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按国际电工委员会(IEC)的定义,过程风险是危险事件发生频度和后果的乘积,而风险分析与管理的目的是通过功能安全技术的不同层次上的保护,将风险降低到可接受的水平。因此,功能安全为流程管理带来了全新的理念,现代过程工业也能够以现有的方式运作,为广大民众所接受。
所以,如何在过程控制中如何实现物联网功能性安全?盘状模型把受控设备、基本过程控制系统和安全仪表系统看作三个圆盘。
我们可以把需要保护的工艺,也就是控制装置(EUC)被想像为旋转的圆盘。盘面上的孔,表示工艺中的偏差或故障隐患。以洞口面积和个数表示该过程的失败概率。假如我们蒙着一把木剑,用一把双眼刺向圆盘,如果一把木剑可以正好穿过这些漏洞,说明这个过程已经失败了。实际上,对于各种工艺的失败结果的接受度是不一样的,例如水槽的液面测量仪有几秒钟没有测得精确的数值,也许没人关心这个。但在监测火灾和可燃性气体时,如果测量不准确的时间持续十多分钟,那么很有可能造成很大的危险。
对于这些偏移,最常用的方法是添加第二片片。BPCS(BPCS)是一种基本工艺控制体系,它是用来处理由工艺设计中的缺陷所引起的风险。理论上这就很好理解了,即使每一个圆盘上都有漏洞,但由于它们的漏洞位置不同,旋转的速度也不同,一把一把一刀刺过正好落在两个圆盘的漏洞上的机率确实不高。但是,对于这个可能性的接受,取决于不同的应用场合,通常是不一样的。
因此,我们应该怎样进一步控制风险呢?这种方法非常简单,只需添加第三个圆盘,即安全仪器系统(SIS)。即使新的碟片也会有些孔,但其数量和大小却比第二片要小很多。假如木剑用一千次(十的三次方)也不能同时刺破所有三个圆盘,我们就能在安全功能中实现安全中的安全完整性等级SIL3,而要达到SIL4,就必须确保即使一万次(四次)也不能扎破。
从过程工业的角度来看,我们现在谈到的低需求模式,即用木剑刺盘的频率比每年少一次。换言之,SIL3的要求是,受控制的设备发生意外的可能性要小于1000年。面临如此严苛的要求,在SIS设计时,不仅要考虑到其技术能力是否达到,还要考虑采用何种质量工程技术来保证SIS的可靠性和实用性。