SIS安全計装システム設計原則（**安全監督管理総局第116号文書の指導下）

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各省、自治区、直轄市および新疆生産建設兵団の安全生産監督管理局、関連する中央企業の皆様へ：化学工業における安全計装システムの管理を強化し、**化学物質による事故の発生を防ぎ、その被害を軽減するため、以下の指導方針を提示します。一、化学工業における安全計装システムの管理を強化することの重要性を十分に認識する（一）化学工業用安全計装システム（SIS）には、安全インターロックシステム、緊急停止システム、さらには有毒有害物質や可燃性ガス、火災を検出し保護するシステムなどが含まれます。安全計装システムはプロセス制御システム（例えば分散制御システムなど）とは独立しており、通常の生産時には休止状態または静止状態にある。生産設備や施設で安全事故を引き起こす可能性のある状況が発生した場合に、瞬時に正確に動作し、生産プロセスを安全に停止させたり、予定された安全状態に自動的に移行させたりするため、非常に高い信頼性（すなわち機能安全）と適切なメンテナンス管理が不可欠である。安全計装システムが故障すると、重大な安全事故を引き起こすことが多く、近年、先進国で発生した重大な化学工業（化学製品）事故のほとんどは、安全計装の故障や不適切な設定が原因であった。安全計装機能の故障がもたらす結果やリスクに基づき、安全計装機能は異なる安全完全性レベル（SIL1～4、最も高いのはレベル4）に分類されます。異なる等級の安全計装回路は、設計、製造、据付調整、および運用保守において異なる技術的要求がある。現在、我が国の安全計装システムおよびそれに関連する安全保護措置は、設計、設置、運用、保守管理といったライフサイクルの各段階において、危険性やリスクの分析が不十分である、設計時の選定が適切でない、冗長性や誤動作対策の構造が合理的でない、明確な検査・試験のタイミングが欠如している、予防的保守戦略の具体性に欠けるといった問題が存在しており、安全計装システムの管理を規範化することが急務である。我が国の化学プラントや**化学物質の貯蔵施設が大型化し、生産プロセスの自動化レベルが徐々に向上する中、安全計装システムの管理を同時に強化し、規範化することは、極めて緊急かつ必要な課題である。 二、化学工業における安全計装システム管理の基礎作業の強化　（二）安全計装システムの機能安全に関する技術及び管理人材の育成を加速する。化学工学の設計・施工業者、および**化学物質の製造・保管業者は、関係する責任者やプロセス・計装に携わる技術者らを対象に、安全計装に関する専門的な研修を実施し、機能安全に関する知識を普及させ、関連する規格や基準を学ばせなければならない。安全計装システムのライフサイクルにおける各段階に応じて、設計、設置調整、運用保守管理の各担当者に対し、目的に応じた研修を行い、関係者が安全計装システム、リスク分析・制御、リスク低減などに関する専門技術を習熟させる必要がある。各化学工学設計会社は、約1年間の期間をかけて、安全計装システムの機能安全設計ができる技術的な中核チームを育成しなければならない。「二つの重点と一つの重大なリスク」（すなわち、重点的に監視が必要な化学物質、重点的に監視が必要な危険な化学プロセス、および化学物質の重大な危険源）を有する稼働中の製造設備を持つ化学企業や化学物質の貯蔵施設は、人材育成を加速し、専門的な技術能力を持ち、関連する規格や基準を熟知したエンジニアや技術者を育成する必要がある。これは、化学プラントの安全計装システムの機能的安全管理を実施し、強化するために不可欠だ。（三）化学工業用安全計装システムの技術基準および認証制度をさらに充実させる。化学工業用安全計装システムの技術標準体系の策定・改訂を加速する。我が国の化学工業における機能安全技術基準体系を構築するために、関連する部門や機関は作業計画を策定し、我が国の化学工業分野の企業の安全な発展の現状に合った機能安全に関する技術基準や運用ガイドラインを作成しなければならない。中国の国情に合った機能安全認証の体制・メカニズムを構築し、充実させることを推進する。「電気・電子・プログラマブル電子安全関連システムの機能安全」（GB/T20438）および「プロセス産業分野における安全計装システムの機能安全」（GB/T21109）に基づき、関連する人材、製品、および組織機関の機能安全認証サービス体系を段階的に構築する。 三、安全計装システムのライフサイクル管理を一層強化する　（四）安全計装システムを設計する前に、安全計装システムのプロセス安全要求、設計意図及び根拠を明確にする。プロセスリスクアナリシスを通じて、危険および危険事象を十分に特定し、必要な安全計装機能を科学的に決定するとともに、**法律・規制および規格基準に基づいて安全リスクを評価し、必要なリスク低減要件を定める。すべての安全計装機能の機能性および完全性要件に基づき、安全計装システムの安全要求技術文書を作成する。（五）化学プラントの安全計装システムの設計を規格化する。安全計装システムの安全要件に関する技術文書に厳密に従い、安全計装機能を設計・実装する。計装機器の適切な選定、構造的制約（冗長性とフォールトトレランス）、検査・試験のサイクル、および診断技術などの手法を通じて、安全計装機能の設計を最適化し、リスク低減の要件が確実に達成されるようにする。安全計装機能（またはサブシステム）の検査・試験周期を適切に決定するためには、オンラインテストが必要な場合、オンラインテストの手法および関連する対策を設計しなければならない。詳細設計段階では、各安全計装機能（またはサブシステム）の検査・試験の周期や試験方法などの要件を明確にする必要がある。（六）安全計装システムの厳格な設置調整および共同確認。適切な設置調整および共同確認計画を策定し、その効果的な実施を保証するとともに、調整の過程や結果（単体計器の調整および回路の調整）を詳細に記録し、管理記録を作成しなければならない。施工業者が設計書に従って設置・調整を完了した後、企業は運転開始前に**法律・法規、標準規格、業界および企業の安全管理規定、ならびに安全要求に関する技術文書**に基づき、安全計装システムの審査及び共同確認を行う必要がある。これにより、安全計装システムが所定の機能を有し、完全性要件を満たしており、安全に運用可能な状態であることを確認する。（七）化学工業企業における安全計装システムの運用および保守管理を強化する。化学工業企業は、安全計装システムの運用保守計画および規程を策定し、安全計装システムがすべての安全計装機能を確実に実行し、機能的安全性を達成できるようにしなければならない。安全完全性要件に適合する検査・試験サイクルに従い、安全計装機能に対して定期的に全面的な検査・試験を実施し、試験の過程と結果を詳細に記録する必要がある。安全計装システムに関連する機器の故障管理（機器の故障、インターロック動作、誤動作などを含む）および分析処理を強化し、段階的に関連機器の故障データベースを構築していく。安全計装システム関連機器の選定を規範化し、安全計装機器の導入・評価制度および変更承認制度を確立するとともに、企業での適用状況や機器の不具合状況に応じて継続的に見直し・改善する必要がある。（八）安全計装システムの管理体制および内部規程を段階的に整備する。企業は、安全計装システムに関する管理制度や社内技術規格を策定・完善し、機能安全管理を企業の安全管理体系に統合することで、プロセス安全管理の水準を絶えず向上させる必要がある。 四、その他関連する計器保護措置の管理に高い注意を払う　（九）プロセスアラーム管理を強化し、企業用アラーム管理制度を策定して厳格に実施する。安全計装機能の安全完全性要求に関連する警報は、安全計装機能に準じて管理および検査試験を行うことができる。（十）基本プロセス制御システムの管理を強化し、安全完全性要件に関連する制御ループについては、安全計装機能に準じて管理・検証試験を行い、自動制御ループの稼働率を確保する。（十一）有毒有害および可燃性ガス検出保護システムは、関連する規格に厳密に従って設計・導入されなければならず、その機能の信頼性を確保するため、当該システムは基本プロセス制御システムから独立していなければならない。 五、発端から新規プロジェクトの安全計装システム管理を迅速に規範化すること（十二）2016年1月1日から、大規模な企業や外資系合弁企業など、条件を満たす化学工業企業が「二つの重点分野と一つの重大リスク分野」に関連する化学プラントや**化学物質貯蔵施設を新設する場合は、本指針の要求に従い、関連する基準で定められた要件を満たす安全計装システムを設計しなければならない。（十三）2018年1月1日から、『二つの重点項目と一つの重要項目』に該当する新たに建設されるすべての化学プラントおよび**化学物質貯蔵施設には、要件を満たす安全計装システムを設計する必要がある。その他の新設される化学プラントや**化学物質の貯蔵施設における安全計装システムについては、2020年1月1日から、機能安全に関する規格の要求事項に従って、適切な安全計装システムを設計しなければならない。 六、稼働中の安全計装システムの評価作業を積極的に推進する（十四）「二つの重点項目と一つの重大事項」に該当する稼働中の生産装置や施設を有する化学企業および**化学物質の貯蔵施設は、プロセスリスクアナリシス（例えばハザード・オペラビリティ・アナリシスなど）を徹底的に実施した上で、リスクアナリシスを通じて安全計装の機能とそのリスク低減要件を特定し、既存の安全計装機能がリスク低減要件を満たしているかを速やかに評価しなければならない。（十五）企業は評価を踏まえ、安全計装システムの管理計画および定期的な検査・試験計画を策定しなければならない。要求を満たしていない安全計装機能については、関連するメンテナンス計画および是正計画を策定し、2019年末までに安全計装システムの評価と改善作業を完了させる必要がある。その他の化学プラント、**化学物質貯蔵施設については、本意見の要求に従って実施すること。 七、作業要求　（十六）各関連企業及び事業所は、関連する法律・法規、標準規範、および本指導意見の要求に従い、企業の安全計器システム管理制度および体制を整備し、資金投入を増やすことで、新設される装置の安全計器システムが機能安全基準の要求を満たすよう確保しなければならない。運用中の装置の安全計装システムが機能安全要件を満たしていない場合、是正計画に盛り込み期限内に改善を行い、潜在的な事故隐患を排除し、事故リスクを低減させて事故発生を防ぎ、企業の本質的な安全水準を確実に向上させる必要がある。（十七）各級地方の安全監督管理部門は、早急に調査研究を行い、目標を設定し、試点単位を決定し、進捗要件を明確にすることで、企業が化学プロセス用安全計装システム及びそれに関連する安全保護措置の管理を強化するよう指導・促進しなければならない。安全計装システムの機能安全評価、安全計装システム管理制度の実施、人員訓練の実施状況などを安全監督検査の内容に含めること。省レベルの安全監督局は、毎年関連する検査状況をまとめ、毎年2月末までに**安全監督総局監督三司に報告しなければならない。各省級安全監管局は、本指導意見の趣旨を、管轄区域内の各レベルの安全監管部門及び関連企業・設計単位に迅速に伝達すること。 **安全監督総局 SIS安全計装システム設計原則 SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）の主な役割は、プロセス生産過程で危険な故障が発生した際に、それを自動的または手動的に事前に設計された安全な状態に戻すことであり、これによりプロセス装置の安全な運転を確保し、重大な人的被害や重大な設備損傷事故を防ぐものです。安全計装システムの設計過程において、IEC 61508やIEC 61511は優れた国際的な技術規格および参考資料として機能します。安全計装システムの回路設計にあたっては、一般的に以下のいくつかの原則に従う必要があります。 1、SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）設計の信頼性原則（安全性原則） 工程装置の生産安全を確保するため、安全計装システムは工程プロセスに適合した安全完全性レベルSIL（Safety Integrity Level）の信頼度を有していなければならない。これに対し、IEC 61508では詳細な技術規定が定められている。安全計装システムにおいて、信頼性には2つの意味があり、1つは安全計装システム自体の動作信頼性です；もう一つは、安全計装システムがプロセスを認識し、インターロック保護を行う信頼性であり、さらにプロセスの測定、判断、およびインターロックの実行における高い信頼性も求められる。安全完全性レベルSILを評価する主要なパラメータは、PFDavg（要求時の故障確率、平均危険故障率）であり、これに基づき高い順から1～4レベルに分類されます。石油化学業界では一般的にレベル1、2、3のみが関与し、SIL4レベルは投資額が大きくシステムも複雑なため、通常は原子力発電業界でのみ使用されます。 2. SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）設計の利用可能性原則
システムの利用可能性を高めるため、SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）は、ハードウェアおよびソフトウェアの自己診断機能とテスト機能を有していなければならない。安全計装システムは、各入力プロセスインターロック信号に対してメンテナンス用バイパススイッチを設けるべきであり、これによりオンラインテストやメンテナンスが容易に行えるとともに、安全計装システムのメンテナンスに起因する停止時間を削減できる。なお、3選2投票方式で使用される冗長検出素子はバイパスする必要がなく、手動停止入力もバイパスする必要がありません。また、誤操作による事故を防ぐため、安全計装システムの出力信号にバイパススイッチを設けることは厳しく禁じられている。SIL計算の結果、試験周期がプロセス停止周期よりも短く、かつアクチュエータのオンライン試験を行ってもプロセスに影響を与えず誤停止を防ぐことができない場合、安全計装システムの設計は必要に応じて変更されるべきである。具体的には、冗長構成を強化して試験周期を延長したり、部分ストローク試験法を採用したり、事故時閉となるバルブには手動バイパスバルブを追加し、事故時開となるバルブには手動遮断バルブを追加するなどの措置を講じ、安全計装システムのバルブのオンライン試験を可能にする。これらの手段は、安全計装システムの可用性を向上させるのに大いに役立ちます。 3. SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）設計の独立性原則
SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）は、基本プロセス制御システム（BPCS：DCS、FCS、CCS、PLCなど）から独立しており、安全保護機能を単独で実行できるものでなければならない。安全計装システムの検出要素、制御ユニット、および実行機構は、別個に設置するものとする。プロセスでインターロックと制御を同時に行うことが要求される場合、安全計装システムとBPCSは、それぞれ独立した検出素子およびサンプリングポイントを設けるべきである（3対2の検出素子を配置し、DCSへは3つのうちの1つ、安全計装システムへは3つのうちの2つの信号を送り、信号分配器を介して共通の検出素子を使用するなどの特別なケースは除く）。必要に応じて、SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）はデータ通信接続を介して読み取り専用でDCSと通信できるものとするが、DCSがこの通信接続を通じて安全計装システムに情報を書き込むことは禁止される。安全計装システムには、独立したネットワークスイッチ、サーバー、エンジニアステーションなどを含む、独立した通信ネットワークを設定する必要がある。SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）は、冗長電源を採用し、独立した2系統の配電回路から電力を供給されるべきである。安全計装システムとBPCSの信号配線が、中間接続キャビネットや制御キャビネット内で同じ配線ボックスを共有することは避けるべきである。 4、SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）設計の標準認証原則　安全基準の導入や安全システムへの関心の高まりに伴い、安全計装システムの認証もますます重要になってきている。システムの設計思想や構造は、対応する国際規格を厳守し、権威ある機関からの認証を取得しなければならない。安全計装システムは、IEC 61508のSILおよび/またはTÜV AK（ドイツ）の対応するSILレベルの認証を取得しなければならない。SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）で使用されるハードウェア、ソフトウェア、計器は、正式版でありかつ市販されているものでなければならず、同時に**防爆、計量、圧力容器などの強制認証を取得している必要があります。**いかなる試験用製品の使用も厳禁です。 5. 故障安全の原則 SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）の部品、機器、プロセス、またはエネルギーに故障や不具合が生じた場合、SIS安全計装システム（ESD緊急停止システム）の設計によって、プロセスが安全に運転されたり、安全な状態に戻ったりできるようにしなければならない。これがシステム設計におけるフォールセーフの原則です。「フェイルセーフ」を実現できるかどうかは、プロセスおよび安全計装システムの設計に依存します。SIS全体の安全計装システム（ESD緊急停止システム）は、現場計器およびアクチュエータを含め、以下の絶対的安全形態として設計されなければならない。すなわち：1）現場コンタクトは開路時に警報を発し、通常運転条件下では閉路する；2）現場アクチュエータのインターロック時は無電圧で、通常の運転条件下では通電状態。