隨著社會(huì)進(jìn)步,政府和企業(yè)在安全方面的投入日益增大。為了改善效益,越來(lái)越多的儀表與自動(dòng)化企業(yè)正在著手向安全領(lǐng)域轉(zhuǎn)產(chǎn),如傳統(tǒng)生產(chǎn)DCS的企業(yè)向SIS領(lǐng)域進(jìn)軍、傳統(tǒng)的PLC企業(yè)轉(zhuǎn)而生產(chǎn)安全PLC、傳統(tǒng)的儀表企業(yè)開(kāi)始研制安全型儀表等等。但如果不能正確理解與掌握“安全性”問(wèn)題,不了解產(chǎn)品應(yīng)具備什么安全特征,這樣的轉(zhuǎn)產(chǎn)是有很大風(fēng)險(xiǎn)的。
本文介紹一下儀表與自動(dòng)化產(chǎn)品的安全性問(wèn)題,同時(shí)介紹其產(chǎn)品具有的安全特征。
一、安全性問(wèn)題的基礎(chǔ)
安全性表現(xiàn)產(chǎn)品的安全品質(zhì),是通過(guò)設(shè)計(jì)、制造出來(lái)的,但只靠產(chǎn)品無(wú)法維持。安全有其自身特點(diǎn),不了解其基本概念與方法,僅靠原有的自動(dòng)化技術(shù)知識(shí)是不能合理地處理安全性問(wèn)題的。
從事安全工作的人必須深刻了解以下幾個(gè)要點(diǎn):
(1)安全的對(duì)象是人
我們說(shuō),自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以用來(lái)保護(hù)人、環(huán)境與設(shè)備,但安全的最終關(guān)注點(diǎn)在人,也就是說(shuō),安全的對(duì)象是人。是人就會(huì)有人性的弱點(diǎn),出了事故就要考慮承擔(dān)法律責(zé)任。要充分考慮所有與人有關(guān)的安全模式,執(zhí)行安全標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),避免法律糾紛。
·理解人性弱點(diǎn),增加生理學(xué)知識(shí)
由于人性的弱點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生無(wú)知、好奇、恐慌等不良情緒,誤判導(dǎo)致錯(cuò)誤操作最終導(dǎo)致事故,應(yīng)盡可能對(duì)上述所有異常行為采取相應(yīng)措施,如果不能,也需要對(duì)使用者規(guī)定一般的素質(zhì)要求,針對(duì)不同的種類考慮不同的限制,規(guī)定相應(yīng)的界限。
舉一些例子。某飛機(jī)進(jìn)入著陸姿勢(shì)時(shí)開(kāi)關(guān)已經(jīng)扳向自動(dòng)操縱方式,但飛行員錯(cuò)誤地認(rèn)為處于手動(dòng)位置,并持續(xù)地扳動(dòng)操縱桿,結(jié)果自動(dòng)裝置向相反方面動(dòng)作,最終導(dǎo)致了墜機(jī)事故。某段鐵路的兩個(gè)信號(hào)表示不同線路的狀態(tài),司機(jī)由于看錯(cuò)了相鄰的信號(hào)而發(fā)生撞車事故。有很多安全事故的原因違反了技術(shù)人員的常識(shí),是技術(shù)人員所不能理解的。如電梯中有開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)兩個(gè)按鈕,電路設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)充分考慮按下任意按鈕時(shí)電梯應(yīng)做出的反映,但乘客可能會(huì)同時(shí)按下兩個(gè)按扭,或者以極微小的時(shí)差按下兩個(gè)按鈕。對(duì)于這種“游戲”動(dòng)作估計(jì)不足,就會(huì)導(dǎo)致電梯非正常停車,結(jié)果把乘客關(guān)在電梯中,不得不靠外面的救援。
這類錯(cuò)誤很多,安全產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)從生理學(xué)的角度進(jìn)行深入研究,并找出避免出錯(cuò)的措施;充分考慮異常的動(dòng)作、對(duì)狀況判斷失誤等“可預(yù)見(jiàn)與不可預(yù)見(jiàn)的”事件,即使萬(wàn)一出錯(cuò),也應(yīng)該有補(bǔ)救的方法,不至于最終導(dǎo)致事故。
·了解與人有關(guān)的安全模式。
研究安全模式就是找出產(chǎn)品使用過(guò)程中所有可能導(dǎo)致人員傷害的機(jī)制與可能性。
自動(dòng)化產(chǎn)品與系統(tǒng)的安全模式主要分為兩類。第一類是與功能失效相關(guān)的安全模式,在領(lǐng)域內(nèi)人們稱這類安全為功能安全,如緊急停車系統(tǒng)的故障會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)時(shí)無(wú)法緊急停機(jī);第二類是產(chǎn)品在使用過(guò)程中對(duì)人體產(chǎn)生如觸電、電擊、熱燙、著火、爆炸、機(jī)械等直接的傷害,在領(lǐng)域內(nèi)人們稱這類安全為電氣安全、機(jī)械安全與防爆安全。
(2)安全需要高成本
為“安全”而設(shè)計(jì)的自動(dòng)化產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)會(huì)比原來(lái)只考慮功能結(jié)構(gòu)時(shí)復(fù)雜,成本也會(huì)增加。如果不肯下功夫增成本,就會(huì)制造出危險(xiǎn)的產(chǎn)品,一旦發(fā)生事故,造成巨大的損失。
(3)危險(xiǎn)特點(diǎn)要了解
應(yīng)用于安全領(lǐng)域的儀表與自動(dòng)化產(chǎn)品,承擔(dān)著“在生產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)與安全有關(guān)的狀態(tài)參數(shù),發(fā)現(xiàn)故障與異常,及時(shí)采取措施以避免事故發(fā)生”的重要任務(wù),但不同的應(yīng)用領(lǐng)域危險(xiǎn)特點(diǎn)不同,不了解這些特點(diǎn),輕易轉(zhuǎn)產(chǎn)到“安全領(lǐng)域”,容易忽視新的應(yīng)注意的問(wèn)題點(diǎn),導(dǎo)致重要損失。
例如,某工廠在加工過(guò)程中使用大量酒精,由于設(shè)置在廠房頂部的排風(fēng)扇發(fā)生故障,致使酒精濃度上升,引起爆炸。分析事故原因時(shí),發(fā)現(xiàn)原來(lái)設(shè)計(jì)安全控制方案時(shí)已經(jīng)預(yù)料到風(fēng)扇故障會(huì)導(dǎo)致爆炸危險(xiǎn),所以設(shè)計(jì)安裝了安全聯(lián)鎖裝置來(lái)監(jiān)視電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,保證電動(dòng)機(jī)停時(shí)生產(chǎn)線停。但沒(méi)料到的是,傳動(dòng)皮帶輪脫落導(dǎo)致不能排氣,這種故障在一般的工廠是通過(guò)使用者定期檢查皮帶張力時(shí)發(fā)現(xiàn)的,但這家工廠的屋頂非常高,維修人員無(wú)法到達(dá),安全控制方案的設(shè)計(jì)者沒(méi)有充分考慮該廠的實(shí)際情況。在安全控制方案存在嚴(yán)重缺陷的情況下,安全聯(lián)鎖裝置設(shè)計(jì)得再好、產(chǎn)品再可靠,安全性也沒(méi)有保障。
(4)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范很重要
重大事故是低概率事件,一個(gè)企業(yè)不可能都經(jīng)歷過(guò),企業(yè)內(nèi)的個(gè)人沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)有關(guān)經(jīng)驗(yàn),這與通過(guò)積累經(jīng)驗(yàn)取得進(jìn)步的質(zhì)量管理是完全不同的,因此,借鑒外部他人的經(jīng)驗(yàn),執(zhí)行行業(yè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是十分重要的。
比如說(shuō),功能安全標(biāo)準(zhǔn)是歐美等國(guó)安全控制領(lǐng)域的專家多年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),它不但提出了一整套完整的實(shí)現(xiàn)安全的方案,還規(guī)定了從控制方案提出、實(shí)現(xiàn)直到停用的整個(gè)生命周期中所有相關(guān)人員的工作目標(biāo)與職責(zé),建立了與安全控制相關(guān)的法律責(zé)任體系。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是保證安全的重要措施,同時(shí)也是規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、免除法律責(zé)任的重要手段。