Что такое функциональная безопасность?
Функциональная безопасность является одной из самых важных частей промышленной автоматизации. Это связано с выявлением опасностей для безопасности и снижением рисков для обеспечения безопасности на заводе. Это включает в себя анализ рисков, внедрение мер безопасности и проектирование систем, которые автоматически останавливают опасные процессы при необходимости. Это помогает свести риски для персонала, оборудования и окружающей среды к минимуму, обеспечивая бесперебойную и безопасную работу завода.
На практике функциональная безопасность предполагает системный подход к безопасности, начиная с анализа рисков. После выявления опасностей следующим шагом является оценка их серьезности и, наконец, определение необходимых мер безопасности. Эти меры включают создание систем, способных обнаруживать и решать проблемы безопасности до того, как они приведут к авариям.
Инструментальная система безопасности (SIS)
Система безопасности с инструментированием является важным компонентом в промышленной автоматизации для обеспечения безопасности в операциях. Она предоставляет дополнительный уровень защиты для систем управления в средах, которые считаются высокорисковыми. В обычной системе управления, где есть два датчика, введение третьего датчика в качестве главного контроллера может переопределить первые два в случае обнаружения ситуации сбоя.
SIS обычно включает в себя внедрение ПЛК, датчиков и исполнительных механизмов, ориентированных на безопасность, для защиты процессов. Эти системы автоматически останавливают процесс в случае обнаружения каких-либо небезопасных условий, чтобы предотвратить несчастный случай и обеспечить эксплуатационную безопасность.
Уровень полноты безопасности (SIL)
Уровень полноты безопасности, или SIL, является одним из важных показателей, обозначающих надежность и устойчивость систем безопасности в промышленных условиях. Уровни SIL варьируются от 1 до 5, причем возрастающие числа указывают на повышенный уровень безопасности, который необходимо реализовать. SIL-1 определяет основные требования к безопасности; SIL-5 представляет собой самый высокий уровень безопасности, к которому обычно прибегают в очень немногих критически важных отраслях, связанных с нефтью и газом, где в случае отказа высок фактор катастрофы.
Это оказывает непосредственное влияние на проектирование резервируемых систем безопасности; чем выше уровень SIL, тем больше контуров и резервных приборов требуется, а также повышается качество компонентов для минимизации любого риска безопасности.
Оценка рисков в области функциональной безопасности
Оценка риска – это процесс анализа потенциальных рисков, связанных с эксплуатацией станции, и определение условий отказа, которые могут возникнуть. Он предполагает количественную оценку вероятности этих сбоев и понимание их возможных последствий. После их выявления можно разработать и внедрить необходимые меры безопасности для смягчения этих рисков.
Основной целью оценки риска является рассмотрение баланса между риском и мерами безопасности, необходимыми для его контроля. Более высокие потенциальные риски означают, что стандарты безопасности должны быть более строгими, например, с более широким использованием отказоустойчивых устройств.
МЭК 61508: Международный стандарт безопасности.
IEC 61508 — это международный стандарт, установленный для функциональной безопасности в промышленной автоматизации. Он дает основу, которая помогает проектировать системы, безопасно работающие в опасных средах, путем решения операций, связанных с безопасностью, обнаружения опасностей и устранения их до того, как они причинят вред. Этот стандарт предоставляет инженерам комплексные рекомендации по проектированию отказоустойчивых систем, отвечающих отраслевым требованиям.
Следуя стандарту IEC 61508, инженеры по автоматизации могут гарантировать, что их системы безопасности соответствуют мировым стандартам, снижая риски и повышая безопасность промышленных операций.
Функции безопасности в промышленной автоматизации
Функции безопасности являются неотъемлемой частью системы безопасности и включают в себя такие процессы, как использование приводов безопасности, удаленных входов/выходов безопасности и сетей безопасности. Эти функции можно настроить в соответствии с конкретными потребностями в зависимости от характера операции.
Некоторые из популярных функций безопасности включают STO-Safe Torque Off, SS1-Safe Stop-1 и SOS-Safe Operation Stop, которые позволяют безопасно управлять оборудованием; в то время как специальные устройства безопасности, включающие защитные коврики, переключатели, а также устройства переключения питания, дополняют движение, обеспечивая правильное реагирование в опасных ситуациях.
Структура цепи безопасности
Хорошо спроектированная структура цепи безопасности незаменима для обеспечения избыточности и надежности в промышленной автоматизации. В отличие от стандартных цепей, цепи безопасности могут иметь два датчика, подключенных параллельно к одному входу PLC, или распределенную конфигурацию датчиков по нескольким входам PLC.
Архитектуры, подобные «1oo2», где один датчик может инициировать защитное отключение, создают избыточность. Идея заключается в том, что даже если один вышедший из строя датчик не может обнаружить опасное событие, система все равно должна безопасно остановить процесс из-за присутствия своего резервного аналога.
Диагностический охват и безопасность
Диагностическое покрытие — это процесс мониторинга и анализа системных сигналов с целью обнаружения неисправностей или сбоев до того, как они станут критическими. Хороший диагностический охват означает разработку систем, которые обеспечивают точную и действенную диагностику с помощью экранов SCADA, условий сигнализации или определенных состояний контроллера.
Хороший диагностический охват гарантирует, что операторы оперативно распознают любые проблемы и дадут эффективные ответные меры для предотвращения инцидентов. Ограничивая лишние сигналы и концентрируя ресурсы на важных, это повышает общую безопасность системы.
