仪电知识 |你知道吗？SIS系统中电磁阀的SIL2等级鉴定流程揭秘！

一、SIL2 等级鉴定的核心逻辑

SIL2 等级要求电磁阀在规定条件下，其安全功能的平均失效概率（PFDavg）需满足 10⁻³~10⁻⁴之间，同时需通过硬件故障裕度（HFT）、安全失效分数（SFF）、诊断覆盖率等指标验证。鉴定本质是对电磁阀从设计到应用的全生命周期可靠性进行系统性验证，而非仅测试动作功能。

二、SIL2 等级鉴定的核心内容与方法

（一）设计阶段鉴定：硬件与可靠性参数验证

1. 硬件故障裕度（HFT）评估

单电磁阀需通过自诊断覆盖危险失效（如线圈开路 / 短路检测）；

双电磁阀冗余配置（常闭 + 常闭或常开 + 常闭），通过逻辑 “或”/“与” 实现 HFT=1。

SIL2 要求 HFT≥1（即至少具备 1 重故障容错能力），例如：

2.安全失效分数（SFF）计算

需根据 IEC 61508 标准，将电磁阀失效模式分为：

SFF 需≥60%（SIL2 最低要求），通过 FMEDA（失效模式分析）计算各失效占比，例如：

电磁阀机械卡阻（DF）占比 30%，线圈自诊断覆盖率 90%（将其中 27% 转化为安全失效），则 SFF=(安全失效 + 诊断覆盖的危险失效)/ 总失效 = (70%+27%)=97%，满足 SIL2。

3.平均失效概率（PFDavg）计算

基于元件失效率（λ）和测试间隔（TI），通过公式计算：

例如：电磁阀 λ 危险失效率 = 10⁻⁴/h，测试间隔 TI=8760h（1 年），则

PFDavg=10⁻⁴×8760/2=4.38×10⁻⁴，处于 SIL2 范围（10⁻³~10⁻⁴）

（二）、制造与认证阶段鉴定：第三方合规性验证

1. 第三方 SIL 认证报告审核
2. 设计符合 IEC 61508 Part 2（硬件）和 Part 3（软件）；
3. 测试报告包含环境应力测试（如高温、振动）、寿命测试（动作次数≥10⁵次）、失效模式测试（如失电 / 失气时的安全位置）。
4. 需提供 TÜV、Exida 等机构的认证文件，确认：
5. 质量体系与生产过程验证
6. 制造环节需符合 ISO 9001，关键工序（如线圈绕制、密封装配）有追溯记录，元器件（如线圈、阀体）需有可靠性数据（如 MTBF≥10⁵h）。

（三）现场应用阶段鉴定：功能与维护验证

1. 功能安全测试（FST）

动作可靠性：在额定气压下，电磁阀得失电时阀门动作时间（≤500ms）、重复精度（偏差≤5%）；

安全状态验证：失电 / 失气时，阀门是否按设计导向安全位置（如故障安全型需关闭）；

诊断功能测试：模拟线圈故障（开路 / 短路），系统是否能实时报警并记录。

现场测试内容包括：测试频率需符合 SIL2 要求：每年至少 1 次，或按制造商建议周期（如每 6 个月）。

2.维护与数据记录审核

电磁阀更换周期（如每 5 年）是否低于其老化失效率拐点；

故障数据（如卡阻、线圈烧毁）是否纳入 FMEDA 更新，确保 PFDavg 计算值与实际一致。

检查历史维护记录，确认。

素材来源：

易启邦（工控一体化纵深服务生态平台）编辑部

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