可持續安全儀表系統比傳統的安全儀表系統更開放，并且更便于工廠人員使用，同時提供持續反饋和改進。

傳統的過程工廠安全儀表系統(SIS)，通常由一組軟件黑匣子組成，只有技術熟練的專業人員才能訪問。配置了嵌入式功能安全管理(FSM)和安全性能監控的可持續安全儀表系統(SIS)，同樣能夠執行工廠安全戰略，而且更容易與更廣泛的工廠運行人員（包括控制室操作員）一起工作。

這將改進整體工藝安全性能，并在工廠的整個生命周期內保持SIS系統的安全完整性。這主要通過自動獲取流程故障和需求，并對安全性能指標進行分析來實現的。如圖1所示，這些指標代表在工廠整個生命周期中持續的安全性能。

圖1:將測量的安全指標與預期的性能進行比較，并在完善安全設計的過程中對這兩種結果進行差距分析。本文圖片來源：橫河電機

儀器儀表和安全組件供應商已經認識到傳統SIS系統的局限性，正在使用各種方法自動執行數據收集和分析功能，以創建可持續的SIS系統。

可持續SIS系統的要素

SIS系統易于理解、可管理、合規和安全，它提供了一個整體方法，允許最終用戶重新獲得流程安全環境的所有權，從而使過程工廠能夠專注于其核心業務。可持續SIS系統有助于實現最佳的工廠安全，并在項目實施和運營階段提供足夠的信息。可持續的SIS系統由幾個元素組成，包括安全應用保護解決方案、安全性能監控解決方案和安全邏輯解算器(圖2)，旨在提高工廠車間的安全性。

圖2:可持續的安全儀表系統(SIS)提高了安全系統的性能。

安全應用保護解決方案:在工廠整個生命周期中，安全應用比較易于維持在功能安全標準IEC-61508：功能安全和IEC-61511：過程工業安全儀表系統(SIS)所規定的水平上。

安全性能監控解決方案：這為SIS系統和連接到分布式控制系統(DCS)的其它獨立保護層提供了安全性能指標。它還遵循現行安全標準，該標準要求定期對照設計性能目標，評估工藝的實際安全性能，并在旁路安全功能時驗證工廠的安全。

安全邏輯解算器：可檢測安全設備中的危險。例如，德國萊茵TüV可以根據IEC61508，以及由Exida組織頒發ISASecure嵌入式設備安全保障認證（EDSA）1級網絡安全，來認證某些安全邏輯求解器達到安全完整性等級（SIL）3安全功能。

“可持續的SIS系統通過解決在傳統SIS系統應用時遇到的問題，為工廠提供了一個更優化的流程。”

傳統SIS系統面臨的問題

為了在工廠整個生命周期中保持安全完整性，傳統SIS系統要求工廠人員執行的工作流程比較繁重。傳統SIS系統面臨的其它挑戰和問題包括：

由于可視化程度較低，工廠維護人員在了解SIS系統方面存在障礙；

安全需求規范和實施的邏輯之間可能存在差距，這在分析工廠運行階段安全系統的性能時帶來了挑戰。

需要大量培訓，以了解傳統的SIS系統是如何運作的。

由于缺乏透明度，如果更多人員想要理解SIS系統的設計目標就比較困難，一旦發生事故，也難以快速恢復。由于對原始安全數據的解釋，需要大量人力，因此手動生成和分析安全狀態報告是一項耗時的任務。

傳統SIS系統記錄過去事件的安全狀態報告和警報的格式，不夠用戶友好和不便于解釋。

要分析的數據數量會隨著時間的推移而增加。并且在安全數據必須在整個工廠的生命周期中存儲以用于監管需求的情況下，數據管理和存儲已成為一項重大挑戰。

管理傳統的SIS系統是很麻煩的。工廠維修人員有時會發現，由于變更記錄不正確或移交程序不完整，傳統的SIS系統不能準確地反映SIS系統的現狀。記錄更改并遵守功能安全管理（FSM）通常是一個手動過程，難以按時間順序跟蹤和編譯修改。這些處理變更和FSM的手動過程，滿足傳統SIS系統的要求，但在復雜環境中是不可持續的。

可持續SIS系統的優勢

通過解決使用傳統SIS系統時發現的問題，可持續SIS系統提供了更好的過程。可持續SIS系統提供自動化來管理安全應用程序和過程數據。

可持續SIS系統提供了更易于訪問和用戶友好的界面，方便更多的人員理解、配置和管理，從而減少了對少數訓練有素、經驗豐富工程師的依賴。主要特性包括改進的故障流程、事件的可視化、自動化行程分析和風險緩解措施。可持續SIS系統的離線仿真功能可在部署之前對安全功能進行功能檢查，使SIS系統運行人員(或設計人員)能夠驗證設計，并評估由于重新定義安全儀表功能（SIF）而產生的后果。可持續的SIS系統通過動態優化安全儀表功能，能持續增強工廠的安全特性，從而分析預期和測量的安全性能指標之間的差異。

數字化數據庫管理系統可確保記錄和同步的一致更新。這種自動化變更管理形式有助于維護安全系統信息的整體一致性，并使項目順利執行。易于訪問的歷史安全記錄，簡化了監管審核過程。能夠跟蹤、識別和限制SIS系統上未經授權的更改，對于緩解網絡安全威脅至關重要。

改善工廠安全性能

可持續的SIS系統以設計文檔、因果矩陣和狀態過渡圖的形式表示過程安全功能。所有部門都可以很容易地理解功能，因此運行人員、維護人員和工藝工程師，可以通過交互支持設計和解決問題來協助應用工程師。

設計文檔可以進行動態模擬，允許在部署前通過離線模擬對設計和更改進行廣泛測試。此外，可持續的SIS系統有助于在實施前評估旁路應用安全功能的影響，包括可能對其它設備產生的任何影響。可持續的SIS系統通過幫助策略實施和可追溯性，提高潛在不安全工況的可見性，并提高安全合規性。

可持續的SIS系統自動收集SIF改進的安全統計數據，并記錄安全績效和SIF可用性的證據，供監管機構審核。將設計的安全性能與實際運營安全性能進行比較，以突出問題、驗證安全設計、優化測試調度，并幫助用戶提高工廠安全性和可用性。將設計的安全性能與實際操作安全性能進行比較，以突出問題，驗證安全設計，優化測試計劃，并幫助用戶提高工廠的安全性和可用性。

所有SIS系統的信息，都記錄在可持續的SIS系統數據庫中，從而很容易恢復與工程有關的歷史活動和已實施的變更。可以隨時自動生成最新的設計文檔，以確保與正在實施的應用程序保持一致。可以在設計文件的基礎上規劃修改，而無需擔心。

可持續的SIS系統簡化了工藝設備安全系統的設計、運行和維護。這一概念及其相關軟件元素，可應用于現有工程的改造和全新設計。

現在，有些過程工廠，工作人員能夠實施可持續的SIS系統；而另外一些工廠，從最初設計到實施可能都需要援助，包括在可持續SIS系統的整個生命周期中提供持續的支持。

關鍵概念:

■可持續安全儀表系統的好處；

■傳統安全儀表系統的問題；

■工廠設施如何使用可持續安全儀表系統來改進工藝。

思考一下：

如何用可持續的安全儀表系統來改善工廠安全？

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