SIL ระดับความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัย ในอุตสาหกรรม คืออะไร

ความสําคัญระดับโลกของ SIL ระดับความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัย ได้เติบโตขึ้นอย่างมากในอุตสาหกรรมกระบวนการในช่วงหลายปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามสําหรับผู้ใช้ปลายทางผู้รวมระบบและผู้จําหน่ายผลิตภัณฑ์ SIL ยังคงเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างคลุมเครือซึ่งมักจะตีความผิดและนําไปใช้อย่างไม่ถูกต้อง เพื่อให้เข้าใจ SIL และความหมายของ SIL อย่างถ่องแท้สิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจแนวคิดที่ครอบคลุมที่เรียกว่าความปลอดภัยในการทํางานและวิธีการนําไปใช้กับ Safety Instrumented Systems (SIS) ภายในอุตสาหกรรมกระบวนการ

SIL ระดับความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัย ความปลอดภัยในการทํางานตามที่กําหนดโดยมาตรฐาน IEC 61508 คือความปลอดภัยที่ระบบควบคุมมอบให้กับกระบวนการหรือโรงงานโดยรวม แนวคิดของ Functional Safety ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นเพื่อเพิ่มความมั่นใจในระบบความปลอดภัย อุบัติเหตุที่สําคัญทั่วโลกรวมถึงการใช้ระบบไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์หรือโปรแกรมอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้นเพื่อทําหน้าที่ด้านความปลอดภัยได้สร้างความตระหนักและความปรารถนาที่จะออกแบบระบบความปลอดภัยในลักษณะที่จะป้องกันความล้มเหลวที่เป็นอันตรายหรือเพื่อควบคุมพวกเขาเมื่อเกิดขึ้น ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเริ่มกล่าวถึงความปลอดภัยในการทํางานและกําหนดแนวทางในการลดความเสี่ยงในสภาพแวดล้อมของโรงงานกระบวนการผ่านการพัฒนามาตรฐาน IEC 61508, IEC 61511 และ ANSI / ISA 84 มาตรฐานความปลอดภัยก่อนหน้านี้โดยทั่วไปมีการกําหนดในลักษณะไม่ใช่ตามประสิทธิภาพ การเน้นการลดความเสี่ยงเชิงปริมาณการพิจารณาวงจรชีวิตและการปฏิบัติทั่วไปทําให้มาตรฐานเหล่านี้แตกต่างจากรุ่นก่อน ความปลอดภัยในการทํางานเป็นคําที่ใช้อธิบายระบบความปลอดภัยที่ขึ้นอยู่กับการทํางานที่ถูกต้องของตัวแก้ตรรกะเซ็นเซอร์และองค์ประกอบสุดท้ายเพื่อให้ได้ระดับการลดความเสี่ยงที่ต้องการ ความปลอดภัยในการทํางานจะเกิดขึ้นได้เมื่อทุกฟังก์ชั่นความปลอดภัยประสบความสําเร็จและความเสี่ยงของกระบวนการจะลดลงสู่ระดับที่ต้องการ

เป็นความเข้าใจผิดที่พบบ่อยมากว่าผลิตภัณฑ์หรือส่วนประกอบแต่ละชิ้นมีการจัดอันดับ SIL แต่ผลิตภัณฑ์และส่วนประกอบเหมาะสําหรับใช้ในสภาพแวดล้อม SIL ที่กําหนด แต่ไม่ได้รับการจัดอันดับ SIL เป็นรายบุคคล ระดับ SIL ใช้กับฟังก์ชั่นความปลอดภัยและระบบความปลอดภัย (SIFs และ SISs) ตัวแก้ลอจิกเซ็นเซอร์และองค์ประกอบสุดท้ายเหมาะสําหรับใช้ในสภาพแวดล้อม SIL เฉพาะเท่านั้นและมีเพียงผู้ใช้ปลายทางเท่านั้นที่สามารถมั่นใจได้ว่าระบบความปลอดภัยถูกนําไปใช้อย่างถูกต้อง ต้องใช้อุปกรณ์หรือระบบตามที่ตั้งใจไว้เพื่อให้ได้ระดับการลดความเสี่ยงที่ต้องการได้สําเร็จ เพียงแค่ซื้อส่วนประกอบที่เหมาะสม SIL 2 หรือ SIL 3 ก็ไม่ได้ทําให้ระบบ SIL 2 หรือ SIL 3 มั่นใจได้

การบริหารความเสี่ยงและการเลือกระดับ SIS หรือ SIL การระบุระดับ

ความเสี่ยงที่ยอมรับได้เป็นเรื่องส่วนตัวและเฉพาะไซต์ เจ้าของ / ผู้ประกอบการจะต้องกําหนดระดับความเสี่ยงที่ยอมรับได้ต่อบุคลากรและสินทรัพย์ทุนตามปรัชญาของ บริษัท ข้อกําหนดการประกันภัยงบประมาณและปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมาย ระดับความเสี่ยงที่เจ้าของรายหนึ่งกําหนดว่าสามารถยอมรับได้อาจเป็นที่ยอมรับของเจ้าของรายอื่น

เมื่อพิจารณาว่าจําเป็นต้องใช้ระบบ SIL 1, SIL 2 หรือ SIL 3 หรือไม่ขั้นตอนแรกคือการวิเคราะห์อันตรายของกระบวนการเพื่อกําหนดความต้องการด้านความปลอดภัยในการทํางานและระบุระดับความเสี่ยงที่ยอมรับได้ หลังจากพิจารณาถึงการลดความเสี่ยงและการบรรเทาผลกระทบทั้งหมดจากระบบควบคุมกระบวนการพื้นฐาน (BPCS) และการป้องกันชั้นอื่น ๆ ผู้ใช้จะต้องเปรียบเทียบความเสี่ยงที่เหลือกับการยอมรับความเสี่ยง หากยังคงมีความเสี่ยงสูงที่ยอมรับไม่ได้จะมีการกําหนดปัจจัยลดความเสี่ยง (RRF) และคํานวณข้อกําหนด SIS / SIL RRF เป็นค่าผกผันของความน่าจะเป็นของความล้มเหลวตามความต้องการสําหรับ SIF / SIS (ดูตารางด้านล่าง)

การเลือกระดับ SIL ที่เหมาะสมจะต้องทําอย่างระมัดระวัง ค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นอย่างมากเพื่อให้ได้ระดับ SIS / SIL ที่สูงขึ้น โดยทั่วไปในอุตสาหกรรมกระบวนการ บริษัท ต่างๆยอมรับการออกแบบ SIS สูงถึง SIL 2 หากการวิเคราะห์อันตรายของกระบวนการระบุข้อกําหนดสําหรับ SIL 3 SIS เจ้าของมักจะต้องการให้ บริษัท วิศวกรรมออกแบบกระบวนการใหม่เพื่อลดความเสี่ยงในกระบวนการภายใน

ตัวอย่างง่ายๆจะช่วยอธิบายแนวคิดของ SIS, SIF และ SIL พิจารณาการติดตั้งภาชนะรับความดันที่มีของเหลวไวไฟ มันได้รับการบํารุงรักษาที่ความดันการดําเนินงานการออกแบบโดย BPS หากระบบควบคุมกระบวนการล้มเหลวเรือจะต้องอยู่ภายใต้สภาวะแรงดันเกินซึ่งอาจส่งผลให้เรือล้มเหลวปล่อยเนื้อหาที่ติดไฟได้และแม้แต่ไฟไหม้หรือระเบิด หากความเสี่ยงในสถานการณ์นี้ถือว่าไม่สามารถยอมรับได้โดยเจ้าของสถานที่ SIS จะถูกนํามาใช้เพื่อลดความเสี่ยงนี้ให้อยู่ในระดับความเสี่ยงที่ยอมรับได้

ระบบ SIS จะเป็นอิสระจาก BPCS และจะทําหน้าที่ป้องกันหรือบรรเทาสภาพอันตรายที่เกิดจากแรงดันเกินของภาชนะรับความดัน SIS จะมี SIF ซึ่งอาจรวมถึงเครื่องส่งสัญญาณความดันซึ่งสามารถตรวจจับได้เมื่อถึงระดับความดันที่ทนไม่ได้ตัวแก้ตรรกะเพื่อควบคุมตรรกะของระบบและโซลินอยด์วาล์วซึ่งอาจระบายเนื้อหาของเรือไปยังตําแหน่งที่ปลอดภัย (สแต็คเปลวไฟสภาพแวดล้อมถังเก็บ ฯลฯ ) จึงทําให้ภาชนะรับความดันอยู่ในสถานะที่ปลอดภัย

หากปัจจัยลดความเสี่ยงที่จําเป็นจากการวิเคราะห์อันตรายของกระบวนการเป็นปัจจัย 100 จะมีการระบุประสิทธิภาพ SIF ระดับ SIL 2 การคํานวณส่วนประกอบของลูป SIF ทั้งหมดจะทําเพื่อตรวจสอบว่า PFD ของฟังก์ชันความปลอดภัยคือ 10^-2 ซึ่งหมายความว่า SIF เป็น SIL 2 หรือลดความเสี่ยงของอันตรายด้วยปัจจัย 100 SIF หนึ่งนี้อาจประกอบเป็น SIS ทั้งหมดหรือ SIS อาจประกอบด้วย SIF หลายตัวที่นําไปใช้สําหรับความเสี่ยงในกระบวนการที่ยอมรับไม่ได้อื่น ๆ ในโรงงาน