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风险管理和过程安全中4个易被忽视的要点

来源:控制工程网2016.07.28阅读 3588

  自动化可以帮助人们实现更安全的运营,但这需要前瞻性风险管理技术的应用。功能安全是积极的一步,可以帮助控制工程师以及周围的应用人员,更轻松的工作。风险管理有4个经常被忽视的方面。
  何为风险管理?
  每个工程系统,都有其风险:对人、对环境、对设备和工厂。这些风险总是存在,但关键问题是一个好的风险管理系统,可以将其降低到合理可行的最低水平。功能安全,就是有计划的通过自动化安全系统来降低风险,正在越来越多的在设计或者过程改造中被定义为规范。安全完整性等级(SIL)由此应运而生。
  在过程部门,通过不同的保护层来预防、控制和缓解风险。在基础的层面上,基本过程控制系统着眼于优化过程,以实现业务的连续性。然而,基本过程控制系统自身只是提供了风险和控制策略的一部分,需要通过“事后”缓解措施来降低不期望事件的影响。在这些策略之间,存在着非常重要的安全仪表系统层。
  1、初始风险评估
  在工艺设计初期,进行初始风险评估十分关键,但这一环节经常被忽视。由于与功能安全相关的每件事情,都和适当的风险评估有关,使用已有的分析结果或者根本不作风险分析,可能会导致以后的努力功亏一篑。事实上,在工业事故中,将近40%的故障原因,是由于初始风险分析以及需求规格书做的不好,甚至根本没做风险分析。
  安全仪表系统
  安全仪表系统(SIS)是什么?在打火警电话报警或者联系各种政府机构之前,SIS系统是最后一道防线。当所有其它防线都失效时,SIS系统来挽救局面。
  SIS系统通过安全仪表功能(SIF)来应对安全需求规格书中的特定需求。这就是过程风险分析或风险和运营分析。大多数过程都有多个回路同时工作,将风险限制在可以承受的范围之内。这样的系统可以使用电子、气动、液压、或者多种控制方式的组合。
  SIS系统一般包括一个或多个敏感元件来汇报系统的状态,然后由逻辑处理器来制定决策,将系统保持在安全状态,最后由一系列的执行器执行逻辑处理器发出的指令。这种安全系统的成功实施,可以将残余风险成功的降低几个数量级,带来明显的安全效益控制工程网版权所有,对业务的持续性也大有益处。
  IEC 61511/ISA 84给出了工艺流程中SIS系统的设计、实施、运营、维护和退役的最优实践。一些特定产品,比如传感器、逻辑处理器或执行器的供应商,需要受到IEC 61508的监管。了解这两种方法的相似和不同之处,对于有效的制定安全仪表系统规格书十分关键。      
  2、需求分配  
  在安全仪表系统的设计中,需求的分配经常被忽视。非常关键的一步是将安全仪表功能(SIF)分配给硬件、软件或二者的某种组合。设计人员的设计进度比较快,经常会走在工艺的前面,导致在很好的掌握什么是满足系统所需的风险降低最佳架构之前www.cechina.cn,就开始构建系统。但是,这种“匆忙上马”,很可能会导致过度设计的昂贵系统,或者控制工程网版权所有,更具灾难性的是,设计不足的系统可能将运行暴露在不可接受的风险面前。            
  达到SIL等级
  通常使用SIL等级来量化值得信赖的SIS系统。从SIL1到SIL4,可信度等级逐步升高,每个SIL等级都代表着SIS系统将风险降低到可接受程度的提升,可信度由要求故障概率(PFD)来度量。
  实现给定的SIL等级,需要满足3个方面的要求:要求故障概率、硬件故障容错和安全故障比率。为了确保安全需求规格书中的安全仪表功能完全得到满足,必须实现上述3个要求。      
功能安全在不同行业的应用和参考标准


功能安全,通过自动化的安全系统来有计划的降低风险,正在越来越多的被应用于工程设计和改造项目的需求规范中。   图片来源:Intertek  

  3、充分利用现有架构
  充分利用现有架构,对于简化实现SIL的过程十分有帮助,但是这一点经常被忽视。如果使用1oo1单通道系统控制工程网版权所有,来满足所需的要求故障概率,可能非常困难。但是,在系统设计中采用冗余结构,比如使用2oo3 三通道系统,不但可以增加安全性,还可以降低整个系统的总成本。同样,它还可以在拥有能够检测危险状态的系统以及降低误触发停机之间作平衡。
  功能安全管理的重要性   
  功能安全管理(FSM)有多重要?降低风险,意味着在整个开发周期中仔细审查风险控制工程网版权所有,不管对于过程还是产品都应如此。所以,功能安全管理,也许是所有实现风险降低的努力中最重要的部分之一。一个好的功能安全管理,应该实现文档化、可审查的,并通过内部和外部的功能安全评审机构的验证。       
  4、在整个生命周期中使用功能安全
  功能安全管理应该是过程启动的第一件事情,也应该是过程中最后完成的一件事情。等到设计冻结之后(或者更糟的情况,在系统已经安装完成并准备调试的时候),再去考虑功能安全管理问题,肯定会遇到工期延迟和费用超支问题。 
  过程安全的下一步是什么?  
  过程安全的发展方向是什么?在全世界范围内,社会对风险的承受度越来越低。因此,需要在使世界越来越安全和获得收益最大化之间进行平衡,自动化在此方面有很大的潜力。实现这个目标的关键,是有意识的向风险管理转移。功能安全是向这一方面转移的良好开端,应用得当,可以使控制工程师们高枕无忧,不必为安全问题操心。(作者:Erik Reynolds)

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