安全仪表功能的运行模式
当我们在进行安全完整性等级（SIL）评估（SIL定级和验算）工作时，往往需要确定某个安全仪表功能（SIF）的运行模式（mode of operation），因为不同运行模式可能会影响SIF所包含设备在进行测试后得出的安全性和可用性，并且不同运行模式有不同的按需失效概率（PFDavg/PFH）计算方法。
在ISA TR84.00.02、IEC61508、IEC61511等相关标准中都对运行模式进行了划分，分为需求模式（demand mode）和连续模式（continuous mode），其中需求模式又可进一步分为低需求模式和高需求模式。
本文以IEC61511为例，其对三种运行模式的定义如下：
由此可见，上述运行模式的适用对象是SIF，而我们前面的系列文章中提到SIF可以由传感器、逻辑运算器和最终执行元件这三部分构成，若仅是某个传感器或阀门存在DCS与SIS共用的情况，并不会改变该SIF的运行模式。同样的，我们也不能去定义某套SIS的运行模式。
此外，SIF的需求率该如何判断计算呢？相关标准中并没有给出计算方法，通常认为在SIF联锁动作前仍会导致后果发生的频率即为SIF的需求率，例如SIL定级时某场景初始事件频率为0.1，独立保护层仅有DCS联锁控制回路其失效概率为0.1，那该场景SIF的需求率便是0.01即该SIF为低需求模式。在过程工业领域的大多数场景下，特别是当独立保护层得到适当设计和考虑时，这时候得出的需求率会远小于1年1次即SIF为低需求模式。
在由中国石化出版社2019年出版的《保护层分析-初始事件与独立保护层应用指南》一书第36~37页，关于高需求模式有如下图所示的案例，“该间歇装置发生异常工况或停车的概率为平均每3~4套装置中有1套。假设有100套装置在正常生产，SIS系统的使用概率为平均每年25~35次。因此为高需求的操作模式，因为SIS系统的操作频率大于每年一次。”
相信大家看完上述案例，已经有不少读者发现了其中的异样，这和我们前文提到的相关标准对高需求运行模式的定义不一样。为了一探究竟，我们找到ISA TR84.00.04，在原文中发现如下图所示不同版本的案例，翻译如下：间歇流程每3-4个批次跳闸一次，每年生产100个批次。这意味着SIF每年运行约25至35次，这属于高需求模式。这显然才是符合高需求模式定义的案例。
结束语
以上就是本期文章的所有内容了，看似简单的运行模式在实际应用过程中也可能会产生歧义，笔者才疏学浅，若有不妥之处，欢迎大家留言指正。下期SIS专题系列文章我们将继续讲解功能安全的有关内容，敬请关注！
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