功能安全技术与应用PPT推荐.pptx

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有可能出错的终将会出错安全生产的困境安全生产的困境人会犯错人会犯错l人人总是会犯是会犯错的的l人的素人的素质是参差不是参差不齐的的l多多样性与不确定性性与不确定性人的错误导致事故的案例人的错误导致事故的案例l切切尔诺贝利核利核电站事故（其中人的因素）站事故（其中人的因素）按计划停机调试时按计划停机调试时多次违反操作规程多次违反操作规程操作员关上了多级反应堆操作员关上了多级反应堆的安全系统的安全系统人的错误导致事故的案例人的错误导致事故的案例l设计错误案例（温州案例（温州铁路事故）路事故）设计理念设计理念软件编写软件编写调度安排调度安排安全生产的困境安全生产的困境人会犯错人会犯错l结论安全依靠责任转为安全更多的依赖技术，尽量采用技术系统减少人出错的可能性不能要求人承担超出他能力的责任能力与责任要匹配安全生产的困境安全生产的困境责任无限责任无限l安全管理者如坐火安全管理者如坐火药桶桶责任有限责任有限l安全生产风险管理：

风险识别、分析、分摊、转移、控制等l让每个人都知道：

每个人都知道：

到底做什么？

做到什么程度？

安全应多依赖于技术安全应多依赖于技术l科技科技兴安安l但技但技术设备与系与系统也会出也会出现故障故障安全生产的困境安全生产的困境设备会出故障设备会出故障设备越来越复杂采用大量电子、可编程电子元件自动化和智能化整个宇宙约有1069到1081个星球10MB的电子存储器就有1020000000种状态设备必定会故障，设备必定会故障，只是时间问题只是时间问题BP事故案例事故案例事故直接原因：

液位计故障2005年3月23日，但于美国德克萨斯州的BP公司炼油厂异构装置在开车过程中发生了多起爆炸事故，并引发火灾，15人死亡、170多人受伤，安全生产的困境安全生产的困境设备会出故障设备会出故障l结论应尽可能采用技尽可能采用技术设备与系与系统保障安全保障安全但必但必须实现功能安全功能安全理念理念功能安全的基本概念与方法功能安全的基本概念与方法什么是功能安全？

什么是功能安全？

lFunctionalsafetyl是整体安全的一部分，它依是整体安全的一部分，它依赖于系于系统或或设备执行正确的行正确的功能（功能（对输入的响入的响应正确）正确）l安全取决于主动系统或设施功能的正确行使。

保保护层及保及保护层分析（分析（LOPA）保保护层（layersofprotectionlayersofprotection）采采用用多多重重保保护层或或安安全全措措施施，以以便便深深度度防防止止灾灾难性性事事故故或或减减轻灾灾难事事故故的的影影响响。

可可提提供供的的防防止止事事故故与与灾灾难发生生的的措措施施，可可以以是是安安全全设备、系系统或或行行动（作作用用），能能够防防止止或或减减缓危危险剧情向不利后果情向不利后果扩展。

展。

2001由美国化学工程由美国化学工程师协会，化工会，化工过程安全中心程安全中心CCPS发布布CenterforChemicalProcessSafety（CCPS）,AmericanInstituteofChemicalEngineers（AIChE）LayerofProtectionAnalysis1.具具备固固有有安安全全设计特特性性（工工艺、动设备、静静设备、仪表表、控控制系制系统、软件系件系统）；

）；

2.基本基本过程控制系程控制系统（BPCS）；

3.超超限限报警和操作警和操作员人工介入人工介入；

4.急急停停车系系统/功能安全功能安全仪表表（SIS）；

5.物物理理防防护措措施施（积极极保保护层），如如释放放设备（安安全全阀、爆爆破破片、片、释放到火炬）；

放到火炬）；

6.后后续释放放物物理理防防护（消消极极保保护层），切切断断对水水源源、土土壤壤、地地下水、大气的下水、大气的污染，如染，如围堰、隔离系堰、隔离系统；

7.工厂工厂和社会的和社会的紧急响急响应（紧急响急响应层）。

可行的保可行的保护层各各级保保护层所所应对的危的危险级别LOPA是一种是一种简化的半定量化的半定量风险评价方法，用以确定价方法，用以确定现有的安全措有的安全措施是否合适，是否需要增加新的安全措施。

施是否合适，是否需要增加新的安全措施。

LOPA所包含的内容如下：

所包含的内容如下：

1.1.分析由原因分析由原因-后果后果对偶所定偶所定义的独立的危的独立的危险剧情；

情；

2.2.确定确定剧情的情的风险（riskrisk）程度；

）程度；

3.3.分析独立的保分析独立的保护层，其有效性及，其有效性及联合效果。

合效果。

保保护层及保及保护层分析（分析（LOPA）保护层分析（LOPA）考虑的重点1.怎样的安全是足够的安全？

2.具体的过程需要多少种保护层？

3.每一保护层可以减少多少风险？

实质：

HAZOP+ETA（事件树分析）两种方法的联合。

保护层（洋葱图）保护层（洋葱图）1.工艺过程2.集散控制系统3.操作员报警4.安全仪表系统5.释放设备6.物理保护7.紧急响应安全相关系统安全仪表系统SISSIS和风险降低和风险降低风险升高风险升高过程风险可容忍风险残留风险必要的风险降低更优风险降低（ALARP）工艺设计基本控制系统报警泄放SISABA:

安全是通过采取安全是通过采取被动系统被动系统措施获得的，如绝缘电阻。

措施获得的，如绝缘电阻。

B:

安全是通过安全是通过主动系统主动系统获得的，如温度测量和继电器断开获得的，如温度测量和继电器断开功能安全功能安全非功能安全非功能安全整体安全整体安全整体安全整体安全=A+BA+B功能安全在安全分类中的位置功能安全在安全分类中的位置功能安全标准与标准体系概述功能安全标准与标准体系概述功能安全标准的出台背景功能安全标准的出台背景供应商的问题：

如何说服用户使用？

新技术产业化的需要用户的问题：

使用没有标准的产品，责任谁负？

未经过充分测试的产品，如何应用？

政府的问题：

快速发展的行业，如何规范欧洲市场03年达13亿美元，年增长率8%标准是基础！

交通运输及其它8%制造业42%流程工业50%建立统一平台，保证了更高层次的安全保证新技术产业化发展DINVVDE0801DINV19250ISAS84HSEPESEWICSIEC61508国际功能安全基础标准发展过程功能安全标准系列框架设计应用领域标准系列子系统产品标准系列IEC61508为基础SIL-系统能够实现风险降低的级别已经形成的应用领域标准系列已经形成的应用领域标准系列IEC61508IEC61800-5-2电驱设备IEC61511流程工业领域IEC61513核工业EN50156熔炉IEC60601医疗设备EN50126/8/9EN50126/8/9铁路铁路IEC62061机械EN115扶梯ISO26262熔炉功能安全的基本方法功能安全的基本方法基本方法基本方法1端到端地实现风险降低端到端地实现风险降低主动系统功能安全疏散（降低伤害的严重性）预防（减少伤害的概率）减轻（降低伤害的严重性）风险管理:

系统地识别风险,并将其控制在允许的范围内SIL以基于风险的方法建立安全要求（风险降低因子RRF）以执行功能可靠性的保障来实现安全完整性要求（SIL）安全分级控制功能分解与责任分解原因分析共同原因分析SIL分配潜在的新危险危险控制危险控制供应商的责任用户专家的责任HTHRHTHRHTHR风险分析风险分析系统定义危险识别结果分析风险评估THR分配端到端地实现风险降低端到端地实现风险降低SIL-系统能够实现风险降低的级别RRF-基于风险提出风险降低因子理念：

理念：

所有危险都可以控制到可接受范围所有危险都可以控制到可接受范围问题是：

问题是：

能否发现危险能否发现危险可接受范围如何确定可接受范围如何确定功能安全的基本方法功能安全的基本方法2：

全系统：

全系统安全完整性（SIL）系统失效完整性随机失效完整性质量管理条件安全管理条件技术安全条件量化的安全目标概率概率统计方法统计方法可靠性方法可靠性方法分解与集成关系同时也是责任分解关系安全完整性安全完整性系统安全完整性系统安全完整性硬件安全完整性硬件安全完整性故障检测故障检测随机失效随机失效结构约束结构约束避免失效避免失效故障控制故障控制经使用证实经使用证实全系统实现全系统实现SIL要求要求安全完整性等级安全完整性等级-在低要求操作模式下安全功能的目标失效量在低要求操作模式下安全功能的目标失效量功能安全的基本方法功能安全的基本方法3：

全生命周期：

全生命周期SIL要求要求要求规范要求规范工程设计工程设计试运行试运行变更管理变更管理SIL方案制定方案制定操作与维护操作与维护管理故障管理故障（错误错误）,）,避免失效避免失效审核评估验证确认认证要求系统子系统产品资质要求机构人员（IEC61882,IEC61508,IEC61511）基本方法基本方法4故障安全原则故障安全原则l当安全控制系统或安全保护系统出现危险失效时，被保护的对象（装置）应按预定的顺序达到安全状态,这就是故障安全原则。

l安全系统的特点：

高可靠性避免失效无法避免时,失效要以可预见的方式出现（容错、诊断、故障安全）基本方法基本方法5安全文档安全文档l安全策略与安全要求安全策略与安全要求l安全安全计划划l安全分析安全分析危危险分析分析失效模式、影响及失效模式、影响及严重程度分析重程度分析故障故障树分析分析事件事件树分析分析可可维护性分析性分析操作和支持危操作和支持危险分析分析接口危接口危险分析分析l危危险日志日志l安全安全证明文件（明文件（Safetycase）保证安全责任可追溯保证安全责任可追溯实践实践如何推如何推进功能安全技功能安全技术的的应用与推广？

用与推广？

如何避免失控？

哪些点最关键？

如何控制危险？

1了解重点用户的功能安全要求了解重点用户的功能安全要求社会应急响应社会应急响应紧急广播工厂应急响应工厂应急响应撤离规程减轻减轻机械减轻系统仪表安全控制系统仪表安全减轻系统操作员监督预防预防机械保护系统操作员校正动作时的过程报警仪表安全控制系统仪表安全预防系统控制系统和监视控制系统和监视基本过程控制系统监视系统