如何保证工艺设施的安全

现代工业生活有它的回报，但也伴随着风险。没有绝对安全或零风险的说法。当重大行业事故发生时，法规往往会随之而来。1992年，美国职业安全与健康管理局(OSHA)在经历了几次重大过程工业事故后，发布了29联邦法规(CFR) 1910.119“高度危险化学品的过程安全管理”。世界其他地区也有类似的规定。这些规定承认，不存在零风险，但企业仍然希望安全运营。多安全才算足够安全?

在确定可接受的风险水平时，有些人会考虑社会容易接受的风险，比如美国每年有3.5万人死于交通事故。每年万分之一的风险几乎没有引起公众或政府的强烈抗议，因此这似乎是一个可以容忍的风险水平。了解更多关于“如何安全才足够安全”的信息，请参阅美国化学工程师学会、化学过程安全中心(AIChE CCPS)的《制定定量安全风险标准指南》一书。

现代自动化和控制系统非常可靠;然而，没有什么是完美的，一切都会失败，这只是时间的问题。工艺设施需要多个独立的层来维护安全，包括警报、安全仪表系统、减压装置、洗涤器、照明弹系统、火灾和气体系统等的集成。图1所示的层用于降低设施中的风险。

OSHA希望组织遵循公认的和普遍接受的良好工程实践(RAGAGEP)。对于报警系统，ANSI/ISA 18.2-2009“过程工业报警系统管理”是公认的标准。用于安全仪表系统(SIS)， ANSI/ISA 84 (IEC 61511修订)“功能安全:过程工业部门的安全仪表系统”是公认的标准。

ANSI/ISA 84的第一版于1996年发布，第二版于2004年发布，第三版可能于2016年底发布。这是一个基于性能的标准。它不强制要求技术、冗余级别、测试间隔、功能逻辑、如何实现旁路或任何其他细节。它没有说明该行业或任何特定公司应该容忍多大程度的风险。毕竟，该标准是为整个流程行业编写的;适用于一个设施的可能不适用于另一个设施。

ANSI/ISA 84标准本质上是一种从摇篮到坟墓的方法。执行危害和风险评估以确定危险场景(例如，可能出错的地方)并评估每种场景的风险(频率和严重程度)。这将最终导致SIS所需的输入、输出、逻辑和性能。需要编写一份安全需求规范(SRS)，以记录充分设计每个安全功能所需的二十多个细节。

大多数安全系统问题都源于这一步骤没有正确完成。然后将对系统进行设计，在工厂进行测试，在设施中安装，并与原始规格进行比较(因为在项目的生命周期中可能会发生变化)。系统将需要定期检查、测试和维护。任何可能需要的变更都需要经过变更评审过程的彻底管理。

随着控制系统和计算机——操作技术(OT)——以及商用现货(COTS)硬件和操作系统的广泛使用，网络攻击的风险和担忧日益增加。许多攻击已经被记录在案，而且它们的频率正在上升。这些问题类似于工业技术(IT)系统。黑客可能窃取知识产权，接管控制系统，造成物理损坏，或关闭设施。ISA 99/IEC 62443系列网络安全标准是为保护设施免受此类风险而制定的。与安全系统标准一样，网络安全标准也是基于性能的，基于活动的生命周期集。

安全技术的进步

控制系统、报警系统、安全仪表系统以及火灾和气体系统代表了用于保持过程设施安全的技术。除了标准和法规之外，这些系统还有许多发展。在过去，大多数过程设备都是使用可编程逻辑控制器(plc)和分布式控制系统(dcs)的组合来控制的，但是现在一些供应商已经不使用这个术语了。

现代系统是两者的混合，具有速度、处理和通信能力，超过了早期系统(仍在许多设施中运行)。自第二次世界大战以前，机电继电器就被用于安全应用。plc是专门为取代继电器而设计的，但它们不能提供相同水平的安全性能。自20世纪80年代以来，使用非常高水平诊断的安全plc已经可用，并且它们还在继续发展。

对于安全应用，用户和工程公司指定的设备(逻辑求解器和现场设备)由第三方认证为安全应用的趋势越来越大。虽然这确实提供了一些好处，但根据任何标准，认证设备都不是必需的，而且它也不是解决所有潜在问题的灵丹妙药。

合格人员降低风险

仅仅使用经过安全认证的设备并不能保证安全。标准规定，指定、实施和维护系统的人员必须有能力和资格。许多经验丰富、知识渊博的婴儿潮一代正在退休。令人惊讶的是，缺乏有经验的工人来接手。培训设施人员是胜任此类工作的关键。虽然以工程为重点的大学最近在课程中增加了安全课程，但对当前的劳动力进行教育是一项紧迫的需求，这些劳动力的任务是指定、实施和维护这些系统。

目前市场上最好的培训是由国际自动化学会(ISA)提供的。ISA是一家非营利性组织，提供包括警报管理、安全仪器系统和网络安全在内的培训。该组织为在安全系统和网络安全领域工作的人员提供资格考试和公认的行业证书。ISA为自动化专业人员和控制系统技术人员开发了认证，并支持控制系统工程师专业工程师许可证计划。培训也在外地工程师的协助下进行。

保罗Gruhn他是位于德克萨斯州休斯顿的aeSolutions公司的全球功能安全顾问。由内容副经理艾米丽·冈瑟编辑，控制工程， CFE传媒，eguenther@cfemedia.com．

更多的建议

关键概念

• 如何加强设施的安全流程
• 合格的人员有助于适当的风险管理
• 标准法规降低了设施风险。

考虑一下这个

什么是指定经过安全应用认证的设备的好处?

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作者简介

Paul Gruhn是德克萨斯州休斯顿aeSolutions公司的全球功能安全顾问，也是ISA Life Fellow, ISA 84标准委员会(安全仪表系统)25年以上的成员，ISA安全系统课程的开发者和讲师，两本ISA教科书的作者，以及第一个商业安全系统软件建模程序的开发者。他拥有伊利诺伊理工学院机械工程学士学位，是德克萨斯州的注册专业工程师(P.E.)，注册功能安全专家(CFSE)和ISA 84安全仪器系统专家。

请参阅下面链接的有关过程安全的文章。

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