解析安全继电器在SIS系统中的应用
安全继电器_SIS_SIL
解析安全继电器在SIS系统中的应用 2019-05-09 解析安全继电器在SIS系统中的应用 217
 为什么需要 安全继电器     

   


安全继电器(Safety Relay)为安全回路中的重要元件,它对人身安全及生产安全有着极为重要的作用。


那么问题来了!如果以下几种情况没有达到安全标准要求,造成的后果你我能不能承担?【点击查看安全继电器标准解析】


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自动扶梯

人员乘坐扶梯摔倒,急停故障怎么办?

生产线

机器失效,导致机器损坏及人员伤亡怎么办?

机器加工

安全门监控发生故障,作人员受伤怎么办?



安全继电器在获得相关功能证书上会体现所能达到的SIL等级。但是在SIS系统中,不是所有部件都是SIL等级,所以对于应用于整个SIS系统来说,也是多种条件综合在一起的。


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  化工行业典型的风险降低保护层


在某个实际项目中,原料储罐压力超过上限,可能导致爆炸,按照如下风险矩阵表危害处于“中”阶段。在HAZOP和LOPA分析之后,将SIL等级定级为SIL2。在一般项目中,危害等级处于矩阵表中的“中”或者“低”位置是可以接受的,“高”和“极高”是不被接受的,通过降低频率等级,其中的方法之一就是增加SIS系统。


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图 黄色部分为一个SIF(安全仪表功能),其控制系统就成为:SIS控制系统,需要验证其达到SRS要求的SIL等级。



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  SIF基本构成


该项目储罐压力安全回路包括:(其中安全继电器也是重要的组成部分。)

  • 检测部分:传感器,变送器,接口

  • 控制部分:安全PLC GuardLogix

  • 执行部分:执行机构、阀门、接口


解析安全继电器在SIS系统中的应用



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  SIL验证


根据相关公式,我们要计算PFD值来判定是否满足SIL2等级。公式如下:

PFD(系统)=PFD(输入)+PFD(逻辑)+PFD(输出) 或者 PFD(系统)=PFD(压力变送器)+PFD(安全栅)+PFD(输入模块)+PFD(安全PLC)+PFD(输出模块)+PFD(安全继电器)+PFD(电磁阀和切断阀)


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重要概念:IEC61508和IEC61511都定义了硬件的结构约束的概念,用硬件故障裕度(HFT)来表征,指的是硬件功能单元在故障存在的情况下,持续完成所要求功能的能力。其代表了设备或子系统在构成SIF回路时,从硬件结构上对SIL的限制。


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采用单通道子系统执行安全功能的E/E/PE安全相关系统中,执行整个安全功能所能达到的最高SIL等级,由具有最低SIL能力的设备决定。


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采用多通道子系统执行安全功能的E/E/PE安全相关系统中,执行整个安全功能所能达到的最高SIL等级,为多个子系统归并合计而成,并同时考虑HFT,来对系统整体SIL进行叠加。


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  整套SIS系统的构成



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在一个流程控制系统中,会存在多个SIF,宠儿构建成一整套SIS控制系统。



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  经验还是认证?


是否可以把安全继电器换成普通继电器?


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IEC 61508的SIL认证与经验使用(Prior Use)的关系:


经验使用,是IEC 61511的术语,指基于在以往的操作环境和应用场合的使用记录,评估表明该设备有足够低的危险失效率,适合用于安全仪表系统中。


根据IEC 61511的相关规定,经验使用需要有相应的证据能够证明这些部件和子系统适用于SIS,证据的适用性应该包括:

  • 制造商有完善的质量控制和管理体系

  • 该部件或子系统有适当的标识和技术说明

  • 有在类似的工艺操作状态和独立环境下的良好绩效表现


这些内容需要整理并总结成文档,用作保管。另外,原则上来说,经验使用的评估不适用于SIL3的系统。


经验使用于用户认可的设备目录是什么:


就工程实践来说,在SIS工程设计中,会涉及到大量的仪表设备,包括逻辑控制器,检测开关,变送器,电磁阀,切断阀,以及继电器,信号分配器,安全栅,电源等等。


有些设备没有IEC 61508的认证,却有大量的现场使用先例和良好的口碑,但却缺乏数据的收集,整理和分析,无法形成选型基础。由此,IEC 61511指出:


现场设备与操作经验相关的信息,主要记录在用户认可的设备目录中,并且要适时对目录系统性地修改,将获取了足够操作经验的设备添加进来,将有积虑表明绩效不理想的设备从目录中删除。这就是用户认可的设备目录。


对于用户认可的设备目录,需要留有评估步骤,方法,标准,结论等形成有据可查的技术文件。


PS:辰竹建议

由于国内的SIS系统目前处于概念启蒙和导入阶段,于国外相比,在管理体系上有着很大的差距。没有完善的经验与文档的积累。然而,在化工事故不断发生,且国家严格检查116号文的大背景下,建议客户使用带认证的安全继电器,以便在规范性上无漏洞可抓。特别地,虽然有经验使用的评估规定,但国外的项目大部分仍然继续在使用带认证的产品。



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  辰竹安全继电器


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安全继电器为连接安全PLC的DO输出与现场执行机构,起到电气隔离功率驱动的作用。


主要型号 主要特征
CZSR8401-1A SIL3安全认证,三重冗余,单通道;G3防腐
CZSR8401-2A SIL3安全认证,三重冗余,双通道;G3防腐
CZSR8001-3A1B

SIL3安全认证,强制导向继电器,大电流5A

多触点(3NO+1NC),带回路监测;G3防腐

CZSR8001-2A2B

SIL3安全认证,强制导向继电器,大电流5A

多触点(2NO+2NC),带回路监测,和诊断反馈

CZSR8402-1A

SIL3安全认证,强制导向继电器,电梯联锁

G3防腐,另兼具电梯认证,防爆认证


如您对安全继电器产品感兴趣,请联系:↓↓↓

联系人:周婷  18121270306

邮   箱:zhouting@chenzhu-inst.com

地   址:上海市民益路201号漕河泾新兴产业园6号楼8楼

邮   编:201612

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