原创干货如何管理好安全仪器？

近年来，重特大安全事故频发，使得“安全仪表系统”成为石化工业安全的“救世主”，仪表专家在被赋予更多责任的同时，也刮起了大风。

一时之间，“安全仪表安装不规范，联锁不动作，可燃、有毒气体检测报警系统未按规定安装”等问题，就像谁也不想要的“绿帽子”一样，戴在仪表专业的头上。

编辑会问这些和仪表专家有多大关系吗？ 即使有，到底有多少关系？ 安装安全仪表系统的话企业会放心吗？ 工厂的安全由仪表专业保护吗？

目前，各省市涵盖的《关于加强化工仪器仪表管理》发布和管理规定，各类“专家”顶风出击，面对频繁的检查，仪器仪表人员该何去何从，如何做好自己的本职工作

作为仪表人，我们面对检查，面对专家的质疑，面对安全仪表管理，我们只能积极提高自己的认知和业务技能，武装自己。 本文总结了安全仪表管理工作中经常遇到的一些问题，解读了一些标准、规范文件的内容，供大家分享，抛砖引玉，欢迎大家文末留言或申请技术交流小组交流学习。

问题1 )什么是安全仪表系统safetyinstrumentedsystem(sis )？

问题2 :安全仪表系统的范围？

问题3 :哪些企业需要乘坐安全仪表系统？ 企业需要什么样的系统？

问四)各级检查都要求安全仪表系统独立，该如何独立？

问五)上述独立性在设计上还考虑了独立于BPCS的现场仪表和阀门，但每次检查都会提出很多问题。 各类仪表、控制器该怎么办？ 你到底要配多少？

问题6 :与安全仪表系统相关的技术标准和法规是什么？

q7 )通知要求组织对在役安全仪表进行评估，评估现有安全仪表功能是否满足降低风险的要求，如何进行评估？

q8 :在安全仪表系统实施的各个阶段，对公司的相关资质有什么要求？

问题9 :对仪表工作人员的要求是什么？

问题10 :安全仪表系统建设中，技术资料管理要求？

q11 )安全仪表系统对仪表、系统及附件认证有特殊要求吗？

问题1 )什么是安全仪表系统safetyinstrumentedsystem(sis )？

说文解字：

( IEC61511 GB/T 21109 )定义：用于执行一个或多个SIF (安全计算机功能)的计算机系统。

SIS由传感器、逻辑控制器和最终元件的任意组合构成。

SIS可包括或不包括软件，并且可包括人体动作作为SIF的一部分。

GBT-50770-2013是用于实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。

白话解读：

1 )安全仪表系统功能：安全仪表系统是由执行一个或多个安全仪表组成的系统，必须至少执行或实现一个安全仪表功能( SIF )。 在此简单地说，SIF实现单一功能(例如超温联锁关闭蒸汽阀)，SIS是将多个SIF集成在一起的完整系统。

不执行安全仪表功能的系统不称为安全仪表系统吗？ )这句话反而好像理解不成立； 安全仪表系统能执行非安全仪表功能吗？ 笔者认为是可行的。

2 )构成)，由传感器、逻辑控制器、以及最终执行器的任意组合构成。

也就是说，SIS可以是一个或多个没有传感器、没有逻辑控制器或没有最终致动器； 如果没有传感器怎么办？ 发现危险后，也应该可以启动紧急停止按钮，完成安全仪表功能。

(因为后来补充说可以将人的动作作为SIF的一部分包含在内。)

3 ) SIS系统不需要控制器和软件，原始的继电器封装、固态系统和PLC方式也同样被认可。 相对而言，这些系统在小系统中显示出了优越性。 例如，继电器搭接结构简单、成本低、响应迅速、不需要软件编程、故障安全等。

4 )人员动作可以是SIF的一部分，但在一个事故链中，只允许有限且有效的报警和有效的人员干预。 另外，人的介入也需要条件。 例如，在有效反应时间采取有效行动；

5 )当人是安全功能的一部分时，必须考虑所有人的因素，通常在SIF考虑中不考虑人的因素。 因为在紧急情况下，无论人是否受过良好的教育和训练，人往往都不可靠。

6 ) BPCS不允许执行安全仪表功能。 GBT50770-2013明确规定，基本过程控制系统不得执行SIL1、SIL2、SIL3的安全计算机功能。

但是，没有SIL水平的安全计算机功能能通过BPCS实现吗？ 理论上是可能的。 例如，系统本身有很多安全联锁，但经过评估后没有SIL级别的要求。 当然，也可以不要求SIL水平，用SIS系统实现安全计算机功能。

也就是说，进入SIS系统的电路不一定需要SIL级别的要求。

问题2 :安全仪表系统的范围？

国家安全监察总局116号文第一条说明了安全仪表系统( SIS )的范围。 包括安全联锁系统、紧急停车系统和有毒有害、可燃气体和火灾探测保护系统等。

白话解读：

1 )总局将安全联锁系统、紧急停机系统和有毒有害、可燃气体和火灾探测保护系统均纳入SIS范围，全文规定安全仪表系统应独立于过程控制系统(如分布式控制系统等)， 第11条(除“严格按照相关标准设计和实施有毒和可燃气体检测报警系统，为确保其功能的可靠性，相关系统必须独立于基本过程控制系统”外，未说明它们应当实现安全仪表功能) 61

2 )因此笔者认为，关于可燃、有毒及火灾检测保护系统，目前有必要关注116号文中的一句话。 系统独立于过程控制系统，其他在GB50493-2009中运行。 这是因为它与GB50493-2009的“可燃气体和有毒气体检测报警系统和生产过程控制系统(包括DCS、SCADA等)”集成

目前的说法是，不允许进行设计集成，不仅是独立的板卡部件，独立的笼架也不行，要求控制器、网络都是独立的，各地的安全检查中也提出了这个问题，后期国家和行业对系统管理的要求越来越高

注：不能理解为只要涉及安全联锁，就必须通过SIS系统实现吗？ 认为有SIL水平要求的安全联锁必须在SIS系统中实现。

问题3 :哪些企业需要乘坐安全仪表系统？ 企业需要什么样的系统？

根据1: 《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》 (安监总管三〔2014〕116号)

第十二条：自2016年1月1日起，大型和具备外商独资合资等条件的化工企业应当新建“双重点一重大”化工装置和危险化学品储存设施，并按照本指导意见要求设计符合相关标准的安全仪表系统。

第十三条：自2018年1月1日起，新建“双重点一重大”化工装置和危险化学品储存设施，应当设计符合要求的安全仪表系统。

新建其他化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统的，应当从2020年1月1日起执行功能安全标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。

解读：“两要求”中说“两重点一重大”，“两重点一重大”是什么呢？

二重点：“第一重点”是重点监管危险化工技术；

“第二个重点”是重点监管危化品清单

详见《国家安全监管总局关于公布第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知》 (安监总管三[2013]3号)

“一重大”是指危险化学品的重大危险源。

详见《危险化学品重大危险源辨识》 GB 18218-2018，2019年3月1日实施

依据2 :国家安全监管总局制定颁发了《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准（试行）》 (以下简称《判定标准》 )

第四条)重点监管危险化工过程的装置未实现自动化控制，系统未实现紧急停车功能，未使用配备的自动化控制系统、紧急停车系统。

第一点：没有实现DCS和PLC等的自动控制( BPCS )

第二点：系统没有实现紧急停机功能( sis(ESD ) )

第三点：设置了BPCS、SIS，但由于各种原因没有给药。

依据3 :安监总管三[2012]87号文《关于开展提升危险化学品领域本质安全水平专项行动的通知》在其工作目标中，涉及“重点监管危险化工过程的化工装置、重点监管危险化学品的生产储运装置和重大危险源(以下统称“双重点一重大”)” 对未经正规设计的在役化工装置进行安全设计诊断，全面消除安全设计风险”。

问四)各级检查都要求安全仪表系统独立，该如何独立？

根据1: 《判定标准》

第五条)构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未实现应急关断功能； 涉及毒性气体、液化气、剧毒液体一级、二级重大危险源的危险化学品储罐区未配备独立的安全仪表系统。

解读：为什么各级文件常常提到独立的概念？ 这需要从发生源开始说明。 通常，安全仪表系统要求设计为故障安全型。 此外，要求现场仪表、控制系统独立是为了避免共因故障的风险。 也就是说，在一个阶段发生故障，两个保护层同时发生故障。 这个问题可以和独立保护层一起讨论。 独立保护层意味着不能有共因故障，或者即使有共因故障，故障概率也远小于其他故障。

独立保护层的有效性、独立性和可审查性三个特性强调了独立的概念； 另外，独立考虑BPCS和SIS系统不同的管理要求，对安全仪表技术要求、选择、测试、维护标准以及人员、流程授权的要求通常比BPCS更严格。

什么因素可能导致共同因素无效？ 逻辑控制器( SIS系统)、电源、供电和电源柜)、网络、现场仪表)、接线箱、桥架、气源、执行器、环境() (包括机柜之间的安装)、接地，甚至人如何尽量降低原因故障的概率，对于安全仪表系统来说，是如何安全容易发生故障的部件，如何通过

什么样的情况可以共享？ 对于同一计算机，通过安全计算机功能( SIF )执行安全计算机功能被认为可以通过通信方式访问BPCS进行显示和监视(但不是独立的保护层)。

或者，即使是同一个多点温度计，当一个进入SIS，一个进入BPCS时，也作为相互核对功能。 当然，进入BPCS不能是独立的保护层。

(总的原则是，如果一个故障不能导致所有保护层故障)；

需要分开哪个零件？

1、核心控制器( DCS和SIS、GDS )；

2、现场传感器(包括源部件、导线管、阀门等)；

3、供电、网络、电缆、光纤、接线盒、气源等；

4、最终执行元件(电磁阀、截止阀、电动阀、控制电气设备的继电器)；

注：安全仪表的截止阀上请勿设置手轮。 如果有，需要签字上锁等措施。

经验数据：安全仪表系统由传感器、逻辑控制器和执行器组成，现场仪表(包括执行器)故障通常占系统故障的90%以上，这也是人们关注现场设备的原因之一。

注：SIL定级及验证的主体，是针对每个安全仪表功能（SIF）,现在通常说的上了SIL几的SIS系统并不科学；

事实上，在SIS的设计方案确定后，（初次验证）验证每一个安全仪表功能（SIF）是否满足安全完整性登记（SIL）的要求是非常关键的；但并不是做一次验证就可以高枕无忧了，SIS系统安装并投入使用后，还要进行周期性验证或审查，如果不按既有规程或设计进行，也不会降低工厂的风险，所以就需要对系统进行周期性验证或评审(每年或者发生SIS系统启动或重大变更出现，既要启动周期性验证或评估工作)，对安全仪表系统进行周期性评估验证，

这个工作是一个系统工程，需要从使用效果和出现的问题出发，评估前期的SRS需求是否合理？同时结合SIL定级、设计、变更（MOC））仪表和系统质量、施工、测试及后期管理全生命周期进行评估，只有这样，不断的进行完善，安全仪表系统才会可靠地在特定危险状态下做出合理的响应，降低危险状态下的风险等级；特殊强调一下：必须关注后期的变更管理、维护管理是否按照既定规程来进行。

问题八：安全仪表系统实施各阶段，对单位相关资质是什么要求？

设计单位：按北京市《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》 的要求，设计单位要具备化工甲级资质或工程设计综合甲级资质。

施工单位：按北京市《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》 的要求， 施工单位要具备有化工施工过程总承包三级和电子与智能化工程专业承包二级及以上资质。

定级验证单位：按北京市《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 的要求，企业要按照《化工安全仪表系统专项整治工作方案》 的有关程序和要求，自行或聘请具有相关能力和经验的专业技术机构……划分安全完整性等级，并验证安全仪表系统是否满足装置和设施要求。

审查评估阶段：应急管理局委托第三方技术机构，对安全仪表系统安全完整性等级（SIL）进行验证。

系统管理人员要求：云南省应急管理厅印发的《化工安全仪表系统专项整治工作方案》 中对企业加快安全仪表系统功能安全先关技术和管理人才培养，对人员培训做了明确规定；文中对安全仪表系统全生命周期各阶段的要求做了明确说明（里面关于测量仪表和执行机构设置部分，与50770相同，但此部分刚好与独立相悖）

注：SIS并不是万能的，SIL并不能降低风险到O,而是通过一些措施，把识别出来的风险降低到可接受的水平（如果发生的风险，不是识别出来的起因，即使有SIS可能也并不能降低风险。

问题九：对仪表人员的要求是什么？

依据1： 《化工安全仪表系统专项整治工作方案》 （国家安全监管总局令第30号）对特种作业人员的培训和相应资格提出了明确要求。

依据2：江苏省安全生产监督管理局关于规范危险化学品生产企业从业人员安全生产基本从业条件的意见。

危化品生产企业主要危险作业岗位操作人员的基本从业条件：危险化学品特种作业人员应当具备高中或者相当于高中及以上文化程度。

并具有5年以上直接从事危险作业岗位操作的从业经历。

对仪表维护人员的要求：危险化工工艺过程操作及化工自动化控制仪表安装、维修、维护作业（包含光气及光气化工艺、氯碱电解工艺、氯化工艺、硝化工艺、合成氨工艺、裂解[裂化]工艺、氟化工艺、加氢工艺、重氮化工艺、氧化工艺、过氧化工艺、胺基化工艺、磺化工艺、聚合工艺、烷基化工艺等15种危险工艺过程操作，及化工自动化控制仪表安装、维修、维护）。

对其它人员的要求，这里面包括设计、施工、系统硬件及软件编程。

前面已经阐述了对设计、施工、以及现场仪表维护的人员资质大部分有要求，但对于安全仪表系统硬件设计和软件编程没找到合适的文件规定，但SIS供应商通常配备了经过认证的功能安全工程师（例如TUV认证的功能安全工程师），所以我们可以这样理解，对于安全仪表逻辑控制器及软件进行维护，需要有经过认证的功能安全工程师并且经过系统厂家培训认可的系统工程师进行。

虽然提的要求严格一点，但作为仪表维护人员，这也是对自己的保护吧，所有职责都落到仪表或系统工程师身上也是不太合适的。

总之，作为仪表或系统工程师要有“底线思维”，严格按自己公司安全仪表管理规定进行，例如建立健全SIS全生命周期档案（维护保养制度，维护计划和规程，故障处理记录等资料至关重要）；按周期巡检，按周期进行测试，作业前必须开票，提高安全仪表系统管理要求和审批权限，不随意解除联锁，涉及到安全联锁的需要使用部门开具联锁工作票，并附风险分析及应急预案，请公司相关技术老总签字确认等等。

问题十：在安全仪表系统建设过程中，技术资料管理要求？

从事安全安全仪表系统管理要关注从需求提出、设计、选型、制造、出厂前测试（FAT），安装、工厂验收测试（SAT）,操作、变更、维护以及系统资料管理。

安全仪表系统必须有一套详细、系统性以及可追溯的完整的文档和记录。

系统技术要求规格书应该由谁来提呢？毫无疑问，只有系统的用户才能提出了最适合装置的技术规格书，而安全仪表系统失效，44%的意外事故是由于SRS不恰当或错误。

安全仪表系统设计的越简单越好，还是越复杂越好？如果风险能够用仪表之外的措施预防或避免，其实是最经济的，毕竟安全仪表系统成本比较高，维护也比较复杂，是需要人来参与的，而且也不能做100%安全，例如，本质安全设计是最好的预防措施，傻瓜式的系统应该是最优的选择。

问题十一：安全仪表系统，对仪表、系统及附件认证特殊要求？

认证过的真的好吗？面对各种野鸡认证，有证就可以吗？由于利益驱使，很多国内制造商取得了各种符合标准的认证，而且认证证书是由独立的第三方完成的，由于潜在巨大利益的驱使，为了证明产品的适配性，很多厂家，不惜重金取得进口的SIL等级认证证书，其实工业产品并没有强制规定采用第三方独立认证的产品，作为用户也应该有权利选择没有经过第三方认证的仪表设备或系统（也就是说对现有系统改造，并非把所有的仪表、阀门都改为带SIL等级认证的），但大部分用户考虑到责任的问题，有证的即使质量不好，出了问题，最起码有证，无证的即使质量再好，也难免出问题，出了问题，也是有口难辨；只有到了我的安全，我做主的时候，也许会改变这种状态吧！

目前对于系统、仪表的认证已经很普遍了，但对于系统组成的其它部分，例如开关电源、安全栅、继电器等是否也需要验证呢？而国内，又有几家SIS系统配备了安全型继电器？只采购了满足SIL等级的控制器和仪表，是否能够满足要求呢？此问题是笔者的疑问。

注：再可靠的系统和仪表，也要严格遵循仪表的安装调试和联合确认，“联合”，非常关键，和谁联合也是有学问的？

问题十二：BPCS、GDS、SIS几类系统，在专业管理和要求上，是有很大不同的。

此问题如果展开，会比较冗长，建议仪表人熟读相关规范，从设计阶段开始，就要确保系统合规，后面有机会对这几类系统管理进行论述。

笔者水平有限，错误或不当之处，还望大家留言讨论。

文/平常心

审核/任三多