1概述

1.1安全仪表系统

1.2本书服务对象

1.3本书意图

1.4业界的困惑

1.4.1技术选择

1.4.2冗余选择

1.4.3现场仪表

1.4.4测试周期

1.4.5厂商宣传

1.4.6认证与早先使用

1.5工业指南、标准以及法规

1.5.1 HSE-PES

1.5.2 AIChE-CCPS

1.5.3 IEC 61508

1.5.4 ANSI/ISA-84.00.01—2004（IEC 61511 Mod）和ANSI/ISA-84.01—1996

1.5.5 NFPA 85

1.5.6 API RP 556

1.5.7 API RP 14C

1.5.8 OSHA （29 CFR 1910.119-高危险化学品的过程安全管理）

1.6标准制定思路的变化

1.7不能仅凭感觉

1.8自满是危险的

1.9学习永无止境

小结

参考文献

2安全生命周期

2.1后知后觉与先知先觉

2.2 HSE的调查结果

2.3安全生命周期

2.3.1危险和风险分析

2.3.2将安全功能分配到保护层

2.3.3编制安全要求规格书

2.3.4 SIS设计和工程

2.3.5安装、调试及确认

2.3.6操作和维护

2.3.7修改

2.3.8停用

小结

参考文献

3过程控制与安全控制

3.1控制和安全定义

3.2过程控制的特征——主动的或动态的

3.2.1需要频繁更改控制方式

3.3安全控制的特征——被动的或休眠的

3.3.1需要限制更改

3.3.2要求模式与连续模式

3.4控制系统和安全系统分别设置

3.4.1 HSE-PES

3.4.2 AIChE-CCPS

3.4.3 IEC 61508

3.4.4 ANSI/ISA-84.00.01—2004

3.4.5 API RP 14C

3.4.6 API RP 554

3.4.7 NFPA 85

3.4.8 IEEE 603

3.5共因失效与系统或功能失效

3.5.1人力因素

小结

参考文献

4保护层

4.1预防保护层

4.1.1工艺装置设计

4.1.2过程控制系统

4.1.3报警系统

4.1.4操作规程

4.1.5停车、联锁仪表系统（安全仪表系统——SIS）

4.1.6物理保护措施

4.2减轻保护层

4.2.1封闭系统

4.2.2洗涤设备和火炬

4.2.3火气（F＆G）系统

4.2.4紧急疏散程序

4.3差异化措施

小结

参考文献

5编制安全要求规格书

5.1概述

5.2 44%的事故归咎于不正确的技术要求规格书

5.2.1管理系统

5.2.2工作程序

5.2.3评估的时间安排

5.2.4核心人员参与审查过程

5.2.5职责不明

5.2.6培训和工具

5.2.7复杂性和不切实际的预期

5.2.8文档不完整

5.2.9规格书最终审查不到位

5.2.10规格书中存在未被认可的背离

5.3 ANSI/ISA-84.00.01—2004（IEC 61511 Mod）第1～3部分的要求

5.4规格书文档要求

小结

参考文献

6确定安全完整性等级（SIL）

6.1概述

6.2责任主体

6.3技术方法

6.4共性问题

6.5评估风险

6.5.1危险

6.5.2风险

6.5.3致死率

6.5.4现代社会的内在风险

6.5.5自愿风险与非自愿风险

6.5.6可容忍风险

6.5.7过程工业可容忍风险

6.6安全完整性等级

6.7 SIL定级方法1——合理尽可能低的原则（ALARP）

6.8 SIL定级方法2——风险矩阵

6.8.1评估频率

6.8.2评估严重性

6.8.3评估整体风险

6.8.4附加保护层的有效性

6.9 SIL定级方法3——风险图

6.10 SIL定级方法4：保护层分析（LOPA）

6.10.1可容忍的风险

6.10.2触发事件频率

6.10.3安全保护层的安全性能水平

6.10.4 LOPA举例

小结

参考文献

其他资料

7选择技术

7.1气动系统

7.2继电器系统

7.3固态系统

7.4微处理器、PLC（基于软件的）系统

7.4.1灵活性优缺点

7.4.2软件问题

7.4.3通用PLC

7.4.4安全PLC

7.5与系统规模有关的问题

7.6与系统复杂性有关的问题

7.7与其他系统之间的通信

7.8认证与早先使用

小结

参考文献

8系统评估

8.1透过现象看本质

8.2前期分析的重要性

8.2.1事先警告

8.3怎样获取失效率信息？

8.3.1维护记录

8.3.2供货商记录

8.3.3第三方数据库

8.3.4军用形式的计算

8.4失效模式

8.4.1安全失效、危险失效

8.4.2检测出的失效、未被检测出的失效

8.5测量尺度

8.5.1失效率、MTBF以及生命期

8.6建模的精确程度

8.7建模方法

8.7.1可靠性方块图

8.7.2故障树

8.7.3马尔可夫模型

8.8冗余的影响

8.9基本公式

8.9.1人工测试持续时间的影响

8.10继电器系统分析

8.11非冗余PLC系统分析

8.12 TMR系统分析

8.12.1公共原因

8.13现场仪表

8.13.1阀门的部分行程测试

8.14故障容错要求

8.15 SIS设计样本

8.16分析系统性能的工程工具

小结

参考文献

9与现场仪表有关的问题

9.1概述

9.2现场仪表的重要性

9.2.1现场仪表对系统性能的影响

9.2.2系统失效各部分比例

9.3传感器

9.3.1概述

9.3.2检测开关

9.3.3变送器

9.3.4传感器的失效诊断

9.3.5智能变送器

9.4最终元件

9.4.1概述

9.4.2阀门的失效诊断

9.4.3智能阀门定位器

9.5冗余

9.5.1表决配置和冗余

9.6现场仪表设计要求

9.6.1传感器设计要求

9.6.2最终元件设计要求

9.7安装关注点

9.8现场仪表接线

小结

参考文献

10安全系统的工程实施

10.1管理要求

10.1.1时间安排和工作内容定义

10.1.2人员

10.1.3沟通

10.1.4文档

10.2硬件设计考虑

10.2.1得电关停与失电关停系统

10.2.2系统诊断

10.2.3共因的最小化

10.2.4盘柜设计

10.2.5环境因素

10.2.6供电

10.2.7接地

10.2.8检测开关和继电器的选择

10.2.9旁路

10.2.10功能测试

10.2.11安保措施

10.2.12操作员接口

10.3软件设计考虑

10.3.1软件的生命周期

10.3.2程序和编程语言类型

10.3.3软件性能的量化

10.3.4软件测试

小结

参考文献

11安全系统的安装

11.1概述

11.2术语

11.3工厂验收测试（FAT）

11.4安装

11.4.1安装检查

11.5确认、现场验收测试（SAT）

11.5.1必要的文档

11.6功能安全评估、开车前安全审查（PSSR）

11.7培训

11.8交付给工艺操作部门

11.9开车

11.10开车之后的后续活动

小结

参考文献

12功能测试

12.1概述

12.2测试的需要

12.2.1 ANSI/ISA-84.00.01—2004对功能测试的要求

12.2.2一般性指南

12.3确定测试频率

12.4测试的责任主体

12.5测试装备和规程

12.6文档

12.6.1测试规程文档样本

小结

参考文献

13系统的变更管理

13.1概述

13.2变更管理的需要

13.3何时要求变更管理（MOC）？

13.4何时不适用变更管理？

13.5 ANSI/ISA-84.00.01—2004的要求

13.6变更管理（MOC）规程

13.7变更管理（MOC）文档

小结

参考文献

14安全系统的可行性评判

14.1概述

14.2安全系统失效模式

14.3可行性评判

14.4评判的责任主体

14.5如何进行评判

14.6生命周期成本

14.7审查示例

14.8生命周期成本分析

14.9优化安全、可靠性以及生命周期成本

小结

参考文献

15 SIS设计检查表

15.1概述

15.2检查表概览

第1部分：管理要求

第2部分：安全要求规格书

第3部分：SIS的概念设计

第4部分：SIS的详细设计

第5部分：供电和接地

第6部分：现场仪表

第7部分：操作员接口

第8部分：维护和工程接口

第9部分：通信

第10部分：硬件技术规格书

第11部分：硬件制造

第12部分：应用逻辑要求

第13部分：嵌入（厂商）软件

第14部分：软件组态

第15部分：工厂测试

第16部分：安装和调试

第17部分：操作和维护

第18部分：测试

第19部分：变更管理

第20部分：停用

参考文献

16案例分析

16.1概述

16.2安全生命周期及其重要性

16.3案例描述：加热炉、燃烧加热器安全停车系统

16.4分析范围

16.5确定SIL目标值

16.6制定安全要求规格书（SRS）

16.7 SIS概念设计

16.8生命周期成本分析

16.9验证概念设计满足SIL要求

16.10详细设计

16.11安装、调试，以及开车前测试

16.12操作和维护规程

小结

参考文献