒有手段停止意外大量泄漏的可燃氣體或有毒氣體!所以不具備故障安全過程。有必要采用SIS嗎?著火燒壞了儀表和閥門,不去琢磨火是怎么著起來的,不琢磨怎么避免著火,而是想法兒怎么讓儀表和閥門燒不壞。就像家里水管漏水淹了地板和家具,不去修水管,而是琢磨不怕水淹的地板和家具。
15、獨立設置的來龍去脈
關于SIS與BPCS的分開或者說是獨立設置的問題既簡單又復雜。
老外推崇的是工作按導則行事兒,專業分工細致,標準規范指南齊全,只要讀了指南就能干活,不過難免記不住,時常也出錯。所以老外認為人是最不可靠的,只有自動化設備才是可靠的。中國人認為有了盡職敬業、訓練有素的人,什么問題都能解決。
正因為歐美的SIS是不要人干預的,是作為人工操作的安全補充手段,才有了需要獨立設置的做法,才有了不采用BPCS的做法,避免“人工”這個“共因”失效,解釋為獨立保護層,也似乎有些勉強,實際上這不是什么新鮮概念。
SIS與BPCS分開,獨立設置應該到什么程度?作為過程控制的安全冗余,只要能夠實現不受影響的故障安全控制即可。
按照IEC標準,不能給人機會。SIS是不配備顯示操作的人機接口的,也不配備人工干預的停車按鈕。SIS的邏輯解算器是按照安全功能配置的,本身不聯網。由此可見:“獨立設置”是指安全儀表系統本身,而不是延伸設備,更不能隨意擴大范圍。
SIS獨立設置是循序漸進的,是相對的,不是絕對的,不可隨意延伸。現在資金充裕,有條件把檢測儀表、控制器、執行機構都獨立設置,當然不錯。例如: 有個項目的某測量回路采用“三取二”設置聯鎖,在控制系統中用3臺變送器取平均值做測量值,一下子就用了6臺變送器,這下子變送器不愁賣了!
16、供電的UPS要獨立嗎?