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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(fā)電、化工等為代表的過程工業(yè)領域，緊急停車系統(tǒng)（ESD）、燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）、火災和氣體安全系統(tǒng)（FGS）、高完整性壓力保護系統(tǒng)（HIPPS）等以安全保護和抑制減輕災害為目的的安全儀表系統(tǒng)（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(chǎn)設備及環(huán)境。隨著自控技術和工業(yè)安全理念的發(fā)展，安全儀表系統(tǒng)已從傳統(tǒng)的過程控制概念脫穎而出，并與基本過程控制系統(tǒng)（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(fā)布，使得安全儀表系統(tǒng)在各個行業(yè)的應用都有了統(tǒng)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(fā)布，對安全儀表系統(tǒng)在過程工業(yè)領域的應用具有劃時代的意義。首先，將儀表系統(tǒng)的各個特定應用都統(tǒng)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(guī)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(tǒng)硬件配置和軟件組態(tài)編程規(guī)則、系統(tǒng)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(tǒng)在過程工業(yè)中的應用經(jīng)驗與業(yè)界分享交流，張建國花費四年時間，編著了《安全儀表系統(tǒng)在過程工業(yè)中的應用》，他在前言中寫道：“希望這本書對業(yè)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(yè)安全、儀表、自動化等專業(yè)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(fā)展歷程

   工業(yè)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(fā)展歷程？

   張建國：ESD、FGS、以及BMS等安全連鎖或保護系統(tǒng)在過程工業(yè)中的應用已經(jīng)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(tǒng)、固態(tài)邏輯、可編程電子控制器，到現(xiàn)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(fā)展過程來講，首先是工業(yè)領域提出了需求。再者隨著技術本身由簡單到復雜的發(fā)展規(guī)律，功能也隨之強大，系統(tǒng)必然變得越來越復雜。如何通過系統(tǒng)本身識別系統(tǒng)的失效狀態(tài)？如何管理如此復雜的系統(tǒng)？這不僅要求系統(tǒng)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(tài)。SIS就是沿著這樣一種思路產(chǎn)生的。

   SIS的應用情況

   您認為目前國內工業(yè)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(yè)中的應用已經(jīng)比較普遍。就SIS系統(tǒng)技術的先進性來說，已經(jīng)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(chǎn)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(yè)的危險和風險分析方法來解決。只有經(jīng)過這個分析研究，得出的安全要求規(guī)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(guī)范標準，這些規(guī)范標準多是基于現(xiàn)場的工作經(jīng)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(tǒng)的單憑經(jīng)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(tài)以及系統(tǒng)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(qū)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(jù)可靠性數(shù)據(jù)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(huán)節(jié)。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(yè)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(chǎn)品的與眾不同

   霍尼韋爾在SIS的研發(fā)中最注重哪些？

   張建國：不同的供貨商有不同的產(chǎn)品研發(fā)思路。實際上從產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品研發(fā)均基于IEC61508等功能安全標準來研發(fā)。這一點在系統(tǒng)產(chǎn)品手冊中就有體現(xiàn)。在FSC和SM的系統(tǒng)產(chǎn)品手冊中時，特別是其安全手冊，詳細描述了發(fā)現(xiàn)霍尼韋爾安全系統(tǒng)在介紹產(chǎn)品功能、理念的同時，也會介紹如何遵循根據(jù)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(tǒng)均獲得了T?V SIL3的不僅有產(chǎn)品認證；我們的工廠、銷售、工程和服務等相關業(yè)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(tǒng))業(yè)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(tǒng)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(jīng)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(jīng)面向國內許多的大學、研究機構、設計院、研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)、供貨商、SIS的最終用戶等不同領域和行業(yè)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(jīng)為臺灣地區(qū)用戶提供了相應的中文培訓和認證課程。 

    霍尼韋爾SIS產(chǎn)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(jiān)控層，即以DCS為代表的基本過程控制系統(tǒng)；上一層是防護層，這其中應用的最典型的系統(tǒng)就是ESD，其意圖是當被控參數(shù)達到設定限值時，避免設備損壞、人員傷害或環(huán)境破壞等危險事件的發(fā)生；再上一層是抑制減輕層，其SIS應用是常見的火氣系統(tǒng)，它的作用是當危險事件發(fā)生時，如何緩解其發(fā)生的后果；在頂層還有全廠場緊急響應和社區(qū)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(xiàn)。

   一方面，霍尼韋爾的產(chǎn)品線非常寬泛，霍尼韋爾的產(chǎn)品可以將這些層全部覆蓋，另一方面，其產(chǎn)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(tǒng)，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(wǎng)絡：一是在系統(tǒng)層面，通過獨有的T?V SIL4 SafeNet網(wǎng)絡技術，可以將不同地理位置的SM系統(tǒng)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(tǒng)中。比如實施過的一個項目，它有海上平臺、陸地終端、罐區(qū)，以及一個石化廠。該廠有一個中控室（CCR）和16個現(xiàn)場機柜室（FAR）。這樣一個地理位置分散，規(guī)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(tǒng)用SafeNet連接，構成了一體的安全網(wǎng)絡。另外，SM也是Experion® 家族平臺上的一個節(jié)點，通過FTE網(wǎng)絡，與PKS等一道，實現(xiàn)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(yè)于撫順石油學院過程自動化專業(yè)。

   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(lián)合化學工公司（天津國有乙烯工程項目）。

   自1997年加入Honeywell，已經(jīng)在Honeywell安全管理系統(tǒng)業(yè)務部門從事FSC、SM等安全系統(tǒng)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(jīng)理，他一直從事于工業(yè)過程安全方面的研究。主要為石油和天然氣管道、發(fā)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(yè)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(yè)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(fā)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(tǒng)設計規(guī)范”編寫組成員。

    摘自《自動化博覽》2011年第十期