安全繼電器怎么使用才符合IEC61511?
安全繼電器 安全繼電器怎么使用才符合IEC61511? 2020-10-27 安全繼電器怎么使用才符合IEC61511? 206

為什么需要 安全繼電器 ?


安全繼電器(Safety Relay)為安全回路中的重要元件,它對人身安全及生產安全有著極為重要的作用。


那么問題來了!如果情況沒有達到安全標準要求,造成的后果你我能不能承擔?

 

安全繼電器在獲得相關功能證書上會體現所能達到的SIL等級。但是在SIS系統中,不是所有部件都是SIL等級,所以對于應用于整個SIS系統來說,也是多種條件綜合在一起的。


01 化工行業典型的風險降低保護層


在某個實際項目中,原料儲罐壓力超過上限,可能導致爆炸,按照如下風險矩陣表危害處于“中”階段。在HAZOP和LOPA分析之后,將SIL等級定級為SIL2。在一般項目中,危害等級處于矩陣表中的“中”或者“低”位置是可以接受的,“高”和“極高”是不被接受的,通過降低頻率等級,其中的方法之一就是增加SIS系統。

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圖 黃色部分為一個SIF(安全儀表功能),其控制系統就成為:SIS控制系統,需要驗證其達到SRS要求的SIL等級。


02 SIF基本構成


該項目儲罐壓力安全回路包括:(其中安全繼電器也是重要的組成部分。)

· 檢測部分:傳感器,變送器,接口

· 控制部分:安全PLC GuardLogix

· 執行部分:執行機構、閥門、接口

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03 SIL驗證


根據相關公式,我們要計算PFD值來判定是否滿足SIL2等級。公式如下:

PFD(系統)=PFD(輸入)+PFD(邏輯)+PFD(輸出) 或者 PFD(系統)=PFD(壓力變送器)+PFD(安全柵)+PFD(輸入模塊)+PFD(安全PLC)+PFD(輸出模塊)+PFD(安全繼電器)+PFD(電磁閥和切斷閥)

安全繼電器怎么使用才符合IEC61511?


重要概念:IEC61508和IEC61511都定義了硬件的結構約束的概念,用硬件故障裕度(HFT)來表征,指的是硬件功能單元在故障存在的情況下,持續完成所要求功能的能力。其代表了設備或子系統在構成SIF回路時,從硬件結構上對SIL的限制。

安全繼電器怎么使用才符合IEC61511?


采用單通道子系統執行安全功能的E/E/PE安全相關系統中,執行整個安全功能所能達到的最高SIL等級,由具有最低SIL能力的設備決定。

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采用多通道子系統執行安全功能的E/E/PE安全相關系統中,執行整個安全功能所能達到的最高SIL等級,為多個子系統歸并合計而成,并同時考慮HFT,來對系統整體SIL進行疊加。

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04 整套SIS系統的構成

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在一個流程控制系統中,會存在多個SIF,寵兒構建成一整套SIS控制系統。


05 經驗還是認證?

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是否可以把安全繼電器換成普通繼電器?


IEC 61508的SIL認證與經驗使用(Prior Use)的關系:

經驗使用,是IEC 61511的術語,指基于在以往的操作環境和應用場合的使用記錄,評估表明該設備有足夠低的危險失效率,適合用于安全儀表系統中。


根據IEC 61511的相關規定,經驗使用需要有相應的證據能夠證明這些部件和子系統適用于SIS,證據的適用性應該包括:

· 制造商有完善的質量控制和管理體系

· 該部件或子系統有適當的標識和技術說明

· 有在類似的工藝操作狀態和獨立環境下的良好績效表現


這些內容需要整理并總結成文檔,用作保管。另外,原則上來說,經驗使用的評估不適用于SIL3的系統。


經驗使用于用戶認可的設備目錄是什么:

就工程實踐來說,在SIS工程設計中,會涉及到大量的儀表設備,包括邏輯控制器,檢測開關,變送器,電磁閥,切斷閥,以及繼電器,信號分配器,安全柵,電源等等。


有些設備沒有IEC 61508的認證,卻有大量的現場使用先例和良好的口碑,但卻缺乏數據的收集,整理和分析,無法形成選型基礎。由此,IEC 61511指出:

現場設備與操作經驗相關的信息,主要記錄在用戶認可的設備目錄中,并且要適時對目錄系統性地修改,將獲取了足夠操作經驗的設備添加進來,將有積慮表明績效不理想的設備從目錄中刪除。這就是用戶認可的設備目錄。


對于用戶認可的設備目錄,需要留有評估步驟,方法,標準,結論等形成有據可查的技術文件。


PS:辰竹建議

由于國內的SIS系統目前處于概念啟蒙和導入階段,于國外相比,在管理體系上有著很大的差距。沒有完善的經驗與文檔的積累。然而,在化工事故不斷發生,且國家嚴格檢查116號文的大背景下,建議客戶使用帶認證的安全繼電器,以便在規范性上無漏洞可抓。特別地,雖然有經驗使用的評估規定,但國外的項目大部分仍然繼續在使用帶認證的產品。


06 辰竹安全繼電器

安全繼電器怎么使用才符合IEC61511?

安全繼電器為連接安全PLC的DO輸出與現場執行機構,起到電氣隔離和功率驅動的作用。

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