安全仪表系统的开发与要求

齐晓光　宋余祥

摘 要：安全仪表顾名思义，简单来说是安全性能高的仪表设备，在工业生产中有很广泛的用途。一个安全仪表系统的性能是否优良，取决于在设计开发阶段是否按照质量标准，经过一系列的工艺流程，经过严格的设计开发监督、质量检测试验，从而保证系统的正常稳定运行。

关键词：安全仪表系统；开发；要求

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

0 引言

伴随近些年来安全事故的频繁发生，安全生产越来越得到广泛关注重视，越加突显出安全保障在社会生产中的重要作用，导致安全事故的产生很多情况与仪器设备操作不规范有着很大关系。基于此对于安全性能可靠的机器设备应用成为工业生产运行中的重要要求，为此需要设备制造商与用户共同合作、监督，加强对安全仪表系统开发的认识，加强开发过程的规范化管理。

1 安全仪表系统的发展过程

1.1 继电器型系统

早期具有安全功能的安全连锁系统由继电器组成，其结构以单元化为主，执行逻辑由继电器完成。其具有的优点是具有较高的可靠性，电压适用范围宽广，受到干扰影响的几率小，缺点是系统体积大，灵活性差，不适用于大规模系统的构建，对功能进行添加修改较困难，缺乏串行通信功能，没有文档、报告功能。

1.2 硬接线固态电路型系统

这种结构以模块化的形式存在，通过硬接线连接构成系统，使逻辑功能能够实现。系统结构紧凑，在线测试对运行通道没有特殊要求，测试过程可在输入/输出在内的所有运行通道中进行，易于更换与故障识别、维修，可以串行通信，配置冗余系统。但是其系统的缺点主要有灵活性不高，对逻辑功能的处理过程复杂，需要改变连线，需要花费大量的操作成本，可靠性没有继电器型系统高。

1.3 可编程电子型系统

微处理器技术是其系统构成基础，其中一个典型代表是安全可编程逻辑控制器。逻辑任务由系统的基础微处理器与软件执行，软件、固件这些专门化的软件与固件共同为编程逻辑发挥了重要作用，增强了编程能力，系统在设计时增加了自行诊断与内部自测试的功能，可以连接多种通讯接口。

2 安全仪表系统的开发与要求

2.1 SIS的开发简化流程

在IEC61508标准中有相关系统整体安全生命周期的规定，其对SIS的开发简化流程根据标准中的规定进行即可。设计生命周期时，如果根据需要有特殊要求，要通过多种多样的形式对周期循环加以建立，尤为注重危险辨识与风险评估，做好这两项工作才能进行安全设备的安全完整性等级的确定，对平均失效概率进行精准的分析判断。在平均失效概率是否满足该行业标准中引进安全仪表功能，当满足行业标准时不需要安全仪表功能，反之则需要通过安全仪表功能降低平均失效发生的概率。与此同时，安全仪表功能的数量、失效概率还需经过一番分析计算加以确定。

可容忍风险的确定是为了显示危险事件发生频率的合理性，对其风险的预测、分析判断与处理应按照工业标准指南，还需要得到专家提出的宝贵建议，遵循法律法规经过多方共同研讨一系列实践过程。

2.2 SIS中仪表的选择方法

很多流通于市场当中的安全设备的设计按照国家相关硬件与软件质量标准来进行设计的，按照这两项标准设计的产品不同之处表现在验证任务负责人的不同，被限定在终端单元与SIS应用传感器，使用硬件质量标准设计的安全设备时，制造商负责设备的性能等要素的验证。在验证过程中平均失效概率没有被检测出来，这时需要考虑是否出现了磨损等现象。制造商和用户都应按照先验证后使用的原则，各自对应用环境与限制加以明确，通过共同协作完成对安全仪表系统的设计实施。

2.3 关于安全仪表系统的计划编制要求

（1）SIS的计划编制要求。在其系统装置从设计到最终实现应用过程中计划编制是起初阶段，计划编制的完成应符合IEC61511标准，确保在每一个阶段中都有计划编制的存在，保证安全生命周期的合理性与持久性，对每个环节的生命周期加以验证，制定详细的计划对系统做集成处理，使安全要求满足于实际应用需求。

计划在编制过程中要对活动时间、人员等因素做好分配，要求有独立的人员、组织与等级，重要一点是在验证计划编制是否合理时要有可供参考的测试流程，要有验证失败与成功效果的记录，并做出日后可供参考的存档

（2）操作、维护测试与修改要求。对安全仪表系统的操作、维护测试与修改要求应在计划编制中有所体现，这些程序按照安全要求规范来进行，随时关注报警和跳闸现象，针对问题故障及时找出原因，采取有效的维修措施，对维修过程做好跟踪记录，跟踪SIS激活与失效。对于修改的进行按照控制更改规程，对更改信息有所保存，对有可能受到影响的因素提前制定好部署计划，将危险事件的发生降低到最低程度。

3 结论

通过上述可知，本文从两个方面对安全仪表系统的开发与要求展开了论述。对第一部分中的安全仪表系统的论述中可知其发展经过了三个阶段，无论如何发展，其开发等方面的要求都要根据具体的系统实际情况来开展；第二部分是对其系统的开发与要求的论述，SIS系统是安全仪表系统中最为关键重要的组成部分，注重从相关行业质量标准中，按照要求规范对该系统进行设计、开发对整个仪表系统的安全性能有很好的保证。在系统开发中务必做到持有认真负责的态度，熟练掌握国家相关的质量标准，对各阶段进行细化完善，尤为注意对各事项的验证工作，最大程度地保证万无一失。

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作者简介：齐晓光（1987-），男，山东莱芜人，本科，助理工程师，研究方向：仪表自动化。