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                      TÜV認證的功能安全專家和培訓師，Honeywell安全咨詢服務、顧問張建國

   在以石油/天然氣開采運輸、石油化工、發電、化工等為代表的過程工業領域，緊急停車系統（ESD）、燃燒器管理系統（BMS）、火災和氣體安全系統（FGS）、高完整性壓力保護系統（HIPPS）等以安全保護和抑制減輕災害為目的的安全儀表系統（SIS），已廣泛應用于不同的工藝或設備防護場合，保護人員、生產設備及環境。隨著自控技術和工業安全理念的發展，安全儀表系統已從傳統的過程控制概念脫穎而出，并與基本過程控制系統（如DCS）并駕齊驅，成為自控領域的一個重要分支。

   IEC61508/IEC61511標準的發布，使得安全儀表系統在各個行業的應用都有了統一的工程技術體系以及功能安全評價和管理體系，這也將SIS的應用提升到了新的層次。

   TÜV認證的功能安全專家和培訓師，Honeywell安全咨詢服務、顧問張建國認為，IEC61508/IEC61511的發布，對安全儀表系統在過程工業領域的應用具有劃時代的意義。首先，將儀表系統的各個特定應用都統一到了SIS的概念下；其次，提出了以SIL為指針，基于績效的可靠性評估標準；再者，以安全生命周期的架構，規定了各階段的技術活動和功能安全管理活動。這使得SIS的應用形成了一套完整的體系，包括：設計理念和設計方法、儀表設備選型準入原則、系統硬件配置和軟件組態編程規則、系統集成、安裝和調試、運營和維護，以及功能安全評估與審計等。

   為了能夠將SIS系統在過程工業中的應用經驗與業界分享交流，張建國花費四年時間，編著了《安全儀表系統在過程工業中的應用》，他在前言中寫道：“希望這本書對業界朋友理解IEC61508/IEC61511以及SIS的功能安全理念有所幫助。我的另一個心愿，是將這本書奉獻給大專院校工業安全、儀表、自動化等專業的同學們，希望他們對SIS技術領域有所關注。”針對于此，記者也特別采訪了張建國老師，與他一同探討了SIS的前世今生。

   SIS的發展歷程

   工業領域何時開始形成了SIS的概念？可否簡要闡述一下SIS的簡要發展歷程？

   張建國：ESD、FGS、以及BMS等安全連鎖或保護系統在過程工業中的應用已經有幾十年的歷史，邏輯單元從最初的氣動邏輯、機電繼電器系統、固態邏輯、可編程電子控制器，到現在的安全邏輯控制器；從故障安全設計，到診斷技術的運用，技術和安全理念都有了長足的進步。

   從整個發展過程來講，首先是工業領域提出了需求。再者隨著技術本身由簡單到復雜的發展規律，功能也隨之強大，系統必然變得越來越復雜。如何通過系統本身識別系統的失效狀態？如何管理如此復雜的系統？這不僅要求系統首先要有高可靠性，同時一旦失效的話，它必須以一種可預見的、安全的方式使被控對象達到或保持在安全狀態。SIS就是沿著這樣一種思路產生的。

   SIS的應用情況

   您認為目前國內工業領域SIS應用處在一個怎樣的水平上？

   張建國：SIS近些年在石化等過程行業中的應用已經比較普遍。就SIS系統技術的先進性來說，已經走處在了國際比較領先的位置。

   SIS應用的主要問題有哪些？

    張建國：目前面臨的最大問題是在貫徹IEC61508/IEC61511標準的要求下，如何應用SIS產品。IEC61508/IEC61511中有一個生命周期模型。在這個生命周期模型中。如何確認防護對象和需要的安全功能，以及要達到怎樣的安全等級等問題，需要一套專業的危險和風險分析方法來解決。只有經過這個分析研究，得出的安全要求規格才能更加貼近實際需要。其實以往的工作中也形成了很多規范標準，這些規范標準多是基于現場的工作經驗，形成的一些慣性“慣例”做法。SIS工程中雖然采用的是最基本的危險和風險分析，但是這種基于“過程風險”確定SIS有效性和可靠性的方法，較之傳統的單憑經驗的做法，可有效避免SIS設計的過分保守或不足，合理地控制工程成本。

   IEC61508/IEC61511標準是以安全生命周期為架構的。SIS的整個安全生命周期可分為分析、工程實施及操作維護三個階段。在分析階段，要辨識工藝過程的潛在危險，并對其后果和可能性進行分析，以便確定過程風險及必要的風險降低要求。工程實施階段主要完成SIS的工程設計、儀表選型，安全邏輯控制器的硬件配置、軟件組態以及系統集成，完成操作和維護人員的培訓，完成SIS的安裝和調試，以及SIS的安全驗證。操作維護階段在整個安全生命周期中時間區間最長，包括操作和維護、修改，和SIS的停用。

   在SIS設計選型后，要根據可靠性數據和操作模式，對安全儀表功能的危險失效概率或危險失效頻率進行計算，評定是否滿足目標安全儀表的功能安全要求。這是保證必要的風險降低和功能安全儀表功能安全的重要環節。同時，在SIS運行后，日常維護、修改管理、周期性檢驗測試、功能安全審計等也是功能安全的核心工作。

   由此可見，IEC61508/IEC61511標準的特點是在建立一個技術體系的同時，也建立了一個管理體系。
另外，我認為應該在整個行業內建立一種安全文化，這一點非常重要。被動接受和主動想要滿足要求，在未來工廠管理或裝置管理等方面的效果會相差很多。

   霍尼韋爾SIS產品的與眾不同

   霍尼韋爾在SIS的研發中最注重哪些？

   張建國：不同的供貨商有不同的產品研發思路。實際上從產品本身來講，我認為不論采用怎樣的技術路線，首先要遵循IEC61508/IEC61511這些標準。產品必須要通過第三方的認證，這是最基本的品質量保證。

    就霍尼韋爾來講，其SIS系列產品研發均基于IEC61508等功能安全標準來研發。這一點在系統產品手冊中就有體現。在FSC和SM的系統產品手冊中時，特別是其安全手冊，詳細描述了發現霍尼韋爾安全系統在介紹產品功能、理念的同時，也會介紹如何遵循根據IEC61508等功能安全標準具體做了哪些工作。

   除此之外，霍尼韋爾非常注重與TÜV之間的深入合作。我們的安全系統均獲得了T?V SIL3的不僅有產品認證；我們的工廠、銷售、工程和服務等相關業務部門獲得了T?V關于遵循IEC61508等相關要求的組織機構認證；我們HSMS(霍尼韋爾安全管理系統)業務中的市場、銷售、工程和服務等團隊中擁有大批T?V認證的功能安全工程師。我們在向用戶提供一流安全系統的同時，努力踐行IEC61508/IEC61511等技術和管理理念，用強大的技術保障體系，為用戶提供全生命周期的安全解決方案和技術支持服務。

   值得一提的是，除了我們自己擁有大批經過培訓并認證的T?V功能安全工程師以外，霍尼韋爾作為T?V功能安全工程師認證程序的合作者之一，亦是目前國內唯一用中文授課的課程提供者。霍尼韋爾與國內合作伙伴一道，已經面向國內許多的大學、研究機構、設計院、研發和生產企業、供貨商、SIS的最終用戶等不同領域和行業的相關人員，提供了多批次的T?V FSEng 功能安全工程師認證培訓和考試，有近百位獲得了證書。目前，在T?V萊茵和霍尼韋爾的共同努力下，霍尼韋爾已經為臺灣地區用戶提供了相應的中文培訓和認證課程。 

    霍尼韋爾SIS產品有哪些技術亮點？

   張建國：從IEC61511的分層模型可以看出，最底層是控制和監控層，即以DCS為代表的基本過程控制系統；上一層是防護層，這其中應用的最典型的系統就是ESD，其意圖是當被控參數達到設定限值時，避免設備損壞、人員傷害或環境破壞等危險事件的發生；再上一層是抑制減輕層，其SIS應用是常見的火氣系統，它的作用是當危險事件發生時，如何緩解其發生的后果；在頂層還有全廠場緊急響應和社區緊急響應。通過技術體系和功能過程安全管理等非技術手段，達到風險降低的效果。可見，風險降低并非單一的措施，而是諸多措施的綜合體現。

   一方面，霍尼韋爾的產品線非常寬泛，霍尼韋爾的產品可以將這些層全部覆蓋，另一方面，其產品和服務構成了一個有機的技術體系，提供的是總體解決方案。以Safety Manager®（SM）為例，它首先是一款獲得了T?V SIL3的認證的世界領先的安全系統，廣泛應用于ESD、FGS、BMS、HIPPS等典型的安全防護領域。它有兩個層面的網絡：一是在系統層面，通過獨有的T?V SIL4 SafeNet網絡技術，可以將不同地理位置的SM系統構成一個安全管理整體；二是SM的遠程I/O Link，可連接多層次的遠程I/O，這樣可以將處于遠端分散的I/O點，集中到一個SM系統中。比如實施過的一個項目，它有海上平臺、陸地終端、罐區，以及一個石化廠。該廠有一個中控室（CCR）和16個現場機柜室（FAR）。這樣一個地理位置分散，規模又比較大的工程，最終采用了107套SM，其中81套用于ESD，26套用于FGS。所有的SM系統用SafeNet連接，構成了一體的安全網絡。另外，SM也是Experion® 家族平臺上的一個節點，通過FTE網絡，與PKS等一道，實現管控一體化，便于用戶的操作和維護管理。
   
   張建國簡歷介：

   張建國1984年7月畢業于撫順石油學院過程自動化專業。

   1984~1991年，就職于中石化茂名石化設計院，曾擔任儀表設計工程師和自控室副主任儀器儀表部門領導。自1992至1997年間，作為聚丙烯裝置的儀表技術負責人，就職于天津聯合化學工公司（天津國有乙烯工程項目）。

   自1997年加入Honeywell，已經在Honeywell安全管理系統業務部門從事FSC、SM等安全系統的工程、服務以及技術管理工作程應用工作超過了10年。作為一名資深項目服務工程師和工程經理，他一直從事于工業過程安全方面的研究。主要為石油和天然氣管道、發電廠、石油石化、煤化工、油氣近海平臺、重型鐵路運輸項目等行業提供FSC/SM應用工程方面的服務，以及過程安全咨詢服務。其曾合作過的客戶包括殼牌、英國石油公司、Talisman、中石化、中國海洋石油總公司、中國石油天然氣集團公司、香港中國燃氣和臺灣CAPCO等等。

    此外，張建國先生還是全中國國家工業過程測量和控制標準化技術委員會委成員。2008年，他被任命為發展國家SIS設計水準團隊的成員。也是國家標準“石油化工安全儀表系統設計規范”編寫組成員。

    摘自《自動化博覽》2011年第十期