如何符合IEC 61511标准

为了符合IEC 61511标准，我们需要做些什么？该标准引入了安全生命周期 的概念，因此，答案与遵守该生命周期的每个阶段有关。我们的意图是以一种简单的方式解释它，为那些不太专业的人。

在图像中，我们试图将SIS的生命周期分为8个主要部分，蓝色代表分析阶段1，红色代表设计与实施阶段2，绿色代表操作与维护阶段3。

这些组件中的每一个对于严格遵守IEC 61511都是必要的。在过程工业中，这些安全实践的采用程度因行业而异。最先进的是石油和天然气、化学和能源生成行业，其他一些是新兴的，如制药、纸张和水处理行业，而食品和饮料行业则相对不那么先进。

让我们简要看看我们认为在每一个阶段中最重要的事情。需要记住的是，在实际操作中，不仅仅是遵守规范，而且在工厂中创建良好的安全文化是非常重要的，特别是由公司管理层开始。

分析阶段

• 过程风险分析：首先需要进行的是这个分析，由合适的团队人员参与，不受时间限制。这是一次严格的、系统的过程风险识别评估，以确定风险的原因、后果、发生频率，以及我们为了最小化或降低风险将采取的安全措施或保障措施。

• 确定SIL：在许多情况下，降低危险场景风险的方法是引入一层SIS保护，即安全仪表系统（SIS）中的仪表安全功能（SIF）。这层保护需要分配一个风险降低因子（RRF），从而确定一个具体的SIL等级（1、2、3，或在少数情况下为4）。

• 安全要求规范 (SRS)：这是第一阶段的最终文件，我们需要定义和详细描述每个SIF以及进行SIL验证所需的初始参数（LT, TI, PTC, Beta, MTTR, 启动时间等）。为每个SIF定义的主要参数是所需的SIL、RRF和MTTFS。

• 功能安全评估：在英语中称为“Functional Safety Assessment (FSA)”，是指由第三方评估第一阶段的工作是否正确完成。

设计与实施阶段

• 产品选择：我们必须选择每个SIF（压力、温度、流量等的传感器类型，阀门和执行器类型，安全PLC型号，逻辑解决器如PLC或继电器等）的制造商和技术。所选设备必须经过认证以满足所需的SIL，或者能够证明其“使用证明”或“先前使用”。

• 设计：需要对每个安全功能的各个组件进行详细设计。我们将需要制造商的支持以及“安全手册”的信息来获得最终参数，特别是PTC（“证明测试覆盖”，或Cpt）参数，该参数量化了我们在维护中的功能测试中检测潜在危险故障的有效性。

• SIL验证：通过某种计算软件（exSILentia，Safeguard Profiler，SILcet等）验证每个SIF的设计符合SRS文件（SIL、RRF、MTTF）中的规定。每次修改设计（如更改制造商、架构、计算参数、所需的SIL等）时，都需要重复这个验证过程。

• 安全仪表系统测试：根据项目进展情况，有多种类型的测试。 “工厂验收测试”（FAT）在工厂进行， “现场验收测试”（SAT）在现场进行。 这两种测试，根据实施方式，可以被认为是安全仪表系统最终验证的一部分。

• 系统验证：这是一个非常重要的里程碑，包括对已安装和投入使用的SIS及其相关的SIF进行检查和测试，以验证SIS和其SIF是否符合SRS规范（IEC 61511标准第15条）。通常，这种验证是通过SAT测试来完成的。

• 功能安全评估 (FSA)：由第三方对SIS的设计和安装及其相关的SIF进行评估。评估团队中必须至少有一名没有参与设计的专家。

操作和维护阶段

• SIS 维护计划：这是生命周期中时间最长的阶段，在这个阶段我们需要确保所有安全功能（SIF）的完整性。必须有一个特定的 SIS 维护计划来定义活动、程序、负责人等。2016 年发布的 IEC 61511 第 2 版的主要变更影响了这个第三阶段。

• 维护的有效性：确保我们符合SRS中定义的参数，特别是功能测试的频率、“proof tests” 的PTC（或Cpt）量化参数，以及在计算β因子时所做的假设（共同原因故障）。记录和文档化SIS的故障是非常重要的。

• 对SIS的监控：必须监控SIS的行为，以保持其完整性，特别是如果某个SIF的需求频率发生变化，或者用于计算故障概率的参数发生变化，或者SIS的预期行为与实际行为之间存在差异。

• SIS的修改：随着时间的推移，由于各种原因可能会出现修改。IEC 61511的第17条列出了需要遵循的指南。我们必须确保在进行修改后，SIS所需的完整性得以保持。

• 功能安全评估 (FSA)：2版的新内容之一是定期进行FSA，以确保维护和操作按照设计时所做的假设进行，并符合IEC 61511标准对安全管理和验证的要求。评估团队中必须至少有一名没有参与O&M的专家。

结论

如我们所见，完全符合IEC 61511标准并不容易 并且需要成本，或者如果我们将其视为安全和工厂形象的投资 那么当我们避免了一起事故时，它将带来巨大的回报。

在许多国家，IEC 61511的遵守不是强制性的，但是这是一份在全世界非常认可的优秀建议指南。我们在此鼓励大家遵循并逐步实施它。仅仅50%地遵守这一规范已经是朝着正确方向迈出的一步。

同样需要考虑的是，像许多其他规范一样，使用该规范需要用户大量的解释。很少有明确的“正确/错误”答案，因此，工程师的经验和良好实践是至关重要的。