Proses Endüstrisinde SIL

İşlevsel güvenlik, proses endüstrileri için oluşturduğunuz tüm sistemlerde merkezi bir rol oynar. Kimya endüstrisinde, insanların ve çevrenin korunması için özellikle yüksek gereksinimler vardır. Standartlaştırılmış bir güvenlik devresi tasarlamak hiçbir şekilde önemsiz değildir. Bu görev, dikkatli tasarım ilkeleri ve hesaplamalar için kullanılabilecek güvenilir SIL verileriyle en iyi şekilde gerçekleştirilir. Risk değerlendirmeniz için gerekli verileri size sağlamaktan ve ayrıca denenmiş ve test edilmiş bileşenlerimiz ve yedekli sistemlerimizle uygulamada size destek olmaktan mutluluk duyacağız.

Emniyet Bütünlük Seviyesi (SIL)

Bir sistemin acil bir durumda insanları ve çevreyi tehlikeye atmaması için sistematik olarak fonksiyonel güvenlik için tasarlamanız gerekir. Özellikle kimyasal proses endüstrisinde, SIL spesifikasyonları bu nedenle tesis kurulumu için önemli bir kriterdir.

SIL, Almanca'da Güvenlik Bütünlüğü Düzeyi anlamına gelir: Güvenlik gereksinimi düzeyi. SIL, bir sistemin işlevsel güvenliğini sınıflandırmak için kullanılan uluslararası ölçülen değişkendir. SIL1'den SIL4'e kadar, risk en yüksek olduğunda en sıkı önlemleri gerektiren dört seviye vardır. Somut olarak, bu şu anlama gelir: Bileşenlerin arıza olasılıklarından kesin bir risk değerlendirmesi belirlersiniz, için önlemler alırsınız , uygun cihazları seçin ve son olarak tekrarlayan testlerde SIL- Fonksiyonlarının güvenli olduğundan emin olun.

SIL güvenlik standartları

SIL sınıflandırması iki uluslararası standardı takip eder: IEC 61508 ve IEC 61511.

IEC 61508 ("Elektrikli / elektronik / programlanabilir elektronik sistemlerin işlevsel güvenliği") temel standarttır. İlgili güvenlik işlevlerini tasarlamak için risk değerlendirmesini ve önlemleri açıklar. Ayrıca güvenlik devresinin münferit bileşenleri için gereksinimleri de içerir. Bunlara basınç, sıcaklık ve seviye ölçerler gibi sensörler veya değerlendirme ve çıkış ünitesinin yanı sıra otomatik enstrümanlar dahildir.

IEC 61511 ("Fonksiyonel Güvenlik - Proses Endüstrisi için Güvenlik Sistemleri") özellikle proses otomasyonu için geçerlidir. Esas olarak, uygulamalarda kural , daha düşük talepler düşük gereksinimlere sahip uygulamalarla ilgilidir. IEC 61511'de, diğer şeylerin yanı sıra, örneğin operasyonel güvenilirlik açısından sensörler ve aktüatörler için seçim kriterlerini bulacaksınız.

Dört adımda SIL prosedürü

Çalışanları, veya çevreyi tehlikeye atabilecek bir sistemin kurucusu veya operatörü olarak, riski mümkün olduğunca düşük tutmalısınız. IEC standartları 61508 ve 61511 bunun için dört temel adımı belirtir:

1. Risk tanımı ve değerlendirmesi: Önce, sistemin tüm hizmet ömrü boyunca sensörden kontrol sistemine ve aktüatöre kadar tüm bileşenlerin ilgili arıza olasılıklarını belirlersiniz.

2. Önlemlerin tanımı ve uygulanması: Kalan riski en aza indirmek için uygun önlemleri tanımlar ve uygularsınız.

3. Uygun cihazların kullanımı: Sisteminizin başarılı bir SIL devre testinin ön koşulu, ilgili seviyeye uygun ve gerekirse sertifikalandırılmış bileşenler ve gruplardır .

4. tekrarlanan test: Operatör, tanımlanan aralıklarla güvenlik fonksiyonlarına doğru uyumu kontrol eder.

1. Risk tanımı ve değerlendirmesi

Sistemim nasıl bir potansiyel tehlike oluşturuyor? Kimya endüstrisindeki bir proses tesisinin her mühendisi kendine bu soruyu sormalıdır. IEC 61508 ve 61511'e göre dört tanımlı parametreyi bir karar ağacında birleştiren bir risk grafiği, bunları yanıtlamaya yardımcı olur:

1. hasar kapsamı (S): Öngörülebilir sonuçlar ne kadar ciddi?

2. kalma olasılığı (F): İnsanlar tehlike bölgesinde ne sıklıkta ve ne kadar süre kalıyor?

3. Tehlike önleme / kaçınma (P): Olayı önleyebilir veya sınırlayabilir miyim?

4. Gerçekleşme olasılığı (W): Ne sıklıkla bir olay beklemem gerekiyor?

Uygulamadaki deneyimler, güvenlikle ilgili risklerin genellikle ayrıntıda olduğunu ve genellikle yalnızca çalışma sırasında ortaya çıktığını göstermektedir. Sistematik bir analiz, planlama aşamasında bu tür zayıf noktaları belirleyebilir. Kılavuzlara uygun olarak risk değerlendirmesinde sizi destekliyoruz ve Festo'nun sizin durumunuzda fonksiyonel güvenlik için neler yapabileceğini gösteriyoruz - ister komple sistem çözümleri, iyi düşünülmüş otomasyon konseptleri veya bireysel bileşenler aracılığıyla. Bu aşamada bize danışabilirsiniz.

2. Önlemlerin tanımı ve uygulanması

Sisteminizin sistematik risk değerlendirmesi, hangi faktörlerin SIL gereksinimlerini yukarı doğru yönlendirdiğini de gösterir. Bunlardan bazıları, örneğin üretim yeri verilmiştir. Diğeri, döndürülebilen ayar vidalarıdır.

Önce başarısızlık olasılığına bakmak daha mantıklıdır. Her şeyden önce, hataya dayanıklı bileşenler ve yedekli sistemler aracılığıyla kullanılabilirliği ve güvenilirliği önemli ölçüde artırabilirsiniz. Prosese bağlı olarak, ayrı bileşenlerin çalışma sırasında kontrol edilip değiştirilebildiği çözümler yararlı olabilir.

Yapısal güvenlik önlemleri - örneğin basınç tahliye sistemleri aracılığıyla - her bir durumda özel üretime bağlıdır. Temel olarak, süreçlerin mümkün olduğunca risksiz olacak şekilde nasıl tasarlanabileceği düşünülür. Burada ayrıca havalandırma, taşma koruması (örneğin asit tanklarında) veya beton kaplama (patlama riski varsa) gibi yapısal önlemlerde yer almaktadır.

Ayrıca, sistemin uzun ve güvenilir bir şekilde istikrarlı bir şekilde çalışmasını garanti eden, çalışırken denenmiş ve test edilmiş cihazların ve bileşenlerin seçilmesi de tavsiye edilir. Bu aynı zamanda sıcaklığa dayanıklı, aside dayanıklı ve korozyona karşı korumalı malzemeleri de içerir. Ek olarak, kimya ve elektrokimya endüstrisinde kendini kanıtlamış hemen tüm bireysel süreçler için standartlara uygun çözümler geliştirdik: entegre kapatmalı valf adasından son derece güvenli 2oo3 kontrolüne kadar.

3. Uygun ekipman

Güvenlik bütünlüğü seviyesinin tanımından, SIL devresinin tasarımının tüm bireysel parçalarda bu seviyeye ulaşması gerektiği sonucu çıkar. Bunun anlamı şudur: Bir mühendis olarak, gerekli SIL uygunluğuna sahip cihazlara ve bileşenlere ihtiyacınız vardır. Bunun için kanıt gereklidir:

  • Üretici beyanı: SIL2'ye kadar üreticiler cihazlarını kendileri değerlendirir. SIL1 durumunda bağımsız bir kişi teknik değerlendirmeyi gerçekleştirir; SIL2 sınıflandırması durumunda bir departman bunu yapabilir.
  • Sertifika: SIL 3'ten itibaren güvenlik devresinde kullandığınız her cihazın IEC 61508'e göre bağımsız bir kuruluş tarafından sertifikalandırılması gerekir. Örneğin Almanya'da bunlar TÜV veya Exida'dır.

Ürünlerimize ait tüm SIL sertifikalarına ve üretici beyanlarına ürün tipini veya parça numarasını yukarıdaki aramada ve ürün detay sayfasında "İndirilenler ve medya" altında girerek bulabilirsiniz.

4. Periyodik muayene

Sisteminizin güvenlik fonksiyonları düzenli aralıklarla kontrol edilmelidir. Bu, yalnızca Endüstriyel Güvenlik Yönetmeliği veya kaza önleme yönetmeliklerindeki yasal hükümler tarafından istenmektedir; yerel yasal gereklilikler de geçerli olabilir. SIL tekrar testi öncelikle kişisel yaralanmaları, maddi hasarları ve çevreye verilen zararı önlemeyi amaçlar, ancak aynı zamanda plansız duruş sürelerini önleyerek sistem güvenilirliğini ve son olarak ama en az değil, mühendislerin yasal güvenliğini sağlamaya hizmet eder: Hasar durumunda , bu testler, arızanın cihazdan kaynaklanmadığını veya kurulum kusurlarından kaynaklandığını kanıtlayabilir.

Operatör test sürelerini kendisi belirler. Risk değerlendirmesi, diğer detayların yanı sıra münferit SIL bileşenlerinin güvenlik parametrelerine dayanır. Dizayn tarafında, gerektiğinde operasyonları kesintiye uğratmadan değiştirilebilen kalıcı çözümler büyük avantaj sağlayabilir. Ürünlerimiz hakkında önerilerimizle size zaman kazandırmaktan mutluluk duyarız.

SIL SSS: Sorular ve Cevaplar

SIL sertifikasındaki kısaltmalar ne anlama geliyor?

Ürün veri sayfaları, sertifikalar ve işlevsel güvenlik modeli hesaplamaları bir dizi önemli rakam ve terim kullanır. SIL hesaplaması için en önemlileri şunlardır:

  • λ (arıza oranı ), burada aşağıdaki atamalar geçerlidir: S güvenli arızaların toplam oranı için, SD güvenli, tespit edilebilir arızaların oranı için, SU emniyetli, tespit edilemeyen arızaların oranı için, D toplam hız için tehlikeli arızaların sayısı, Tehlikeli, tespit edilebilir arıza oranı için DD ve tehlikeli, tespit edilemeyen arıza oranı için DU.

  • Cihaz türleri: A, kullanılan tüm bileşenlerin arıza davranışının ve hata davranışının, örneğin operasyonel deneyim yoluyla yeterince belirlendiği bir cihazın kısaltmasıdır. Cihaz tipi B ise kullanılan en az bir bileşenin arıza davranışının ve arıza durumunda davranışın yeterince belirlenmediği anlamına gelir.

  • HFT (Donanım Arızası Toleransı): , hata ve sapma durumunda gerekli bir işlevi yürütmeye devam etme yeteneği. HFT0 ile tek bir hata güvenlik fonksiyonunun kaybolmasına neden olabilir (örneğin 1oo1 ara bağlantıları ile). HFT1 ile bir güvenlik kaybı, yalnızca aynı anda en az iki hata meydana geldiğinde meydana gelir (örneğin, 1oo2 bağlantılarda). HFT2 ile aynı anda en az üç hatanın oluşması gerekir (örneğin 1oo3 bağlantılarda).

  • Yüksek Talep: , güvenlik sisteminde yüksek talep oranı veya sürekli talepleri olan bir çalışma modu. Sürekli çalışır veya yılda bir defadan fazla talep edilir.

  • Düşük Talep: , güvenlik sistemi için düşük talep oranına sahip bir çalışma modu. Yılda bir defadan fazla ele alınmamalıdır.

  • MTBF (Arıza Arasındaki Ortalama Süre): , iki ardışık hata arasındaki ortalama süre.

  • PFD (Talep Üzerine Arıza Olasılığı): Düşük gereksinim oranı (<10 gereksinim / yıl) = düşük talep ile bir güvenlik fonksiyonunun başarısız olma olasılığı.

  • PFH (Saatte Arıza Olasılığı): sürekli kullanımda (> 10 istek / yıl) bir güvenlik fonksiyonunun arızalanma olasılığı = yüksek talep.

  • SFF (Güvenli Arıza Oranı): Güvenli hataların toplam hata sayısı içindeki oranı.

Güvenlik sistemi nelerden oluşur?


Kural olarak, bir SIL devresi üç bölümden oluşur:

  • Sensör teknolojisi (ör. basınç, sıcaklık ve seviye ölçerler)
  • Değerlendirme ve çıkış birimi (örn. güvenlik PLC'si)
  • bir solenoid valf, aktüatör ve bağlantı parçasından oluşan otomatik bağlantı.

PFD / PFH alt sistemler arasında nasıl dağıtılır?

Tek kanallı sistemlerde bir güvenlik fonksiyonunun alt sistemleri arasındaki arıza olasılıklarının dağılımı aşağıdaki gibidir - en büyük ağırlık, aktüatörlerin SD arıza oranına verilir.

SIL Güvenlik Bütünlük Seviyesi

SIL hesaplaması için değerler nerede?

SIL hesaplaması için ihtiyaç duyduğunuz tüm arıza olasılıkları, üretici beyanlarında veya sertifikalarında (mavi renkle vurgulanmıştır) bulunabilir. Buradan, SIL'e bağlı olarak genel arıza olasılığını (gri ile vurgulanan değerler) hesaplayabilirsiniz.

SIL hesaplaması

Sertifikalar ne zaman gereklidir?

Bir sistemin gerekli güvenlik seviyesi ne kadar yüksek olursa, standardın fonksiyonel güvenliği değerlendiren kuruluşun bağımsızlığına ilişkin talepleri de o kadar yüksek olur. IEC 61511'e göre SIL2'ye kadar olan üretici beyanları yeterlidir. SIL3' için, TÜV veya Exida gibi bağımsız bir kuruluştan sertifikası gereklidir.

Güvenlik Bütünlük Seviyesi - değerlendirme kuruluşu

SIL 1 - Bağımsız kişi

SIL 2 - Bağımsız Departman

SIL 3 - Bağımsız Organizasyon

SIL 4 - Bağımsız Organizasyon

SIL sertifikaları nerededir?

Festo ürünleri için SIL sertifikaları ve SIL üretici beyanları, ilgili ürün detay sayfasında "İndirilenler ve dökümanlar", "Sertifikalar" kategorisi altında bulunabilir.

Aktüatörleri yedekli olarak nasıl kontrol edebilirim?

SIL

Festo'nun sahip olduğu SIL yedeklilik çözümleri nelerdir?

SIL: yedek valf bloğu

Festo, her güvenlik gereksinimi için size doğru yedek kontrol çözümünü sağlar:

Yedekli NAMUR bloğu (1oo2, 2oo2): NAMUR bloğu, NAMUR arabirimi aracılığıyla yedekli olarak birbirine bağlanan bir NAMUR bağlantı şemasına sahip iki solenoid valfin bağlanmasını sağlar. Bloklar, arıza güvenliği işlevi (1oo2) veya artırılmış kullanılabilirlik (2oo2) ile mevcuttur. Adaptör parça aracılığıyla bloğu doğrudan çeyrek turlu aktüatörlere monte edebilirsiniz. İstenirse borulama ile ayrı bir kurulum da mümkündür.

Yedekli hat tipi valfler (1oo2, 2oo2)t Bu kompakt sistemlerle Festo, denenmiş ve test edilmiş VOFD valf teknolojisini kullanır. Valf yedekli olarak bağlanır ve otomatikleştirilmiş bağlantı parçaları için yedekli bir arıza güvenliği işlevi (1oo2) veya daha fazla kullanılabilirlik (2oo2) sağlar. Ematal kaplama size proses endüstrisinde yüksek güvenlik standartlarını karşılayan ve en zorlu çevre koşullarına dayanabilen bir valf gövde seçeneği sunar.

Kombine valf bloğu (2oo3): 2oo3 sistemi her iki teknolojiyi birleştirir ve böylece maksimum güvenlik ve kullanılabilirlik sağlar. Bu valf bloğu, sisteminize bağlanan hat içi bir varyanttır. Standart valfler, VDI / VDE 3845'e göre NAMUR arayüze sahiptir ve blok ile monte edilir. Bu şu anlama gelir: Blok bir kez kurulur, Servis Ömrü / Güvenlik Yaşam Döngüsü Planına uygun olarak arayüz üzerinden sadece valfler değiştirilir. Ayrıca bu sistem ile dört valfin fonksiyonlarını devre dışı bırakarak işletme sırasında bakım işlemlerini gerçekleştirebilirsiniz. Doğrudan blok üzerine monte edilen basınç göstergeleri, valfte basınç olup olmadığını bir bakışta size güvenilir bir şekilde gösterir.

Kim bilmeli?

Festo ürünlerini kullanmaya karar vermeden önce uzmanlarınızın görüşlerini almaktan çekinmeyin. Bu bağlantısı ile önerilen çözümlerimizi ve uygulama örneklerimizi kolayca iletebilirsiniz.