功能安全的概念
Safety Integrity Level安全完整性等級(jí)是基于IEC 61508, IEC 61511, IEC 61513, IEC 13849-1, IEC 62061, IEC 61800-5-2等標(biāo)準(zhǔn),對(duì)安全設(shè)備的安全完整性等級(jí)(SIL)或者性能等級(jí)(PL)進(jìn)行評(píng)估和確認(rèn)的一種第三方評(píng)估、驗(yàn)證和認(rèn)證。
功能安全認(rèn)證主要涉及針對(duì)安全設(shè)備開發(fā)流程的文檔管理(FSM)評(píng)估,硬件可靠性計(jì)算和評(píng)估、軟件評(píng)估、環(huán)境試驗(yàn)、EMC電磁兼容性測試等內(nèi)容。
SIL認(rèn)證一共分為4個(gè)等級(jí),SIL1、SIL2、SIL3、SIL4,包括對(duì)產(chǎn)品和對(duì)系統(tǒng)兩個(gè)層次。 其中,以SIL4的要求最高。
為什么要求SIL?
安全系統(tǒng)功能安全主要的研究對(duì)象是以保護(hù)人身財(cái)產(chǎn)安全為目的與安全相關(guān)的保護(hù)系統(tǒng),其包括安全控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)兩大類。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和總線技術(shù)以及無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,這些技術(shù)被越來越多地應(yīng)用到安全系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)安全功能。而安全系統(tǒng)本身,由于無法預(yù)計(jì)的失效而導(dǎo)致的危險(xiǎn)引起了科學(xué)家們的注意。
由于上世紀(jì)70 年代以來在歐美發(fā)生的多起工業(yè)事故都與安全相關(guān)系統(tǒng)失效有關(guān),所以人們意識(shí)到安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全的重要性。
近年來,由于鋼鐵、石化、核電及過程成套設(shè)備等工業(yè)產(chǎn)品的飛速發(fā)展,防止火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生已成為非常突出的問題。國外尤其是歐共體國家,在功能安全的評(píng)估方面有著越來越強(qiáng)烈的要求,所以,要求取得認(rèn)證的產(chǎn)品越來越多,產(chǎn)品的范圍也在逐步擴(kuò)大。
對(duì)于安全事故多發(fā)的我國,由于安全生產(chǎn)越來越引起國家領(lǐng)導(dǎo)人和民眾的廣泛關(guān)注(人的生命高于一切),已成為衡量現(xiàn)代工業(yè)的重要指標(biāo),特別是國外工程投資的增加和工程設(shè)計(jì)的全面介入,帶動(dòng)了我國安全儀表系統(tǒng)功能安全技術(shù)的應(yīng)用需求。因此,對(duì)用于安全系統(tǒng)中的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行安全完整性的認(rèn)證是非常必要的。
安全完整性和安全完整性等級(jí)的確定
安全完整性指在規(guī)定條件下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)所要求的儀表安全功能的平均概率。
安全完整性等級(jí)是用來規(guī)定分配給SIS 安全功能的安全完整性要求的分離等級(jí),記為SIL,
共分4 個(gè)等級(jí),SIL4 為最高等級(jí)。IEC61508-1 規(guī)定了目標(biāo)失效量(表1)。
在確定安全完整性時(shí),應(yīng)包括導(dǎo)致非安全狀態(tài)的所有失效因素(硬件隨機(jī)失效和系統(tǒng)失效)。
安全相關(guān)系統(tǒng)使用方式,按要求產(chǎn)生的頻率可分為:低要求模式(≤1 次/年)和高要求或連續(xù)模式(>1 次/年)。低要求模式和高要求模式SIL 的目標(biāo)失效量是不同的,見表1。
表1- 安全完整性等級(jí):低要求模式和高要求模式SIL 的目標(biāo)失效量
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