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IEC 61511, December 2009 HFT SFF 通用法律 (spurious) 与危险失效 k out of N: SIF的最小割集分析 HFT SFF 潜在用途的认识 可靠性工程注意事项 确定相关 HFT的方法 SFF 注意事项 总则 薄弱点分析 冗余的可行性 冗余与可维护性 一个HFT系统可能比一个非HFT系统更糟 “DC”和“掉电停车”的用处 - * * Xueling shi 危险失效(拒动) 安全失效(误动) 危险失效(拒动) 安全失效(误动) 正常趋向 提高安全可能影响 产品的生产 拒动与误动需要同时考虑 需要预先设计 问题是与SRS 不符合的情况 最小割集 的均化 {k/N} {(N-k+1)/N} 危险失效 虚假失效 SIF 相反的 SIF k = N-k+1 N odd k = (N+1)/2 {1/1} {2/3} {3/5} {4/7} .... 1 个危险故障 2 个危险故障 3 个危险故障 4 个危险故障 1 个安全故障 2 个安全故障 3 个安全故障 4 个安全故障 系统诊断失效 系统虚假失效 对危险和虚假失效采用相同的割集顺序 用机械部件几乎不能实现 安全应该基于固有 元件的可靠性 5 仅当可以快速修理时,冗余是有用的 是否有用还要看共因失效与系统失效 冗余会增加误动的可能性 冗余会增加人员错误的可能性 对逻辑解算器有用的 东西不一定适用于 阀门 为达到SIL3采用4 冗余阀 真的能实现吗?! 是否可能泄露 ? HFT 不是获得安全 的正常方式 所获利益如果不是 负面的，却可能是 虚假的 HFT 应该根据实际 情况进行分析 HFT 应该与设备 类型相适应 整个安全回路 失效情况的识别 薄弱点识别 薄弱点改进分析 首先改进薄弱点 增加 最小割集 更好的元件 后备 冗余 冷 热/ 混合 多样话 能快速修复吗? 能 不能 安全应该基于单个元件 的固有可靠性 HFT将没有一个好的基础 其他安全系统 上的要求 人员错误 增加 水锤等 重启 产品损耗 增加 SFF 阻碍安全和 生产 当lD太高的时候，它仅是达到安全目标的一种补救 从安全的角度看，有相同lDU的两个元件是 等同的 高SFF意味着高的虚假失效 人为的增加ls只会 产生虚假的SFF SFF 本身并不是 一项安全准则 使用差的元件可以很 容易实现高的SFF 过程工业中没有“真正的”的安全状态 对用户来说是 有用的劣等品 指示器! 冗余 (硬件故障裕度 -HFT-) 分析程序. * - * 识别出最小割集 （mcs）了吗? 是 否 所有安全层 识别出薄弱 点了吗? 是 否 薄弱点分析结束 选择下一个重要 的薄弱点 (*): Minimal cut sets = shortest Failure scenarios 没有 HFT的相关推论 首先识别 MCS! 没有 HFT的相关推论 首先识别出 薄弱环节 所有的薄弱点 都分析完了吗? 否 先分析最短 的MCS 2 1 失效情节识别 是 有更好的元件 可用 ? 否 是否经济实用? 是 否 购买更好的 元件 是 分析冗余的 可能性 1 需要改进吗? 2 否 是 3 冗余的实施 是可能的吗? 是 否 3 冗余的执行 容易吗 ? 应考虑采取冗余 是 否 后备可能吗? 否 应该考虑采取 后备 是 安全应该基于 固有元件的可靠性 多样化冗余 是否容易管理? 否 考虑采用 “相同”冗余 考虑采用 多样化冗余 是 例如， 解析冗余 例如， 起搏器，机翼 泥浆柱 空间物体 4 4 受CCF和系统 失效限制 受可维护性 问题限制 2 2 4 能够维修吗? 是 否 安全应该基于固有 元件的可靠性 应考虑冷（连续）冗余 能快速维修吗? 是 否 需要对冗余进行 慎重考虑 冗余能有效的帮助 实现可靠性 热冗余是最 佳选择? 是 否 应考虑热冗余 应考虑冷或混合冗余 维修前的延迟 非常长 长 2 2 2 2 lDU = 5e-5 MTTF = 20 000h 2oo3 比 1oo1好 2oo3 比 1oo1差 MTTF = 20 000h 0.29*MTTF = 5800h = 8 months 当维修困难的时候 故障容忍并不是一 个好的解决方法 无维修 1oo1 1oo2 2oo3 上电/掉电停车（Energize/de-energize to trip） * - * 根据不同使用情况的安全与非安全 本来的安全/非安全 : 不是“固有的” 但却是依据系统的 依据系统 掉电停车 上电停车 失效 2 安全 非安全 失效 1 非安全 安全 转换 逻辑类型 几乎每种失效 都是安全的 大量失效都是 不安全的 首选逻辑 (故障安全) 用于没有实际 的安全状态