前言
安全仪表系统安全需求规格书SRS是安全要求规范或安全要求规格书的简称,它包含安全仪表系统应执行的安全仪表功能(SIF)的所有要求的规范。SRS虽然在IEC61508、IEC61511中很早就提出,但是由于国内对SRS编制的详细要求还存在一定的差距和不足,因此部分企业仍然尚未编制SRS文件。
SRS是SIS系统设计(初设、详设以及全生命周期设计及使用阶段管理)的基础,也是SIS系统最终确认的依据,因此所有必须的信息都应该包括在内,形成一整套完整的文件。SRS是整个安全生命周期中重要的一环,通过SRS可以知道怎样设计一个安全仪表功能(SIF),以及如何把这些功能(SIF)集成到一个SIS中。
安全要求规格书(SRS)的安全要求有哪些?
1、达到安全功能所必须的所有的SIF的描述(例如:联锁逻辑说明、因果图或逻辑图);
2、识别并考虑共同原因失效的要求;
3、对每个所确定的仪表安全功能的过程安全状态定义;
4、任何单个的过程安全状态的定义,当这些状态同时发生时就会产生一个单独的风险(例如应急储存的过载、燃烧系统的多次泄压);
5、仪表安全功能SIF的“要求(Demand)”和要求率(Demand Rate)的假定来源;
6、与检验测试(Proof Test)时间间隔(TI)有关的要求;
7、SIS将工艺过程置于安全状态,对每个SIF的响应时间(执行时间)要求;
8、每个SIF的安全完整性等级(SIL)以及操作模式(要求/连续);9、对PID工艺测量参数、量程、精度,以及脱扣点(关断设定值)的描述;
10、SIF过程输出动作及成功操作准则的描述(例如对关断阀的泄漏率的要求);
11、过程输入、输出点之间的功能关系,包括逻辑、数学功能,以及任何要求的许可;
12、人工停机要求(每个SIF手动停机的要求);
13、与加电或断电脱扣有关的要求(每个SIF得电还是失电关停的相关要求);
14、每个SIF的最大允许脱扣率(最大允许误关停率);
15、SIF停机后的复位要求(例如,对最终元件的手动、半自动,或者自动复位的要求);
16、每个SIF的失效模式和要求的SIS响应(例如:报警、自动停机) ;
17、与SIS启动和再启动规程有关的任何特别要求;
18、SIS和任何其他设备之间(包括BPCS和操作员)之间所有接口的安全要求;
19、工厂操作模式的描述,以及在每种操作模式下仪表安全功能识别;
20、应用程序(软件)的安全要求;
21、超驰/禁止/旁路的要求,包括关于旁路操作的书面要求,要明确描述出旁路如何设置、如何解除;
22、当检测出SIS中存在某种故障,达到或保持某个工艺过程的安全状态所必须的任何动作的规范,任何这样的动作都需要考虑人力因素的影响;
23、关于SIS的切实可行的平均维修时间(MTTR),要考虑维修备件库存、人员的路途时间、备件安装、服务合同的规定,以及考虑人员技术能力和环境方面的限制;
24、需要避免的SIS输出状态危险组合的识别;
25、SIS 在运输、存储、安装,以及操作期间,可能遭遇的所有极端环境状态的辨识。需要考虑下面这些方面:温度、湿度、污染物、电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)、振动/撞击、静电放电、电气防爆区域分级、洪水、雷电,以及其他相关因素;
26、工艺过程正常或非正常操作模式的辨识,包括整个工艺装置的操作(例如,开车),以及单项操作规程(例如,设备维护、传感器标定或维修)。可能需要附加的SIF应对这些工艺过程操作模式;
27、任何SIF能经受一次重大意外事故的仪表安全功能要求的定义要求。例如,在发生火灾时,要求关断阀必须维持操作多长时间;
28、与每个SIF有关的输入、输出仪表以及执行机构清单,保证位号的唯一性。
(摘自GB/T 21109.1-2007 10.3)
SRS由什么组成?
SRS应该由以下两个主要部分组成:
●安全功能要求规格书
功能要求描述的是系统的输入、输出以及执行的逻辑。
换句话说,它定义每个安全功能(SIF)应该做什么?
例如:当反应器的温度超过设定值(350℃)时,停止电加热器。
●安全完整性要求规格书
描述的是每个功能的安全性能要求(水平);
换句话说,它定义每个安全功能应该具有的能力或者有多好。
例如:当反应器的温度超过设定值(350℃)时,要确保停止电加热器的概率或者可能性达到99%以上;
输入:安全要求功能的描述。
输出:SIS安全要求,软件安全要求。
编制SRS时需要哪些关键技术文件?
●工艺过程相关信息
1) 管道和仪表流程图(P&ID)
2) 工艺操作描述
3) 过程控制描述,包括基本过程控制系统设计及安全仪表系统分配策略、控制类型、操作员接口、报警管理以及历史数据记录
4) 相关安全法规,(包括国家、行业、省、市及各级政府和企业的要求)
5) 可靠性、质量或者环境相关资料操作或维护相关技术文件;
●因果图(Cause-Effect)
因果图可以将安全功能和完整性要求整合在一个技术文件中(也可以把其它要求例如仪表量程、设定值、动作情况等集中在一个表单中);
●逻辑图
用作因果图的补充,可以描述更复杂或者基于时间或顺序的功能(不能用语言或因果图表述的可以用逻辑图或逻辑关系表述);
● 工艺数据表
工艺过程数据表为编制仪表选型规格书提供必要的信息。
结语
SRS是对实现安全仪表功能起着决定性作用。编制安全要求规格书(SRS)是SIS全生命周期最重要的活动之一。它为SIS的系统设计、逻辑控制器的硬件集成和软件组态、安装和调试,以及开车运行等提供工程实施准则。因此,各单位应该将SRS重视起来,维护企业设备运行安全,将条例铭记在心。