1、中華人民共和國石油化工行業標準SH/T 3018-2019代替 SH 3018-1990石油化工安全儀表系統設計規范2019-03-10 發布2019-07-01 實施中華人民共和國國家發展和改革委員會發布目次 TOC o 1-5 h z 前言 出1范圍 12術語和定義 13基本原則 34傳感器 35最終執行元件 46邏輯運算器 47通信接口 58人機接口 59過程接口 610軟件組態 611工程設計 6附錄A （資料性附錄）安全儀表系統規格書編制提綱 8用詞說明 11附：條文說明 13石油化工安全儀表系統設計規范1范圍1. 1本規范適用于新建、改擴建石油化工裝置（或工廠）安全儀表系統的工程設

2、計。儲運系統、公用工程 及輔助設施等工程設計可參照執行。2安全儀表系統的工程設計必須滿足石油化工裝置（或工廠）安全度等級的要求。1 . 3相關標準如下：IEC 61508 Functional safety of electrical/electornic/programmable electronic safety-related systemsIEC 61511 Functionalsafety: safety instrumented systems for the process industry sectorANSI/ISA-84.01Application of safety in

3、strumented system for the process industriesDIN V 19250 Porgrammable safety systemIEC 61131 Programmable controller4執行本標準時，尚應符合國家現行有關強制性標準規范的要求。第1頁2術語和定義下列術語和定義適用于本規范1 危險故障 dangerous failure能夠導致安全儀表系統處于危險或失去功能的故障。2 安全故障 safe failure不會導致安全儀表系統處于危險的故障3 安全儀表系統 safety instrumented system (SIS)用儀表實現安全功能的

4、系統。系統包括傳感器，邏輯運算器，最終執行元件及相應軟件等。4 安全度等級 safety integrity level (SIL )用于描述安全儀表系統安全綜合評價的等級。5最終執行元件 final element安全儀表系統的一部分，執行必要的動作，使過程達到安全狀態。6邏輯運算器logic solver安全儀表系統或過程控制系統中完成一個或多個邏輯功能的部件。7 可編程電子系統programmable electronic system(PES)由一個或多個可編程電子設備組成，用于控制、保護或監視的系統。8 過程控制系統 process control system ( PCS)用于直接

5、或間接控制過程及相關設備的控制系統。9 冗余 redundancy用多個相同的模塊或部件實現特定功能或數據處理。10 容錯 fault tolerant功能模塊在出現故障或錯誤時，仍繼續執行特定功能的能力。11 表決 voting用多數原則確定結論。12 故障安全 fail to safe安全儀表系統發生故障時，使被控制過程轉入預定安全狀態。13 顯示故障 overt fault能夠顯示自身存在的故障14 隱性故障 covert fault不能顯示自身存在的故障。15 平均故障間隔時間 mean time between failured (MTBF )相鄰故障間隔的平均時間(包括平均失效時間

6、和平均修復時間)16 平均修復時間 mean time to repair ( MTTR )故障修復所需要的平均時間(包括診斷，確認及等待時間)17 平均失效時間 mean time to failure (MTTF )功能單元實現規定功能失效平均時間。18 可用性 availability (A) 系統可以使用工作時間的概率。19 可靠性 reliability (R)系統在規定的時間間隔內發生故障的概率。2. 20 傳感器 sensor用于測量過程變量的單一或組合設備。3基本原則3. 1安全儀表系統獨立于過程控制系統，獨立完成安全保護功能。2當過程達到預定條件時，安全儀表系統動作，使被控制

7、過程轉入安全狀態。3根據以下要求確定安全儀表系統的功能：對過程危險性及可操作性分析；人員、過程、設備及環境的 保護；安全度等級。4安全儀表系統可按照安全度等級的要求分為1、2、3、4級。安全等級越高，安全儀表系統的安全功能越強。5安全儀表系統應設計成故障安全型。6安全儀表系統應具有硬件和軟件診斷和測試功能。7安全儀表系統構成應使中間環節最少。8安全儀表系統的傳感器、最終執行元件宜單獨設置。9安全儀表系統應能與過程控制系統、工廠管理系統進行通信。10安全儀表系統宜提供獨立于邏輯運算器的手動設施，直接操作最終執行元件。11當多個單元的保護功能在一套安全儀表系統內完成時，其共用部分應符合最高安全等級

8、要求。12安全儀表系統的人機接口宜與過程控制系統相同。4傳感器1傳感器的獨立設置原則4. 1. 1 1級安全儀表系統，其傳感器可與過程控制系統共用。4. 2. 2 2級安全儀表系統，其傳感器宜與過程控制系統分開。4. 2. 3 3級安全儀表系統，其傳感器應與過程控制系統分開。4. 2傳感器的冗余設置原則 4. 2. 1 1級安全儀表系統，可采用單一的傳感器。4. 2. 2 2級安全儀表系統，宜采用冗余的傳感器。4. 2. 3 3級安全儀表系統，應采用冗余的傳感器。3傳感器的冗余方式選用當重點考慮系統的安全性時，應采用“或”邏輯結構。當重點考慮系統的可用性時，應采用“與”邏輯結構。3. 3當系統

9、的安全性和可用性均需要保障時，宜采用三取二邏輯結構。4安全儀表系統的傳感器宜采用隔爆型。5最終執行元件1最終執行元件可以是安全儀表系統用的切斷閥，與過程控制系統共用的控制閥或電動閥。氣動控制閥 或氣動切斷閥均應帶接受安全儀表系統控制信號的電磁閥。2閥門的獨立設置原則2. 1 1級安全儀表系統，其閥門可與過程控制系統共用，應確保安全儀表系統優先于過程控制系統的 動作。2. 2 2級安全儀表系統，其閥門宜與過程控制系統分開。2. 3 3級安全儀表系統，其閥門宜與過程控制系統分開。3閥門的冗余設置原則3. 1 1級安全儀表系統，可采用單一閥門。5. 3. 2 2級安全儀表系統，宜采用冗余的閥門，如采

10、用單一的閥門，配套的電磁閥宜冗余配置。5. 3. 3 3級安全儀表系統，宜采用冗余的閥門，配套的電磁閥宜冗余配置。5. 3. 4冗余配置的閥門，可采用一個控制閥和一個切斷閥。5. 4 電磁閥的設置原則5. 4. 1控制閥上的電磁閥應安裝在閥門定位器與執行機構之間。電磁閥放空口應有防護措施。5. 4. 2當重點考慮系統的安全性時，冗余電磁閥宜采用與邏輯連接。5. 4. 3當重點考慮系統的可用性時，冗余電磁閥宜采用或邏輯連接。5. 4. 4電磁閥應采用長期帶電型，電磁閥電源應由安全儀表系統提供。5. 4. 5安全儀表系統的電磁閥宜采用隔爆型。5. 5 電動閥的配置原則5. 5. 1安全儀表系統和過

11、程控制系統可共用電磁閥。5. 5. 2電動閥不采用冗余配置，必要時可采用冗余的接點接入電氣控制回路。6邏輯運算器6. 1安全儀表系統的邏輯運算器可由繼電器系統或可編程序電子系統構成，也可由其混合構成。6. 2 邏輯運算器的技術選擇原則6. 2. 1 繼電器系統繼電器系統用于輸入輸出點較少、邏輯功能簡單的場合。6. 2 . 2可編程序電子系統a）可編程序電子系統用于下列場合：1）輸入輸出點較多2）邏輯功能復雜3）與過程控制系統進行數據通信b）可編程序電子系統可以是可編程序邏輯控制器（PLC）、分散型控制系統（DCS）或其它專用系統。3邏輯運算器的獨立原則3. 1 1級安全儀表系統，其邏輯運算器與

12、過程控制系統分開。2. 12級安全儀表系統，其邏輯運算器應與過程控制系統分開。2. 13級安全儀表系統，其邏輯運算器必須與過程控制系統分開。4邏輯運算器的冗余原則4. 11級安全儀表系統，可采用單一的邏輯運算器。2級安全儀表系統，宜采用冗余或容錯的邏輯運算器，其中央處理單元，電源單元，通信系統等應冗余配置，輸入/輸出模塊宜冗余配置。3級安全儀表系統，應采用冗余或容錯的邏輯運算器，其中央處理單元，電源單元，輸入/輸出模塊及通信系統等應冗余配置。7通信接口1安全儀表系統與工程師站通信可采用RS-232, RS-485/RS-422串行通信方式。2 安全儀表系統管理網絡可采用工業以太網通信方式。3

13、安全儀表系統與過程控制通信可采用RS232, RS-485/RS-422串行通信方式；過程控制系統為主站，安全儀表系統為從站。4 安全儀表系統負荷不應超過60%。8人機接口1 操作站8. 1. 1操作站可采用過程控制系統操作站。8. 1. 2 應確保操作站失效時，安全儀表系統的邏輯處理功能不會受到影響。8. 1. 3 操作站不能修改安全儀表系統的編程軟件。8. 2輔助操作臺8. 2. 1用于安裝緊急停車按鈕、開關、信號報警器等。8. 2. 2 信號報警器宜采用一體化的閃光報警器。8. 2. 3 燈光顯示應采用閃光、平光或熄滅表示報警順序的不同狀態。8. 2. 4 紅色燈光表示越限報警或緊急狀態

14、；黃色燈光表示預報警；綠色燈光表示設備或過程變量正常。8.2.5 宜選擇區別第一信號記憶的閃光報警器（有順序事件記錄或歷史記錄的情況可不設置），信號報警順序如表1表示。表1區別第一信號的閃光報警順序過程狀態第一信號的燈光顯示其余燈光顯示聲響備注正常不亮不亮不響第一信號輸入閃光平光響其余信號輸入按確認按鈕閃光平光不響報警信號消失不亮不亮不響運行正常按試驗按鈕亮亮響試驗檢查8.2.6 一般信號采用 DCS/PLC實現，重要報警除操作站上顯示外，在輔助操作臺上宜設置燈光顯示。8. 2. 7 緊急停車接鈕宜采用紅色，旁路開關宜采用黃色，確認按鈕宜采用黑色，試驗接鈕宜采用白色。8. 3工程師站3. 1

15、工程師站完成安全儀表系統編程組態及維護。3. 2 工程師站可采用臺式 PC機，也可采用便攜式 PC機。9過程接口1 過程接口包括輸入輸出卡、順序事件輸入卡、配電器、安全柵、開關、繼電器等關聯設備。2 輸入輸出卡應帶光電或電磁隔離，每個通道應互相隔離，帶故障診斷。3 若采用三取二過程信號應分別接在三個不同的輸入卡。4 安全儀表系統不應采用現場總線通信方式。5 輸入輸出卡相連接的傳感器和最終執行元件應設計成故障安全型。10軟件組態1軟件組態編程語言應符合IEC 61131-3工業標準。2 軟件組態的安全性10. 2. 1 采用PROM或EPROM存儲器存儲應用軟件，提供防止未被授權人員修改程序的功

16、能。10. 2. 2 軟件應能在線修改及下載。10. 3 軟件組態的審查10. 3. 1 軟件組態的程序應與邏輯圖一致。10. 3. 2 在系統投用前應對軟件組態進行100%的功能測試。10. 4 軟件組態文件10. 4. 1 功能邏輯圖4. 2 軟件采用的主要參數及變量10. 4. 3 軟件程序說明、用戶手冊、使用說明等。11工程設計11. 1 基礎工程設計1 . 1根據安全度等級，確定安全儀表系統的功能和方案。1. 2 根據工藝安全功能說明或因果表、管道儀表流程圖（ P&ID）,確定安全儀表系統邏輯功能圖。1 . 3 編制安全儀表系統規格書（參見附錄A）。1. 4 編制安全儀表系統硬件配置

17、圖。2 詳細工程設計2. 1 編制安全儀表系統規格書（參見附錄A）。2. 2評審安全儀表系統報價書。2. 3 簽訂安全儀表系統合同及技術附件。11. 2. 4 準備軟件組態所需要數據、工程圖紙等文件。3應用軟件組態、編譯下載、調試投用. 3. 1 編制應用軟件組態文件。. 3. 2 審查應用軟件組態文件。3. 3 編譯下載，工廠驗收測試（FAT）。3. 4 現場安裝、調試，驗收測試（SAT）。附件：第7頁19項石油化工行業標準各稱及編號序號標準名稱標準編號替代標準編號米標編R1石油化工安全儀表系統設計規范SH/T3018-2019SH3018-19902石油化工儀表管道線路設計規范SH/T30

18、19-2019SH3019-20193石油化工企業照明設計標準SH/T3027-2019SH3027-19904一般煉油裝置用火焰加熱爐SH/T3036-2019SH3036-1991ISO137055石油化工非埋地管道抗震設計通則SH/T3039-2019SH3039-19916石油化工設備管道鋼結構表面色和標志規定SH3043-2019SH3043-19917石油化工管式爐熱效率設計計算SH/T3045-2019SH/T3045-19928石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收SH/T3064-2019SH3064-19949石油化工給水排水系統設計規范SH3015-2019SH3015-200010石油化工儀表接地設計規范SH/T3081-2019SH3081-201911石油化工儀表供電設計規范SH/T3082-