安全繼電器怎么使用才符合IEC61511

安全繼電器怎么使用才符合IEC61511？

為什么需要 安全繼電器 ？

安全繼電器（Safety Relay）為安全回路中的重要元件，它對人身安全及生產(chǎn)安全有著極為重要的作用。

那么問題來了！如果情況沒有達到安全標準要求，造成的后果你我能不能承擔？

安全繼電器在獲得相關功能證書上會體現(xiàn)所能達到的SIL等級。但是在SIS系統(tǒng)中，不是所有部件都是SIL等級，所以對于應用于整個SIS系統(tǒng)來說，也是多種條件綜合在一起的。

01 化工行業(yè)典型的風險降低保護層

在某個實際項目中，原料儲罐壓力超過上限，可能導致爆炸，按照如下風險矩陣表危害處于“中”階段。在HAZOP和LOPA分析之后，將SIL等級定級為SIL2。在一般項目中，危害等級處于矩陣表中的“中”或者“低”位置是可以接受的，“高”和“極高”是不被接受的，通過降低頻率等級，其中的方法之一就是增加SIS系統(tǒng)。

圖 黃色部分為一個SIF（安全儀表功能），其控制系統(tǒng)就成為：SIS控制系統(tǒng)，需要驗證其達到SRS要求的SIL等級。

02 SIF基本構成

該項目儲罐壓力安全回路包括：（其中安全繼電器也是重要的組成部分。）

· 檢測部分：傳感器，變送器，接口

· 控制部分：安全PLC GuardLogix

· 執(zhí)行部分：執(zhí)行機構、閥門、接口

03 SIL驗證

根據(jù)相關公式，我們要計算PFD值來判定是否滿足SIL2等級。公式如下：

PFD(系統(tǒng))=PFD(輸入)+PFD(邏輯)+PFD(輸出) 或者 PFD(系統(tǒng))=PFD(壓力變送器)+PFD(安全柵)+PFD(輸入模塊)+PFD(安全PLC)+PFD(輸出模塊)+PFD(安全繼電器)+PFD(電磁閥和切斷閥)

重要概念：IEC61508和IEC61511都定義了硬件的結構約束的概念，用硬件故障裕度（HFT）來表征，指的是硬件功能單元在故障存在的情況下，持續(xù)完成所要求功能的能力。其代表了設備或子系統(tǒng)在構成SIF回路時，從硬件結構上對SIL的限制。

采用單通道子系統(tǒng)執(zhí)行安全功能的E/E/PE安全相關系統(tǒng)中，執(zhí)行整個安全功能所能達到的最高SIL等級，由具有最低SIL能力的設備決定。

采用多通道子系統(tǒng)執(zhí)行安全功能的E/E/PE安全相關系統(tǒng)中，執(zhí)行整個安全功能所能達到的最高SIL等級，為多個子系統(tǒng)歸并合計而成，并同時考慮HFT，來對系統(tǒng)整體SIL進行疊加。

04 整套SIS系統(tǒng)的構成

在一個流程控制系統(tǒng)中，會存在多個SIF，寵兒構建成一整套SIS控制系統(tǒng)。

05 經(jīng)驗還是認證？

是否可以把安全繼電器換成普通繼電器？

IEC 61508的SIL認證與經(jīng)驗使用（Prior Use）的關系：

經(jīng)驗使用，是IEC 61511的術語，指基于在以往的操作環(huán)境和應用場合的使用記錄，評估表明該設備有足夠低的危險失效率，適合用于安全儀表系統(tǒng)中。

根據(jù)IEC 61511的相關規(guī)定，經(jīng)驗使用需要有相應的證據(jù)能夠證明這些部件和子系統(tǒng)適用于SIS，證據(jù)的適用性應該包括：

· 制造商有完善的質(zhì)量控制和管理體系

· 該部件或子系統(tǒng)有適當?shù)臉俗R和技術說明

· 有在類似的工藝操作狀態(tài)和獨立環(huán)境下的良好績效表現(xiàn)

這些內(nèi)容需要整理并總結成文檔，用作保管。另外，原則上來說，經(jīng)驗使用的評估不適用于SIL3的系統(tǒng)。

經(jīng)驗使用于用戶認可的設備目錄是什么：

就工程實踐來說，在SIS工程設計中，會涉及到大量的儀表設備，包括邏輯控制器，檢測開關，變送器，電磁閥，切斷閥，以及繼電器，信號分配器，安全柵，電源等等。

有些設備沒有IEC 61508的認證，卻有大量的現(xiàn)場使用先例和良好的口碑，但卻缺乏數(shù)據(jù)的收集，整理和分析，無法形成選型基礎。由此，IEC 61511指出：

現(xiàn)場設備與操作經(jīng)驗相關的信息，主要記錄在用戶認可的設備目錄中，并且要適時對目錄系統(tǒng)性地修改，將獲取了足夠操作經(jīng)驗的設備添加進來，將有積慮表明績效不理想的設備從目錄中刪除。這就是用戶認可的設備目錄。

對于用戶認可的設備目錄，需要留有評估步驟，方法，標準，結論等形成有據(jù)可查的技術文件。

PS:辰竹建議

由于國內(nèi)的SIS系統(tǒng)目前處于概念啟蒙和導入階段，于國外相比，在管理體系上有著很大的差距。沒有完善的經(jīng)驗與文檔的積累。然而，在化工事故不斷發(fā)生，且國家嚴格檢查116號文的大背景下，建議客戶使用帶認證的安全繼電器，以便在規(guī)范性上無漏洞可抓。特別地，雖然有經(jīng)驗使用的評估規(guī)定，但國外的項目大部分仍然繼續(xù)在使用帶認證的產(chǎn)品。

06 辰竹安全繼電器

安全繼電器為連接安全PLC的DO輸出與現(xiàn)場執(zhí)行機構，起到電氣隔離和功率驅(qū)動的作用。