功能安全技术与应用培训ppt课件

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1、功能安全技术与应用功能安全技术与应用2000年开始年开始兴起的一起的一项新新兴的安全工程学科的安全工程学科起于起于IEC61508标准准内容内容l缘 由由l理理 念念l实 践践缘缘 由由安全生安全生产-面面临的困境与挑的困境与挑战技技术发展展我们的工厂设计采用了多个保护层我们的工厂设计采用了多个保护层功能安全中心功能安全中心社会应急响应社会应急响应紧急广播工厂应急响应工厂应急响应撤离规程减轻减轻机械减轻系统机械减轻系统仪表安全控制系统仪表安全控制系统仪表安全减轻系统仪表安全减轻系统操作员监督操作员监督预防预防机械保护系统机械保护系统操作员校正动作时的过程报警操作员校正动作时的过程报警仪表安全控

2、制系统仪表安全控制系统仪表安全预防系统仪表安全预防系统控制系统和监视控制系统和监视基本过程控制系统基本过程控制系统监视系统（过程报警）监视系统（过程报警）操作员监督操作员监督过程过程在在试试错错的的基基础础上上建建立立的的安安全全控控制制与与防护技术防护技术要要求求长长期期的的使使用用经经验验和和长长期期的的系系统统测测试试，使使用用“经经证证明明是是正正确确的的技技术术”或或“好的工业实践好的工业实践”严严格格的的法法规规体体系系与与宏宏大大的的安安全全标标准准体体系系（在在选选择择、计计算算、系系统统方方法法上上都有详细规定）都有详细规定）后后果果：大大多多数数事事故故得得以以避避免免，生

3、生产产加加速速、系系统统加加大大、人人们们越越来来越越依依赖赖于安全系统于安全系统但是事故仍然发生但是事故仍然发生不但在新技术系统使用场合，也在“经证明是正确的技术”应用场合安全生产的困境安全生产的困境人会犯错人会犯错l墨菲定律墨菲定律如果有两种选择，其中一种将导致灾难，则必定有人会作出这种选择。任何事都没有表面看起来那么简单；所有的事都会比你预计的时间长；会出错的事总会出错；如果你担心某种情况发生，那么它就更有可能发生。有可能出错的终将会出错安全生产的困境安全生产的困境人会犯错人会犯错l人人总是会犯是会犯错的的l人的素人的素质是参差不是参差不齐的的l多多样性与不确定性性与不确定性人的错误导致

4、事故的案例人的错误导致事故的案例l切切尔诺贝利核利核电站事故（其中人的因素）站事故（其中人的因素）按计划停机调试时按计划停机调试时多次违反操作规程多次违反操作规程操作员关上了多级反应堆操作员关上了多级反应堆的安全系统的安全系统 人的错误导致事故的案例人的错误导致事故的案例l设计错误案例（温州案例（温州铁路事故）路事故）设计理念设计理念软件编写软件编写调度安排调度安排安全生产的困境安全生产的困境人会犯错人会犯错l结论安全依靠责任转为安全更多的依赖技术，尽量采用技术系统减少人出错的可能性不能要求人承担超出他能力的责任能力与责任要匹配安全生产的困境安全生产的困境责任无限责任无限l安全管理者如坐火安全

5、管理者如坐火药桶桶责任有限责任有限l安全生产风险管理：风险识别、分析、分摊、转移、控制等l让每个人都知道：每个人都知道：到底做什么？到底做什么？做到什么程度？做到什么程度？安全应多依赖于技术安全应多依赖于技术l科技科技兴安安l但技但技术设备与系与系统也会出也会出现故障故障安全生产的困境安全生产的困境设备会出故障设备会出故障设备越来越复杂采用大量电子、可编程电子元件自动化和智能化整个宇宙约有1069到1081个星球10MB的电子存储器就有1020000000种状态设备必定会故障，设备必定会故障，只是时间问题只是时间问题BP事故案例事故案例事故直接原因：液位计故障2005年3月23日，但于美国德克

6、萨斯州的BP公司炼油厂异构装置在开车过程中发生了多起爆炸事故，并引发火灾，15人死亡、170多人受伤，安全生产的困境安全生产的困境设备会出故障设备会出故障l结论应尽可能采用技尽可能采用技术设备与系与系统保障安全保障安全但必但必须实现功能安全功能安全理念理念功能安全的基本概念与方法功能安全的基本概念与方法什么是功能安全？什么是功能安全？lFunctional safetyl是整体安全的一部分，它依是整体安全的一部分，它依赖于系于系统或或设备执行正确的行正确的功能（功能（对输入的响入的响应正确）正确）l安全取决于主动系统或设施功能的正确行使。保保护层及保及保护层分析（分析（LOPA）保保护层（la

7、yers of protectionlayers of protection）采采用用多多重重保保护层或或安安全全措措施施，以以便便深深度度防防止止灾灾难性性事事故故或或减减轻灾灾难事事故故的的影影响响。可可提提供供的的防防止止事事故故与与灾灾难发生生的的措措施施，可可以以是是安安全全设备、系系统或或行行动（作作用用），能能够防防止止或或减减缓危危险剧情向不利后果情向不利后果扩展。展。2001 由美国化学工程由美国化学工程师协会，化工会，化工过程安全中心程安全中心CCPS发布布Center for Chemical Process Safety(CCPS),American Institute

8、 of Chemical Engineers（AIChE）Layer of Protection Analysis1.具具备固固有有安安全全设计特特性性（工工艺、动设备、静静设备、仪表表、控控制系制系统、软件系件系统）；）；2.基本基本过程控制系程控制系统(BPCS)；3.超限超限报警和操作警和操作员人工介入人工介入；4.急停急停车系系统/功能安全功能安全仪表表(SIS)；5.物物理理防防护措措施施（积极极保保护层），如如释放放设备（安安全全阀、爆爆破破片、片、释放到火炬）；放到火炬）；6.后后续释放放物物理理防防护（消消极极保保护层），切切断断对水水源源、土土壤壤、地地下水、大气的下水、大气

9、的污染，如染，如围堰、隔离系堰、隔离系统；7.工厂和社会的工厂和社会的紧急响急响应（紧急响急响应层）。）。可行的保可行的保护层各各级保保护层所所应对的危的危险级别 LOPA是一种是一种简化的半定量化的半定量风险评价方法，用以确定价方法，用以确定现有的安全措有的安全措施是否合适，是否需要增加新的安全措施。施是否合适，是否需要增加新的安全措施。LOPA所包含的内容如下：所包含的内容如下：1.1.分析由原因分析由原因-后果后果对偶所定偶所定义的独立的危的独立的危险剧情；情；2.2.确定确定剧情的情的风险（riskrisk）程度；）程度；3.3.分析独立的保分析独立的保护层，其有效性及，其有效性及联合

10、效果。合效果。保保护层及保及保护层分析（分析（LOPA）保护层分析（LOPA）考虑的重点 1.怎样的安全是足够的安全？2.具体的过程需要多少种保护层？3.每一保护层可以减少多少风险？实质：HAZOP+ETA（事件树分析）两种方法的联合。保护层（洋葱图）保护层（洋葱图）1.工艺过程2.集散控制系统3.操作员报警4.安全仪表系统5.释放设备6.物理保护7.紧急响应安全相关系统安全仪表系统SISSIS 和风险降低和风险降低风险升高风险升高过程风险可容忍风险残留风险必要的风险降低更优风险降低(ALARP)工艺设计基本控制系统报警泄放SISABA:安全是通过采取安全是通过采取被动系统被动系统措施获得的，

11、如绝缘电阻。措施获得的，如绝缘电阻。B:安全是通过安全是通过主动系统主动系统获得的，如温度测量和继电器断开获得的，如温度测量和继电器断开 功能安全功能安全 非功能安全非功能安全整体安全整体安全整体安全整体安全=A+BA+B功能安全在安全分类中的位置功能安全在安全分类中的位置功能安全标准与标准体系概述功能安全标准与标准体系概述功能安全标准的出台背景功能安全标准的出台背景供应商的问题：如何说服用户使用？新技术产业化的需要用户的问题：使用没有标准的产品，责任谁负？未经过充分测试的产品，如何应用？政府的问题：快速发展的行业，如何规范欧洲市场03年达13亿美元，年增长率8%标准是基础！交通运输及其它8%

12、制造业42%流程工业50%建立统一平台，保证了更高层次的安全保证新技术产业化发展DINV VDE0801DIN V 19250ISAS84HSEPESEWICSIEC61508国际功能安全基础标准发展过程功能安全标准系列框架设计应用领域标准系列子系统产品标准系列IEC61508为基础SIL-系统能够实现风险降低的级别已经形成的应用领域标准系列已经形成的应用领域标准系列IEC 61508IEC 61800-5-2电驱设备IEC 61511流程工业领域IEC 61513核工业EN 50156熔炉IEC 60601医疗设备EN 50126/8/9EN 50126/8/9铁路铁路IEC 62061机械

13、EN 115扶梯ISO26262熔炉功能安全的基本方法功能安全的基本方法基本方法基本方法1 端到端地实现风险降低端到端地实现风险降低主动系统功能安全疏散(降低伤害的严重性)预防(减少伤害的概率)减轻(降低伤害的严重性)风险管理:系统地识别风险,并将其控制在允许的范围内SIL以基于风险的方法建立安全要求（风险降低因子RRF）以执行功能可靠性的保障来实现安全完整性要求（SIL）安全分级控制功能分解与责任分解原因分析共同原因分析SIL 分配潜在的新危险危险控制危险控制供应商的责任用户专家的责任H THRH THRH THR风险分析风险分析安全专家安全专家系统定义危险识别结果分析风险评估THR分配端到

14、端地实现风险降低端到端地实现风险降低SIL-系统能够实现风险降低的级别RRF-基于风险提出风险降低因子理念：理念：所有危险都可以控制到可接受范围所有危险都可以控制到可接受范围问题是：问题是：能否发现危险能否发现危险 可接受范围如何确定可接受范围如何确定功能安全的基本方法功能安全的基本方法2：全系统：全系统安全完整性（SIL）系统失效完整性随机失效完整性质量管理条件安全管理条件技术安全条件量化的安全目标概率概率统计方法统计方法可靠性方法可靠性方法分解与集成关系同时也是责任分解关系安全完整性安全完整性系统安全完整性系统安全完整性硬件安全完整性硬件安全完整性故障检测故障检测随机失效随机失效结构约束结

15、构约束避免失效避免失效故障控制故障控制经使用证实经使用证实全系统实现全系统实现SIL要求要求安全完整性等级安全完整性等级 -在低要求操作模式下安全功能的目标失效量在低要求操作模式下安全功能的目标失效量功能安全的基本方法功能安全的基本方法3：全生命周期：全生命周期SIL要求要求要求规范要求规范工程设计工程设计试运行试运行变更管理变更管理SIL方案制定方案制定操作与维护操作与维护管理故障管理故障(错误错误),),避免失效避免失效审核评估验证确认认证要求系统子系统产品资质要求机构人员(IEC61882,IEC61508,IEC61511)基本方法基本方法4 故障安全原则故障安全原则l当安全控制系统或

16、安全保护系统出现危险失效时，被保护的对象（装置）应按预定的顺序达到安全状态,这就是故障安全原则。l安全系统的特点：高可靠性避免失效无法避免时,失效要以可预见的方式出现（容错、诊断、故障安全）基本方法基本方法5 安全文档安全文档l安全策略与安全要求安全策略与安全要求l安全安全计划划l安全分析安全分析危危险分析分析失效模式、影响及失效模式、影响及严重程度分析重程度分析故障故障树分析分析事件事件树分析分析可可维护性分析性分析操作和支持危操作和支持危险分析分析接口危接口危险分析分析l危危险日志日志l安全安全证明文件（明文件（Safety case）保证安全责任可追溯保证安全责任可追溯实践实践如何推如何

17、推进功能安全技功能安全技术的的应用与推广？用与推广？如何避免失控？如何避免失控？哪些点最关键？如何控制危险？1 了解重点用户的功能安全要求了解重点用户的功能安全要求社会应急响应社会应急响应紧急广播工厂应急响应工厂应急响应撤离规程减轻减轻机械减轻系统仪表安全控制系统仪表安全减轻系统操作员监督预防预防机械保护系统操作员校正动作时的过程报警仪表安全控制系统仪表安全预防系统控制系统和监视控制系统和监视基本过程控制系统监视系统（过程报警）操作员监督过程过程基于风险分析确定风险控制方案基于风险分析确定风险控制方案了了解解HAZOP LOPA QRA等等等等方方法法详细的危险识别、风险评估，最后确定风险控制

18、方案基于风险确定风险降低因子基于风险确定风险降低因子危险事件的后果Consequence of hazardous event危险事件的频率Frequency of hazardous eventEUC风险EUC Risk外部风险降低设施External risk reduction facilitiesE/E/PE安 全相关系统E/E/PE safety related system其它技术安全相关系统Other tecnology safety-related system允 许 风险目标Tolerable risktarget必要的风险降低Necessary risk reduction

19、(R)安全相关防护系统的安全完整性需要和必要的风险降低像匹配Safety integrity of safety-related protection system matched to the necessary risk reductionEUC和EUC控制系统EUC and EUC control systemFnpC结合行业特点确定风险控制方案结合行业特点确定风险控制方案事故隐患事故隐患未遂事故未遂事故轻微事故轻微事故100030029重大事故重大事故1航空事故统计了解相关的法则、标准、行业惯例与特殊要求，与行业专家配合，提出安全控制建议海因里希法则最终确定安全要求l安全功能列表安全功

20、能列表l安全要求规范安全要求规范安全功能要求安全功能要求l功能描述功能描述l安全状态安全状态l响应时间响应时间l要求模式要求模式SIL要求要求lSILl操作模式操作模式l极端环境与极端环境与EMC条件条件l检验测试要求检验测试要求石油、化工、轨道交通、电力、冶金、等等工艺控制过程复杂的高风险HAZOPLOPAQRA方法培训工艺安全管理体系培训建立安全要求规范体系2 重点攻克开发技术难点重点攻克开发技术难点开发开发开发开发应用要求应用要求评估评估评估评估认证认证认证认证目标：形成产业链如何证明？与评估与认证同步发展 产品安全完整性设计技术培训与咨询 管理故障，避免失效 FMEDA,FAT3 建立

21、中国自己的评估队伍建立中国自己的评估队伍系统功能安全评估系统功能安全评估全系统、全生命周期产品产品产品产品安全要求安全要求安全要求安全要求集成集成集成集成操作维护操作维护操作维护操作维护供应商用户集成商用户子系子系子系子系统统统统供应商掌握不同类型评估技术培训、合作、咨询SIL能力能力功能安全认证产品产品子系统子系统特定应用特定应用人员人员机构机构管理体系管理体系4 建立与国际接轨的认证体系建立与国际接轨的认证体系5 建立符合中国特色的标准体系建立符合中国特色的标准体系人员培训人员培训定制服务定制服务试点项目试点项目N联合工作组联合工作组人才与经验人才与经验总结总结验收、评估验收、评估标准体系

22、标准体系1234相关领域安全仪表系统安全要求、验收规范、评估规范、设计规范、管理规范在石油化工领域推广，在其他相关领域试点谢谢谢谢!11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。15、懒惰不

23、会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑

24、的灵魂能吸引更多的人同行。19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇

25、集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然

26、自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过.但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。16

27、、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其实都是祝愿。