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安全儀表系統(tǒng) safety instrumented system：實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)安全儀表功能的儀表系統(tǒng)。（摘選：GB/T 50770-2013  石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范2.1.1 ）

安全儀表系統(tǒng)（SIS）獨(dú)立于過程控制系統(tǒng)BPCS（例如分散控制系統(tǒng)DCS等），生產(chǎn)正常時(shí)處于休眠或靜止?fàn)顟B(tài)，一旦生產(chǎn)裝置或設(shè)施出現(xiàn)可能導(dǎo)致安全事故的情況時(shí)，能夠瞬間準(zhǔn)確動(dòng)作，使生產(chǎn)過程安全停止運(yùn)行或自動(dòng)導(dǎo)入預(yù)定的安全狀態(tài)，必須有很高的可靠性（即功能安全）和規(guī)范的維護(hù)管理，如果安全儀表系統(tǒng)失效，往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。（摘選：安監(jiān)總管三（2014）116號(hào)，國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見）

SIS獨(dú)立于BPCS的含義：如果BPCS控制回路的正常操作滿足以下要求，則可作為獨(dú)立保護(hù)層， BPCS控制回路應(yīng)與安全儀表系統(tǒng)（SIS）功能安全回路SIF在物理上分離，包括傳感器、控制器和最終元件。（摘選：GB/T 32857-2016 保護(hù)層分析(LOPA)應(yīng)用指南）

BPCS和SIS的區(qū)別：

目的功能不同：生產(chǎn)功能/安全功能；

運(yùn)行狀態(tài)不同：實(shí)時(shí)控制/超限時(shí)聯(lián)鎖；

可靠性要求不同：SIS要求更高的可靠性；

控制方法不同：連續(xù)控制為主/邏輯控制為主；

使用和維護(hù)方法不同：SIS更嚴(yán)格；

BPCS和SIS是否可以共用元件，可以從以下三個(gè)方面考慮和確定：

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求和規(guī)定， 安全要求、IPL方法論、 SIL評估；

經(jīng)濟(jì)評價(jià)（前提是滿足安全基本要求），比如，ALARP（as low as reasonably practicable）分析；

管理者或者工程人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和主觀意志確定。

不論采用哪種方式，都以滿足法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求為最低要求。

延伸閱讀：

安監(jiān)局40號(hào)令

涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險(xiǎn)源，配備獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)（SIS）；

安監(jiān)局40號(hào)令上述法規(guī)要求就是第三種方式的例子。

如果BPCS和SIS共用元件，BPCS為獨(dú)立保護(hù)層，共用元件應(yīng)該同時(shí)擔(dān)負(fù)原來BPCS和SIS各自獨(dú)立的保護(hù)層職責(zé)；BPCS為初始事件，共用元件應(yīng)該擔(dān)負(fù)BPCS和SIS各自獨(dú)立的失效頻率結(jié)合對應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)降低。

共用元件危險(xiǎn)失效率必須足夠低，安全完整性的要求可能改變，比如從SIL1變成SIL2，并且符合安全全生命周期的所有要求。

獨(dú)立保護(hù)層  Independent protection layer： 一種設(shè)備、系統(tǒng)或行動(dòng)，有效地防止場景向不期望的后果發(fā)展，它與場景的初始事件或其他保護(hù)層的行動(dòng)無關(guān)。獨(dú)立性表示保護(hù)層的執(zhí)行能力不受到初始事件或其他保護(hù)層失效的影響。獨(dú)立保護(hù)層的有效性和獨(dú)立性可以被審查。（摘選：《 GB∕T 32857-2016 保護(hù)層分析（LOPA）應(yīng)用指南》）

必須滿足安全全生命周期的要求，包括SIS指令優(yōu)先、DCS指令不能干擾和降低SIS指令功能、相關(guān)儀表和系統(tǒng)失效率滿足要求、要按照GB/T50770-2013、GB/T21109（IEC61511）的規(guī)定執(zhí)行包括記錄檔案維護(hù)管理檢維修周期、需要進(jìn)行SIL演算確認(rèn)滿足相關(guān)SIL等級的要求、 各個(gè)保護(hù)層場景總頻率的計(jì)算依然滿足等......

如果BPCS和SIS共用元件，必須符合安全全生命周期的所有要求，必須充分考慮BPCS操作維護(hù)等對SIS的影響。

特別注意（適用于情況一和情況二）：

BPCS和SIS共用元件會(huì)引起操作模式的改變，由低要求模式變?yōu)檫B續(xù)模式，相關(guān)元件的維護(hù)規(guī)程和策略均應(yīng)相應(yīng)改變。

必須符合安全全生命周期的所有要求，必須充分考慮BPCS操作維護(hù)等對SIS的影響。

BPCS和SIS共用元件會(huì)改變習(xí)慣的操作和維護(hù)模式。

實(shí)際工程上，強(qiáng)烈建議BPCS和SIS相互獨(dú)立，包括傳感器、控制器和最終元件。如果知道了BPCS和SIS共用元件需要滿足的全部要求，通常也不會(huì)采用共用方案了！

1、GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

5.0.8  安全儀表系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立于基本過程控制系統(tǒng)，并應(yīng)獨(dú)立完成安全儀表功能。

5.0.9  安全儀表系統(tǒng)不應(yīng)介入或取代基本過程控制系統(tǒng)的工作。

5.0.10  基本過程控制系統(tǒng)不應(yīng)介入安全儀表系統(tǒng)的運(yùn)行或邏輯運(yùn)算。

條文說明，

2.1.19  基本過程控制系統(tǒng) 不應(yīng)執(zhí)行SIL1、SIL2、SIL3的安全儀表功能。

2、GB/T 21109.1-2007 過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全 第1部分

3.2.3  基本過程控制系統(tǒng)不執(zhí)行任何具有被聲明的SIL≥1的儀表安全功能。

9.4.2  一個(gè)用作保護(hù)層的BPCS的風(fēng)險(xiǎn)降低因子（它并不符合GB/T 21109或者GB/T 20438-2006）應(yīng)小于10。

注：當(dāng)考慮一個(gè)BPCS降低風(fēng)險(xiǎn)的信任度有多大時(shí)，應(yīng)考慮到這樣一個(gè)事實(shí)，即BPCS的一部分也可以是一個(gè)事件的起源。

9.4.3  如果要求BPCS的風(fēng)險(xiǎn)降低因子大于10，則應(yīng)按GB/T 21109中的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

SIL1沒有特殊性，SIL1仍然需要滿足GB/T 21109等標(biāo)準(zhǔn)要求。

SIL1仍然需要滿足PFD、HFT、SC的要求。

SIL1相對于SIL2和SIL3，更容易實(shí)現(xiàn)。

不應(yīng)將SIL1單獨(dú)拿出來，而不強(qiáng)調(diào)前提條件。

SIL1同樣需要滿足安全生命周期的全部要求。

如果BPCS和SIS存在共用環(huán)節(jié)，shall be justified and documented。

11.2.2   在要求SIS同時(shí)實(shí)現(xiàn)儀表安全功能和非安全功能時(shí)，在正常和故障狀況下，對任何SIF有負(fù)面影響的所有硬件和軟件應(yīng)被當(dāng)成SIS的組成部分，并符合對最高SIL的要求。

注1：只要可行，就應(yīng)把儀表安全功能同儀表非安全功能分開。

注2：充分的獨(dú)立性意味著任何非安全功能的失效或者利用儀表非安全軟件功能編程都不能引起儀表安全功能失效。

11.2.4   如果不打算讓基本過程控制系統(tǒng)符合GB/T 21109，基本過程控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成單獨(dú)的和獨(dú)立的，從而不危及安全儀表系統(tǒng)的功能完整性。

11.2.10   一個(gè)裝置作為執(zhí)行儀表安全功能的一部分時(shí)，不應(yīng)該（同時(shí)）用于基本過程控制目的，因?yàn)檫@個(gè)裝置失效導(dǎo)致的基本過程控制功能失效，會(huì)引起對儀表安全功能的要求。除非分析后可以確認(rèn)整體風(fēng)險(xiǎn)是可接受的。

注：當(dāng)SIS的一部分用于控制并且公用設(shè)備的一次危險(xiǎn)失效可能引起對SIS所執(zhí)行的功能提出一次要求時(shí)，則會(huì)引入新的風(fēng)險(xiǎn)。附加的風(fēng)險(xiǎn)與共享部件的危險(xiǎn)失效率有關(guān)，這是因?yàn)楫?dāng)共享部件發(fā)生故障時(shí)，立即就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)要求，而SIS對此要求無力作出響應(yīng)。因此在這些情況下需要進(jìn)行額外的分析以保證共享部件的危險(xiǎn)失效率足夠低。

3、 GB/T 21109.2-2007 過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全   第2部分

11.2.4  GB/T 21109.1-2007的第11章有許多SIS的設(shè)計(jì)要求。其中一項(xiàng)是SIS和BPCS之間的獨(dú)立性。

通常因以下原因，SIS是同BPCS分開的：

a) 為了降低BPCS對SIS的影響，特別是當(dāng)它們共享共用設(shè)備時(shí)。例如，當(dāng)BPCS和SIS共享一個(gè)用于停機(jī)和控制的共用閥門時(shí)，在該閥門的一次危險(xiǎn)失效事件中，它并不能用來執(zhí)行一個(gè)SIS停機(jī)功能。

b) 為了保持與BPCS有關(guān)的更改、維護(hù)、測試和文檔的靈活性。

c) 為了有助于SIS的確認(rèn)和功能安全評估。

d) 如果BPCS與SIS組合在一起，為滿足修改管理的計(jì)劃安排，需要限制對BPCS的編程和配置功能的訪問。

4、GB∕T 32857-2016 保護(hù)層分析（LOPA）應(yīng)用指南

獨(dú)立保護(hù)層  Independent protection layer：一種設(shè)備、系統(tǒng)或行動(dòng)，有效地防止場景向不期望的后果發(fā)展，它與場景的初始事件或其他保護(hù)層的行動(dòng)無關(guān)。獨(dú)立性表示保護(hù)層的執(zhí)行能力不受到初始事件或其他保護(hù)層失效的影響。獨(dú)立保護(hù)層的有效性和獨(dú)立性可以被審查。

如果BPCS控制回路的正常操作滿足以下要求，則可作為獨(dú)立保護(hù)層：

a) BPCS控制回路應(yīng)與安全儀表系統(tǒng)（SIS）功能安全回路SIF在物理上分離，包括傳感器、控制器和最終元件。

5、安監(jiān)總管三（2014）116號(hào)/國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工安全儀表系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意見

（一）安全儀表系統(tǒng)（SIS）獨(dú)立于過程控制系統(tǒng)BPCS（例如分散控制系統(tǒng)DCS等）。

（十三）從2018年1月1日起，所有新建涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工裝置和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施要設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。其他新建化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施安全儀表系統(tǒng)，從2020年1月1日起，應(yīng)執(zhí)行功能安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)符合要求的安全儀表系統(tǒng)。

（十四）涉及“兩重點(diǎn)一重大”在役生產(chǎn)裝置或設(shè)施的化工企業(yè)和危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存單位，要在全面開展過程危險(xiǎn)分析（如危險(xiǎn)與可操作性分析）基礎(chǔ)上，通過風(fēng)險(xiǎn)分析確定安全儀表功能及其風(fēng)險(xiǎn)降低要求，并盡快評估現(xiàn)有安全儀表功能是否滿足風(fēng)險(xiǎn)降低要求。

6、安監(jiān)總管三〔2013〕88號(hào)/國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強(qiáng)化工過程安全管理的指導(dǎo)意見

開展安全儀表系統(tǒng)安全完整性等級評估。企業(yè)要在風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上，確定安全儀表功能（SIF）及其相應(yīng)的功能安全要求或安全完整性等級（SIL）。企業(yè)要按照《過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》（GB/T21109）和GB/T 50770《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，設(shè)計(jì)、安裝、管理和維護(hù)安全儀表系統(tǒng)。

7、安監(jiān)總局第40號(hào)令/危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定

涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險(xiǎn)源，配備獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)（SIS）。

8、安監(jiān)總管三〔2013〕76號(hào)/關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)計(jì)管理的通知

（十九）新建化工裝置必須設(shè)計(jì)裝備自動(dòng)化控制系統(tǒng)。應(yīng)根據(jù)工藝過程危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，確定是否需要裝備安全儀表系統(tǒng)。涉及重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝的大、中型新建項(xiàng)目要按照《過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》（GB/T21109）和《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50770)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

以上要求寫入了《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查治理導(dǎo)則》、《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排查治理導(dǎo)則》、《全國安全生產(chǎn)專項(xiàng)整治三年行動(dòng)計(jì)劃》、《危險(xiǎn)化學(xué)品安全專項(xiàng)整治三年行動(dòng)實(shí)施方案》。

9、中國石化安[2018]192號(hào)/關(guān)于印發(fā)《中國石化危險(xiǎn)化學(xué)品及危險(xiǎn)化工工藝安全管理規(guī)定》的通知

3.1 企業(yè)應(yīng)當(dāng)基于危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析，合理確定建設(shè)項(xiàng)目和在役裝置安全儀表功能（SIF）以及所應(yīng)具有的SIL。

3.2 企業(yè)應(yīng)當(dāng)對建設(shè)項(xiàng)目和在役裝置中的每個(gè)SIF進(jìn)行驗(yàn)證，確定所有SIF滿足了所需要的SIL。

4.1.6 SIL分級應(yīng)當(dāng)辨識(shí)所有SIF并確定相應(yīng)的目標(biāo)SIL。

5.1.1 SIL驗(yàn)證應(yīng)當(dāng)符合GB/T 20438和GB/T 21109標(biāo)準(zhǔn)的要求。

7.1  SIL評估開展情況應(yīng)當(dāng)納入各單位HSSE績效考核。

10、安監(jiān)總廳管三函〔2018〕27號(hào)/國家安全監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于督促整改安全隱患問題的函

（一）江蘇天嘉宜化工有限公司（13項(xiàng)）

5. 部分二硝化釜的DCS和SIS壓力變送器共用一個(gè)壓力取壓點(diǎn)。

11、 GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

6.1.6 測量儀表及取源點(diǎn)宜獨(dú)立設(shè)置。

1、BPCS和SIS獨(dú)立 

BPCS控制回路與安全儀表系統(tǒng)（SIS）功能安全回路SIF在物理上分離，包括取源管嘴、測量引線、傳感器、控制器和最終元件；此方案為建議方案。      

2、BPCS和SIS共享傳感器

共用傳感器經(jīng)一入二出信號(hào)分配器，分別接入SIS和BPCS系統(tǒng)。一入二出信號(hào)分配器安裝于SIS機(jī)柜，由SIS系統(tǒng)供電。去BPCS的信號(hào)不論正常與否均不能干擾SIS信號(hào)。

3、BPCS和SIS共享電磁閥

3.1 BPCS和SIS共享1個(gè)電磁閥

7.4.1 調(diào)節(jié)閥帶電磁閥配置示例見圖2。

圖中SOV為電磁閥。電磁閥勵(lì)磁， A→B 通，閥開；電磁閥非勵(lì)磁， B→C 通，閥關(guān)。

摘選：GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，條文說明

摘選：HG/T 20638-2017 化工裝置自控工程設(shè)計(jì)文件深度規(guī)范

3.2  BPCS和SIS共享2個(gè)電磁閥

7.4.5 （1）當(dāng)系統(tǒng)要求高安全性時(shí)，調(diào)節(jié)閥、配電閥帶冗余電磁配置可選用圖4 、圖5 所示配置方式。

圖中，當(dāng)電磁閥1 勵(lì)磁， A-B 通；電磁閥2 勵(lì)磁， A→B 通，則控制閥開。當(dāng)電磁閥1 勵(lì)磁， A→ B 通；電磁閥2 非勵(lì)磁， B→ C通，則控制閥關(guān)。當(dāng)電磁閥l 非勵(lì)磁， B→ C 通；電磁閥2 勵(lì)磁，A→B 通，則控制閥關(guān)。當(dāng)電磁閥1 非勵(lì)磁， B→C 通；電磁閥2 非勵(lì)磁， B-C 通，則控制閥關(guān)。

摘選：GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，條文說明，借用GB/T 50770-2013附圖示意，和GB/T 50770描述情況不同。

4、 BPCS和SIS共享最終元件

方案一

方案二

方案三

三個(gè)方案的比較

5、BPCS和SIS共享取源管嘴

通常情況下BPCS和SIS應(yīng)采用獨(dú)立取源。特殊場合，比如高壓設(shè)備，可以具體分析，比如一定前提下經(jīng)分析評估后可采用連通管方案。

如果采用連通管，shall be justified and documented。

總而言之，建議BPCS和SIS相互獨(dú)立，包括取源管嘴、傳感器、控制器和最終元件。特殊場合具體情況具體分析，在役和新建，工況，……

BPCS和SIS共用元件必須滿足以下要求：

必須符合安全全生命周期的所有要求，必須有完善的確認(rèn)、驗(yàn)證和記錄。

BPCS和SIS共用元件會(huì)引起操作模式的改變，由低要求模式變?yōu)檫B續(xù)模式，相關(guān)元件的維護(hù)規(guī)程和策略均應(yīng)相應(yīng)改變。安全完整性的要求也可能改變，比如從SIL1變成SIL2。

BPCS和SIS共用元件會(huì)改變習(xí)慣的操作和維護(hù)模式，必須充分考慮BPCS操作維護(hù)等對SIS的影響。

如果知道了BPCS和SIS共用元件需要滿足的全部要求，通常也不會(huì)愿意采用共用方案了！