李偉敏 韓輝 姜珊

【摘 要】2014年11月13日，國(guó)家安全監(jiān)管總局向各省、自治區(qū)、直轄市及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，有關(guān)中央企業(yè)發(fā)出《國(guó)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》（安監(jiān)總管三〔2014〕116號(hào)）。明確了從源頭加快規(guī)范新建項(xiàng)目安全儀表系統(tǒng)管理工作：第一，從2016年1月1日起，大型和外商獨(dú)資合資等具備條件的化工企業(yè)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，要按照本指導(dǎo)意見的要求設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全儀表系統(tǒng)。第二，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)。

【關(guān)鍵詞】SIS自動(dòng)儀表 儀表系統(tǒng) 發(fā)展現(xiàn)狀

1 相關(guān)法律法規(guī)

2011年12月1日起施行的《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》（國(guó)家安監(jiān)總局第40號(hào)令）第十三條（三）的規(guī)定：涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級(jí)或者二級(jí)重大危險(xiǎn)源，配備獨(dú)立的安全儀表系統(tǒng)（SIS）；2013年6月20日國(guó)家安全監(jiān)管總局聯(lián)合住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)出了《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》（安監(jiān)總管三〔2013〕76號(hào)）其中第（八）項(xiàng)“在總體設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，重點(diǎn)開展下列設(shè)計(jì)文件的安全評(píng)審”就包含“安全聯(lián)鎖、緊急停車系統(tǒng)及安全儀表系統(tǒng)”相關(guān)內(nèi)容。除了安監(jiān)總局的相關(guān)文件，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部還發(fā)布了關(guān)于安全儀表的國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范《GB/T 50770-2013 石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，本規(guī)范由建設(shè)部第1623號(hào)公告發(fā)布，自2013年9月1日起實(shí)施。本規(guī)范適用于石油化工工廠或裝置新建、擴(kuò)建及改建項(xiàng)目的安全儀表系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)。

2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

在上世紀(jì)八十年代早期，德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)（DIN）就開始著手研究測(cè)量和控制設(shè)備的基本安全原則，并最終形成 DIN V 19250/DIN V 19251/DIN V VDE 0801 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。它們是世界上首次出現(xiàn)的工業(yè)安全設(shè)備分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，功能安全概念由此誕生。ISAS84.01是由美國(guó)儀表協(xié)會(huì)（ISA）制定的關(guān)于 SIS 功能安全的標(biāo)準(zhǔn)，最初于1996年公布。它首次定義了SIS，并提出安全生命周期和安全完整性等級(jí)概念。IEC61508是由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)分為七個(gè)部分，分別發(fā)布于1998年和2000年。該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)由E/E/PE構(gòu)成的、起安全作用的系統(tǒng)的整體安全生命周期，提出了一個(gè)通用的方法，目的在于建立一個(gè)可應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域的基本功能安全標(biāo)準(zhǔn)。IEC61508沿用并改進(jìn)了美國(guó)ISA-S84.01 中的安全生命周期和SIL概念，可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的安全完整性機(jī)制來自德國(guó)的 DIN V VDE 0801。2003 年公布的IEC61511標(biāo)準(zhǔn)是適用于過程工業(yè)中SIS的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)，最初以ISAS84.01-1996為藍(lán)本，是IEC61508標(biāo)準(zhǔn)在過程工業(yè)中的實(shí)現(xiàn)。IEC61511 規(guī)范進(jìn)一步明確了SIS在實(shí)施過程的權(quán)責(zé)關(guān)系，針對(duì)過程工業(yè)的現(xiàn)狀和特殊要求進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化，具備很強(qiáng)的可操作性。

目前，IEC 61508已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)最廣泛應(yīng)用的關(guān)于 E/E/PE 安全相關(guān)系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，而IEC61511是使用最廣泛的過程工業(yè)中 SIS 的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)也頒布實(shí)施了一些安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括：對(duì)應(yīng)IEC61508 的 GB/T20438和對(duì)應(yīng) IEC61511 的 GB/T21109。國(guó)內(nèi)的相關(guān)石化企業(yè)的也先后頒布實(shí)施了一些行業(yè)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。中石油發(fā)布的《石油化工緊急停車及安全聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則SHB-Z06-1999》，中海油起草、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委（現(xiàn)商務(wù)部）發(fā)布的《工業(yè)生產(chǎn)過程中安全儀表系統(tǒng)的應(yīng)用 SY/T10045-2003》，中石化起草、住建部發(fā)布的《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T50770-2013》。另外，中國(guó)船級(jí)社制定的《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范》（2012 版）的第7篇對(duì)安全保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)置和功能作出指導(dǎo)性要求。

我們需要進(jìn)一步完善化工安全儀表系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系。加快制修訂化工安全儀表系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。要組織研究、規(guī)劃我國(guó)化工功能安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，有關(guān)部門和單位要制定工作計(jì)劃，組織制定符合我國(guó)化工行業(yè)企業(yè)安全發(fā)展現(xiàn)狀的功能安全相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用指南。推動(dòng)形成并完善符合中國(guó)國(guó)情的功能安全認(rèn)證體制機(jī)制。依據(jù)《電氣＼電子＼可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》（GB/T20438）和《過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》（GB/T21109），逐步建立相關(guān)人員、產(chǎn)品以及組織機(jī)構(gòu)功能安全認(rèn)證服務(wù)體系。

3 國(guó)內(nèi)SIS自動(dòng)儀表控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

2012年12月18日，和利時(shí)自主研發(fā)的、中國(guó)第一套擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SIL3級(jí)安全儀表系統(tǒng)HIaGuard發(fā)布，打破了國(guó)內(nèi)SIS產(chǎn)品全部由國(guó)外廠商壟斷的局面。HiaGuard的面世將對(duì)促進(jìn)國(guó)內(nèi)安全標(biāo)準(zhǔn)的推廣與發(fā)展，對(duì)提升國(guó)內(nèi)流程工業(yè)的安全水平具有積極的推動(dòng)作用。和利時(shí)公司的SIS產(chǎn)品HiaGuard的發(fā)布打破了國(guó)內(nèi)SIS產(chǎn)品全部由國(guó)外廠商壟斷的局面，為國(guó)內(nèi)流程工業(yè)的用戶提供了新的選擇。HiaGuard具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且經(jīng)過第三方權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)TUV萊茵的SIL3認(rèn)證，技術(shù)達(dá)到行業(yè)前沿水平CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，也將提升用戶對(duì)產(chǎn)品的信心。作為國(guó)內(nèi)唯一的SIS產(chǎn)品廠商，本地化的服務(wù)將給國(guó)內(nèi)用戶帶來更多的便利。

4 國(guó)外SIS生產(chǎn)廠商最新技術(shù)情況

目前在中國(guó)的SIS主要供應(yīng)商有：霍尼韋爾、艾默生、ABB、西門子、羅克韋爾自動(dòng)化、GE、Invensys、橫河電機(jī)、HIMA、Invensys-Triconex、ICS Triplex等，下面主要介紹霍尼韋爾、艾默生和橫河電機(jī)三家SIS最新技術(shù)情況。艾默生的DeltaV SIS的增加了電子布線，結(jié)合了編組站電子技術(shù)安裝的靈活性，以及節(jié)省空間的DeltaV安全儀表系統(tǒng)（SIS）的性能和可靠性。此SIS產(chǎn)品極大地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，安裝控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，接線和調(diào)試的SIS項(xiàng)目CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，而在同一時(shí)間，提高能力和減少足跡。以人為本的設(shè)計(jì)（HCD）的原則的基礎(chǔ)上，邏輯解算器架構(gòu)使用電子編組站和魅力的技術(shù)來消除常規(guī)編組的需要，從而簡(jiǎn)化了安裝和調(diào)試過程。

該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)本身集成了DeltaV的安裝的一部分，或連接到任何DCS，作為一個(gè)獨(dú)立的SIS解決方案。這是一個(gè)合乎邏輯的步驟，幫助客戶解決設(shè)計(jì)，實(shí)施和運(yùn)行安全系統(tǒng)的復(fù)雜性。魅力技術(shù)大大降低，成功地設(shè)計(jì)，安裝和運(yùn)行這些解決方案所需的步驟數(shù)量。

霍尼韋爾最近推出一組獨(dú)特的技術(shù)和服務(wù)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，旨在幫助業(yè)內(nèi)專業(yè)人員監(jiān)控安全儀表系統(tǒng)（SIS）的運(yùn)行狀況和可靠性?；裟犴f爾的SIS-Health Monitoring 通過精確監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，可減少對(duì)此類系統(tǒng)進(jìn)行的不必要的維護(hù)和工程工作，并能夠?qū)⒖蓪?dǎo)致安全事故和工廠意外停機(jī)的故障減至最少?；裟犴f爾過程控制部系統(tǒng)營(yíng)銷經(jīng)理 Jason Urso 指出：“以往經(jīng)驗(yàn)表明，SIS 維護(hù)不善會(huì)使各行業(yè)工廠的成本大幅增加。SIS-Health Monitoring 可幫助工廠經(jīng)理隨時(shí)查看其安全系統(tǒng)，以進(jìn)行更有效的維護(hù)，并在提高過程可用性的同時(shí)減少生產(chǎn)損失”。Urso 表示：“安全儀器系統(tǒng)是企業(yè)至關(guān)重要的資產(chǎn)，它們可以保護(hù)生命、工藝和設(shè)備，但它們本身也需要通過性能監(jiān)控進(jìn)行保護(hù)。然而，現(xiàn)有的許多工具都無法自動(dòng)監(jiān)控 SIS 的實(shí)際性能。霍尼韋爾的 SIS-Health Monitoring 解決方案通過收集必要的有價(jià)值數(shù)據(jù)并為工程師提供相關(guān)的必要工具，彌補(bǔ)了這些弱點(diǎn)。”橫河電機(jī)集團(tuán)的ProSafe-RS安全儀表系統(tǒng)獲得船舶界國(guó)際權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)——?jiǎng)谑洗?jí)社的鑒定，符合ISO17894船舶用可編程電子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并且適合用于LNG運(yùn)輸船以及浮體式生產(chǎn)裝置，取得認(rèn)證的產(chǎn)品包括公司旗艦產(chǎn)品——CENTUM?VP和CENTUM?CS3000綜合生產(chǎn)控制系統(tǒng)以及ProSafe?-RS安全儀表系統(tǒng)。

應(yīng)用于石油天然氣行業(yè)的船舶以及其他浮體式生產(chǎn)裝置的業(yè)主主要關(guān)心安全性和環(huán)境保護(hù)問題，所以他們要求采用的產(chǎn)品必須具有高可靠性和高品質(zhì)。他們傾向與能夠提供符合ISO17894標(biāo)準(zhǔn)的可編程電子系統(tǒng)的供應(yīng)商合作。橫河電機(jī)集團(tuán)在這方面有很好的業(yè)績(jī)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，已經(jīng)獲得了總計(jì)47艘LNG運(yùn)輸船的控制系統(tǒng)訂單。以此次獲得ISO17894認(rèn)證為契機(jī)，橫河電機(jī)集團(tuán)期待通過在LNG運(yùn)輸船和浮體式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船（FPSO）等增長(zhǎng)迅速的領(lǐng)域加大營(yíng)銷力度，擴(kuò)大石油天然氣船舶部分控制業(yè)務(wù)的承攬。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)安全儀表系統(tǒng)及其相關(guān)安全保護(hù)措施在設(shè)計(jì)、安裝、操作和維護(hù)管理等生命周期各階段，還存在危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析不足、設(shè)計(jì)選型不當(dāng)、冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)不合理、缺乏明確的檢驗(yàn)測(cè)試周期、預(yù)防性維護(hù)策略針對(duì)性不強(qiáng)等問題，規(guī)范安全儀表系統(tǒng)管理工作亟待加強(qiáng)。隨著我國(guó)化工裝置、危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施規(guī)模大型化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平逐步提高，同步加強(qiáng)和規(guī)范安全儀表系統(tǒng)管理，十分緊迫和必要。隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)SIS產(chǎn)品的需求越來越全面，對(duì)SIS產(chǎn)品的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已不僅僅局限于對(duì)安全完整性等級(jí)的要求，而是要綜合考慮安全性、可靠性、可用性、可維護(hù)性及可操作性。