Funktionell säkerhet
Termen funktionell säkerhet definieras som ’En del av den övergripande säkerheten som rör utrustningen under kontroll (EUC) och EUC-kontrollsystemet som är beroende av korrekt funktion hos (elektriska/elektroniska/programmerbara elektroniska) säkerhetssystem och andra åtgärder för riskreducering (IEC61508:4 2010)’.
Med andra ord fokuserar funktionell säkerhet på förmågan hos en given säkerhetsfunktion att erbjuda nödvändigt skydd när det krävs.
En förenklad säkerhetsfunktion är ett system bestående av en detektor (detektionsenhet), en logiklösare (kontroller) och en enhet som utför den begärda åtgärden, som visas nedan:
Till exempel kan en flammedetektor som läses av en kontroller stoppa bränsletillförseln till brännaren när flammedetektorn inte kan detektera en låga, eller en dator som läser en signal från en nivåvippa för att stoppa påfyllningen till tanken när nivån är för hög, och mer.
En säkerhetsfunktion måste vara effektiv, tillgänglig, oberoende och pålitlig enligt den säkerhetsintegritetsnivå (SIL) som tilldelats den.
Bild18SIL (Safety Integrity Level)
SIL är ett heltal från 1 till 4 som används som ett kommunikationsmedel för att integrera säkerhetskraven för en given process, å ena sidan, och tillförlitligheten och effektiviteten hos den motsvarande säkerhetsfunktionen, å andra sidan.
Följaktligen anges SIL i enheter av sannolikhet för fel eller felhastigheter (fel per timme).
Även om SIL-standarderna IEC61508 och IEC61511 fokuserar på elektriska/elektroniska/programmerbara elektroniska system, i praktiken, och eftersom säkerhetsfunktioner ofta är en kombination av instrumentella och mekaniska delar, implementeras SIL-ansatsen på nästan alla typer av säkerhetsfunktioner inom processindustrin.
Ett bra exempel är implementeringen av SIL-standarden på en avstängningsventil. En avstängningsventil är en mekanisk apparat som kan eller inte kan inkludera elektriska delar (strömbrytare, solenoider och mer). Ändå, eftersom den potentiellt kan vara en del av en säkerhetsfunktion som inkluderar elektriska/elektroniska/programmerbara elektroniska delar, hanteras den enligt omfattningen av SIL-standarden.
Hämtat från SIL-standarden IEC 61508 är SIL-definitionen följande:
SIL-FASER
SIL-ansatsen implementeras i tre distinkta punkter eller faser. Detta kan illustreras med följande diagram:
För det första utvärderas processens risker, och som ett resultat tilldelas det faktiska värdet av SIL till en eller flera säkerhetsfunktioner som bör hantera / mildra / kontrollera den givna risken.
För det andra måste säkerhetsfunktionen utformas på ett sådant sätt att den uppfyller den begärda SIL. Detta är en knepig del, eftersom SIL-standarden kräver, förutom att begränsa felhastigheten hos varje enskild komponent i den, att säkerhetsfunktionen som helhet uppfyller andra krav, såsom HFT (hårdvarufelstolerans), systematiska kapaciteter, diagnostisk täckning och mer.
För det tredje kontrolleras felhastigheterna för varje komponent i säkerhetsfunktionen för att verifiera att det integrerade SIL-värdet verkligen är tillräckligt. Denna del kallas ’SIL-fastställande’ eller ’SIL-anspråk’, eftersom tillverkarna av säkerhetsinstrument har antagit SIL-språket och istället för att ange felhastigheterna, anger de den högsta SIL som kan uppnås med instrument/utrustning de säljer (utan redundans).
SIL-tilldelning
Ett mycket vanligt sätt att utföra SIL-tilldelning är genom en studie av faror och driftsstörningar (HAZOP), men andra metoder är också giltiga och tillämpliga. Följande exempel visar hur en riskmatris anpassad för SIL-tilldelning enkelt kan användas under en HAZOP.
Riskmatrisen (överst till höger) är en 5×5-matris med frekvenser av förekomst som sträcker sig från mindre än ett år (F4) till mer än 10 000 år (F0) och allvarlighetsgrad som sträcker sig från försumbar (S0) till katastrofal (S4). Risken, som är produkten/överskärningen av allvarlighetsgrad och frekvens, sträcker sig från TR (tolerabel risk) till 5 (extremt hög risk) och kan tolkas som log10 av riskreduktionsfaktorn RRF eller helt enkelt som SIL-tilldelning.
SIL-anspråk
Följande tabell visar ett SIL-anspråk för HABONIMs aktuatorer (Hämtad från rapporten 2268-2-R6 HABONIMs aktuatorers SIL-fastställande, Hazmat LTD, juni 2021).
SIL-anspråk för ventilmontage
Ett något annorlunda exempel är SIL-anspråket för ett ventilmontage bestående av en ventil, aktuator och en monteringsenhet som håller dem tätt tillsammans.
I detta fall finns en mycket viktig skillnad mellan fjäderåtergångsaktuatorer (S/R) och dubbelverkande aktuatorer (D/A). Till skillnad från de senare möjliggör S/R-aktuatorer att välja en riktning som ska vara en fail-safe-riktning. Med andra ord anses en felaktighet som får systemet att gå till ett fail-safe-läge som en säker tillstånd. Detta visas i tabellen nedan (hämtad från rapporten 2444-2-R1 HABONIMs ventilmontage SIL-fastställande rapport, Hazmat LTD, juni 2021).
Denna effekt återspeglas av lägre farliga-osedda felhastigheter för varje S/R-kombination som har ett säkerhetstillstånd.
Ändå ger alla felhastigheter som anges i tabellen ovan i princip samma SIL 2-värde.
Sammanfattning
SIL är ett vanligt sätt att kommunicera nivån av säkerhetsintegritet som begärs av användaren, process-/kontrollingenjören och tillverkaren av säkerhetsutrustning. Detta universella språk möjliggör för oss att snabbt komponera och bygga effektiva och pålitliga säkerhetsfunktioner och att ta steg framåt mot en säkrare process.
Habonims produkter är SIL-certifierade.
Automated Valves
Valves – Industrial
Valves – Cryogenic
Valves – High Temperature / Metal Seated
Actuators
Mounting Kits
