GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全　第1部分：框架、定义、系统、 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• GB/T 21109
• 1-2007
• 过程工业
• 安全仪表系统
• 功能安全
• 标准
• 工业安全
• 风险评估
• 自动化
• 仪表控制
• 安全工程

店铺： 国建科图书专营店

出版社： 中国标准出版社

ISBN：155019389

商品编码：29250352675

GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全　第1部分：框架、定义、系统、硬件和软件要求 【标准编号】 GB/T 21109.1-2007 【标准名称】 过程工业领域安全仪表系统的功能安全　第1部分：框架、定义、系统、硬件和软件要求 【英文名称】 Functional safety-Safety instrumented systems for the process industry sector-Part 1:Framework definitions system hardware and software requirements 【出版单位】 中国标准出版社 【中标分类】  >  >  【ICS 分类】 25.040 【代替标准】 【发布部门】 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 【归口单位】 全国工业过程测量和控制标准化技术委员会 【起草单位】 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、上海自动化仪表股份有限公司技术中心等 【发布日期】 2007年10月11日 【实施日期】 2007年12月1日 【出版日期】 2007年11月 【开本页数】 16 开 / 63 页 【标准定价】 57.00 元

相关公告

 [2007-12-18]

内容简介   引用标准

GB/T 21109的本部分规定了安全仪表系统的规范、设计、安装、运行和维护要求，具体包括系统结构、硬件配置、应用软件和系统集成等方面的要求。

聚焦于特定领域的安全标准：GB/T 21109.1-2007 之外的工业安全实践与技术探讨 本册资料旨在构建一个涵盖广泛工业领域，但避开《GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全 第1部分：框架、定义、系统》所限定的特定范围的工业安全管理与工程技术概览。本书将深入探讨在不同行业背景下，特别是那些功能安全标准（如IEC 61508/61511系列）的适用性存在差异或需要补充特定行业知识的场景中，所必需的安全体系构建、风险评估方法论以及先进的非功能安全相关控制技术。 第一章：超越过程工业——特定行业安全风险建模与管理 本章将重点解析石油天然气、采矿业、航空航天、生物制药以及重型机械制造等非传统“过程工业”领域的独特安全挑战。 1.1 采矿业的安全视角：地下作业的通风、瓦斯与岩层稳定性 不同于管道和反应堆，采矿业的安全关注点在于瞬态、高能量释放事件的预防和控制。我们将详细分析： 瓦斯（甲烷、氢气）的实时监测与抑制系统： 讨论基于传统传感器网络（非SIL评级设备，侧重于早期预警和环境响应）的通风管理策略，以及与防爆电气设备选型规范的关联。 岩层动力学与地压监测： 介绍如何使用基于有限元分析（FEA）的结构健康监测（SHM）系统来评估支护结构的完整性，重点在于基于阈值的报警和人员撤离流程，而非SIL级别的自动停机逻辑。 人员定位与应急响应： 探讨低功耗广域网（LPWAN）技术在地下定位中的应用，以及非功能安全系统如何支持快速、低延迟的应急救援路径规划。 1.2 航空航天制造中的质量与过程安全 航空航天领域对系统安全性的要求极高，但其安全关注点往往侧重于材料的可靠性、装配的精确性以及环境测试的符合性。 关键装配过程的防错（Poka-Yoke）设计： 探讨如何通过机械和软件辅助手段确保关键部件的装配顺序和扭矩的正确性，其目标是“零缺陷制造”，而非过程连续性安全。 高可靠性供应链管理： 分析如何追溯原材料的冶金性能和热处理记录，以及建立非电子控制系统的质量审计链条。 1.3 重型机械与人机交互安全 本节关注移动式和固定式大型工业机械（如起重机、压铸机）的安全，强调操作人员的直接干预和安全距离维护。 安全周界保护（Safeguarding）： 详细阐述光幕、安全地毯、激光扫描仪等设备在建立动态安全区域中的应用，重点在于其响应时间、故障检测机制以及与机械联锁（Interlocking）的集成，而非直接的逻辑安全完整性等级（SIL）要求。 可重构安全逻辑（Reconfigurable Safety Logic）： 讨论现代工业机器人或大型CNC设备中，如何通过高级人机界面（HMI）动态调整工作包络线和速度限制，以适应不同的工件和操作员配置。 第二章：系统工程视角下的风险评估与量化方法 本章将回顾并扩展通用工业风险评估工具，尤其关注那些不直接与功能安全仪表系统（SIS）生命周期挂钩的分析方法。 2.1 基于事件树分析（ETA）的非自动化事故后果预测 ETA在过程安全中的应用广为人知，但本章将侧重于如何利用ETA来评估缺乏高等级自动化保护的系统（如仅有人工操作干预的场景）的事故链发展。 人工干预概率（HAP）的量化： 探讨如何根据操作员培训水平、疲劳模型以及操作界面复杂度来估算在特定警告出现后，人员能够正确采取行动的概率，并将其纳入整体风险模型。 非工程控制的有效性评估： 分析安全规程、培训记录和作业许可制度（Permit-to-Work）在风险降低中的贡献权重。 2.2 故障模式与影响分析（FMEA）的扩展应用 传统FMEA常用于设备设计阶段。本章探讨如何将其应用于整个操作周期。 过程 FMEA (PFMEA)： 将分析单元从单个组件扩展到连续的操作步骤，识别步骤间的串扰和潜在的“次级故障”如何累积。 维护流程的 FMEA： 分析维护操作（如阀门切换、仪表校准、临时旁路连接）中引入人为错误和疏忽的潜在后果，并设计相应的“维护前安全检查表”和双人复核程序。 第三章：操作可靠性与人为因素工程 过程安全的关键环节在于人与设备之间的有效交互。本章聚焦于操作环境设计、HMI的可用性以及持续的人员能力维护。 3.1 可靠性操作界面（HMI）的设计原则 本节避免讨论SIS的图形化界面要求，而是侧重于提高日常操作效率和降低误操作率的“基本信息显示”原则。 信息密度与关键指标的层次化呈现： 探讨如何根据认知负荷理论，设计报警和状态显示的优先级，确保操作员在信息过载时仍能迅速识别“需要行动”的事件。 控制器的反馈机制： 分析物理反馈（触觉、听觉）与视觉反馈（颜色、闪烁）的配合使用，以增强操作员对已执行指令的确认感。 3.2 应对系统复杂性：变更管理与知识保留 在不涉及功能安全生命周期管理的前提下，本章探讨组织层面对技术知识和操作流程的维护。 小型、渐进式变更的累积风险： 分析看似无害的控制逻辑微调、传感器更换或仪表升级，如何在长期内侵蚀原有的安全裕度。强调严格的“技术变更请求”（MOC）流程，关注文档更新的及时性与准确性。 知识转移与技能衰减管理： 探讨针对关键岗位的知识保留策略，包括建立基于案例的“故障复盘数据库”，以及设计模拟器或高保真工作站来维持操作员在“低频/高后果”事件下的响应能力。 第四章：环境适应性与非功能性安全控制技术 本章探讨了在极端或动态工作环境下，确保设备和流程稳定运行所需的技术手段，这些技术通常不属于SIL评级系统的范畴，但对系统整体可用性至关重要。 4.1 恶劣环境下的传感器与执行器选型 超越防爆等级（Ex等级）本身，本节关注材料科学和物理耐受性。 耐腐蚀与抗磨损策略： 针对含有高浓度盐雾、酸性气体或高磨粒介质的工况，探讨特种合金（如哈氏合金、钛材）在仪表和阀门体上的应用，以及如何通过设计（如无死角设计）来延长仪表维护周期。 热稳定性与漂移控制： 分析高温或剧烈温度波动对测量精度的影响，介绍主动或被动式温度补偿技术在压力、流量等测量中的应用，确保即使在非安全联锁的正常控制回路中，测量准确性也能维持在工艺要求范围内。 4.2 工业物联网（IIoT）与预测性维护的应用 本章侧重于利用大数据和先进算法来提升设备健康状态，从而减少计划外停机，间接提升了工厂的整体安全性和可靠性。 基于振动和声学的异常早期检测： 讨论如何部署高频采集节点，通过傅里叶变换和机器学习算法识别泵、压缩机或电机轴承的初期损伤特征，提前安排维修，避免灾难性故障。 数字孪生在操作员培训中的集成： 探讨如何利用高保真过程模拟器（数字孪生）来训练操作员应对传感器失效、执行器卡滞等“非功能安全报警”事件，从而巩固其在实际运行中的应急判断力。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的角度出发，对于《GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全 第1部分：框架、定义、系统》这本书，我最为关注的是其中对于“框架”和“定义”的阐述。在技术日新月异的当下，缺乏统一、清晰的定义和框架，很容易导致理解上的偏差和实践上的混乱。尤其是在一个涉及安全如此敏感的领域，一个严谨的术语体系和一套完整的逻辑框架，是所有后续工作的基础。我希望书中能够为我们提供一个权威的、易于理解的语言平台，确保所有参与到SIS设计、实施、维护的人员，都能站在同一个认知高度上。这对于跨部门、跨团队的协作尤为重要。例如，对于“安全完整性等级（SIL）”的界定，不同人可能有不同的理解，一旦在这个最基础的定义上出现分歧，那么整个系统的风险评估和设计都会受到影响。这本书能否提供一个清晰的、可操作的定义体系，并在此基础上搭建一个逻辑严谨的框架，来指导整个SIS生命周期的管理，是我非常期待的部分。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在安全管理部门工作的专业人士，我看待这本书的视角更侧重于其作为指导性文件，在整个过程工业安全管理体系中的作用。这本书的标题——“框架、定义、系统”——暗示了其基础性地位。我预设书中会建立一个清晰的、符合国际惯例的功能安全管理模型，并在此基础上对各个关键术语进行严谨的定义。这对于我们制定内部的安全政策、流程以及进行相关的培训至关重要。想象一下，如果我们的安全管理团队，能够依据这样一份国家标准，来统一对安全仪表系统的认识和要求，那么在整个企业范围内推行安全管理将更加顺畅。书中关于“系统”的阐述，我期待它能涵盖SIS的各个组成部分，从传感器、逻辑控制器到执行器，以及它们之间的接口和通信。理解这些系统的基本构成和工作原理，对于我们进行有效的风险分析，识别潜在的失效模式，并采取相应的预防和缓解措施，具有不可替代的作用。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我是一名在化工行业有多年经验的老技术员，亲身经历过几次差点发生的事故，深知安全仪表系统（SIS）的重要性，也见过一些因为标准不明确或执行不到位而造成的隐患。这本书的出现，让我看到了希望。它聚焦于“功能安全”这一核心，我相信其内容必然是对SIS安全性的深度挖掘。尤其是“框架、定义、系统”这几个关键词，预示着这本书将从宏观到微观，系统地梳理SIS的各个方面。我期待它能提供一套清晰的“框架”，指引我们如何从源头开始，进行全面的风险评估，并据此设定合理的设计目标。而“定义”部分，我希望它能像一本“字典”，为我们提供行业内统一、准确的术语解释，避免因为理解偏差而带来的误操作。最后，“系统”部分，我希望能详细了解SIS的各个组件，如传感器、逻辑单元、执行器等，以及它们在不同工况下的行为表现，这样我们才能更好地进行维护和故障排除，确保系统始终处于最佳的安全运行状态。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，在我看来，无疑为过程工业领域安全仪表系统的安全管理注入了一股强劲的专业力量。作为一名在生产一线摸爬滚打多年的工程师，我深切体会到在复杂多变的工业环境下，确保人员、设备和环境的安全是多么至关重要。安全仪表系统（SIS）作为保障这一目标的关键技术，其规范化、标准化显得尤为迫切。这本书的标题，尤其是“功能安全”这个词，直接触及了问题的核心。它不仅仅是关于安装一套设备，更是关于如何确保这套系统在最关键的时刻能够可靠地执行其安全功能，从而避免灾难性的后果。我想，书中会详细阐述功能安全的各个层级，从硬件的故障率、软件的设计原则，到整个系统的风险评估和验证流程，都会有深入的探讨。对于我们这些直接接触和维护SIS的工程师来说，理解这些理论基础，并将其转化为实际操作中的严谨性，将是提升工作质量和安全水平的关键。我特别期待书中能够提供一些具体的案例分析，让我们能够将理论与实践相结合，更好地理解和应用这些标准。

评分☆☆☆☆☆

我是一名新入行的安全工程师，对于安全仪表系统（SIS）的学习还处于一个初级阶段。这本书的书名，特别是“功能安全”，对我来说是一个非常核心且具有吸引力的概念。我理解“功能安全”强调的是系统在失效情况下，仍然能够保持在安全状态，或者能够主动地转移到安全状态。在我看来，这比单纯的故障防护更为重要。这本书的“第1部分：框架、定义、系统”，似乎为我提供了一个学习SIS的“入门指南”。我非常希望书中能够用通俗易懂的语言，为我解释清楚“框架”到底意味着什么，它是如何组织和指导SIS的整个生命周期的？“定义”的部分，我期待能清晰地理解诸如“失效”、“风险”、“安全完整性等级”等基本概念，并且知道它们在SIS语境下的具体含义。而“系统”的阐述，我希望它能够像一幅蓝图一样，让我看到SIS的整体结构，了解各个子系统是如何协同工作的，以及它们各自在功能安全方面扮演的角色。