Safety Instrumental Systems Verification pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Goble, William M./ Cheddie, Harry

出品人:

页数:0

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出版时间:

价格:765.00 元

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isbn号码:9781556179099

丛书系列:

图书标签:

• Safety Instrumented Systems
• SIS
• Functional Safety
• Verification
• Validation
• IEC 61508
• IEC 61511
• Process Safety
• Automation
• Reliability

好的，这是一份关于一本名为《Safety Instrumented Systems Verification》的书籍的简介，内容详实且专注于书籍本身，未提及任何AI生成或构思的痕迹。 --- 《自动化系统可靠性工程：从设计到退役的全面指南》 内容简介 在现代工业流程中，无论是化工、石油天然气、电力生产还是复杂的制造业，过程安全是保障人员、环境和资产免受灾难性事故影响的基石。而实现这一目标的核心工具，正是安全仪表系统（SIS）。本书《自动化系统可靠性工程：从设计到退役的全面指南》并非仅仅聚焦于SIS的验证环节，而是提供了一个涵盖SIS整个生命周期——从概念设计、详细工程、实施、运行、维护到最终退役的系统化、工程化的视角。 本书旨在为过程安全工程师、仪表与控制系统设计师、项目经理以及合规审计人员提供一本全面且深入的参考手册。它将理论知识与实际操作经验相结合，系统地阐述了如何构建、评估和持续改进一个满足国际标准和行业最佳实践的自动化安全基础设施。 第一部分：过程安全与SIS基础理论 本部分奠定了理解现代过程安全管理（PSM）框架的基础，并详细介绍了安全仪表系统（SIS）在功能安全管理体系中的定位和作用。 第1章：过程安全管理（PSM）的演进与挑战 探讨了导致重大工业事故的历史教训，并详细解析了IEC 61511和ISA/ANSI 84.00.01等关键国际标准对现代安全实践的指导意义。重点分析了“风险导向方法”（RBM）在识别、评估和降低工艺风险中的核心地位。 第2章：安全仪表系统的架构与组件 深入剖析了SIS的层次结构，从传感器（输入元件）、逻辑求解器（控制器）到最终元件（执行器）。书中详细讨论了各类传感器的技术特性、故障模式及其对系统性能的影响。特别关注了输入/输出（I/O）的隔离、冗余策略（如1oo1、1oo2、2oo3）的选择标准及其对系统可靠性的量化影响。 第3章：风险分析与等级判定 本书将大量篇幅用于介绍危害与可操作性研究（HAZOP）、保护层分析（LOPA）等关键风险评估工具。详细阐述了如何利用这些工具来确定所需的风险降低水平（RRL）以及相应的安全完整性等级（SIL）。书中提供了大量真实案例分析，指导读者如何准确、一致地执行SIL分级流程，避免“过度设计”或“欠缺保护”。 第二部分：设计与工程实践 本部分是本书的核心，侧重于将风险分析结果转化为可实施、可验证的工程规范和设计文件。 第4章：安全要求规范（SRS）的编制 SRS被视为SIS设计过程中的“圣经”。本章详细分解了SRS的各个关键要素，包括安全功能描述、响应时间要求、操作模式转换逻辑、以及故障检测和报告机制。通过模板和详细注释，指导读者创建一份无歧义、可验证的SRS文件。 第5章：硬件与软件的选型与架构设计 讨论了不同类型的SIS硬件平台（如PLC、DCS的安全子系统）的选择标准，重点关注了符合IEC 61508/61511的“安全相关产品”的认证要求。对于软件设计，书中深入探讨了结构化编程的最佳实践、状态机设计、以及如何确保软件本身的鲁棒性和抗扰性。冗余设计不仅限于硬件，还包括软件层面的诊断和投票机制。 第6章：人机接口（HMI）在SIS中的应用 SIS HMI的设计必须遵循“不干扰安全功能”的原则。本章探讨了如何设计有效的报警管理系统，区分过程控制和安全干预的界面，确保操作员在紧急情况下能够清晰、快速地理解系统状态并执行正确的干预操作。讨论了“单点故障安全”的设计理念在HMI层的体现。 第三部分：实施、调试与投运 从设计蓝图到实际运行，本部分关注工程的精确实施和严格的系统调试。 第7章：系统集成与工厂验收测试（FAT） 详细描述了SIS系统集成商在集成不同供应商组件时必须遵循的程序。重点阐述了工厂验收测试（FAT）的设计和执行。FAT不仅仅是功能测试，更是对系统响应时间、故障注入（Fault Injection）和诊断覆盖率的全面验证。书中提供了详细的FAT测试用例设计指南。 第8章：现场验收测试（SAT）与预调试 现场验收测试（SAT）是验证系统在实际现场条件下是否满足SRS的关键步骤。本章涵盖了从I/O的端到端连接验证、到最终元件（如阀门和断路器）的动态功能测试的整个流程。强调了在带电调试前，必须确保所有非安全相关系统（如BPCS）处于受控状态。 第9章：系统验证与安全生命周期交接 系统验证（Verification）是确保SIS设计满足安全要求的独立活动。本书区分了验证（Verification）和确认（Validation）的概念。详细阐述了系统投运前需要完成的独立第三方验证报告，以及向运营团队安全移交所有设计、测试和维护文档的流程。 第四部分：运行、维护与持续改进 一个SIS的安全性并非一成不变，它依赖于持续的维护和定期的审查。 第10章：维护策略与故障率管理 本书提供了针对不同SIL等级的维护策略建议，包括定期的校准、部件更换周期（TBM）的制定，以及基于可靠性数据的动态维护计划。详细介绍了如何使用故障日志、平均修复时间（MTTR）和平均间隔故障时间（MTBF）数据来持续评估系统的实际性能。 第11章：安全仪表函数的定期测试与复核 定期测试是确保SIS保持所需SIL等级的关键活动。本章深入探讨了不同测试方法（如“Bypass/Override”模式下的部分功能测试，以及停机期间的完整功能测试）的适用性。强调了测试证据的记录和可追溯性，这是合规审计的重点。 第12章：修改管理与系统退役 工业过程是动态变化的，任何对SIS的修改都可能引入新的风险。本书详细介绍了严格的“修改管理”（Management of Change, MOC）流程在SIS环境中的应用，包括MOC对SRS、风险分析和SIL等级的潜在影响评估。最后，提供了在流程变更或设备老化时，如何系统地规划和执行SIS退役的步骤，确保安全过渡。 --- 通过对这些关键阶段的系统化、工程化的阐述，《自动化系统可靠性工程：从设计到退役的全面指南》将成为行业内专业人士工具箱中不可或缺的一部分，帮助他们构建、管理和维护世界一流的过程安全系统。

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初次接触这本书时，我对其标题中蕴含的“严密性”抱有极高的期待。我设想中，这本书会如同精密仪器的工作手册，详细阐述如何对那些关乎生死的自动化控制系统进行滴水不漏的审查和确认。然而，阅读体验却像是在攀登一座覆盖着浓厚迷雾的山峰，风景很美，但方向感时常迷失。书中对于“验证方法论”的讨论，似乎更多地借鉴了软件工程领域的一些高级概念，例如形式化方法（Formal Methods）的引入，以及基于模型的测试（Model-Based Testing）的理论基础。这些概念本身无可厚非，它们代表了安全验证的前沿方向，但对于一个长期在流程工业（如石化、制药）环境中工作的读者来说，应用门槛显得过高。例如，书中深入探讨了基于LTL（线性时序逻辑）的属性规约编写，却没有给出足够多的针对常见安全联锁（Interlock）逻辑的实际代码片段或仿真场景来辅助理解。此外，书中对不同验证阶段（设计、集成、运行前）的划分虽然清晰，但在描述特定阶段所需文档和记录时，引用了大量晦涩难懂的缩写和内部术语，缺乏对这些术语背景和实际应用场景的充分解释。这使得我不得不频繁地在网络上进行交叉查询，极大地打断了阅读的流畅性，也减缓了我将理论知识快速转化为实际工作效率的进程。这更像是一本面向研究人员的学术专著，而非面向一线工程师的实用指南。

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坦白说，这本书在排版和图表呈现上略显保守，这让我在面对涉及复杂逻辑关系和数据流的章节时感到吃力。我期待看到的是清晰、高对比度的流程图、状态机图，以及用于阐述不同测试场景的矩阵表。然而，书中很多关键的系统架构和安全回路示意图，要么是过于简化的通用图示，要么则因为篇幅限制或排版选择，被压缩得难以辨认细节。举例来说，当讨论到模糊逻辑在故障诊断中的应用时，书中提到了一种多维度的决策树结构，但我只能依靠作者的文字描述来想象这个树状结构的全貌，缺乏一个直观的视觉辅助工具。这种对视觉化工具的使用不足，对于一个旨在帮助读者“验证”复杂系统的人来说，是一个相当显著的缺陷。验证工作本身就高度依赖于对系统行为的直观理解，如果连图示都不能清晰地展现其逻辑路径，那么读者在尝试将书中的理论映射到自己复杂的现场系统配置时，就不得不重新花费大量精力去绘制属于自己的辅助图表，这无疑增加了阅读和学习的负担，使得原本应该清晰明了的验证路径变得模糊不清。

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这本书的语言风格，用一个词来形容，那就是“晦涩的学术化”。作者似乎非常热衷于使用复合名词和长句结构来构建复杂的论点，这无疑提升了文本的“深度感”，但也无形中筑起了一道理解的屏障。我阅读了一些关于“随机故障率估计”的章节，本应是围绕MTTF（平均故障间隔时间）和PFD（概率故障度）这些有明确数学定义的参数展开，但作者却将其置于一个更宽泛的“不确定性量化”的框架下讨论，引入了贝叶斯推断和信息熵等高阶统计工具的讨论，而对在实际安全仪表系统中，如何根据标准提供的默认数据或现场历史数据进行保守估计的实用技巧着墨甚少。这就好比，你问一位厨师如何煎鸡蛋，他却开始详细讲解鸡蛋分子结构的形成过程。对于我这样需要立即解决“我的这个安全回路的PFD值是否满足0.01的要求”这一工程问题的读者而言，书中提供的理论深度远超出了当下迫切需要的实用工具箱。它更像是一份对“如何从根本上思考安全验证的哲学基础”的深度报告，而非一本“如何快速、准确地执行系统验证”的操作手册。

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这本厚重的书，拿到手里就感觉沉甸甸的，光是书的装帧和纸张的质感，就透露出一种专业和严谨的气息。我原本是带着非常具体的目标来寻找关于工业控制系统安全性的深入探讨，尤其是那些涉及到功能安全（Functional Safety）和合规性验证的硬核知识。然而，当我翻开目录，然后仔细阅读了前几章后，我发现这本书的侧重点似乎与我的预期存在一定的偏差。它并没有像我期望的那样，直接切入到IEC 61511或ISA 84标准下，关于安全仪表系统（SIS）的SIL等级判定、验证测试的详细流程，或者复杂软件架构的安全模型构建。相反，它似乎更倾向于从一个更宏观的、哲学层面上来探讨“系统验证”这一概念。比如，书中花了大量篇幅去讨论“什么是‘足够安全’的定义”、“历史上的安全事故如何塑造了我们今天的验证思维”，以及“验证过程中的人为因素和认知偏差”。这种对基础理念的深挖固然有其价值，对于建立一个稳固的理论框架很有帮助，但对于一个急需在下个月完成一个SIS调试和上电前验证的工程师来说，这些内容显得过于抽象和理论化了。我更需要的是具体的、可操作的步骤清单、不同环境下校验工具的选择指南，以及针对特定安全回路失效模式（如传感器漂移、执行器卡滞）的测试用例设计范例，这些关键的“干货”在目前的内容中寻找起来颇费工夫，总有一种“在关键时刻转了个弯”的感觉，让人在实操层面感到有些意犹未尽。

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这本书的叙事风格是极其独特的，它不像是一本技术手册，更像是一篇跨学科的哲学论述，用一种近乎散文诗的笔调来探讨“安全”这一宏大主题。我注意到作者似乎非常热衷于追溯“验证”概念的历史演变，从早期的机械安全设计，一直追溯到现代的分布式控制系统（DCS）的影子系统。这种追溯对于理解安全文化的形成具有启发性，但我个人更偏爱那种直接了当、以结果为导向的写作方式。比如，在讨论压力容器的泄放保护逻辑验证时，作者没有直接给出“何时需要进行压力测试”以及“测试的置信区间如何确定”这类关键数据点，而是用一大段文字来描绘人类在面对高压风险时所产生的心理活动和历史教训。虽然这种深入挖掘人性层面的内容提供了别样的视角，但对于需要快速对照标准、检查遗漏点的读者来说，无疑是一种效率的牺牲。书中大量的引用和脚注，虽然佐证了作者观点的学术严谨性，但也使得主要的论述线索显得过于分散，读者需要花费额外的精力去梳理作者究竟想通过这堆引文最终导向哪个具体的技术结论，而不是清晰的工程实践建议。

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