这是一个很多SIL客户都很疑惑的问题,有些人说只要PFDavg(或PFH)满足目标SIL就没问题了。虽然这种说法部分正确,但它并不是完整的答案。IEC 61511将满足独立保护层(IPL)要求的标准定义为SIDA:
S - IPL必须专门设计用于防止危险事件的后果
I – IPL必须与所有其他IPL完全独立
D – IPL必须对随机故障和系统故障具有充分的防御能力
A – IPL必须具有可审计性,即可测试和可维护
对于SIF要被认定为IPL并达到其目标SIL,它必须满足3项要求:
证明其对随机故障具有充分的防御能力,即PFDavg或PFH
证明其对系统故障具有充分的防御能力,即系统能力
证明其满足所需的架构约束,即硬件故障容错(HFT)
这不是三选一,而是三选三,即三项都必须满足。仅仅满足PFDavg或PFH是不够的。IEC 61511和IEC 61508都提供了表格来定义给定SIL下的HFT。例如,IEC 61511:2016中的表格允许在低需求模式下HFT = 0最高达到SIL 2。对于SIL 3,这将需要HFT = 1(例如2个阀门)。SIF设计所达到的SIL将受限于所有3项要求中所达到的最低SIL。例如,如果SIF的PFDavg或PFH达到SIL 1,架构约束达到SIL 2,系统能力达到SIL 3,那么该SIF将被限制为SIL 1。
在SIF设计和所用设备方面,IEC 61511允许两种且仅两种设备合格性认定方法:使用IEC 61508认证设备或先前使用论证(Prior Use Justification)。另一个需要注意的重要点是,要达到该SIL,SIF必须包括该SIF的所有设备:传感器、任何中间继电器、分线器、隔离栅、电源、逻辑求解器、电磁阀、执行机构、定位器、阀门,甚至电机控制器。换句话说,从头到尾以及中间的一切。当某些设备未使用认证设备或没有认证设备可用时,这通常会导致问题;使用认证设备将确定系统能力,这是IEC 61508认证过程的一部分(即对设计过程、能力和制造/测试的详细分析)。对于非认证设备,需要提供先前使用论证,以审查现场记录,评估系统性原因导致的危险失效的贡献,确保其足够低以满足所声称的SIL。
很多时候,这一点并未被我们的客户完全理解,尤其是当与BPCS共享SIF设备时(例如控制阀),因为这些设备未经过认证,将导致SIF无法满足其系统要求。
因此,总而言之,对于SIF要达到其SIL目标,设计人员必须满足3项准则:PFDavg/PFH(取决于低需求还是高需求/连续模式)、架构约束和系统能力,且必须包括用于执行安全功能的所有设备。仅仅相信满足PFDavg/PFH的目标SIL就足够了,并不能完全满足IEC 61511的要求。