SY/T 7351-2025 油气田工程安全仪表系统设计规范

ICS 75.010 CCS P71

P

 

中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T 7351—2025 代替SY/T 7351—2016

油气田工程安全仪表系统设计规范

Design specification for safety instrumented system in oil /gas fields engineering

2025-12-18发布 2026-06-18实施

国家能源局发布

Design specification for safety instrumented system

in oil/gas fields engineering

SY/T 7351—2025

主编部门：中国石油天然气集团有限公司

批准部门：国家能源局

施行日期：2026年6月18日

石油工业出版社

2026 北京

国家能源局

公告

2025年第7号

根据《中华人民共和国标准化法》《能源标准化管理办法》, 国家能源局批准《分布式电源接入电力系统承载力评估导则》 等353项能源行业标准(附件1)、《Technical Specification for Directional Drilling in Coal Mine》等25项能源行业标准外文版 (附件2)、《液化石油气组成的测定气相色谱法》等2项能源行业标准修改通知单(附件3),现予以发布。

附件：能源行业标准目录(节选)

2025年12月18日

附件

能源行业标准目录(节选)

序号

标准编号

标准名称

代替标准

采标号

出版机构

批准日期

实施日期

256

SY/T 0606—2025

油气田现场焊接液体储罐技术规范

SY/T 0606—2014

石油工业出版社

2025-12-18

2026-06-18

257

SY/T 0612—2025

高含硫化氢气田地面集输系统设计规范

SY/T C612—2014

258

SY/T 5049—2025

石油天然气钻采设备钻井和修井用卡瓦

SY/T 5049—2016

259

SY/T 5074—2025

钻井和修井动力钳、吊钳

SY/T 5074—2012

260

SY/T 5079—2025

石油天然气钻采设备油井测试设备

SY/T 5079—2014

261

SY/T 5089.2—2025

钻井井史格式第2部分： 海洋部分

SY/T 5089.2—2013

262

SY/T 5150—2025

石油天然气钻采设备分级注水泥器

SY/T 5150—2013

263

SY/T 5324—2025

预应力隔热油管

SY/T 5324—2013

264

SY/T 5383—2025

石油天然气钻采设备螺杆钻具

SY/T 5383—2010

265

SY/T 5557—2025

石油天然气钻采设备固井成套装备

SY/T 5557—2016

266

SY/T 5579.4—2025

油藏描述方法第4部分： 特殊岩性油藏

SY/T 5579.4—2008

267

SY/T 5579.5—2025

油藏描述方法第5部分： 致密砂岩油藏

SY/T 5579.5—2016

268

SY/T 6108—2025

气藏开发动态分析技术要求

SY/T 6108—2012

269

SY/T 6117—2025

石油天然气钻采设备钻机和修井机使用与维护

SY/T 6117—2016

270

SY/T 6150.2—2025

钢制管道封堵技术规范第 2部分：挡板一囊式封堵

SY/T 6150.2—2018

271

SY/T 6401—2025

气举井下装置

SY/T 6401—1999

272

SY/T 6558—2025

石油天然气钻采设备海洋钻井和采油隔水导管

SY/T 6558—2014

273

SY/T 6592—2025

固井质量评价方法

SY/T 6592—2016

274

SY/T 6620—2025

立式圆筒型钢制焊接储罐完整性评价技术规范

SY/T 6620—2014

275

SY/T 6647—2025

气田开发新区产能建设项目后评估技术要求

SY/T 6647—2013

276

SY/T 6649—2025

油气管道管体缺陷修复技术规范

SY/T 6649—2018

277

SY/T 6651—2025

长输天然气管道压缩机组运行维护技术规范

SY/T 6651—2006

278

SY/T 6696—2025

储油罐机械清洗作业规程

SY/T 6696—2014

279

SY/T 6723—2025

输油管道系统经济运行规范

SY/T 6723—2014

280

SY/T 6729—2025

无游梁式抽油机

SY/T 6729—2014

281

SY/T 6768—2025

油气田地面工程项目可行性研究及初步设计节能节水篇 (章)编写通则

SY/T 6768—2009

282

SY/T 6830—2025

立式圆筒形钢制焊接储罐风险管理

SY/T 6830—2011

283

SY/T 6833—2025

天然气加气站经济运行规范

SY/T 6833—2011

284

SY/T 6835—2025

油田热采注汽系统节能监测规范

SY/T 6835—2017

285

SY/T 6858.1—2025

油井管无损检测方法第1 部分：磁粉检测

SY/T 6858.3—2012

286

SY/T 6858.2—2025

油井管无损检测方法第2 部分：漏磁检测

SYT 6858.1—2012

SY/T 6858.2—2012

287

SY/T 6858.3—2025

油井管无损检测方法第3 部分：电磁超声检测

288

SY/T 6867—2025

岩石碳酸盐含量测定方法

SY/T 6867—2012

289

SY/T 6873—2025

石油钻采装备用液力变速器

SY/T 6873—2012

290

SY/T 6891.1—2025

油气管道风险评价方法第 部分：半定量评价法

SY/T 6891.1—2012

291

SY/T 6906—2025

多极子阵列声波测井仪

SY/T 6906—2012

292

SY/T 6914—2025

石油天然气钻采设备煤层气钻机

SY/T 6914—2012

293

SY/T 6999—2025

用移动式气体流量标准装置在线检定流量计的一般要求

SY/T 6999—2014

294

SY/T 7011—2025

螺杆泵直驱永磁伺服隔爆电动机

SY/T 7011—2014

295

SY/T 7012—2025

石油天然气钻采设备连续油管井控设备系统

SY/T 7012—2014

296

SY/T 7050—2025

滩海陆岸石油设施检验技术规范

SY/T 7050—2016

297

SY/T 7085—2025

承压设备的设计计算

SY/T 7085—2016

298

油气田工程安全仪表系统设计规范

SY/T 7351—2016

299

SY/T 7463—2025

页岩油储量估算规范

SY/T 7463—2019

300

SY/T 7509—2025

液化石油气残留物的试验方法

SY/T 7509—2014

301

SY/T 7852.3—2025

注入气一地层流体相态物性测试方法第3部分：固相沉积实验

302

SY/T 7860—2025

石油天然气钻采设备钻机集成控制系统技术指南

303

SY/T 7861—2025

海洋修井装置作业前检验规范

304

SY/T 7862—2025

石油天然气钻采设备海底勘察基盘

305

SY/T 7863—2025

油气输送管道用调节型电液执行机构技术规范

306

SY/T 7864.1—2025

石油天然气工业含硫化氢环境用承压件材料的选择和评价第1部分：金属承压

件材料

307

SY/T 7864.2—2025

石油天然气工业含硫化氢环境用承压件材料的选择和评价第2部分：橡胶密封件材料

308

SY/T 7864.3—2025

石油天然气工业含硫化氢环境用承压件材料的选择和评价第3部分：金属密封

309

SY/T 7865.1—2025

油井管表面增强工艺规范第1部分：激光熔覆

310

SY/T 7865.2—2025

油井管表面增强工艺规范第2部分：电弧喷涂

311

SY/T 7866—2025

水平井套管螺纹连接试验方法

312

SY/T 7867—2025

储气库地面系统完整性管理技术规范

313

SY/T 7868—2025

盐穴型储气库注气排卤完井技术规范

314

SY/T 7869—2025

气藏型储气库数值模拟应用技术规范

315

SY/T 7870—2025

储气库安全评估方法

316

SY/T 7871—2025

盐穴储气库声呐测腔与解释技术规范

317

SY/T 7872—2025

储气库井屏障检测、评估与治理技术规范

318

SY/T 7873—2025

盐岩老腔改建储气库技术要求

319

SY/T 7874—2025

储气库建设项目后评价规范

320

SY/T 7875—2025

储气库数字化设计导则

321

SY/T 7876—2025

非均相驱油技术规范

322

SY/T 7877—2025

油气井水泥环密封完整性评价方法及技术要求

323

SY/T 7878—2025

水基钻井液性能现场在线测试方法

324

SY/T 7879—2025

石油天然气工业旋转导向系统钻井技术规范

325

SY/T 7880—2025

海上救援井钻井设计指南

326

SY/T 7881—2025

油气田固定资产投资项目节能评价

327

SY/T 7882—2025

采空区油气管道岩土工程勘察规范

328

SY/T 7883—2025

水下油气生产设施装载、运输和安装规范

329

SY/T 7884—2025

沉积盆地源汇系统分析与评价

330

SY/T 7885—2025

推靠式旋转导向系统

331

SY/T 7886—2025

石油和液体石油产品动态计量 在线密度测量技术要求

332

SY/T 7887—2025

天然气集气管网水合物堵塞防治技术规范

前言

根据国家能源局综合司《关于下达2023年能源领域行业标准制修订计划及外文版翻译计划的通知》(国能综通科技 〔2023〕111号)的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本规范。

本规范共分11章和2个附录，内容包括：总则、术语及缩略语、基本规定、系统组成与紧急停车功能、检测元件、执行元件、逻辑控制单元、人机接口及外设、应用软件、工程设计、 工程实施与维护等。

本次修订的主要内容如下：

1 更改部分术语定义 ;

2 更改“经过现场实践认证的设备”的文件证明;

3 更改SIL2 回路检测元件和逻辑控制单元的独立原则;

4 增加紧急停车用的开关量检测元件触点状态要求;

5 更改控制阀的冗余设置原则;

6 增加逻辑控制单元的I/O 配置要求;

7 更改硬手操盘设置要求;

8 更新工程实施与维护条款;

9 完善SIL 评估的过程要求，增加验证不符合时的处理措施;

10 更改油气田站场典型安全仪表功能表。

本规范由国家能源局负责管理，由石油工业标准化技术委员会石油工程建设专业标准化委员会负责日常管理，由中石化石油工程设计有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中石化石油工程设计有限公司(地址：

山东东营济南路49号，邮编：257026)。

本规范编制单位：中石化石油工程设计有限公司大庆油田设计院有限公司

中石化安全工程研究院有限公司

本规范主要起草人：范振业田京山纪志军王英伟

林长波王 静赵 泉曹 德舜 张玉恒曹 亮刘 伟张德发王 昊李闯闯康 明张华东孙启昌徐庆松程启文刘花蕾

本规范主要审查人：管松军林 冉王书惠吴宝祥于建林臧振胜王贵波杨春霞刘 武高 湘玄令华王 亮侯 旭王 晓莉 倪鸿雁

目次

1 总则 1

2 术语及缩略语 2

2.1 术语 2

2.2 缩略语 3

3 基本规定 5

3.1 系统设计原则 5

3.2 安全完整性 5

4 系统组成与紧急停车功能 8

4.1 一般规定 8

4.2 系统组成 8

4.3 紧急停车(ESD)功能 9

5 检测元件 11

5.1 独立原则 11

5.2 冗余原则 11

5.3 选型与安装 11

6 执行元件 12

6.1 控制阀的独立设置 12

6.2 控制阀的冗余设置 12

6.3 选型与安装 12

7 逻辑控制单元 14

7.1 一般规定 14

7.2 独立原则 14

7.3 冗余原则 15

7.4 I/O配置 15

7.5 通信接口 15

8 人机接口及外设 16

8.1 一般规定 16

8.2 操作员工作站 16

8.3 工程师工作站 16

8.4 辅助操作设备 17

8.5 外围设备 17

8.6 供电 18

9 应用软件 19

9.1 编程及组态 19

9.2 显示画面 19

9.3 数据管理 20

9.4 报警和事件 20

9.5 报告和报表 21

9.6 系统安全 21

10 工程设计 22

10.1 基础设计 22

10.2 详细设计 23

11 工程实施与维护 24

11.1 控制系统集成设计与组态 24

11.2 FAT和SAT 25

11.3 运行和维护 26

11.4 系统变更 26

11.5 系统停用 27

11.6 文档管理 27

附录A 安全仪表系统SIL评估过程 28

附录B 油气田站场典型安全仪表功能 31

标准用词说明 34

引用标准名录 35

附：条文说明 36

Contents

1 General provisions 1

2 Terms and abbreviations 2

2.1 Terms 2

2.2 Abbreviations 3

3 Basic requirements 5

3.1 System design requirements 5

3.2 Safety integrity 5

4 System components and ESD functions 8

4.1 General requirements 8

4.2 System components 8

4.3 ESD functions 9

5 Sensors 11

5.1 Independence requirements 11

5.2 Redundance requirements 11

5.3 Selection and installation 11

6 Final elements 12

6.1 Independence requirements for control valves 12

6.2 Redundance requirements for control valves 12

6.3 Selection and installation 12

7 Logic solver 14

7.1 General requirements 14

7.2 Independence requirements 14

7.3 Redundance requirements 15

7.4 I/O configuration 15

7.5 Communication interfaces 15

8 HMI and peripheral equipment 16

8.1 General requirements 16

8.2 Operator workstations 16

8.3 Engineer workstations 16

8.4 Auxiliary consoles and panels 17

8.5 Peripheral equipments 17

8.6 Power supply 18

9 Application software 19

9.1 Programming and configuation 19

9.2 Graphics 19

9.3 Data management 20

9.4 Alarms and logs 20

9.5 Reports 21

9.6 System security 21

10 Engineering design 22

10.1 Basic design 22

10.2 Detailed design 23

11 Implementation and maintenance 24

11.1 System implementation design and configuration 24

11.2 FAT and SAT 25

11.3 Operation and maintenance 26

11.4 Modification 26

11.5 Decommissioning 27

11.6 Documentation 27

Appendix A SIL assessment workflow 28

Appendix B Typical SIF for oil/gas field engineering 31

Explanation of wording in this code 34

List of quoted standards 35

Addition:Explanation of provisions 36

1 总则

1.0.1 为指导和规范油气田地面工程安全仪表系统的设计工作， 做到技术先进、经济合理、安全适用、节能环保，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、扩建和改建的陆上油气田工程及海洋油气田陆上终端工程的安全仪表系统设计。

1.0.3 油气田工程安全仪表系统的设计除执行本规范外，尚应

符合国家现行有关标准的规定。

— 1 —

2 术语及缩略语

2.1 术语

2.1.1 基本过程控制系统 basic process control system

不执行任何安全完整性等级大于或等于1级的安全仪表功能，响应过程测量及其他相关设备、其他仪表、控制系统或操作员的输入信号，按过程控制规律、算法、方式产生输出信号， 实现过程控制及相关设备运行的系统。

2.1.2 安全仪表系统 safety instrumented system 实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统。

2.1.3 危险与可操作性分析 h azard and operability study

在开展工艺危害分析工作中所运用到的，通过使用“引导

词”分析工艺过程中偏离正常工况的各种情形，从而发现潜在的危险性原因和操作可行性，并提出推荐改进措施的一种系统性分析方法。

2.1.4 安全完整性 safety integrity

安全仪表系统在需要时执行所需安全仪表功能的能力。

2.1.5 安全完整性等级 safety integrity level

分配给安全仪表功能的不同等级，由低到高为SIL1～SIL4, 明确安全仪表系统实现的安全完整性要求。

2.1.6 功能安全 functional safety

与工艺过程和基本过程控制系统有关的整体安全的一部分， 它取决于安全仪表系统和其他保护层功能的正确执行。

2.1.7 故障安全 fail safe

安全仪表系统发生故障时，将被控制过程转入预定的安全状态。

—2—

2.1.8 安全功能 safety function

针对特定的危险事件，为达到或保持过程的安全状态，由一个或多个保护层实现的功能。

2.1.9 安全仪表功能 safety instrumented function 由安全仪表系统实现的安全功能。

2.1.10 安全失效分数 safe failure fraction

安全失效和可检测的危险失效与硬件总随机失效的比率。

2.1.11 冗余 redundancy

存在不止一种途径来执行要求的功能或表示信息。

2.1.12 故障裕度 fault tolerance

在出现故障或错误时，功能单元继续执行要求功能的能力。

2.1.13 保护层 protection layer

通过控制、预防或减轻以降低风险的任何独立机制。

2.1.14 维护超驰 maintenance override

在设备或线路维护期间，以预设值代替实际输入值，使安全仪表系统连续工作的一种功能。

2.1.15 操作超驰 operation override

工艺过程启动期间，在预定的启动时间内以预设值代替实际输入值，用以满足启动条件的一种功能。

2.2 缩略 语

BPCS: 基本过程控制系统(Basic Process Control System)

ESD: 紧急停车( Emergency Shutdown)

FAT: 工厂验收测试( Factory Acceptance Test)

HAZOP: 危险 与可 操作 性分 析(Hazard and Operability Study)

HFT: 硬件故障裕度 ( Hardware Fault Tolerance)

I/O: 输入/输出 ( Input/Output)

LOPA: 保护层分析 (Layer of Protection Analysis)

—3—

PE: 可编程电子设备(Programmable Electronics)

PFD: 要求时的危险失效概率( Probability of Dangerous Failure on Demand)

PFDag: 要求时的平均危险失效概率(Average Probability of Dangerous Failure on Demand)

PLC: 可编程序控制器( Programmable Logic Controller)

P&ID: 管道 仪表 流程 图( Piping and Instrumentation Diagram)

SAT: 现场验收测试 (Site Acceptance Test)

SFF: 安全失效分数( Safe Failure Fraction)

SIF: 安全仪表功能( Safety Instrumented Function)

SIL: 安全完整性等级( Safety Integrity Level)

SIS: 安全仪表系统 ( Safety Instrumented System)

SOE: 事件顺序记录( Sequence of Event)

SRS: 安全要求规格书( Safety Requirement Specification)

1J

—4—

3 基本 规定

3.1 系统设计原则

3.1.1 安全仪表系统应根据已确定的安全技术要求进行设计。

3.1.2 安全仪表系统应遵循安全完整性原则。

3.1.3 安全仪表系统应遵循故障安全原则。

3.1.4 安全仪表系统应遵循优先原则，并应符合下列规定：

1 安全仪表系统的动作应优先于基本过程控制系统。

2 执行元件应无条件地接受和执行安全仪表系统命令。

3.1.5 安全仪表系统应遵循最简原则，并应符合下列规定：

1 安全仪表系统应减少中间环节。

2 逻辑控制单元与检测元件、执行元件间应采用硬线方式连接。

3.1.6 安全仪表系统的工程设计应兼顾安全性、可用性、可维护性、可追溯性和经济性。

3.2 安全完整性

3.2.1 安全完整性是以SIF 回路为基础的整体性要求，应符合下列规定：

1 系统中的各个组成部分均应满足安全仪表系统的安全完整性要求。

2 安全完整性可通过设备选型、冗余、增加测试频率、故障自诊断等手段予以改善。

3.2.2 油气田工程SIF 的 SIL 等级不应高于SIL3。

3.2.3 安全仪表功能应满足失效概率、硬件结构约束、软件和安全管理要求。

—5—

3.2.4 油气田工程应采用低要求操作模式，低要求操作模式下的失效概率和风险降低要求应根据表3.2.4确定。

表3.2.4 低要求操作模式的失效概率和风险降低

安全完整性等级

(SIL)

要求时的平均危险失效概率

(PFDmg)

要求时的风险降低

4

≥10-⁵~ <10-

>10000~≤100000

3

≥10-⁴~ <10-3

>1000~≤10000

2

≥10-³ ~<10-2

>100~≤1000

1

≥10⁻²~ <10-¹

>10~≤100

3.2.5 检测元件和执行元件的硬件结构约束应满足表3.2.5-1和

表3.2.5-2的要求。

表3.2.5-1 A 类元件的硬件结构约束

安全失效分数(SFF)

硬件故障裕度(HFT)

0

SFF<60%

SIL1

SIL2

SIL3

60%≤SFF<90%

SIL4

90%≤SFF<99%

SFF≥99%

表3.2.5-2 B类元件的硬件结构约束

不允许

— 6 —

3.2.6 安全仪表系统应选择经过SIL 等级认证或经过现场实践认证的设备，设备宜具有SIL 等级证书，如不能提供，则应提供设备用于SIS 的适用性证据，适用性证据应包括以下内容：

1 质量体系和管理体系。

2 合格的设备标识和规格。

3 在类似运行环境下设备性能的证明。

4 充分的运行经验数据。

3.2.7 用于安全仪表系统的编程软件应具有符合的SIL 等级认证。

3.2.8 安全完整性等级宜根据过程危险分析和保护层功能分配的结果评估并确定，宜按照本规范附录A 进行定级和验证，油气田地面工程站场典型安全仪表功能可按照本规范附录B 设置。

— 7 —

4 系统组成与紧急停车功能

4.1 一般 规定

4.1.1 安全仪表系统应根据确定的安全完整性等级进行配置。

4.1.2 当多个安全仪表功能在同一个安全仪表系统内实现时， 系统内的共用部分应符合各功能回路中最高安全完整性等级的要求。

4.1.3 在安全仪表系统出现故障时，应有备用手段使最终执行元件回到安全位置。

4.1.4 影响工艺过程启动的输入信号应设置操作超驰开关，应根据工艺要求设置操作超驰延时时间，工艺过程正常或延时结束后，应自动解除操作超驰。

4.1.5 超驰期间系统应符合下列操作防护规定：

1 超驰不应屏蔽信号的报警功能。

2 超驰状态应重复报警。

3 超驰时间应限定。

4 传感器被超驰期间，应有备用手段或措施触发最终执行元件。

5 系统应设置超驰开关，转到“正常”状态可解除超驰。

4.2 系统 组成

4.2.1 安全仪表系统应包括检测元件、逻辑控制单元、执行元件及附属元件。

4.2.2 安全仪表系统应具有与基本过程控制系统、用户接口的连接(图4.2.2)。

— 8 —

SIS 用户接口

基本过程控制系统

检测 元件

执行 元件

逻辑控制单元

图4.2.2安全仪表系统结构图注：双线框内为安全仪表系统的组成部分。

4.3 紧急停车( ESD) 功能

4.3.1 ESD 应是安全仪表系统的主要功能。

4.3.2 ESD停车级别应根据故障的性质和工艺要求确定，高级别应自动触发低级别停车。

4.3.3 ESD 不宜采用串级停车逻辑。

4.3.4 关断执行后，相关联的非SIS 设备宜联锁动作到安全位置。

4.3.5 具有ESD 功能的安全仪表回路宜为励磁设计，如采用非励磁设计，应对风险进行严格评估，并应符合下列规定：

1 回路应为SIL2 及以下。

2 中央处理单元应冗余，I/O 模板应采用并联冗余结构; 开关量检测元件宜冗余，冗余时宜采用1oo2 结构;执行元件的电磁阀、继电器等宜冗余，冗余时应采用loo2 结构;信号电缆应冗余。

3 系统应能对动力源丢失和SIS 电路完整性进行检测和报警。

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4 非励磁回路应进行回路诊断。

5 非励磁回路应采用UPS供电。

4.3.6 紧急停车按钮应带防护罩，可设置在硬手操盘、主要出入口或工艺区。

4.3.7 紧急停车按钮和执行元件不应设置超驰。

4.3.8 逻辑重启前应先复位。

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5 检测 元件

5.1 独立 原则

5.1.1 SIL1 回路的检测元件可与BPCS共用。

5.1.2 SIL2、SIL3 回路的检测元件应与BPCS分开设置。

5.2 冗余 原则

5.2.1 SIL1 回路可采用单一检测元件。

5.2.2 SIL2 回路宜采用冗余检测元件;当有安全失效数据时， 应根据本规范第3.2.5条要求的硬件结构约束进行设计。

5.2.3 SIL3 回路应采用冗余检测元件。

5.2.4 既要求可靠性又要兼顾可用性的场合，宜采用2oo3逻辑结构。

5.3 选型与安装

5.3.1 检测元件宜选用模拟量仪表。

5.3.2 模拟量仪表宜选用4 mA~20mA 带 HART 协议的智能仪表。

5.3.3 检测元件取源点宜独立设置。

5.3.4 紧急停车用的开关量检测元件，正常工况时，触点应处于闭合状态;非正常工况时，触点应处于断开状态。

5.3.5 检测元件不应采用现场总线或其他通信方式作为安全仪表系统的输入信号。

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6 执行 元件

6.1 控制阀的独立设置

6.1.1 SIL1 回路的控制阀可与BPCS共用，但应确保安全仪表功能回路的动作优先于过程控制回路且操控元件应分开设置。

6.1.2 SIL2 回路的控制阀宜与BPCS分开设置。

6.1.3 SIL3 回路的控制阀应与BPCS分开设置。

6.2 控制阀的冗余设置

6.2.1 SIL1 回路可采用单一控制阀。

6.2.2 SIL2 回路控制阀冗余设置应符合下列方式之一：

1 采用单一控制阀，且单一控制阀具有不低于SIL 2的安全完整性等级认证。

2 根据安全失效数据，按照本规范第3.2.5条要求的硬件结构约束进行设计。

3 采用冗余控制阀。

6.2.3 SIL3 回路应采用冗余控制阀。

6.3 选型与安装

6.3.1 执行元件宜在失去动力后自动返回安全位置。

6.3.2 执行元件应设置行程反馈并报警。

6.3.3 控制阀不宜设置手轮或操作手柄等手动操作装置，如有应锁定。

6.3.4 电磁阀应采用单电控型电磁阀，放空口应配防堵塞装置。

6.3.5 电磁阀宜采用24V(DC) 长期励磁型，电磁阀电源应由安全仪表系统提供。

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6.3.6 SIL2 回路的紧急切断阀宜配置部分行程测试功能，SIL3

回路的紧急切断阀应配置部分行程测试功能。

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7 逻辑控制单元

7.1 一般 规定

7.1.1 逻辑控制单元应选用与SIL 要求相适应的PE 单元和/或其他逻辑器件。

7.1.2 在选择PE 时，应选择有SIL 认证的PE 单元，并应从 SIL认证清单中选择PE 组件，按安全说明书或认证报告推荐的架构组成逻辑控制单元。PE 单元应包括下列组件：

1 机架。

2 电源模板。

3 中央处理器/内存模板。

4 通信模板。

5 I/O 模板。

6 端子或接线组件。

7 系统软件/固件。

8 编程软件库/模块。

9 编程工具软件。

10 通信协议。

7.1.3 PE 单元的响应时间应包括输入、输出扫描处理时间与中央处理器运算时间，不宜大于500 ms。

7.1.4 PE 单元的中央处理器模板负荷及内存占有率不应超过 50%。

7.1.5 PE 单元应具有系统硬件和软件的诊断、测试功能。

7.2 独立 原则

7.2.1 SIL1 回路的逻辑控制单元可与BPCS 共用，且应有安全 —14—

完整性等级认证。

7.2.2 SIL2、SIL3 回路的逻辑控制单元应与BPCS分开设置。

7.3 冗余 原则

7.3.1 SIL1 回路PE 单元的中央处理器模板、电源模板、通信模板与网络接口等宜冗余配置。

7.3.2 SIL 2、SIL3回路PE 单元的中央处理器模板、电源模板、通信模板与网络接口等应冗余配置。

7.4 I/O 配置

7.4.1 冗余配置的检测元件信号宜接入不同的输入模板。

7.4.2 冗余配置的执行元件信号宜接入不同的输出模板。

7.4.3 输入、输出模板宜具有线路短路和断路检测功能。

7.4.4 输入、输出模板信号通道间应进行光电或电磁隔离。

7.5 通信 接口

7.5.1 安全仪表系统与BPCS 间可采用硬接线、工业以太网或串行通信的连接方式，通信接口和网络应冗余。

7.5.2 安全仪表系统与其他系统之间的通信不应影响安全仪表系统的功能，应符合下列规定：

1 安全仪表系统与其他系统之间通信不应通过信息网连接。

2 通信接口故障应在操作站或事件顺序记录中显示报警。

7.5.3 除复位信号、超驰信号、校时和必要的通信状态外，其他系统不应通过通信接口向安全仪表系统发送信号或指令。

7.5.4 多套安全仪表系统之间有安全功能连接时，宜采用硬接线 ;当采用通信连接时，通信网络应冗余，通信协议应有SIL 认证。

7.5.5 采用串行通信时，通信负荷不应超过50%;采用工业以太网连接时，通信负荷不应超过30%。

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8 人机接口及外设

8.1 一般 规定

8.1.1 安全仪表系统的操作员工作站及外设宜与BPCS 共用。

8.1.2 服务器宜与BPCS 共用，应符合现行行业标准《油气田及管道工程计算机控制系统设计规范》SY/T 7628—2021中第4.2节的有关规定。

8.2 操作员工作站

8.2.1 操作员工作站及接口的失效不应影响操作员采用适当的备用措施将过程转入安全状态，且安全仪表系统的自动功能不应受到影响。操作员工作站的设计应符合下列规定：

1 操作员工作站不应具备修改安全仪表系统应用程序的功能或权限。

2 SOE、报警记录及报告等功能可使用BPCS的外围设备完成。

8.2.2 最终执行元件应由安全逻辑控制，不应在操作员工作站上进行手动操作。

8.2.3 操作员工作站设置的软件超驰开关应加键锁或口令保护， 并应设置超驰状态报警和记录。

8.2.4 操作员工作站还应符合现行行业标准《油气田及管道工程计算机控制系统设计规范》SY/T 7628—2021中第4.3节的有关规定。

8.3 工程师工作站

8.3.1 工程师工作站的设计应符合下列规定：

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1 工程师工作站及接口宜单独设置。

2 工程师工作站失效时不应影响安全仪表系统的功能。

8.3.2 工程师工作站还应符合现行行业标准《油气田及管道工程计算机控制系统设计规范》SY/T 7628—2021中第4.4节的有关规定。

8.4 辅助操作设备

8.4.1 安全仪表系统应配置硬手操盘。

8.4.2 硬手操盘宜与BPCS辅助操作台(盘)合并设置。

8.4.3 硬手操盘的设置应符合下列规定：

1 应按停车级别或区域设置ESD 按钮。

2 应设置ESD 报警指示灯。

3 应设置超驰开关。

4 宜设置复位按钮。

5 宜设置指示灯测试按钮。

6 宜设置系统正常指示灯。

8.4.4 超驰开关的设置应符合下列规定：

1 硬手操盘宜设置超驰允许开关，单个回路的超驰软开关可在操作员工作站上设置并选择。当超驰允许开关处于“超驰允许”状态时，可操作单个回路超驰软开关。

2 当不设超驰允许开关时，超驰开关应在硬手操盘上一对一设置。

8.4.5 辅助操作设备还应符合现行行业标准《油气田及管道工程计算机控制系统设计规范》SY/T 7628—2021中第5.5节的有关规定。

8.5 外围 设备

8.5.1 安全仪表系统宜设置报警打印机，宜与BPCS共用。

8.5.2 操作员工作站和工程师工作站可配置专用键盘，其余外

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围设备及接口应采用通用产品。

8.6 供电

8.6.1 安全仪表系统应采用UPS供电，UPS故障应报警。

8.6.2 供电线路、开关和24V(DC) 电源模块应冗余。

8.6.3 安全仪表系统供电应采用独立回路，应由电气配电盘直供。

8.6.4 安全仪表系统宜采用双电源供电。

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9 应用 软件

9.1 编程及组态

9.1.1 编程、组态软件应具有下列功能：

1 编程及组态管理。

2 提供标准功能模块。

3 编程及组态检查。

4 仿真及测试。

5 通信管理。

9.1.2 安全仪表系统ESD功能编程宜采用负逻辑。

9.1.3 安全仪表系统用户程序应分为安全区和非安全区，安全区程序应采用具有SIL 认证的编程软件、模块或语言包编程。

9.1.4 安全区程序不应使用结构化文本语言编程。

9.1.5 安全区程序不应使用跳转指令。

9.2 显示 画面

9.2.1 SIS 应设独立操作画面，宜与BPCS 合并设置维护画面。

9.2.2 操作画面宜包括下列内容：

1 停车层次图，可显示各级别停车的关系和停车因果联系，显示所有停车原因与结果的对应状态。

2 SIS 流程图，根据P&ID 开发，仅显示 SIS 参数的动态流程图画面。

3 SIS 维护超驰画面，以列表及图标方式显示每个停车的因果关系，每一停车原因可单独设置维护超驰或正常状态。

4 SIS 操作超驰画面，以列表及图标方式显示每个需超驰回路的输入、输出关系，对每个回路可单独设置操作超驰开关、

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延时时间、剩余时间和剩余时间报警。

5 SIS 数据总貌画面，列表显示所有SIS 相关参数值。

9.2.3 维护画面应能准确显示系统故障位置和原因，应能通过维护画面对整个系统进行诊断和维护。维护画面宜包括系统诊断画面、系统维护画面、系统资源画面和设备状态画面，并应符合下列规定：

1 系统诊断画面应显示系统设备、供电、通信及网络的运行状态。

2 系统维护画面应根据自诊断结果，显示维护提示。

3 系统资源画面应显示整个系统资源的使用情况及各设备负荷。

4 设备状态画面应显示故障设备位置及相关故障信息。

9.2.4 在同一检测点设置多台变送器时，应设多值比较画面， 出现偏差时应报警。

9.3 数据 管理

9.3.1 安全仪表系统数据应定期进行离线备份，离线备份应至少在站内及站外2处存放。

9.3.2 数据管理还应符合现行行业标准《油气田及管道工程计算机控制系统设计规范》SY/T 7628—2021中第6.3节的有关规定。

9.4 报警和事件

9.4.1 安全仪表系统应设置SOE,SOE 分辨率不应大于100 ms。

9.4.2 报警和事件还应符合现行行业标准《油气田及管道工程计算机控制系统设计规范》SY/T 7628—2021中第6.4节的有关规定。

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9.5 报告和报表

9.5.1 安全仪表系统相关报告应包括下列内容：

1 SOE 报告。

2 维护超驰报告。

3 I/O强制报告。

4 报警及事件汇总。

9.5.2 报告和报表还应符合现行行业标准《油气田及管道工程计算机控制系统设计规范》SY/T 7628—2021中第6.5节的有关规定。

9 . 6 系统 安全

9.6.1 系统安全应采取下列措施：

1 系统应采用身份认证。

2 系统未使用的输入、输出端口应禁止或封闭。

9.6.2 操作安全应采取下列措施：

1 操作员应定义不同的级别和权限。

2 安全仪表系统操作应增加确认环节。

3 操作应有记录。

9.6.3 安全及容错应采取下列措施：

1 输出模块应预设安全输出位置。

2 SIF回路故障应有预设的处理措施。

3 系统应设置命令未完成报警和保护。

4 无理值应钳位。

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10 工程 设计

10.1 基础 设计

10.1.1 安全仪表系统基础设计应根据确定的SIF 回路及相应的 SIL 等级、工艺安全操作原理、安全分析表、关断与复位原则、 P&ID、消防分区等进行编制。

10.1.2 基础设计宜包括下列文件：

1 安全技术要求。

2 安全仪表系统逻辑控制单元技术规格书。

3 监控数据表。

4 因果图。

5 安全仪表系统结构图。

10.1.3 安全技术要求宜包括下列内容：

1 SIF回路及相应的SIL 等级。

2 确定每一个SIF 回路的过程安全状态，选择励磁或非励磁。

3 过程检测与输入。

4 过程输出及其作用。

5 输入、输出的功能关系，包括逻辑及许可条件。

6 手动关断要求。

7 响应时间要求。

8 失效模式和安全仪表系统要求的响应。

9 复位功能要求。

10 超驰功能要求。

11 故障诊断功能要求。

12 测试间隔要求。

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10.1.4 安全仪表系统逻辑控制单元技术规格书宜包括下列内容：

1 基本要求。

2 系统各部分技术要求。

3 应用软件组态及编程要求。

4 通信要求。

5 供电及接地。

6 测试、验收及验证。

7 技术服务及系统集成设计要求。

8 质量保证。

9 文档资料。

10.2 详细 设计

10.2.1 详细设计应根据安全仪表系统基础设计文件、详细设计阶段的输入条件和产品资料进行编制。

10.2.2 详细设计宜包括下列文件：

1 说明书。

2 因果图。

4 安全仪表系统结构图。

5 端子接线图。

6 辅助操作设备示意图。

7 电缆表。

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11 工程实施与维护

11.1 控制系统集成设计与组态

11.1.1 系统集成方应根据用户要求和设计文件进行系统集成设计和组态。

11.1.2 控制系统集成设计宜包括下列文件：

1 软硬件清单。

2 功能开发规格书。

3 系统配置图。

4 I/O 分配表。

5 逻辑图。

6 回路图。

7 机柜布置及安装需求。

8 操作台、辅助操作设备布置及安装需求。

9 端子接线图。

10 供电及接地系统图。

11 FAT、SAT验收文件及表格。

12 组态编程文件。

13 操作维护手册。

14 安全手册。

11.1.3 功能开发规格书宜包括下列内容：

1 SIL 等级、硬件结构性约束、停车级别、超驰、关断与复位、冗余、可靠性及响应时间等要求。

2 逻辑控制器各部分PFD 数据、PFD 计算公式及每一SIF 回路逻辑控制器部分PFD 计算值。

3 逻辑控制器响应时间计算。

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4 系统结构设计，包括网络分级、控制器连接、第三方接口及通信设置等。

5 硬件设计。

6 软件设计。

7 系统安全方案。

11.1.4 系统集成方应对与设计输入文件的偏离进行评估并记录。

11.1.5 系统软件和应用软件的调试及测试过程应受控，所有检查和测试过程应记录。

11.2 FAT和SAT

11.2.1 FAT 应包括下列主要内容：

1 FAT 程序、测试内容及步骤确定。

2 验收测试报告文件、测试用的标准仪器检查。

3 全部工程文件检查。

4 软硬件一般检查。

5 机电安装检查。

6 接线和端子检查。

7 启动测试和系统基本功能检查。

8 硬件冗余和诊断检查。

9 系统报警测试。

10 操作员站显示画面测试。

11 系统冗余和容错功能检验。

12 系统在线可维护性测试。

13 应用程序的逻辑功能测试。

14 与其他系统集成测试。

15 验收测试完成，测试报告签字。

11.2.2 SAT 应包括下列主要内容：

1 SAT 程序、测试内容及步骤确定。

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2 工程设计文件及有关资料检查。

3 软硬件规格数量检查。

4 系统安装、系统各类连接及通电条件检查。

5 调试相关硬件并进行诊断检查。

6 各项冗余功能及在线更换卡件功能检查。

7 辅助操作设备紧急停车及报警功能检查。

8 操作员站显示画面联合测试。

9 SIF 回路测试。

10 维护超驰、操作超驰测试。

11 复位测试。

12 系统网络功能测试。

13 系统诊断功能测试。

14 验收测试完成，测试报告签字。

11.2.3 测试完成正式投运前应建立完整的系统基线文件。

11.3 运行和维护

11.3.1 SAT 完成后不应远程访问安全仪表系统。

11.3.2 运行维护应包括下列工作内容：

1 应按照已确定的测试间隔进行测试。

2 宜定期更新基线文件，并与历史版本进行比较，出现较大偏差时应对系统进行测试及处理。

3 宜对设备故障及危害事件的发生频率进行统计分析。

11.4 系统 变更

11.4.1 安全仪表系统的硬件和应用程序的修改或变更应符合变更管理程序，应对涉及的风险进行分析，按审批程序获得授权批准，不应降低设计的安全完整性等级，并应保留变更记录。

11.4.2 变更管理应包括变更原因及方案、系统的版本升级、逻辑的增减或修改、变更方案的审核评估、安全仪表功能的确认

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变更、变更方案的设计与实施、变更软件功能的离线测试与检查、变更报告及操作维护规程更新。

11.4.3 安全仪表系统变更后应重新建立基线文件。

11.5 系统 停用

11.5.1 安全仪表系统停用应进行评估。

11.5.2 安全仪表系统停用应得到批准，并有退出计划。

11.6 文档 管理

11.6.1 安全生命周期各阶段的文档应包括安全仪表系统的工程设计文件，组态、集成及验收的过程及成果文件，开车前的确认文件，运行维护与变更等文件。电子版文件和/或纸质版文件应在站内外存档保存。

11.6.2 文档管理应包括文件命名规则、文件格式、文件传递方式、文件控制程序、文件审核流程及文件版本管理等。

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附录A 安全仪表系统SIL 评估过程

A.1 一般 规定

A.1.1 SIL 评估应包括SIL定级和SIL 验证两部分。

A.1.2 SIL定级宜在基础设计阶段完成。

A.1.3 SIL定级具体方法宜按照现行国家标准《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第5部分：确定安全完整性等级的方法示例》GB/T 20438.5和《过程工业领域安全仪表系统的功能安全第3部分：确定要求的安全完整性等级的指南》GB/T 21109.3的规定执行。

A.1.4 SIL验证具体方法宜按照现行国家标准《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第6部分：GB/T 20438.2 和GB/T 20438.3的应用指南》GB/T 20438.6 和《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、硬件和应用编程要求》GB/T 21109.1的规定执行。

A.1.5 当安全仪表功能的误动作可能造成的损失大于可容忍程度时，宜验证安全仪表功能是否满足可用性要求，宜通过误停车率计算进行验证。

A.2 SIL 定级

A.2.1 SIL定级应在过程危险分析完成后进行，SIL定级宜采用 LOPA分析法。

A.2.2 SIL 定级所需资料宜包括下列文件：

1 过程危险分析报告。

2 相关事件历史记录(若有)。

3 因果图或联锁逻辑图。

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4 P&ID。

5 工艺操作原理。

6 设备相关技术资料。

7 企业允许风险标准。

A.2.3 SIL 定级应包括下列人员：

1 定级主席和记录人员。

2 工艺技术人员。

3 操作运行人员。

4 仪表和控制技术人员。

5 设备技术人员。

6 HSE 人员。

A.2.4 定级会议应确定下列内容：

1 会议应基于风险分析确定SIF。

2 会议应确定SIF 定义，应包括功能描述、设计意图、需检测的风险及检测元件、风险后果及执行元件。

3 会议应确定SIF的 SIL 要求。

A.3 SIL 验证

A.3.1 SIL验证应实现优化设计方案、优化检验测试周期、满足既定SIL要求等目标。

A.3.2 SIL 验证所需资料宜包括下列内容：

1 检修周期或测试周期。

2 SIS 各子系统、部件资料。

3 企业提供的失效数据资料或第三方失效数据。 A.3.3 验证计算应符合下列规定：

1 PFD 应满足既定SIL 要求。

2 结构约束应满足SIL 要求。

3 测试周期应满足SIL 要求。

4 误停车率宜根据企业要求计算。

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A.3.4 SIL定级结果不小于1的SIF 回路应进行验证计算，并应符合下列规定：

1 验证计算对象应包括检测元件、执行元件、逻辑控制单元及附属元件。

2 包含多个动作的SIF, 宜仅计算SIL 定级阶段确定的关键安全动作。

3 电气SIF 回路中，宜将继电器作为执行元件进行验证计算。

4 验证宜不计算电源失效的影响。

A.3.5 PFD 验证宜采用下列方法：

1 公式计算法。

2 故障树法。

3 方框图法。

4 马尔可夫法。

A.3.6 验证应包括下列事项的符合性：

1 设备选择。

2 结构约束。

3 部件或子系统的测试周期。

4 设备的诊断覆盖率。

5 共因失效。

A.3.7 SIL 验证计算结果不符合定级报告要求时，应进行符合性调整。

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附录B 油气田站场典型安全仪表功能

B.0.1 油气田地面工程生产安全保障措施宜分为关断流程和泄放流程。关断流程应关断上游;液体泄放流程应泄放到下游或事故流程，气体泄放流程应泄放到火炬系统或冷放空系统。

B.0.2 油田站场典型安全仪表功能宜按表B.0.2-1 进行设计， 气田站场典型安全仪表功能宜按表B.0.2-2 进行设计，矿场油库典型安全仪表功能宜按表B.0.2-3进行设计。

表B.0.2-1油田站场典型安全仪表功能表

类型

序号

触发源

动作结果

备注

转油站

分离缓冲游离水脱除器液位高高

开出水管阀门

无人值守站

燃气压力高高、低低

关燃料供气阀门

脱水站

加热炉火焰熄火

停炉

净化油缓冲罐液位低低

停外输油泵

净化油缓冲罐液位高高

开去事故罐阀门

污水沉降罐液位高高

5

事故罐液位高高

关井

6

三相分离器液位高高

开液相出口与事故罐连通阀

原油稳定装置

原油稳定塔塔底液位低低

停稳后原油泵

三相分离器烃室液位低低

停轻烃泵

三相分离器水室液位低低

停污水泵

原料气重力分离器液位低低

关液相出口阀门

停加热炉，关闭燃料气进气阀