什麼是sil認證（怎樣搞清楚SIL等級）

2023-05-27 12:45:03

1.什麼是SIL等級？

安全完整性等級 (SIL, Safety Integrity Levels) 是對安全儀表系統各個安全儀表功能 (SIF, Safety Instrumented Function) 的能力的衡量。在實際的生產過程中，過程風險越高，對安全系統安全性能的要求越高。

安全完整性等級(SIL)

低要求操作模式(要求時的平均失敗概率)(PFD)

風險減低因子(RRF)

≥10-5且＜10-4

>10000

≥10-4且＜10-3

1000-10000

≥10-3且＜10-2

100-1000

≥10-2且＜10-1

10-100

需要注意的是SIL等級不是對過程風險的直接測量（過程風險測量用到的是HAZOP分析）。

2.什麼是SIL定級？

SIL定級是對安全系統安全性能的定級，即對每個SIF迴路的SIL定級。

SIL定級需要依據以下步驟順序執行：

①設置安全目標（風險矩陣及風險可接受標準）

②填寫SIF迴路屬性（觸發機構，執行機構，後果等）

③分析初始事件，匹配初始風險；

④獨立保護層分析匹配；

⑤確認是否需要配置SIF迴路；

⑥為配置的SIF迴路指定其所需的SIL等級；

在進行SIL定級時，每種事件的失效都有對應的失效模式，因此概率是可以統計的，事件的概率可以參考：GB/AQ、CCPS、EXIDA、OREDA等權威資料庫。識別SIF迴路時要全面，SIF迴路數量的確定通常與場景相關，例如，液位高高LAHH-001及LALL-001，儘管為同一觸發元件（液位變送器），但其保護場景完全不同，所以為兩個不同的SIF迴路；除考慮正常的聯鎖設置外，還需結合HAZOP分析，將其中一些高風險的事故劇情、複雜的事故劇情、後果嚴重的事故劇情拎出來進行分析，因此HAZOP報告的質量為影響SIL定級的關鍵因素。SIL定級過程還要注意以下幾點：例如，風險可接受標準的制定需要結合企業的現狀；SIL定級中初始事件及修正因子影響結果的準確度；SIL定級中「IPL」三個特性（功能性、完整性、可靠性）的細節把握；在役裝置中現場調研及MOC變更梳理。

此外，在SIL定級報告中，當SIF迴路定級結果為a時，該迴路無SIL等級，RRF為1-10之間；a的定義為:保留該SIF迴路的功能，對其SIL等級不做要求。SIF迴路滿足其SIL等級，要求SIF迴路（包含觸發機構、邏輯處理器、最終元件）的PFD值和HFT（硬體故障裕度）同時滿足其要求。

3.什麼是SIL驗證？

SIL驗證是在對安全儀表功能的迴路確定了所需SIL等級後，需要對安全儀表功能的迴路的現有配置進行定量計算，以驗證安全儀表功能的迴路的現有配置是否能達到所需SIL等級的要求。對滿足要求的，進一步確定相應的測試周期，對不滿足要求的和為確保安全儀表系統的全生命周期的安全作用，提出改進建議。

對一個安全儀表功能迴路進行驗證計算，首先需將其分為傳感器子系統、邏輯控制子系統和最終元件子系統，分別計算，以確定每個子系統的SIL等級；然後根據子系統之間的關係最終確定整個SIF迴路的SIL等級。其中，對於一個子系統要達到SIL-n級，需要滿足：（1）此子系統的結構約束至少要達到SIL-n級；同時（2）要求時的失效概率（PFDavg）要在SIL-n的範圍之內；同時（3）系統能力（SystematicCapability）至少要達到SIL-n級。

在SIL驗證過程中，對於PFD驗算重點是失效數據的選取及RBD（可靠性框圖法）模式的建立，不同的表決機制對應不同的RBD模型，其可靠性是完全不同的。單個2oo3或者2oo2的RBD通常比較簡單，對一些複雜場景多層嵌套的環節需要結合工藝場景分析。除對PFD的驗算外，還該應對MTTF平均誤動作跳車概率進行分析，通常強健設計對現場的表決機制進行修正分析，保證可靠性及可用性的雙重指標。PFD及MTTF建議採用國際上通用的markov馬爾科夫的方法進行，普通的RBD公式法及FTA事故樹的方法已經不推薦使用。此外，若執行器是調節閥，同時配有電磁閥通過接收 ESD系統的信號實現聯鎖，這種情況下調節閥的關鍵執行部件：電磁閥、執行機構及閥體必須是需要認證的。儀表的PFD數值的來源為：SIL證書、失效資料庫、工廠實際數據等三方面。IEC 61508中首先推薦企業自身統計的符合企業自身的實際失效概率（其準確性最高）。其次可以使用該元件的SIL等級證書中所提供的失效概率。以上均不能提供的話，可採用通用數據來進行計算。

SIL驗證案例：