近日有網(wǎng)友疑問:“為何會出現(xiàn)SIL0的說法?”詢問AI助手隨即給出了一套看似合理的解釋,將其描述為“廣泛使用”等非正式概念。然而,本文筆者葉向東(中國石化工程建設(shè)有限公司原副總工程師)在看到這一答案后,立刻引發(fā)了強烈質(zhì)疑!
在功能安全領(lǐng)域,SIL(安全完整性等級)是一個嚴謹且核心的概念,國際標準如IEC 61508和IEC 61511明確定義的安全完整性等級是從SIL1開始最高到SIL4。奇怪的是,最近被提起的“SIL0”是如何出現(xiàn)的?為何會有“SIL0”這一說法?它的出現(xiàn)是簡化了安全與非安全功能的劃分,還是造成了新的混淆?本期我們就來深入辨析這一不明飛來的“SIL0”!
【原疑文】關(guān)于“SIL0”,這是一個在功能安全領(lǐng)域非正式但廣泛使用的概念,尤其常見于工程實踐和討論中。它并不存在于IEC 61508、IEC 61511等核心功能安全標準中,但它的出現(xiàn)和流行有其特定的背景和邏輯。我們來探討一下“為何會有SIL0一說”。
【辨析】關(guān)于“SIL0”并不是一個“廣泛使用的概念”,并不“常見于工程實踐和討論中”,而是一個誤傳的、非法的用詞和定義,偶爾見于近期的某些宣傳和錯誤用法,幾乎沒有項目設(shè)計和規(guī)格書使用,怎么就說成是“廣泛使用”了呢?在IEC 61508、IEC 61511系列的關(guān)于安全儀表的功能安全標準確實沒有這個用詞及規(guī)定。
1、IEC標準中的安全等級
【原疑文】核心標準的定義起點是SIL1,國際標準如IEC 61508和IEC 61511明確定義的安全完整性等級是從SIL1開始的(最低要求),最高到SIL4(最高要求)。
這些標準關(guān)注的是那些執(zhí)行安全儀表功能的設(shè)備或系統(tǒng)。SIF的設(shè)計目標就是降低特定危險事件的風險。
標準本身沒有為“不執(zhí)行SIF”或“與安全完全無關(guān)”的功能定義一個正式的“SIL0”。
【辨析】這段敘述是對的。IEC 61508和IEC 61511明確定義的安全等級是SIL1、2、3、4,只有這四個數(shù)字,不能外延或內(nèi)插,當然也就沒有“SIL0”。
2、天上掉下個SIL0
【原疑文】SIL0的誕生背景和含義,“SIL0”這個概念的出現(xiàn),主要是為了填補標準留下的一個“空白”或在工程實踐中提供一種便捷的表達方式:指代“非安全相關(guān)”功能:這是SIL0最常見的含義。在一個復雜的系統(tǒng)(如化工廠、發(fā)電廠、制造設(shè)備)中,存在大量的儀器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)和功能。其中:一部分功能被設(shè)計為SIF,專門用于將風險降低到可接受的水平(SIL1-4);另一大部分功能是基礎(chǔ)過程控制、監(jiān)視、操作界面、數(shù)據(jù)記錄、非關(guān)鍵聯(lián)鎖、舒適性功能等。這些功能本身的設(shè)計目的不是執(zhí)行安全功能,其失效通常不會直接導致不可接受的風險(雖然可能影響生產(chǎn)、效率或產(chǎn)品質(zhì)量)。
【辨析】IEC 61508和IEC 61511標準清清楚楚、詳細規(guī)定了安全功能SIF,怎么就留下了“空白”?而且還說明除此而外沒有需要的安全功能SIF,“非安全相關(guān)”功能是不用安全儀表系統(tǒng)的,不具備安全等級,怎么就弄出個SIL0“最常見的含義”呢?IEC 61511還規(guī)定了安全功能與非安全功能的關(guān)系和系統(tǒng)應(yīng)用方法。
注意1:不是“一部分功能被設(shè)計為SIF”,而是根據(jù)工藝過程的風險及操作運行評估,設(shè)計安全功能SIF的安全控制回路,確定回路的安全等級SIL,用安全儀表系統(tǒng)實現(xiàn)安全控制。并不是“將風險降低到可接受的水平”。
注意2:IEC 61508和IEC 61511只適用于流程工業(yè)如:石油化工廠、化工廠,而不適用于其它工廠和制造業(yè),也不適用于發(fā)電廠。
注意3:儀器和儀表是不同的,連續(xù)測量并用于檢測、控制的稱為儀表,不稱為儀器。
控制功能和安全功能是不同的,因此分別采用控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng),執(zhí)行不同的控制,實現(xiàn)不同的功能,不能混淆。從運行過程來看,如果控制系統(tǒng)一直將工藝過程穩(wěn)定控制在工藝運行的設(shè)計范圍內(nèi),就不會出安全事故,不會出現(xiàn)工藝生產(chǎn)的危險,當然就沒有生產(chǎn)的“風險”,執(zhí)行安全功能的安全儀表系統(tǒng)就不會起作用,這就是工藝過程的控制,是與安全功能無關(guān)的“非安全功能”。過程控制使工藝過程運行操作不出既定的范圍,也就不會引起安全儀表系統(tǒng)的動作。
【原疑文】SIL0就被用來明確標記這些“非安全相關(guān)”的功能或設(shè)備。它清晰地表明:“這個回路/設(shè)備/功能不在任何SIF的范疇內(nèi),不需要按照SIL1-4的要求進行設(shè)計、驗證和維護”。
強調(diào)“無安全要求”:SIL0傳達的信息是:對于該功能,沒有分配任何特定的安全完整性要求。它的存在與否或是否失效,對安全目標的達成沒有強制性貢獻(當然,前提是安全分析確認了這點)。
【辨析】IEC 61508和IEC 61511標準并沒有規(guī)定“非安全相關(guān)”的功能或設(shè)備,而SIL是安全完整性等級(安全程度的等級),怎么就無中生有地臆造出“非安全相關(guān)”的“SIL0”來了呢?什么人在什么標準中編造出來的呢?
舉個不太恰當?shù)睦樱壕频攴?到5星等級,難道能將不是酒店的居民住宅都稱為0級酒店嗎?
再重復一遍:不是標記某功能,而是根據(jù)需要設(shè)計安全功能,并確定安全等級。不是給已經(jīng)存在的某“功能”分配安全等級。過程控制是沒有安全等級的,安全控制才有安全等級。
【原疑文】區(qū)分“安全相關(guān)”與“非安全相關(guān)”資產(chǎn):
在資產(chǎn)管理(尤其是在遵循IEC 61511的過程工業(yè)中)、文檔編制、標簽系統(tǒng)、維護策略制定時,清晰地區(qū)分哪些設(shè)備屬于SIF回路(SIL1-4),哪些不屬于(SIL0)至關(guān)重要。
將非安全相關(guān)資產(chǎn)標記為SIL0,可以防止混淆,避免將寶貴的SIF資源(如更嚴格的測試、更短的維護周期、備件管理)錯誤地應(yīng)用到不需要的地方,從而優(yōu)化成本和管理效率。
【辨析】在工廠中,用詞為設(shè)備、管道、塔、罐、機泵、系統(tǒng)、儀表、電器、閥門等,不稱為資產(chǎn)。前面說了,控制功能和安全功能是不同的,因此分別采用控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng),實現(xiàn)不同的功能,作用不同,功能不同,不能混淆,也就是干的活不一樣。汽車是汽車,拖拉機是拖拉機,不把拖拉機標記為拖拉機就會與汽車混淆嗎?
在工藝流程設(shè)計中,必須先設(shè)計好工藝流程和控制功能,才輪到根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全程度補充和設(shè)計安全功能,而不是把生產(chǎn)設(shè)備分成“哪些設(shè)備屬于SIF回路(SIL1-4),哪些不屬于(SIL0)”。有了安全功能的需要,才根據(jù)安全功能設(shè)計安全功能的回路,配置安全儀表系統(tǒng),而不是確定哪些設(shè)備是屬于安全等級的設(shè)備。
控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)同樣重要,而且控制系統(tǒng)在生產(chǎn)運行中更重要,是保證安全生產(chǎn)的最重要的基礎(chǔ),不存在“寶貴的SIF資源”的說法。安全系統(tǒng)在hazop分析時確定的,是用安全系統(tǒng)實現(xiàn)安全功能的,怎么就會“錯誤地應(yīng)用到不需要的地方”呢?用于安全功能的系統(tǒng)通常不適用于控制功能,因為兩種系統(tǒng)的設(shè)計不同、采用的設(shè)備不同、工作原理不同、工作目的和方式不同。安全系統(tǒng)常用PLC,而控制系統(tǒng)常用DCS。
【原疑文】體現(xiàn)安全生命周期中的決策結(jié)果:在安全生命周期的最初階段(危險和風險評估、SIF辨識和SIL分配),工程師會確定哪些風險需要SIF來降低(并分配SIL等級),哪些風險可以通過其他方式(本質(zhì)安全設(shè)計、程序控制、其他保護層)控制,或者其固有風險本身就可接受。對于那些確定不需要專門SIF來控制的風險,或者識別出的功能明確不承擔安全角色,就可以歸類為SIL0。這是風險評估和SIL分配過程的一個輸出結(jié)論。
避免歧義和“灰色地帶”:如果沒有SIL0這個標簽,對于那些顯然不是SIF但又存在于工廠系統(tǒng)中的功能,其狀態(tài)描述可能比較模糊(“普通控制回路”?“非關(guān)鍵”?)。SIL0提供了一個明確、簡潔、行業(yè)內(nèi)部易于理解的標簽。
【辨析】在hazop分析(包括危險和風險及可操作評估)確定安全功能并確定SIL1、2、3、4等級,非安全功能不在此列,非常清楚,不存在歧義和“灰色地帶”。沒有哪一個工程項目的hazop分析歸類出SIL0的。硬生生弄出個“SIL0”反而會引起誤解,除了“SIL0”還有沒有別的什么“標簽”呢?如果SIL1、2、3、4等級以外的統(tǒng)一劃為“SIL0”,還有必要畫蛇添足嗎?
3、區(qū)分安全功能和非安全功能,區(qū)分安全控制與過程控制
【原疑文】使用SIL0時的重要注意事項。非標準術(shù)語:必須清楚認識到,SIL0不是IEC 61508/61511等標準的一部分。在正式的安全驗證報告或合規(guī)性聲明中,應(yīng)使用標準定義的語言(如“非安全相關(guān)”、“非SIF設(shè)備”、“不屬于任何SIF”),而不是直接寫“SIL0”。
【辨析】既然“庶出的”不能登大雅之堂,這個“名分”還有用嗎?
【原疑文】不能等同于“無要求”或“可以忽略”:標記為SIL0的設(shè)備/功能仍然需要滿足:
①基本的功能性要求:它需要能完成其設(shè)計的功能(如控制、顯示、記錄)。
②基本的可靠性要求:雖然不要求達到SIL級別的可靠性,但頻繁的故障會影響生產(chǎn)、操作或可能導致不必要的生產(chǎn)中斷,甚至在某些情況下可能間接影響安全(例如,一個SIL0的液位顯示頻繁失靈,可能導致操作員誤判,進而觸發(fā)不必要的SIF動作或忽略其他潛在問題)。
③良好的工程實踐:設(shè)計、安裝和維護仍需遵循適用的通用工程標準、制造商規(guī)范和行業(yè)最佳實踐。
④不影響其他SIF:它的設(shè)計、運行或失效模式不能對真正的SIF(SIL1-4)產(chǎn)生負面影響(例如,不能干擾SIF的傳感器信號、不能錯誤地觸發(fā)SIF的動作器)。
【辨析】沒有安全功能不等于沒有非安全功能要求,兩種功能和作用不一樣。沒有什么“基本的”或“非基本的”要求。電冰箱是冷凍保存食品的,洗衣機是洗衣服的,各有各的功能,各有各的質(zhì)量保證。
不是安全系統(tǒng),就是控制系統(tǒng)了,當然需要符合并滿足工藝控制的需要和特性,具備控制系統(tǒng)的功能和要求。控制系統(tǒng)的屬性是不同于安全系統(tǒng)的,功能、作用、運行、設(shè)備、工具、檢修、維護等待都不一樣,不是“仍然”的關(guān)系。汽車和火車不一樣。PLC與DCS是兩種不同的系統(tǒng)。
【原疑文】風險評估是基礎(chǔ):一個功能是否能被歸類為“非安全相關(guān)”(即SIL0),必須基于嚴格的風險評估(如HAZOP,LOPA)。不能隨意假設(shè)。如果風險評估表明其失效可能對安全有貢獻(即使是間接的或次要的),或者它被識別為獨立保護層,那么它可能就需要被賦予一個SIL等級(至少SIL1),或者需要重新評估其設(shè)計。
【辨析】這是一段廢話。不是“一個功能”被歸類為“非安全相關(guān)”或“安全相關(guān)”,而是一個回路或工藝局部過程是否需要安全功能,如果需要就配置或設(shè)計安全儀表系統(tǒng)。而過程控制仍然是過程控制。
“其失效可能對安全有貢獻”語言不通,“貢獻”屬于用詞不當。
既然“賦予一個SIL等級(至少SIL1)”,那“SIL0”是什么呢?還算“安全等級”嗎?
【原疑文】總結(jié):“SIL0”的說法之所以存在,主要是為了:清晰界定復雜系統(tǒng)中非安全相關(guān)的功能和設(shè)備。
區(qū)分于那些承擔著降低風險責任的、有正式SIL等級(1-4)的安全儀表功能。
優(yōu)化資源管理,避免對非關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用不必要的、成本高昂的SIL要求。
【辨析】總之,“SIL0”的說法是無中生有、沒有根據(jù)、沒有道理、沒有意義的。上述關(guān)于“SIL0”的說法是虛無縹緲的,沒有任何用途,只能添亂、混淆視聽。IEC61508、IEC61511根本沒有這東西。工業(yè)的工藝流程控制系統(tǒng)及安全系統(tǒng)也不需要臆造“SIL0”!
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