安全仪表系统工程设计与应用(第二版)

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商品名称:安全仪表系统工程设计与应用(第二版)
商品编号:13163424759
店铺: 中国石化出版社旗舰店
商品毛重:1.0kg
货号:9787511444080

具体描述

商品名称:    安全仪表系统工程设计与应用(第二版)
作者:    〔美〕Paul Gruhn,P.E.,CFSE
市场价:     98.00
ISBN号:    9787511444080
出版社:    中国石化出版社
商品类型:    图书
其他参考信息(以实物为准)
  装帧:平装  开本:16  语种:中文
  出版时间:20170501  版次:2  页数:256
  印刷时间:20170501  印次:1  字数:311千字
1概述(1)

1.1安全仪表系统(2)

1.2本书服务对象(3)

1.3本书意图(3)

1.4业界的困惑(4)

1.4.1技术选择(5)

1.4.2冗余选择(5)

1.4.3现场仪表(5)

1.4.4测试周期(5)

1.4.5厂商宣传(6)

1.4.6认证与早先使用(6)

1.5工业指南、标准以及法规(6)

1.5.1HSEPES(7)

1.5.2AIChECCPS(7)

1.5.3IEC 61508(7)

1.5.4ANSI/ISA84.00.01—2004(IEC 61511 Mod)和

ANSI/ISA84.01—1996(8)

1.5.5NFPA 85(8)

1.5.6API RP 556(9)

1.5.7API RP 14C(9)

1.5.8OSHA(29 CFR 1910.119高危险化学品的过程安全管理)(9)

1.6标准制定思路的变化(11)

1.7不能仅凭感觉(12)

1.8自满是危险的(13)

1.9学习永无止境(14)

小结(14)

参考文献(15)

2安全生命周期(16)

2.1后知后觉与先知先觉(17)

2.2HSE的调查结果(18)

2.3安全生命周期(20)

2.3.1危险和风险分析(21)

2.3.2将安全功能分配到保护层(21)

2.3.3编制安全要求规格书(22)

2.3.4SIS设计和工程(22)

2.3.5安装、调试及确认(23)

2.3.6操作和维护(23)

2.3.7修改(24)

2.3.8停用(24)

小结(24)

参考文献(24)

3过程控制与安全控制(26)

3.1控制和安全定义(27)

3.2过程控制的特征——主动的或动态的(28)

3.2.1需要频繁更改控制方式(28)

3.3安全控制的特征——被动的或休眠的(29)

3.3.1需要限制更改(30)

3.3.2要求模式与连续模式(30)

3.4控制系统和安全系统分别设置(30)

3.4.1HSEPES(31)

3.4.2AIChECCPS(31)

3.4.3IEC 61508(32)

3.4.4ANSI/ISA84.00.01—2004(32)

3.4.5API RP 14C(33)

3.4.6API RP 554(34)

3.4.7NFPA 85(34)

3.4.8IEEE 603(34)

3.5共因失效与系统或功能失效(35)

3.5.1人力因素(36)

小结(37)

参考文献(37)

4保护层(39)

4.1预防保护层(42)

4.1.1工艺装置设计(42)

4.1.2过程控制系统(43)

4.1.3报警系统(43)

4.1.4操作规程(44)

4.1.5停车、联锁仪表系统(安全仪表系统——SIS)(45)

4.1.6物理保护措施(45)

4.2减轻保护层(45)

4.2.1封闭系统(45)

4.2.2洗涤设备和火炬(46)

4.2.3火气(F&G;)系统(46)

4.2.4紧急疏散程序(47)

4.3差异化措施(47)

小结(48)

参考文献(49)

5编制安全要求规格书(50)

5.1概述(51)

5.244%的事故归咎于不正确的技术要求规格书(51)

5.2.1管理系统(52)

5.2.2工作程序(53)

5.2.3评估的时间安排(53)

5.2.4核心人员参与审查过程(54)

5.2.5职责不明(54)

5.2.6培训和工具(54)

5.2.7复杂性和不切实际的预期(54)

5.2.8文档不完整(55)

5.2.9规格书最终审查不到位(57)

5.2.10规格书中存在未被认可的背离(57)

5.3ANSI/ISA84.00.01—2004(IEC 61511 Mod)第1~3部分的要求(57)

5.4规格书文档要求(59)

小结(59)

参考文献(60)

6确定安全完整性等级(SIL)(61)

6.1概述(62)

6.2责任主体(63)

6.3技术方法(63)

6.4共性问题(64)

6.5评估风险(64)

6.5.1危险(64)

6.5.2风险(65)

6.5.3致死率(65)

6.5.4现代社会的内在风险(66)

6.5.5自愿风险与非自愿风险(67)

6.5.6可容忍风险(68)

6.5.7过程工业可容忍风险(68)

6.6安全完整性等级(70)

6.7SIL定级方法1——合理尽可能低的原则(ALARP)(71)

6.8SIL定级方法2——风险矩阵(72)

6.8.1评估频率(73)

6.8.2评估严重性(73)

6.8.3评估整体风险(74)

6.8.4附加保护层的有效性(74)

6.9SIL定级方法3——风险图(76)

6.10SIL定级方法4:保护层分析(LOPA)(77)

6.10.1可容忍的风险(78)

6.10.2触发事件频率(79)

6.10.3安全保护层的安全性能水平(79)

6.10.4LOPA举例(80)

小结(83)

参考文献(83)

其他资料(84)

7选择技术(85)

7.1气动系统(86)

7.2继电器系统(86)

7.3固态系统(88)

7.4微处理器、PLC(基于软件的)系统(89)

7.4.1灵活性优缺点(90)

7.4.2软件问题(90)

7.4.3通用PLC(91)

7.4.4安全PLC(94)

7.5与系统规模有关的问题(97)

7.6与系统复杂性有关的问题(98)

7.7与其他系统之间的通信(98)

7.8认证与早先使用(99)

小结(100)

参考文献(101)

8系统评估(102)

8.1透过现象看本质(103)

8.2前期分析的重要性(105)

8.2.1事先警告(105)

8.3怎样获取失效率信息?(106)

8.3.1维护记录(107)

8.3.2供货商记录(107)

8.3.3第三方数据库(107)

8.3.4军用形式的计算(108)

8.4失效模式(108)

8.4.1安全失效、危险失效(109)

8.4.2检测出的失效、未被检测出的失效(110)

8.5测量尺度(110)

8.5.1失效率、MTBF以及生命期(112)

8.6建模的精确程度(113)

8.7建模方法(114)

8.7.1可靠性方块图(114)

8.7.2故障树(115)

8.7.3马尔可夫模型(116)

8.8冗余的影响(116)

8.9基本公式(119)

8.9.1人工测试持续时间的影响(120)

8.10继电器系统分析(121)

8.11非冗余PLC系统分析(121)

8.12TMR系统分析(122)

8.12.1公共原因(123)

8.13现场仪表(125)

8.13.1阀门的部分行程测试(126)

8.14故障容错要求(128)

8.15SIS设计样本(129)

8.16分析系统性能的工程工具(130)

小结(130)

参考文献(131)

9与现场仪表有关的问题(133)

9.1概述(134)

9.2现场仪表的重要性(134)

9.2.1现场仪表对系统性能的影响(134)

9.2.2系统失效各部分比例(135)

9.3传感器(136)

9.3.1概述(136)

9.3.2检测开关(138)

9.3.3变送器(139)

9.3.4传感器的失效诊断(140)

9.3.5智能变送器(141)

9.4最终元件(141)

9.4.1概述(142)

9.4.2阀门的失效诊断(143)

9.4.3智能阀门定位器(143)

9.5冗余(144)

9.5.1表决配置和冗余(145)

9.6现场仪表设计要求(147)

9.6.1传感器设计要求(148)

9.6.2最终元件设计要求(149)

9.7安装关注点(151)

9.8现场仪表接线(151)

小结(152)

参考文献(152)

10安全系统的工程实施(153)

10.1管理要求(154)

10.1.1时间安排和工作内容定义(154)

10.1.2人员(154)

10.1.3沟通(155)

10.1.4文档(155)

10.2硬件设计考虑(155)

10.2.1得电关停与失电关停系统(155)

10.2.2系统诊断(156)

10.2.3共因的最小化(157)

10.2.4盘柜设计(157)

10.2.5环境因素(158)

10.2.6供电(158)

10.2.7接地(159)

10.2.8检测开关和继电器的选择(159)

10.2.9旁路(159)

10.2.10功能测试(160)

10.2.11安保措施(160)

10.2.12操作员接口(161)

10.3软件设计考虑(162)

10.3.1软件的生命周期(162)

10.3.2程序和编程语言类型(164)

10.3.3软件性能的量化(165)

10.3.4软件测试(166)

小结(167)

参考文献(167)

11安全系统的安装(168)

11.1概述(169)

11.2术语(170)

11.3工厂验收测试(FAT)(171)

11.4安装(172)

11.4.1安装检查(173)

11.5确认、现场验收测试(SAT)(174)

11.5.1必要的文档(175)

11.6功能安全评估、开车前安全审查(PSSR)(175)

11.7培训(176)

11.8交付给工艺操作部门(177)

11.9开车(177)

11.10开车之后的后续活动(178)

小结(178)

参考文献(179)

12功能测试(180)

12.1概述(181)

12.2测试的需要(181)

12.2.1ANSI/ISA84.00.01—2004对功能测试的要求(184)

12.2.2一般性指南(185)

12.3确定测试频率(186)

12.4测试的责任主体(187)

12.5测试装备和规程(187)

12.6文档(189)

12.6.1测试规程文档样本(190)

小结(192)

参考文献(192)

13系统的变更管理(193)

13.1概述(194)

13.2变更管理的需要(194)

13.3何时要求变更管理(MOC)?(195)

13.4何时不适用变更管理?(196)

13.5ANSI/ISA84.00.01—2004的要求(197)

该书为翻译图书,原书为国际自动化学会(一家位于美国北卡罗来纳州的非营利公司和出版商,出版各种教育和科技读物)编写的,译者为中石化霍尼韦尔公司张建国和青岛安全工程研究院的李玉明。 该书在介绍安全仪表系统的基础上,详细阐述了安全仪表系统设计的生命周期、过程控制与安全控制、保护层 的相关信息,同时对如何编制安全要求规格书、如何确定安全完整性等级(SIL)等内容进行了阐述。 
《现代炼油厂安全控制系统集成与优化》 内容简介 本书聚焦于现代炼油厂生产过程中至关重要的安全控制系统(SIS)的集成与优化,旨在为从事炼油厂设计、建设、运营和维护的工程师提供一套全面、实用的技术指南。随着炼油工艺的日益复杂化和大型化,以及对安全生产要求的不断提高,高效、可靠的安全仪表系统已成为保障企业可持续发展的基石。本书深入探讨了SIS在炼油厂中的核心作用、设计原则、实施策略以及持续优化方法,力求帮助读者构建一个强大、灵活且易于管理的自动化安全体系。 第一章 绪论 本章首先概述了炼油厂在国民经济中的重要地位及其生产过程的固有风险。通过回顾近年来发生的重大炼油事故,强调了建立和完善安全仪表系统对于防范事故、保护人员生命安全、减少环境污染和经济损失的紧迫性和必要性。本章将对安全仪表系统的基本概念、功能以及在整个炼油厂自动化控制体系中的定位进行清晰界定,为后续章节的学习奠定理论基础。同时,还将简要介绍国内外在炼油厂安全控制领域的技术发展趋势,为读者勾勒出技术演进的宏观图景。 第二章 炼油厂过程风险分析与SIS需求识别 SIS的设计始于对过程风险的深刻理解。本章将详细阐述炼油厂过程中常见的潜在风险源,包括但不限于易燃易爆介质的泄漏、高温高压操作的失控、有毒有害物质的排放等。重点介绍风险评估方法,如危险与可操作性分析(HAZOP)、失效模式与影响分析(FMEA)等,并结合炼油厂特有的工艺流程(如常减压蒸馏、催化裂化、加氢处理、延迟焦化等)进行案例分析,指导读者如何识别关键风险点,并量化其发生的可能性和后果。在此基础上,本章将深入探讨如何根据风险评估结果,科学地确定SIS的保护层级(SIL),明确SIS需要应对的具体危险场景及其所需的最低功能安全等级,为后续的系统设计提供明确的依据。 第三章 SIS功能安全设计原则与标准 本章深入探讨SIS的功能安全设计原则,重点解读国际主流的安全标准,如IEC 61508《功能安全—过程、工业及相关应用领域机电安全标准》和IEC 61511《过程工业领域的功能安全—安全仪表系统》。详细阐述了 SIL 评估、SIL 分配、安全完整性等级(SIL)的实现方法,包括硬件故障容错技术(如冗余、多样性)、软件设计原则、以及相关安全机制的配置。本章还将强调人在回路中的作用(Human-in-the-loop),分析人机交互界面设计在保障SIS安全运行中的重要性,并探讨如何通过合理的培训和操作规程,降低人为失误的风险。 第四章 SIS硬件选型与配置 针对炼油厂的特殊工况,如高温、高压、腐蚀性介质、易爆环境等,本章将详细介绍SIS常用硬件组件的选型要点。内容涵盖安全仪表控制器(如安全PLC)、安全输入/输出模块、传感器(如压力、温度、流量、液位传感器)、执行器(如安全阀、切断阀)以及报警和指示设备。重点分析不同类型硬件在可靠性、可用性、诊断覆盖率以及环境适应性方面的差异,指导读者根据具体的SIL要求和过程条件,选择最适合的硬件产品。此外,还将讨论SIS硬件的冗余配置策略,如1oo1, 1oo2, 2oo2, 2oo3等,以及故障检测和诊断机制的设计,以确保SIS在发生单点故障时仍能维持其安全功能。 第五章 SIS软件开发与验证 SIS的软件是实现其安全逻辑的核心。本章将聚焦于SIS软件的开发流程和验证方法。详细介绍符合功能安全要求的软件开发生命周期,包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。阐述如何采用结构化设计方法、模块化编程以及编码标准,降低软件缺陷的引入。重点介绍SIS软件的验证与确认(V&V)技术,包括静态分析、动态测试(如单元测试、集成测试、系统测试),以及故障注入测试等,以证明软件能够按照设计要求执行其安全功能。本章还将探讨SIL级别的软件验证策略,以及如何对第三方软件组件进行安全评估。 第六章 SIS系统集成与互联 现代炼油厂的SIS往往需要与基础过程控制系统(BPCS)、分散控制系统(DCS)以及其他安全相关系统进行集成。本章将深入探讨SIS与BPCS之间的接口设计、数据通信协议选择以及信息共享策略。重点关注如何确保SIS独立于BPCS运行,避免BPCS的故障影响SIS的安全功能。同时,还将介绍SIS与其他安全系统(如火灾报警系统、紧急停车系统)的集成,以及如何构建统一的安全监控平台,实现信息共享和协同响应。本章还将讨论网络安全在SIS集成中的重要性,以及如何采取措施防范网络攻击对SIS造成的影响。 第七章 SIS的调试、启动与试运行 SIS的调试、启动和试运行是确保其在实际生产中安全可靠运行的关键环节。本章将详细阐述SIS调试的步骤和方法,包括硬件连接检查、软件逻辑验证、参数配置校核、以及与现场仪表和执行器的联调。重点介绍在炼油厂投产前,对SIS进行的全面启动测试和试运行,包括模拟各种故障场景,验证SIS的保护响应是否及时、准确。本章还将强调在调试过程中,工程师与操作人员、维护人员之间的密切协作,以及详细的调试报告编写的重要性。 第八章 SIS的运行、维护与监控 SIS的可靠性并非一成拡散方程式。本章将重点关注SIS在运行过程中的维护策略和监控机制。详细介绍预防性维护、定期检查、故障诊断和维修的技术要求,以及如何建立完善的维护记录和备品备件管理制度。阐述SIS的在线诊断能力,以及如何利用诊断信息提前发现潜在故障,并采取纠正措施。本章还将探讨SIS的性能监控,包括故障发生频率、平均修复时间(MTTR)、平均无故障时间(MTBF)等关键指标的统计与分析,并基于监控结果,持续优化维护计划。 第九章 SIS的升级与改造 随着炼油工艺的更新换代和安全标准的不断提升,SIS的升级与改造成为必然。本章将指导读者如何对现有的SIS进行评估,识别其在技术先进性、性能指标、安全等级等方面的不足。详细阐述SIS升级改造的规划、设计、实施和验证过程。重点关注如何在不影响正常生产的前提下,进行SIS的局部或整体升级。本章还将讨论如何将新技术,如物联网(IoT)、人工智能(AI)等,引入SIS的监控和优化中,提升其智能化水平。 第十章 案例研究与最佳实践 为了更好地理解和应用SIS的设计与集成技术,本章将选取几个典型的炼油厂SIS设计和应用案例进行深入剖析。这些案例将涵盖不同工艺单元、不同风险等级的SIS部署情况,以及在实际运行中遇到的挑战与解决方案。通过对真实项目经验的总结,提炼出SIS设计、集成和维护过程中的最佳实践,为读者提供宝贵的参考和借鉴。 结论 本书力求为炼油厂的安全控制系统建设提供一个系统的、循序渐进的技术框架。通过对SIS设计、实施、运行和优化的全面阐述,旨在提升炼油行业从业人员在安全仪表系统方面的专业能力,从而有效降低生产风险,保障人民生命财产安全,推动炼油行业的可持续发展。 读者对象 本书适合炼油厂工艺工程师、自控工程师、仪表工程师、安全工程师、项目管理人员以及相关专业的院校师生阅读。

用户评价

评分

我一直在寻找一本能够全面、深入地解读安全仪表系统(SIS)的专业书籍,而《安全仪表系统工程设计与应用(第二版)》完全满足了我的需求,甚至超出了我的预期。这本书的结构设计非常合理,从基础概念到高级应用,层层递进,逻辑清晰。作者在讲解复杂技术细节的同时,始终保持着对实际工程应用的关注,这使得书中内容既有理论的高度,又有实践的落脚点。我特别喜欢书中关于SIL评估和失效模式及影响分析(FMEA)的详细介绍,这些内容对于理解SIS设计的关键技术要求和风险控制策略至关重要。书中还涉及了许多关于SIS软件开发、硬件选型、系统集成以及验证测试等方面的具体指导,这些都是我们在实际工程中经常会遇到的问题。我甚至可以想象,在未来的工作中,这本书将成为我案头必备的参考手册。它不仅能够帮助我解决实际工程中的技术难题,更重要的是,它能够提升我对SIS整体的理解深度,从而在设计和应用中做出更优化的决策。这本书的价值,远不止于理论知识的传授,它更是一种工程智慧的结晶。

评分

坦白说,这本书的深度和广度让我感到震撼。作为一名在石油天然气行业从事安全管理工作的专业人士,《安全仪表系统工程设计与应用(第二版)》的内容对我而言,无疑是如虎添翼。它不仅仅是提供了一些技术指导,更重要的是提供了一种系统性的思考方式。书中对于SIS生命周期各个阶段的详细阐述,包括概念设计、详细设计、安装调试、运行维护以及报废,都具有极高的参考价值。特别是关于SIS的可靠性建模和故障分析的章节,我从中学习到了许多先进的分析方法,这些方法对于评估现有SIS系统的性能和识别潜在风险至关重要。书中对国际主流SIS产品和技术的介绍,也让我对市场上的不同选择有了更清晰的认知,从而能在项目招投标和选型过程中做出更明智的决策。这本书的论述逻辑严谨,数据翔实,并且参考文献引用规范,这充分体现了作者的专业性和严谨性。我认为,这本书不仅适合工程师,也适合管理层和政策制定者,因为它能够帮助他们理解SIS在整体安全管理体系中的核心地位。

评分

我真的迫不及待地想和大家分享我对这本书的喜爱之情!《安全仪表系统工程设计与应用(第二版)》简直是我的“宝藏”!我是一名在化工行业工作的技术人员,一直以来,我们厂里的SIS系统都是由外部专家负责设计和维护的,我虽然在现场,但对其中的原理和细节总是模模糊糊。这本书的到来,就像是给我点亮了一盏明灯。作者在介绍SIS的各个组成部分时,用了大量形象的比喻和直观的图示,让我这个非专业出身的人也能轻松理解。比如,书中对传感器、逻辑求解器和最终执行器的工作原理的讲解,就非常生动,让我一下子就明白了它们在整个SIS链条中的作用。更让我惊喜的是,书中还提供了很多实际的工程应用案例,这些案例贴近我们日常工作中会遇到的问题,让我能够将学到的理论知识与实际操作相结合。例如,书中关于紧急停车系统(ESD)的设计案例,就让我对如何在复杂工况下设计和调试ESD有了更深的认识。这本书不仅提升了我的专业知识,更让我对我们厂的安全生产有了更强的责任感和使命感。

评分

这本书的内容太棒了!我之前一直对安全仪表系统(SIS)这个领域感到有些模糊,觉得它很专业、很深奥,一直不敢深入研究。但自从翻开这本《安全仪表系统工程设计与应用(第二版)》之后,我的看法彻底改变了。作者的讲解非常清晰透彻,从最基础的概念入手,一步步引导读者理解SIS的原理、构成以及在各种工业场景中的应用。尤其让我印象深刻的是,书中结合了大量真实的案例分析,这些案例不是那种虚构的、脱离实际的例子,而是从实际工程中提炼出来的,非常具有指导意义。通过这些案例,我能直观地感受到SIS在保障生产安全、避免事故发生方面所起到的关键作用。书中的图表和流程图也绘制得非常精美,逻辑性很强,让我能够更好地理解复杂的系统设计思路。我特别喜欢书中关于风险评估和SIL(安全完整性等级)确定的部分,这些内容对于理解SIS的设计起点和目标至关重要。作者在解释这些专业术语时,并没有使用过于晦涩的语言,而是尽可能地用通俗易懂的方式进行阐述,即使是我这样初次接触SIS的读者,也能很快跟上思路。总而言之,这本书为我打开了一扇通往SIS世界的大门,让我对这个领域充满了信心和兴趣。

评分

这本书给我带来的启发是前所未有的。作为一个在自动化控制领域摸爬滚打多年的工程师,我曾经认为自己对安全系统已经有了相当的了解。然而,阅读《安全仪表系统工程设计与应用(第二版)》后,我才意识到自己对SIS的认识是多么的片面和浅薄。书中对SIS的系统性、全生命周期的描述,让我从根本上颠覆了以往的认知。它不仅仅是关于硬件的选择和软件的编程,更重要的是它强调了设计理念、风险管理和全过程的验证与确认。特别是关于功能安全标准(如IEC 61508和IEC 61511)的详细解读,让我对如何设计一个符合国际标准的SIS有了清晰的脉络。书中对不同类型SIS架构的对比分析,也让我能够根据具体项目的需求,选择最合适的解决方案。我尤其欣赏作者在阐述冗余、多样性和故障检测机制时所展现出的深度和广度,这些是确保SIS可靠性和安全性的核心要素。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我深入思考SIS的设计哲学和最佳实践。它让我明白,SIS的设计不是一蹴而就的,而是需要严谨的逻辑思维、细致的风险分析和持续的优化。

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