Säkerhetsinstrumenterat system

Ett säkerhetsinstrumenterat system ( SIS ) är en konstruerad uppsättning hårdvaru- och mjukvarukontroller som tillhandahåller ett skyddsskikt som stänger av ett kemiskt, nukleärt, elektriskt eller mekaniskt system, eller en del av det, om ett farligt tillstånd upptäcks.

Kravspecifikation

Ett SIS utför en Safety Instrumented Function (SIF). SIS tillskrivs ett visst mått av tillförlitlighet i säkerhetsintegritetsnivån (SIL). Den erforderliga SIL bestäms från en kvantitativ processfaroanalys (PHA), såsom en Layers Of Protection Analysis ( LOPA ). SIL-kraven verifieras under design, konstruktion, installation och drift av SIS. Den nödvändiga funktionen kan verifieras genom designgranskningar, fabriksacceptanstestning, platsacceptanstestning och regelbundna funktionstestning.

Identifiering av fara

En formell process för riskidentifiering utförs av projektgruppens ingenjörer och andra experter vid slutförandet av den tekniska designfasen av varje del av processen, känd som en enhet för drift. Detta team utför en systematisk, rigorös, procedurgranskning av varje punkt av möjlig fara, eller "nod", i den färdiga tekniska designen. Denna granskning och dess resulterande dokumentation kallas en HAZOP-studie. En HAZOP-studie avslöjar vanligtvis farliga scenarier som kräver ytterligare riskreducerande åtgärder som ska uppnås av SIF:er. Via en Layer of Protection Analysis (LOPA) eller någon annan godkänd metod, definieras integritetsnivåer (IL) för SIF:erna i deras respektive scenarier. Integritetsnivåerna kan kategoriseras som säkerhetsintegritetsnivå (SIL) eller miljöintegritetsnivå (EIL). Baserat på HAZOP-studierekommendationer och IL-betyget för SIF:erna; konstruktionen (inklusive BPCS- och SIF-designerna) för varje enhetsoperation slutförs.

Design

Ett SIS är avsett att utföra specifika kontrollfunktioner för att förhindra osäkra processoperationer när oacceptabla eller farliga förhållanden uppstår.

Säkerhetsinstrumenterade system måste vara oberoende av alla andra styrsystem som styr samma utrustning för att säkerställa att SIS-funktionaliteten inte äventyras. SIS är sammansatt av samma typer av styrelement (inklusive sensorer , logiklösare, ställdon och annan styrutrustning) som ett Basic Process Control System (BPCS). Alla kontrollelement i ett SIS är dock dedikerade enbart till att SIS ska fungera korrekt.

Det väsentliga kännetecknet för ett SIS är att det är sammansatt av instrument som upptäcker att processvariabler överskrider förinställda gränser, en logisk lösare som bearbetar denna information och fattar beslut och slutliga kontrollelement som vidtar nödvändiga åtgärder på processen för att uppnå ett säkert tillstånd . Ett exempel är en temperatursensor som avger en signal till en styrenhet som jämför den avkända processtemperaturen med önskat temperaturbörvärde och skickar en signal till ett nödtill-av-ventilställdon som stoppar flödet av värmevätska till processen om processtemperaturen överskrids med en osäker marginal.

De specifika kontrollfunktionerna som utförs av ett SIS kallas Safety Instrumented Functions (SIF). De implementeras som en del av en övergripande riskreduceringsstrategi som är avsedd att minimera sannolikheten för en tidigare identifierad olycka som kan sträcka sig från mindre utrustningsskador upp till okontrollerat katastrofalt utsläpp av energi eller material.

Det säkra tillståndet måste uppnås på tillräckligt kort tid (dvs. "processsäkerhetstid") för att förhindra olyckan.

Utrustning

Korrekt drift av ett SIS kräver en rad utrustning för att fungera korrekt. Den måste ha sensorer som kan upptäcka onormala driftsförhållanden, såsom högt flöde, låg nivå eller felaktig ventilpositionering. En logisk lösare krävs för att ta emot sensorns ingångssignal(er), fatta lämpliga beslut baserat på typen av signal(er) och ändra dess utsignaler enligt användardefinierad logik. programmerbar elektronisk utrustning, såsom reläer , utlösningsförstärkare eller programmerbara logiska styrenheter . Därefter resulterar ändringen av den eller de logiska lösarens utsignaler i att de slutliga elementen vidtar åtgärder på processen (t.ex. stänger en ventil) för att föra den till ett säkert tillstånd. Stödsystem, såsom kraft, instrumentluft och kommunikation, krävs i allmänhet för SIS-drift. Stödsystemen bör utformas för att tillhandahålla den integritet och tillförlitlighet som krävs .

Internationella standarder

Internationell standard IEC 61511 publicerades 2003 för att ge vägledning till slutanvändare om tillämpningen av säkerhetsinstrumenterade system i processindustrin. Denna standard är baserad på IEC 61508 , en generisk standard för funktionell säkerhet inklusive aspekter på design, konstruktion och drift av elektriska/elektroniska/programmerbara elektroniska system. Andra industrisektorer kan också ha standarder som är baserade på IEC 61508, såsom IEC 62061 (maskinsystem), IEC 62425 (för järnvägssignalsystem), IEC 61513 (för kärnkraftssystem) och ISO 26262 (för vägfordon). SIL-valideringsrapporter.

Relaterade begrepp

Andra termer som ofta används i samband med och/eller för att beskriva säkerhetsinstrumenterade system inkluderar:

Kritiskt kontrollsystem
Säkerhetsavstängningssystem
Skyddande instrumenterat system
Utrustningsskyddssystem
Nödavstängningssystem
Säkerhetskritiskt system
Interlock (teknik)
Förregling (järnvägssignalering)
Linda runt skydd
Nödavstängningssystem
Processavstängningssystem

Se även

externa länkar