石油化工安全仪表系统设计规范GB/T50770-2013

前言

中华人民共和国国家标准

石油化工安全仪表系统设计规范

Code for design of safety instrumented system in petrochemical engineering

GB/T 50770-2013

主编部门：中国石油化工集团公司
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2013年9月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1623号

住房城乡建设部关于发布国家标准《石油化工安全仪表系统设计规范》的公告

现批准《石油化工安全仪表系统设计规范》为国家标准，编号为GB/T 50770-2013，自2013年9月1日起实施。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2013年2月7日

前言

    本规范是根据住房和城乡建设部《2008年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)的通知》(建标[2008]105号)的要求，由中国石化工程建设有限公司会同有关单位共同编制完成的。
    本规范在编制过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。
    本规范共分15章。主要技术内容包括：总则，术语和缩略语，安全生命周期，安全完整性等级，设计基本原则，测量仪表，最终元件，逻辑控制器，通信接口，人机接口，应用软件，工程设计，组态、集成与调试、验收测试，操作维护、变更管理，文档管理等。
    本规范由住房和城乡建设部负责管理，由中国石油化工集团公司负责日常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中国石化工程建设有限公司(地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号，邮政编码：100101)，以供今后修订时参考。
    本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人：
    主编单位：中国石化工程建设有限公司
    参编单位：中国寰球工程公司
              中石化宁波工程有限公司
              北京康吉森自动化设备技术有限责任公司
              中石化-霍尼韦尔(天津)有限公司
    参加单位：中石化洛阳工程有限公司
              中石化上海工程有限公司
              中国石油天然气华东勘察设计研究院
              中国石油大庆石化工程有限公司
              中国石化扬子石化有限公司
              上海黑马安全自动化系统有限公司
              北京天时盈达自动化设备有限公司
    主要起草人：黄步余叶向东范宗海马蕾胡晨张建国高生军李磊林融胡同印朱向暄张悦崑王发兵张同科
    主要审查人：赵永登丁兰蓉王立奉王成林王胜利刘军李玉明宋志远杨金城林洪俊周家祥赵柱顾铮葛春玉裴炳安

1总则

1 总则

1.0.1 为了防止和降低石油化工工厂或装置的过程风险，保证人身和财产安全，保护环境，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于石油化工工厂或装置新建、扩建及改建项目的安全仪表系统的工程设计。
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1.0.3 石油化工安全仪表系统的工程设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

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2术语和缩略语

2．1术语

2 术语和缩略语

2.1 术语

2.1.1 安全仪表系统 safety instrumented system
    实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。

2.1.2 风险 risk
    预期可能发生的特定危险事件和后果。

2.1.3 过程风险 process risk
    因非正常事件引起过程条件改变而产生的风险。

2.1.4 安全生命周期 safety life cycle
    从工程方案设计开始到所有安全仪表功能停止使用的全部时间。

2.1.5 危险 hazard
    导致人身伤害或疾病、财产损失、环境破坏等事件的可能。

2.1.6 风险评估 risk assessment
    评估风险大小以及确定风险容许程度的全过程。

2.1.7 保护层 protection layer
    通过控制、预防、减缓等手段降低风险的措施。
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2.1.8 安全功能 safety function
    为了达到或保持过程的安全状态，由安全仪表系统、其他安全相关系统或外部风险降低设施实现的功能。

2.1.9 安全仪表功能 safety instrumented function
    为了防止、减少危险事件发生或保持过程安全状态，用测量仪表、逻辑控制器、最终元件及相关软件等实现的安全保护功能或安全控制功能。
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2.1.10 故障 fault
    可导致功能单元执行能力降低或丧失的异常状况。

2.1.11 安全完整性 safety integrity
    在规定的条件和时间内，安全仪表系统完成安全仪表功能的平均概率。

2.1.12 安全完整性等级 safety integrity level
    安全功能的等级。安全完整性等级由低到高为SIL1～SIL4。

2.1.13 失效 failure
    功能单元某种功能或执行能力的终止。

2.1.14 危险失效 dangerous failure
    可导致安全仪表系统处于潜在危险或丧失功能的失效。

2.1.15 安全失效 safe failure
    不可能导致安全仪表系统处于潜在危险或丧失功能的失效。

2.1.16 测量仪表 sensor
    安全仪表系统的组成部分，用于测量过程变量的设备。

2.1.17 逻辑控制器 logic solver
    安全仪表系统的组成部分，执行逻辑功能的设备。

2.1.18 最终元件 final element
    安全仪表系统的组成部分，执行逻辑控制器指令或设定的动作，使过程达到安全状态的设备。

2.1.19 基本过程控制系统 basic process control system
    响应过程测量以及其他相关设备，其他仪表、控制系统或操作员的输入信号，按过程控制规律、算法、方式，产生输出信号实现过程控制及其相关设备运行的系统。

2.1.20 故障安全 fail safe
    安全仪表系统发生故障时，使被控制过程转入预定安全状态。

2.1.21 冗余 redundancy
    采用独立执行同一个功能的两个或多个部件或系统，互为备用及切换。

2.1.22 容错 fault tolerant
    在出现故障或错误时，功能单元仍继续执行规定功能的能力。

2.1.23 开关量 digital variable
    只有0或1两个数值的变量，用来表示事物或事件的状态。也称为数字变量。

2.1.24 开关 switch
    具有两种稳定位置的状态器件。有软件开关和硬件开关。
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2.1.25 按钮 push button
    只有一种稳定位置的状态器件。有软件按钮和硬件按钮。

2.1.26 触点 mechanical contact
    由导电的金属元件组成的机械式电气器件。在外界因素作用下可以改变接通或断开导电状态。
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2.1.27 接点 contact
    在外界因素作用下可以改变接通或断开导电状态的电气器件。有机械式和电子式。在可编程序逻辑控制器的运算部件中还有软件接点。

2.1.28 常闭接点 normally closed contact
    在没有外界因素影响时，自然情况下闭合的接点。

2.1.29 常开接点 normally open contact
    在没有外界因素影响时，自然情况下断开的接点。

2.1.30 可编程电子系统 programmable electronic system
    基于可以按功能需要编制或改变运行程序的电子设备，用于控制、保护或监视的系统。

2．2缩略语

2.2 缩略语

    BPCS(Basic Process Control System) 基本过程控制系统
    CPU(Central Process Unit) 中央处理单元
    EMC(Electro-Magnetic Compatibility) 电磁兼容性
    FAT(Factory Acceptance Testing) 工厂验收测试
    FLD(Functional Logic Diagram) 功能逻辑图
    FBD(Functional Block Diagram) 功能块图
    FDS(Functional Design Specification) 功能设计规定
    HAZOP(Hazard and Operability Study) 危险和可操作性研究
    HMI(Human Machine Interface) 人机接口
    HSE(Health，Safety and Environment) 健康、安全和环保
    MOS(Maintenance Override Switch) 维护旁路开关
    OOS(Operational Override Switch) 操作旁路开关
    PES(Programmable Electronic System) 可编程电子系统
    PHA(Preliminary Hazard Analysis) 预危险分析
    PFD_avg(Probability of Failure on Demand Average) 低要求模式的平均失效概率
    PLC(Programmable Logic Controller) 可编程逻辑控制器
    SAT(Site Acceptance Testing) 现场验收测试
    SER(Sequence Event Recorder) 事件顺序记录
    SIF(Safety Instrumented Function) 安全仪表功能
    SIL(Safety Integrity Level) 安全完整性等级
    SIS(Safety Instrumented System) 安全仪表系统
    UPS(Uninterruptable Power Supply) 不间断电源

3安全生命周期

3．1一般规定

3 安全生命周期

3.1 一般规定

3.1.1 石油化工工厂或装置工程设计中，应确定安全仪表系统的安全生命周期内各阶段工作所需要的管理活动。
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3.1.2 安全生命周期宜分为工程设计阶段、集成调试及验收测试阶段和操作维护阶段。
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3.1.3 安全生命周期工作(图3.1.3)宜包括工程方案设计，过程危险分析与风险评估，保护层的安全功能分配，安全完整性等级评估及审查，安全仪表系统技术要求，安全仪表系统基础工程设计，安全仪表系统详细工程设计，安全仪表系统集成、调试及验收测试，安全仪表系统操作维护与变更，安全仪表系统功能测试，安全仪表系统停用等。

图3.1.3 安全生命周期工作流程

3．2工程设计

3.2 工程设计

3.2.1 工程方案设计宜包括初步的过程危险分析、主要安全控制策略和措施及相应的说明。
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3.2.2 过程危险分析和风险评估宜包括识别过程及相关设备的危险事件及原因，危险事件发生的顺序、可能性及后果，确定降低风险的要求和措施，确定安全仪表功能等。过程危险分析和风险评估宜采用危险和可操作性研究方法或预危险分析方法，也可采用安全检查表、故障模式和影响分析、因果分析方法等。
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3.2.3 保护层安全功能的分配可包括分配预防、控制或减缓过程危险的保护层安全功能，分配安全仪表功能的风险降低目标。保护层的安全功能分配应符合现行国家标准《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》GB/T 20438和《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》GB/T 21109的有关规定。
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3.2.4 安全完整性等级可根据过程危险分析和保护层功能分配的结果评估并确定。

3.2.5 安全仪表系统技术要求可包括安全仪表功能及安全完整性等级、过程安全状态、操作模式、检验测试间隔时间等。

3.2.6 安全仪表系统的基础工程设计宜包括安全仪表系统设计说明、安全仪表系统规格书、安全联锁因果表或功能说明等。

3.2.7 安全仪表系统的详细工程设计宜包括安全仪表系统设计说明、安全仪表系统规格书、功能逻辑图、组态编程等。

043'>《石油化工安全仪表系统设计规范》GB/T 50770-2013

14操作维护、变更管理

14 操作维护、变更管理

14.0.1 操作维护管理应包括操作维护规程、维护人员职责、定期诊断测试计划及报告、停车期间的系统检查、维护旁路开关及操作旁路开关的使用等。

14.0.2 变更管理应包括变更原因及方案、系统的版本升级、增减或修改逻辑、审核评估变更方案、确认变更的安全仪表功能、变更方案的设计与实施、变更软件功能的离线测试与检查、变更报告及操作维护规程更新等。

15文档管理

15 文档管理

15.0.1 安全生命周期各阶段的文档应包括安全仪表系统的工程设计，应用软件组态编程、设计审查等文件，磁介质和纸介质文件应同时存档保存。

15.0.2 文档管理应包括文件命名规则、文件格式、文件传递方式、文件控制规程、文件审核流程及文件版本管理等。

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
    1)表示很严格，非这样做不可的：
      正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
    2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：
      正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
    3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
      正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
    4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。