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1概述(1)

1.1安全儀表系統(2)

1.2本書服務對象(3)

1.3本書意圖(3)

1.4業界的困惑(4)

1.4.1技術選擇(5)

1.4.2冗余選擇(5)

1.4.3現場儀表(5)

1.4.4測試周期(5)

1.4.5廠商宣傳(6)

1.4.6認證與早先使用(6)

1.5工業指南、標準以及法規(6)

1.5.1HSE-PES(7)

1.5.2AIChE-CCPS(7)

1.5.3IEC 61508(7)

1.5.4ANSI/ISA-84.00.01—2004(IEC 61511 Mod)和

ANSI/ISA-84.01—1996(8)

1.5.5NFPA 85(8)

1.5.6API RP 556(9)

1.5.7API RP 14C(9)

1.5.8OSHA(29 CFR 1910.119-高危險化學品的過程安全管理)(9)

1.6標準制定思路的變化(11)

1.7不能僅憑感覺(12)

1.8自滿是危險的(13)

1.9學習永無止境(14)

小結(14)

參考文獻(15)

2安全生命周期(16)

2.1后知后覺與先知先覺(17)

2.2HSE的調查結果(18)

2.3安全生命周期(20)

2.3.1危險和風險分析(21)

2.3.2將安全功能分配到保護層(21)

2.3.3編制安全要求規格書(22)

2.3.4SIS設計和工程(22)

2.3.5安裝、調試及確認(23)

2.3.6操作和維護(23)

2.3.7修改(24)

2.3.8停用(24)

小結(24)

參考文獻(24)

3過程控制與安全控制(26)

3.1控制和安全定義(27)

3.2過程控制的特征——主動的或動態的(28)

3.2.1需要頻繁更改控制方式(28)

3.3安全控制的特征——被動的或休眠的(29)

3.3.1需要限制更改(30)

3.3.2要求模式與連續模式(30)

3.4控制系統和安全系統分別設置(30)

3.4.1HSE-PES(31)

3.4.2AIChE-CCPS(31)

3.4.3IEC 61508(32)

3.4.4ANSI/ISA-84.00.01—2004(32)

3.4.5API RP 14C(33)

3.4.6API RP 554(34)

3.4.7NFPA 85(34)

3.4.8IEEE 603(34)

3.5共因失效與系統或功能失效(35)

3.5.1人力因素(36)

小結(37)

參考文獻(37)

4保護層(39)

4.1預防保護層(42)

4.1.1工藝裝置設計(42)

4.1.2過程控制系統(43)

4.1.3報警系統(43)

4.1.4操作規程(44)

4.1.5停車、聯鎖儀表系統(安全儀表系統——SIS)(45)

4.1.6物理保護措施(45)

4.2減輕保護層(45)

4.2.1封閉系統(45)

4.2.2洗滌設備和火炬(46)

4.2.3火氣(F&G)系統(46)

4.2.4緊急疏散程序(47)

4.3差異化措施(47)

小結(48)

參考文獻(49)

5編制安全要求規格書(50)

5.1概述(51)

5.244%的事故歸咎于不正確的技術要求規格書(51)

5.2.1管理系統(52)

5.2.2工作程序(53)

5.2.3評估的時間安排(53)

5.2.4核心人員參與審查過程(54)

5.2.5職責不明(54)

5.2.6培訓和工具(54)

5.2.7復雜性和不切實際的預期(54)

5.2.8文檔不完整(55)

5.2.9規格書最終審查不到位(57)

5.2.10規格書中存在未被認可的背離(57)

5.3ANSI/ISA-84.00.01—2004(IEC 61511 Mod)第1~3部分的要求(57)

5.4規格書文檔要求(59)

小結(59)

參考文獻(60)

6確定安全完整性等級(SIL)(61)

6.1概述(62)

6.2責任主體(63)

6.3技術方法(63)

6.4共性問題(64)

6.5評估風險(64)

6.5.1危險(64)

6.5.2風險(65)

6.5.3致死率(65)

6.5.4現代社會的內在風險(66)

6.5.5自愿風險與非自愿風險(67)

6.5.6可容忍風險(68)

6.5.7過程工業可容忍風險(68)

6.6安全完整性等級(70)

6.7SIL定級方法1——合理盡可能低的原則(ALARP)(71)

6.8SIL定級方法2——風險矩陣(72)

6.8.1評估頻率(73)

6.8.2評估嚴重性(73)

6.8.3評估整體風險(74)

6.8.4附加保護層的有效性(74)

6.9SIL定級方法3——風險圖(76)

6.10SIL定級方法4：保護層分析(LOPA)(77)

6.10.1可容忍的風險(78)

6.10.2觸發事件頻率(79)

6.10.3安全保護層的安全性能水平(79)

6.10.4LOPA舉例(80)

小結(83)

參考文獻(83)

其他資料(84)

7選擇技術(85)

7.1氣動系統(86)

7.2繼電器系統(86)

7.3固態系統(88)

7.4微處理器、PLC(基于軟件的)系統(89)

7.4.1靈活性優缺點(90)

7.4.2軟件問題(90)

7.4.3通用PLC(91)

7.4.4安全PLC(94)

7.5與系統規模有關的問題(97)

7.6與系統復雜性有關的問題(98)

7.7與其他系統之間的通信(98)

7.8認證與早先使用(99)

小結(100)

參考文獻(101)

8系統評估(102)

8.1透過現象看本質(103)

8.2前期分析的重要性(105)

8.2.1事先警告(105)

8.3怎樣獲取失效率信息？(106)

8.3.1維護記錄(107)

8.3.2供貨商記錄(107)

8.3.3第三方數據庫(107)

8.3.4軍用形式的計算(108)

8.4失效模式(108)

8.4.1安全失效、危險失效(109)

8.4.2檢測出的失效、未被檢測出的失效(110)

8.5測量尺度(110)

8.5.1失效率、MTBF以及生命期(112)

8.6建模的程度(113)

8.7建模方法(114)

8.7.1性方塊圖(114)

8.7.2故障樹(115)

8.7.3馬爾可夫模型(116)

8.8冗余的影響(116)

8.9基本公式(119)

8.9.1人工測試持續時間的影響(120)

8.10繼電器系統分析(121)

8.11非冗余PLC系統分析(121)

8.12TMR系統分析(122)

8.12.1公共原因(123)

8.13現場儀表(125)

8.13.1閥門的部分行程測試(126)

8.14故障容錯要求(128)

8.15SIS設計樣本(129)

8.16分析系統性能的工程工具(130)

小結(130)

參考文獻(131)

9與現場儀表有關的問題(133)

9.1概述(134)

9.2現場儀表的重要性(134)

9.2.1現場儀表對系統性能的影響(134)

9.2.2系統失效各部分比例(135)

9.3傳感器(136)

9.3.1概述(136)

9.3.2檢測開關(138)

9.3.3變送器(139)

9.3.4傳感器的失效診斷(140)

9.3.5智能變送器(141)

9.4最終元件(141)

9.4.1概述(142)

9.4.2閥門的失效診斷(143)

9.4.3智能閥門定位器(143)

9.5冗余(144)

9.5.1表決配置和冗余(145)

9.6現場儀表設計要求(147)

9.6.1傳感器設計要求(148)

9.6.2最終元件設計要求(149)

9.7安裝關注點(151)

9.8現場儀表接線(151)

小結(152)

參考文獻(152)

10安全系統的工程實施(153)

10.1管理要求(154)

10.1.1時間安排和工作內容定義(154)

10.1.2人員(154)

10.1.3溝通(155)

10.1.4文檔(155)

10.2硬件設計考慮(155)

10.2.1得電關停與失電關停系統(155)

10.2.2系統診斷(156)

10.2.3共因的最小化(157)

10.2.4盤柜設計(157)

10.2.5環境因素(158)

10.2.6供電(158)

10.2.7接地(159)

10.2.8檢測開關和繼電器的選擇(159)

10.2.9旁路(159)

10.2.10功能測試(160)

10.2.11安保措施(160)

10.2.12操作員接口(161)

10.3軟件設計考慮(162)

10.3.1軟件的生命周期(162)

10.3.2程序和編程語言類型(164)

10.3.3軟件性能的量化(165)

10.3.4軟件測試(166)

小結(167)

參考文獻(167)

11安全系統的安裝(168)

11.1概述(169)

11.2術語(170)

11.3工廠驗收測試(FAT)(171)

11.4安裝(172)

11.4.1安裝檢查(173)

11.5確認、現場驗收測試(SAT)(174)

11.5.1必要的文檔(175)

11.6功能安全評估、開車前安全審查(PSSR)(175)

11.7培訓(176)

11.8交付給工藝操作部門(177)

11.9開車(177)

11.10開車之后的后續活動(178)

小結(178)

參考文獻(179)

12功能測試(180)

12.1概述(181)

12.2測試的需要(181)

12.2.1ANSI/ISA-84.00.01—2004對功能測試的要求(184)

12.2.2一般性指南(185)

12.3確定測試頻率(186)

12.4測試的責任主體(187)

12.5測試裝備和規程(187)

12.6文檔(189)

12.6.1測試規程文檔樣本(190)

小結(192)

參考文獻(192)

13系統的變更管理(193)

13.1概述(194)

13.2變更管理的需要(194)

13.3何時要求變更管理(MOC)？(195)

13.4何時不適用變更管理？(196)

13.5ANSI/ISA-84.00.01—2004的要求(197)

13.6變更管理(MOC)規程(199)

13.7變更管理(MOC)文檔(200)

小結(201)

參考文獻(201)

14安全系統的可行性評判(202)

14.1概述(203)

14.2安全系統失效模式(204)

14.3可行性評判(206)

14.4評判的責任主體(207)

14.5如何進行評判(207)

14.6生命周期成本(209)

14.7審查示例(210)

14.8生命周期成本分析(214)

14.9優化安全、性以及生命周期成本(216)

小結(217)

參考文獻(217)

15SIS設計檢查表(218)

15.1概述(219)

15.2檢查表概覽(220)

第1部分：管理要求(221)

第2部分：安全要求規格書(222)

第3部分：SIS的概念設計(223)

第4部分：SIS的詳細設計(224)

第5部分：供電和接地(225)

第6部分：現場儀表(226)

第7部分：操作員接口(227)

第8部分：維護和工程接口(228)

第9部分：通信(228)

第10部分：硬件技術規格書(229)

第11部分：硬件制造(230)

第12部分：應用邏輯要求(230)

第13部分：嵌入(廠商)軟件(231)

第14部分：軟件組態(232)

第15部分：工廠測試(233)

第16部分：安裝和調試(234)

第17部分：操作和維護(236)

第18部分：測試(237)

第19部分:變更管理(238)

第20部分：停用(239)

參考文獻(239)

16案例分析(240)

16.1概述(241)

16.2安全生命周期及其重要性(241)

16.3案例描述：加熱爐、燃燒加熱器安全停車系統(243)

16.4分析范圍(244)

16.5確定SIL目標值(245)

16.6制定安全要求規格書(SRS)(246)

16.7SIS概念設計(249)

16.8生命周期成本分析(251)

16.9驗證概念設計滿足SIL要求(252)

16.10詳細設計(253)

16.11安裝、調試，以及開車前測試(254)

16.12操作和維護規程(254)

小結(256)

參考文獻(256)