化工装置SIS系统功能安全评估体系的研究与应用摘要：本文简要概述了SIS系统，从设计要求与事故多发两个角度分析了对该系统进行安全评估的原因
，重点探究了安全评估体系中的软件设计，期望从选择合适方法、明确设计方向、进行整体设计以及完善评估内容方面优化SIS系统的功能安全评
估，加强其在提高装置安全、完善安全系统以及突破贸易壁垒上的应用。关键词：化工装置；SIS系统；安全评估体系引言：化工产业危险性较高
，化工装置需要依靠SIS系统进行安全保护，由于SIS系统作用较大，因此其功能安全更需要被关注，对其功能安全进行全面、科学地评估能够
帮助技术人员完善SIS系统，提高化工装置的安全性。1SIS系统概述SIS即安全仪表系统，其具备的功能既包含仪表保护功能，又包含仪
表控制功能。此类系统由多项功能一致的SIF构成，可以为进行危险作业的工作人员提供安全保障。检测元件将现场过程量全部检测完毕后将数
据传递给逻辑处理单元，经过逻辑处理的预设计算之后，执行单元将会获得其计算结果，再对根据计算结果调节现场工程量，确保其安全。2化工装
置SIS系统功能安全评估的原因2.1设计要求对化工装置中的SIS系统进行功能安全评估时SIS系统设计的需要，随着SIS系统在化工领
域的应用逐渐扩大，2014年国家颁布了《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》，其中提出“2018年1月1日起，所有新建涉及两重
点一重大的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从2020年
1月1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。”同时，该指导意见还明确要求了在设计SIS系统时需要对其功能进
行评估，对于已经投入应用的系统也需要进行功能评估。在SIS系统中应用的自动控制系统也对SIS系统提出了自诊断的要求。该系统中的BP
CS即基本过程控制系统执行的功能与SIS系统不同，两者的运行方式也具有一定差异，因此其发现故障的难易程度也各不相同。BPCS通常是
主动的，并且由于其需要对常规生产过程进行控制，因此其还具有动态特性，因此在化工装置运行时，BPCS中出现的故障大多显而易见，一旦过
程状态出现异常，化工生产将会受到影响，使其故障浮现出来，而SIS系统相较于BPCS来说更倾向于监视生产状态，其起到预防安全事故的作
用，并且大多数情况下，SIS系统都处于休眠状态，因此难以判断SIS系统是否产生了故障，导致功能失效还是正在休眠。考虑到此类问题，S
IS系统的功能评估必不可少[1]。2.2事故多发虽然技术人员在设计、生产、集成SIS系统时已经尽力提高其系统安全性，保障其功能得以
实施，但在实际应用中，仍有部分SIS系统的功能无法发挥，导致化工装置的安全系统失效。英国曾经针对系统失效导致的安全事故进行调查，结
果显示21%事故的发生源于安全系统功能的调控不当。虽然在设计系统时系统被赋予了诸多功能，但在实际应用时，应当根据装置的需求对安全功
能进行科学合理的调控，当化工装置运用了不正确的功能，将会导致系统安全性的下降。在化工生产领域安全事故的多发对SIS系统的功能提出了
更高的要求，在当前环境下，评估SIS系统的功能很有必要。3化工装置SIS系统功能安全评估体系设计3.1选择合适方法在评估SIS系统
时需要明确评估的标准，一般来说，SIS系统被分成SIL1-SIL4四个等级，其中SIL4等级最高。对SIS系统进行评估时通常使用该
等级作为评价标准。评估方法的选择非常重要，在选择评估方法之前需要考察SIS系统应用的化工装置以及其生产环境等影响SIS系统功能的具
体情况。评估SIS系统功能安全的方法并不一成不变，而是需要跟随实际情况的转变对评估方法进行调整。除了按照实际情况选择合适的评估方法
之外，还能够依照化工装置的工作需求以及其想要达到的目标选择评估方法。评估SIS系统功能安全的方法主要有两种形式，一种为定性评估，其
主要作用是判断危险的存在，但无法测定具体的危险指数，另一种为定量评估，可以将相应的危险指数明确，完善定性评估的不足。3.2明确设计
方向在设计评估体系时，需要明确设计的方向，构建合理的评估体系是为了了解SIS系统的功能安全等级，进而有效测量危险指数。通常设计人员
会引用Matlab函数将SIS系统中的风险矩阵问题解决，再构件基本函数模型，模型构建完毕后对传感器等其他部件实施冗余设计，最后通过
计算机计算运行模块的失效率参数，进而计算出SIS系统内各个环节存在的失效率比例[2]。3.3进行整体设计在明确设计方向之后需要对整
体评估体系抱有整体的设计概念，对SIS系统功能安全评估有全面地认知，以便于监控整个系统并对其加以控制，使SIS系统中的各个部件在获
得危险数据时实现化工装置的急停。如今市场中出现的SIS系统都已经在其功能评估中加入了失效概率的相关指标。当设计人员获得系统中冗余结
构的各项系数时，其将相关数据导入模型之中就能够快速得知当前的危险指数，将其与装置急停的标准进行对比，对化工装置当前的运行状况作出最
恰当的判断。计算SIS系统中各个部件的失效率时，需要对比结合每个部件的不同数据。3.4完善评估内容在对SIS系统的功能安全进行评估
时应当完善评估的内容，对系统运行可能出现的各类风险进行综合性的全面考虑，再将各类信息细化，汇总有效信息，对其加以分析，以便于更好地
预测系统的风险指数。与此同时，还需要具体分析安全事故发生时造成的影响以及其可能引发的其他事故，根据分析的结果呈现出的危险指数对其风
险进行排列，实现合理分配，将发生风险的可能性有效降低。除此之外，还需要对SIS系统中的各类硬件以及系统本身的SIL即安全完整性实施
评估工作，确保SIS系统的运行拥有稳定、安全的运行载体。设备的运行维护对于SIS系统而言至关重要，只有将其纳入系统的评估内容之中，
才能够确保SIS系统在化工装置中的功能得到运行保障，化工装置的安全性也得以提升。4化工装置SIS系统安全评估的应用4.1提高装置安
全在化工装置中进行SIS系统的安全评估最直接的影响在于提高装置的运行安全。化工产业作为危险性较高的产业，化工装置经常会出现安全问题
，引发安全事故，使化工企业蒙受了诸多损失，对社会的稳定性也造成了一定影响。因此SIS系统安全评估被越来越多地应用，科学合理的安全评
估对化工装置极为重要，只有通过安全评估，才能够提升装置的安全性，为化工生产降低安全事故发生的风险。4.2完善安全系统化工装置中SI
S系统安全评估最主要被应用于完善装置的安全系统，并且随着安全仪表系统的应用越来越广泛，其系统安全问题受到的关注也随之增加。但当前安
全仪表系统都存在着或多或少的缺陷，尤其是系统中的检测元件。不同市场对安全仪表系统中应用的检测元件具有不同的要求，部分普适性较差的检
测元件难以适应使用环境的变化，当使用的场景变更时，检测元件将无法发挥其作用，导致安全系统出现漏洞，因此需要注意做好评估工作，利用安
全评估提高SIS系统的安全性，为化工装置的运行提供更大的保障[3]。4.3突破贸易壁垒如今SIS系统在化工生产领域中的地位逐渐突出
，其日渐突出的作用使其受到多方关注。和西方较为发达的国家相比较而言，我国当前的化工装置以及安全仪表系统存在一定缺陷。为了帮助国内的
化工装置与安全仪表系统快速发展，除了需要计划性限制设备进口之外，更需要提高对安全仪表系统的要求，使其具备更高的质量，对SIS系统进
行评估则是帮助技术人员寻找安全设备系统缺陷的重要手段，利用该手段对安全仪表系统进行科学、准确地评价能够有效地提高国内化工安全设备的
运行质量，全面提高我国的国际竞争力，帮助国家早日突破化工领域安全生产领域的壁垒，不再需要依靠进口设备。结论：总而言之，在对SIS系
统进行评估时需要选择合适方法、明确设计方向、进行整体设计以及完善评估内容，此类评估被广泛应用于提高装置安全、完善安全系统以及突破贸
易壁垒上，只有做好评估工作，才能够确保SIS系统发挥其功能，进而保障化工装置的安全运行。参考文献：[1]张军伟.SIS与DCS集成的化工装置安全控制系统应用探索[J].当代化工研究,2021(19):35-36.[2]刘莲.浅谈设计安全仪表系统提升化工装置安全[J].当代化工研究,2020(03):106-107.[3]徐垚,赵霄.浅谈石油化工装置本质安全设计中的仪表控制[J].石油化工设计,2021,38(01):12-14+4. |
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