摘要
用戶在部署安全儀表系統(tǒng)（SIS）之前，需要對(duì)儀表制造商的產(chǎn)品進(jìn)行第三方機(jī)構(gòu)的安全等級(jí)評(píng)估。這個(gè)工作可以減輕用戶用于安全應(yīng)用的儀表證明文件的負(fù)擔(dān)。本文敘述了四種評(píng)估儀表產(chǎn)品的方法。
關(guān)鍵詞
失效模式影響和診斷分析 以往使用 IEC61508
Abstract:
Before end user deploy Safety Instrumented System (SIS), different levels of assessment have been done by third party assessors for instrumentation manufactures. This work can help reduce the burden of documentation when an end user attempts to justfy an instrument for use on safety applications.This paper will outline four levels of assessment for instrumentation products.
Key word
FMEDA Prior-use IEC61508
最終用戶必須謹(jǐn)慎地選擇用于安全儀表系統(tǒng)（SIS）應(yīng)用的所有儀表設(shè)備。所有要用的儀表設(shè)備必須仔細(xì)的驗(yàn)證。證明文件應(yīng)該包括足夠的信息，使用戶具有足夠的信心，保證儀表系統(tǒng)能夠很好地實(shí)現(xiàn)安全功能。儀表系統(tǒng)必須能夠執(zhí)行所有提出的功能要求，儀表使用的材料必須兼容流程材料，并且具有使用的經(jīng)驗(yàn)。流程環(huán)境條件不能超過(guò)儀表系統(tǒng)的額定參數(shù)。對(duì)儀表的功能安全必須進(jìn)行評(píng)估，所有證明結(jié)果必須成文，做為項(xiàng)目記錄的一部分。
功能安全評(píng)估
IEC 61511是用于流程工業(yè)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)，要求用于安全儀表系統(tǒng)的設(shè)備必須基于 IEC 61508 認(rèn)證、滿足相應(yīng)的SIL等級(jí)或者基于“以往使用”的證明（IEC61511，部分1，段11.5.3）來(lái)選擇。不幸的是，IEC61511 標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有給出詳細(xì)的規(guī)范，表出 “以往使用”的實(shí)際內(nèi)容是什么。然而，大多數(shù)人同意，如果用戶企業(yè)已有多年成功經(jīng)驗(yàn)的文檔（無(wú)危險(xiǎn)失效），已經(jīng)使用過(guò)某種儀表的特定版本，能夠提供使用這種儀表的證明，甚至沒(méi)有安全認(rèn)證也可以接受為“以往使用”的證據(jù)。大多數(shù)人同意，以往使用需要在每個(gè)站點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)所有現(xiàn)場(chǎng)的失效和失效模式進(jìn)行記錄。儀表的硬件和軟件版本必須與設(shè)計(jì)保持一致，否則以往使用的經(jīng)驗(yàn)是無(wú)效的。操作條件也必須記錄，并且要與設(shè)計(jì)的安全應(yīng)用相似。當(dāng)然，采用以往使用證明的問(wèn)題是很多流程現(xiàn)場(chǎng)不能保持記錄的水平。現(xiàn)在，很多用戶希望制造商能幫助他們提供證明。其實(shí)，第三方的評(píng)估師可以更公正的對(duì)儀表制造商進(jìn)行不同等級(jí)的評(píng)估。當(dāng)用戶試圖證明某個(gè)儀表用于安全應(yīng)用，這項(xiàng)工作可以幫助用戶減少制作文件的負(fù)擔(dān)。市場(chǎng)上，對(duì)儀表產(chǎn)品的評(píng)估有四個(gè)等級(jí)：
1.根據(jù) IEC 61508 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硬件進(jìn)行失效模式影響和診斷分析（FMEDA）
對(duì)硬件的分析被稱為失效模式影響和診斷分析（FMEDA），它決定了一個(gè)儀表的失效率和失效模式。一個(gè)FMEDA是對(duì)一個(gè)硬件進(jìn)行詳細(xì)分析的過(guò)程，是對(duì)幾十年來(lái)發(fā)展和證明的傳統(tǒng)失效模式影響分析（FMEA）過(guò)程的擴(kuò)展。
這項(xiàng)技術(shù)首先在電子設(shè)備上應(yīng)用，近年來(lái)擴(kuò)展至機(jī)械和機(jī)電設(shè)備。
這些設(shè)備的失效率現(xiàn)在用安全失效分?jǐn)?shù)（SFF），診斷覆蓋率（DC）和要求時(shí)的平均失效概率（PFDavg）來(lái)計(jì)算。這些對(duì)硬件設(shè)備的評(píng)估為安全儀表工程師提供了 IEC 61508 / IEC61511 要求的失效數(shù)據(jù)。有些評(píng)估師還進(jìn)行生命周期的分析，給安全儀表工程師提供機(jī)械損耗和到退役的時(shí)間周期。有些 FMEDA 分析還擴(kuò)展到了給出檢驗(yàn)測(cè)試方法的效果評(píng)價(jià)。這為安全儀表工程師提供了檢驗(yàn)測(cè)試的覆蓋因素，比PFDavg 的計(jì)算更實(shí)際。
很多用戶認(rèn)為這個(gè)等級(jí)是一個(gè)第三方評(píng)估的最基本、最低的等級(jí)。當(dāng)這個(gè)評(píng)估等級(jí)結(jié)合用戶的詳細(xì)評(píng)價(jià)和以往使用經(jīng)驗(yàn)后，對(duì)有些公司的安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用中的儀表選擇已經(jīng)足夠了。
2.按照 IEC 61511 中以往使用的考慮
有些制造商正在幫助用戶對(duì)他們以往使用的設(shè)備評(píng)估提供更多的信息。有些制造商已經(jīng)有第三方對(duì)已有設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)失效記錄的評(píng)估。考慮了歸因于硬件和軟件的失效分布。評(píng)估還應(yīng)該有從現(xiàn)場(chǎng)收集的流程和產(chǎn)品更改的數(shù)據(jù)。
從第三方評(píng)估師提供的以往使用報(bào)告，可以幫助儀表設(shè)計(jì)師證明特定儀表的使用符合IEC61511以往使用的標(biāo)準(zhǔn)。然而，對(duì)來(lái)自不同設(shè)備提供商的相似申明，需要進(jìn)行仔細(xì)的復(fù)審， 確保他們可以用于特定的應(yīng)用。以往使用數(shù)據(jù)必須顯示環(huán)境的限制和應(yīng)用的限制。因?yàn)橹圃焐滩粫?huì)實(shí)際“使用”設(shè)備，以往使用方法必須依靠用戶收集的數(shù)據(jù)。用于收集、報(bào)告和分析這些數(shù)據(jù)的方法必須認(rèn)真地復(fù)審。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)失效記錄用于計(jì)算失效率時(shí)，對(duì)記錄的內(nèi)容必須非常仔細(xì)地審查，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)失效經(jīng)常不報(bào)告。
大多數(shù)人同意：來(lái)自以往使用報(bào)告的信息，在這種設(shè)備核準(zhǔn)用于安全儀表系統(tǒng)應(yīng)用前，必須結(jié)合用戶的詳細(xì)評(píng)價(jià)和特定的工廠經(jīng)驗(yàn)。
3. 結(jié)合 FMEDA 和使用證明評(píng)估，用嚴(yán)格定義的標(biāo)準(zhǔn) – exida公司的使用證明
exida 公司已經(jīng)定義特定擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)用于“使用證明” （Proven in Use）評(píng)估，能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)失效分析和更改過(guò)程復(fù)審。這個(gè)方法結(jié)合了硬件 FMEDA 分析和按嚴(yán)格書(shū)寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)收集現(xiàn)場(chǎng)性能的詳細(xì)研究。當(dāng)硬件失效率和失效模式分析結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)失效性能的評(píng)估，獲得更高等級(jí)的信心。它還包括的是制造商現(xiàn)場(chǎng)返回過(guò)程的評(píng)估，工程改變、變更流程和制造商安全文件。這種方法傾向給用戶提供有用信息，結(jié)合特定用戶應(yīng)用多年的經(jīng)驗(yàn)，為特定的流程提供證明。
4. 依照 IEC 61508 進(jìn)行完整評(píng)估
選項(xiàng)4是按照IEC61508的要求進(jìn)行一次完整地評(píng)估。完整的評(píng)估包括所有的上述區(qū)域并且加上一個(gè)在硬件和軟件開(kāi)發(fā)期間，詳細(xì)的測(cè)試、變更、用戶文件和制造過(guò)程所有失效避免和失效控制測(cè)量的評(píng)估。
