解析安全繼電器在SIS系統中的應用
安全繼電器_SIS_SIL
解析安全繼電器在SIS系統中的應用 2019-05-09 解析安全繼電器在SIS系統中的應用 1551
 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!如果以下幾種情況沒有達到安全標準要求,造成的后果你我能不能承擔?【點擊查看安全繼電器標準解析】


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自動扶梯

人員乘坐扶梯摔倒,急停故障怎么辦?

生產線

機器失效,導致機器損壞及人員傷亡怎么辦?

機器加工

安全門監控發生故障,作人員受傷怎么辦?



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。


0                         1  
  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。


解析安全繼電器在SIS系統中的應用

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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。



0                         2  
  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


解析安全繼電器在SIS系統中的應用



0                         3  
  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)


解析安全繼電器在SIS系統中的應用


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。


解析安全繼電器在SIS系統中的應用

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。


解析安全繼電器在SIS系統中的應用

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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0                         4  
  整套SIS系統的構成



解析安全繼電器在SIS系統中的應用


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。



0                         5  
  經驗還是認證?


是否可以把安全繼電器換成普通繼電器?


解析安全繼電器在SIS系統中的應用


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。



0                         6  
  辰竹安全繼電器


解析安全繼電器在SIS系統中的應用


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


主要型號 主要特征
CZSR8401-1A SIL3安全認證,三重冗余,單通道;G3防腐
CZSR8401-2A SIL3安全認證,三重冗余,雙通道;G3防腐
CZSR8001-3A1B

SIL3安全認證,強制導向繼電器,大電流5A

多觸點(3NO+1NC),帶回路監測;G3防腐

CZSR8001-2A2B

SIL3安全認證,強制導向繼電器,大電流5A

多觸點(2NO+2NC),帶回路監測,和診斷反饋

CZSR8402-1A

SIL3安全認證,強制導向繼電器,電梯聯鎖

G3防腐,另兼具電梯認證,防爆認證


如您對安全繼電器產品感興趣,請聯系:↓↓↓

聯系人:周婷  18121270306

郵   箱:zhouting@chenzhu-inst.com

地   址:上海市民益路201號漕河涇新興產業園6號樓8樓

郵   編:201612

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