SIL in der Prozessindustrie

SIL-Vorgehen in vier Schritten

Als Errichter oder Betreiber einer Anlage, die Mitarbeiter, Anwohner oder die Umwelt gefährden könnte, müssen Sie das Risiko so klein wie möglich halten. Dafür schreiben die IEC-Normen 61508 und 61511 vier wesentliche Schritte vor:

1. Risikodefinition und -bewertung: Zunächst ermitteln Sie die jeweiligen Versagenswahrscheinlichkeiten aller Komponenten, vom Sensor über die Steuerung bis zum Aktor – und zwar über die gesamte Lebensdauer der Anlage hinweg.

2. Festlegung und Umsetzung der Maßnahmen: Sie definieren und implementieren geeignete Maßnahmen, um das Restrisiko zu minimieren.

3. Einsatz geeigneter Geräte: Voraussetzung einer erfolgreichen SIL-Kreis-Prüfung Ihrer Anlage sind Bauteile und -gruppen, die für die jeweilige Stufe tauglich und bei Bedarf zertifiziert sind.

4. Wiederkehrende Prüfung: Die korrekte Einhaltung der Sicherheitsfunktionen kontrolliert der Betreiber in festgelegten Abständen.

1. Risikodefinition und -bewertung

Welches Gefahrenpotenzial geht von meiner Anlage aus? Diese Frage muss sich jeder Ingenieur einer verfahrenstechnischen Anlage in der chemischen Industrie stellen. Zu ihrer Beantwortung hilft ein Risikograph, der gemäß IEC 61508 und 61511 vier festgelegte Parameter zu einem Entscheidungsbaum zusammenführt:

1. Schadensausmaß (S): Wie schwer sind die absehbaren Folgen?

2. Aufenthaltswahrscheinlichkeit (F): Wie oft und lange halten sich Personen in der Gefahrenzone auf?

3. Gefahrenabwehr/Vermeidung (P): Kann ich das Ereignis verhindern oder eingrenzen?

4. Eintrittswahrscheinlichkeit (W): Wie oft muss ich mit einem Vorfall rechnen?

Die Erfahrung in der Praxis zeigt, dass sicherheitsrelevante Risiken meist im Detail stecken und oft erst im Betrieb zutage treten. Eine systematische Analyse kann solche Schwachstellen schon bei der Planung identifizieren. Wir unterstützen Sie bei der richtlinientreuen Risikobewertung und zeigen, was Festo in Ihrem Fall für die funktionale Sicherheit leisten kann – ob durch komplette Systemlösungen, durchdachte Automatisierungskonzepte oder mit einzelnen Komponenten. Sie dürfen uns gern bereits in dieser Phase zurate ziehen.

2. Maßnahmenfestlegung und Umsetzung

Aus der systematischen Risikobewertung Ihrer Anlage geht auch hervor, welche Faktoren die SIL-Anforderungen nach oben treiben. Manche davon, zum Beispiel der Produktionsstandort, sind gegeben. Andere sind Stellschrauben, an denen sich drehen lässt.

Der erste Blick gilt sinnvollerweise der Ausfallwahrscheinlichkeit. Vor allem durch fehlertolerante Bauteile und redundant ausgelegte Systeme können Sie die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit deutlich erhöhen. Je nach Prozess können sogar Lösungen sinnvoll sein, bei denen sich einzelne Komponenten im laufenden Betrieb prüfen und austauschen lassen.

Die baulichen Sicherheitsmaßnahmen– etwa durch Druckentlastungsanlagen – hängen im Einzelfall von der konkreten Produktion ab. Grundsätzlich lässt sich überlegen, wie sich die Prozesse möglichst risikoarm gestalten lassen. Auch bauliche Maßnahmen und Vorkehrungen gehören hierher, etwa Entlüftungen, Überfüllsicherungen (zum Beispiel bei Säuretanks) oder Betonummantelungen (bei Explosionsgefahr).

Ebenso ist die Wahl von Geräten und Komponenten mit Betriebsbewährung anzuraten, die eine lange und zuverlässig stabile Laufzeit der Anlage gewährleisten. Dazu gehören auch temperaturbeständige, säureunempfindliche und korrosionsgeschützte Materialien. Darüber hinaus haben wir für nahezu alle Einzelabläufe normgerechte Lösungen entwickelt, die sich in der chemischen und elektrochemischen Industrie bewährt haben: von der Ventilinsel mit integrierter Abschaltung bis zur hochsicheren 2oo3-Ansteuerung.

3. Geeignete Geräte

Aus der Festlegung des Sicherheitsintegritätslevels folgt auch, dass die Auslegung des SIL-Kreises in allen Einzelteilen dieses Level erreichen muss. Das bedeutet: Als Ingenieur benötigen Sie Geräte und Komponenten mit der erforderlichen SIL-Eignung. Dazu sind Nachweise erforderlich:

• Herstellererklärung: Bis SIL2 bewerten die Hersteller ihre Geräte selbst. Bei SIL1 nimmt eine unabhängige Person die technische Beurteilung vor, bei einer SIL2-Klassifikation ist es eine unabhängige Abteilung.
• Zertifikat: Ab SIL 3 muss jedes Gerät, das Sie im Sicherheitskreis einsetzen, von einer unabhängigen Institution nach IEC 61508 zertifiziert sein. Dies sind in Deutschland beispielsweise der TÜV oder Exida.

Sie finden sämtliche SIL-Zertifikate und Herstellererklärungen zu unseren Produkten durch die Eingabe von Produkttyp oder Teilenummer in der Suche oben und auf der Produkt-Detailseite unter "Downloads und Medien".

4. Wiederkehrende Prüfung

In regelmäßigen Zeitabständen ist eine Prüfung der Sicherheitsfunktionen Ihrer Anlage erforderlich. Das verlangen allein die gesetzlichen Vorschriften aus Betriebssicherheitsverordnung oder Unfallverhütungsvorschriften; unter Umständen greifen auch lokale rechtliche Vorgaben. Die SIL-Wiederholungsprüfung soll vor allem Personen-, Sach- und Umweltschäden verhindern, dient aber ebenso der Systemzuverlässigkeit, indem sie ungeplanten Stillständen vorbeugt sowie nicht zuletzt der Rechtssicherheit der Ingenieure: Im Schadensfall können diese Prüfungen nachweisen, dass die Störung nicht durch Geräte- oder Konstruktionsmängel verschuldet ist.

Die Prüffristen legt der Betreiber selbst fest. Die Gefährdungsbeurteilung erfolgt unter anderem auf Grundlage der Sicherheitskenngrößen der einzelnen SIL-Komponenten. Auf der Konstruktionsseite können daher beständige Lösungen, die sich zur Not ohne Betriebsunterbrechung austauschen lassen, deutlich von Vorteil sein. Gern geben wir Ihnen zu unseren Produkten zeitliche Empfehlungen.

Wer sollte das wissen?

Holen Sie ruhig die Meinungen Ihrer Spezialisten ein, bevor Sie sich für Festo entscheiden. Unsere Lösungsvorschläge und Anwendungsbeispiele geben Sie ganz einfach weiter: mit diesem Link.