Che cosa si intende per sicurezza funzionale?
La sicurezza funzionale è una delle parti più importanti dell'automazione industriale. Si tratta di individuare i pericoli per la sicurezza e mitigare i rischi per garantire la sicurezza in un impianto. Include l'analisi dei rischi, l'implementazione della sicurezza e la progettazione di sistemi che spengono automaticamente i processi pericolosi se necessario. Questo aiuta a ridurre i rischi per il personale, le attrezzature e l'ambiente al minimo, garantendo operazioni fluide e sicure dell'impianto.
In pratica, la sicurezza funzionale implica un approccio sistematico alla sicurezza, a partire da un’analisi dei rischi. Una volta identificati i pericoli, il passo successivo è valutarne la gravità e, infine, determinare le misure di sicurezza necessarie. Queste misure includono la creazione di sistemi in grado di rilevare e risolvere problemi di sicurezza prima che causino incidenti.
Sistema strumentato di sicurezza (SIS)
Un Sistema Strumentato di Sicurezza è un componente importante nell'automazione industriale per la garanzia della sicurezza nelle operazioni. Fornisce uno strato aggiuntivo di protezione ai sistemi di controllo in ambienti considerati ad alto rischio. In un sistema di controllo normale dove ci sono due sensori, l'introduzione di un terzo sensore come controllore principale può sovrascrivere i primi due nel caso in cui rilevi una situazione di guasto.
Il SIS solitamente prevede l'implementazione di PLC, sensori e attuatori specifici per la sicurezza per proteggere i processi. Questi sistemi interromperanno automaticamente un processo nel caso in cui venga rilevata una condizione non sicura per prevenire un incidente e mantenere la sicurezza operativa.
Livello di integrità della sicurezza (SIL)
Il livello di integrità della sicurezza, o SIL, è una misura importante per denotare l'affidabilità e la robustezza dei sistemi di sicurezza in un ambiente industriale. I livelli SIL vanno da 1 a 5, con numeri crescenti che mostrano maggiori quantità di sicurezza che devono essere implementate. SIL-1 definisce i bisogni fondamentali di sicurezza; SIL-5 rappresenta il più alto livello di sicurezza, generalmente utilizzato in pochissime industrie critiche legate al petrolio e al gas, dove il fattore di catastrofe è elevato in caso di guasto.
Ha un impatto diretto sulla progettazione dei sistemi di sicurezza in ridondanza; quanto più alto è il SIL, tanto maggiore è il numero di loop e strumenti di backup necessari, oltre a una migliore qualità dei componenti per ridurre al minimo qualsiasi rischio per la sicurezza.
Valutazione del rischio nella sicurezza funzionale
La valutazione del rischio è il processo di analisi dei potenziali rischi connessi al funzionamento degli impianti e di determinazione delle condizioni di guasto che possono verificarsi. Implica la quantificazione della probabilità di questi guasti e la comprensione delle loro possibili conseguenze. Una volta identificate, è possibile progettare e implementare le misure di sicurezza necessarie per mitigare questi rischi.
Lo scopo essenziale della valutazione del rischio è considerare l’equilibrio tra il rischio e le misure di sicurezza coinvolte nel suo controllo. Rischi potenziali più elevati significano che gli standard di sicurezza dovrebbero essere più rigorosi, con un maggiore utilizzo di dispositivi di sicurezza, ad esempio.
IEC 61508: standard internazionale di sicurezza
IEC 61508 è lo standard internazionale stabilito per la sicurezza funzionale nell'automazione industriale. Fornisce un quadro che aiuta a progettare sistemi che operano in ambienti pericolosi in modo sicuro affrontando le operazioni legate alla sicurezza, rilevando i pericoli ed eliminandoli prima che causino danni. Questo standard fornisce linee guida complete per gli ingegneri per progettare sistemi a prova di guasto che soddisfino i requisiti del settore.
Seguendo la norma IEC 61508, gli ingegneri dell'automazione possono garantire che i loro sistemi di sicurezza siano conformi agli standard globali, riducendo i rischi e migliorando la sicurezza nelle operazioni industriali.
Funzioni di sicurezza nell'automazione industriale
Le funzioni di sicurezza sono parti integranti di un sistema di sicurezza e includono processi come l'uso di azionamenti di sicurezza, I/O remoti di sicurezza e reti di sicurezza. Queste funzioni possono essere personalizzate per soddisfare esigenze specifiche, a seconda della natura dell'operazione.
Alcune delle funzioni di sicurezza più diffuse includono STO- Safe Torque Off, SS1-Safe Stop -1 e SOS- Safe Operating Stop, che consente il controllo sicuro dei macchinari; mentre dispositivi di sicurezza speciali che comprendono tappetini di sicurezza, interruttori e dispositivi di commutazione di potenza integrano il movimento per garantire che la risposta corretta in situazioni pericolose sia adeguatamente gestita.
Struttura del circuito di sicurezza
Una struttura di circuito di sicurezza ben progettata è indispensabile per garantire ridondanza e affidabilità nei sistemi di automazione industriale. A differenza dei circuiti standard, i circuiti di sicurezza possono avere due sensori collegati in parallelo per un singolo ingresso PLC o una configurazione di sensori distribuiti su più ingressi PLC.
Architetture come "1oo2", in cui un singolo sensore è in grado di attivare un arresto di sicurezza, introducono ridondanza. Il concetto alla base è che anche se un sensore guasto non riesce a rilevare un evento pericoloso, il sistema deve comunque arrestare in sicurezza il processo a causa della presenza della sua controparte ridondante.
Copertura diagnostica e sicurezza
La copertura diagnostica è il processo di monitoraggio e analisi dei segnali del sistema al fine di individuare guasti o guasti prima che diventino critici. Una buona copertura diagnostica significa progettare sistemi che forniscano una diagnostica accurata e fruibile attraverso schermate SCADA, condizioni di allarme o stati specifici del controller.
Una buona copertura diagnostica garantisce che gli operatori riconoscano tempestivamente eventuali problemi e diano una risposta efficace per prevenire incidenti. Limitando i segnali superflui e concentrando le risorse su quelli rilevanti, migliora la sicurezza complessiva del sistema.
