Bezpieczeństwo funkcjonalne

Szacowanie i ograniczanie ryzyka awarii instalacji technologicznej

Instalacje technologiczne, maszyny, urządzenia i osprzęt pomiarowo-wykonawczy, w przypadku awarii lub uszkodzeń, mogą tworzyć zagrożenie dla zdrowia i życia pracowników oraz dla czystości środowiska, jak również narażać właściciela na straty spowodowane zniszczeniem środków produkcji a nawet z jej zatrzymaniem.

 

Właściciele i użytkownicy instalacji przemysłowych oraz ich projekanci poświęcają coraz więcej uwagi ocenie ryzyka powstania awarii. Przeprowadzają w tym celu matematyczno-statystyczną analizę źródeł zagrożeń, które tworzą sprzyjające warunki zatrzymania ruchu na obiekcie automatyki. W zależności od wyników oceny, przedstawiane są wytyczne do ograniczenia ryzyka awarii z uwzględnieniem punktów krytycznych instalacji oraz zalecenia do tworzenia układów redundantnych, zwanych również obwodami z głosowaniem lub obwodami logiki. Zwykle opracowywane są również procedury dla służb utrzymania ruchu w przypadku zajścia zdarzenia, mogącego prowadzić do powstania awarii.

 

 

Za realizację funkcji bezpieczeństwa odpowiada układ zabezpieczenia, którym może być np. obwód krytycznego odcięcia dla powstrzymania eskalacji negatywnych skutków utraty kontroli nad procesem technologicznym. Jego komponenty, którymi są przyrząd pomiarowy, elektroniczny element sterujący i urządzenie wykonawcze, powinny spełniać wymagania opisane w dokumentacji IEC61508 (EN-PN 61508, VDE 0803), stanowiącej aakceptowany powszechnie standard przedstawiony przez Międzynarodowy Komitet Elektrotechniczny (IEC) z siedzibą w Genewie (Szwajcaria). W dokumentacji tej odnajdujemy zalecenia techniczne oraz metodologiczne odnośnie zapobiegania awariom, jak również odczytujemy wytyczne odnośnie schematów działania elektrycznych, elektronicznych i programowalnych urządzeń przemysłowych w przypadku wystąpienia realnego zagrożenia bezpieczeństwa na obiekcie automatyki. Wyróżnia się cztery dyskretne poziomy nienaruszalności bezpieczeństwa urządzeń (Safety Integrity Level for device, SIL): SIL1 jest poziomem najniższym ryzyka, zaś SIL4 najwyższym. Zestawienie w systemie bezpieczeństwa komponentów o jednakowym poziomie SIL gwarantuje, że w całości system ten otrzymuje równorzędny poziom nienaruszalności bezpieczeństwa. Im wyższy on jest, tym mniejsze ryzyko awarii i większa niezawodność pracy instalacji technologicznej. Stąd, w fazie projektowania układu zabezpieczenia rozpatruje się m.in. cechę SIL obiektowej aparatury pomiarowej jako ważnego i odpowiedzialnego składnika, który monitoruje wielkość wejściową dla układu sterująco-wykonawczego, analizowaną pod kątem zadziałania funkcji bezpieczeństwa.

 

Przykład realizacji obwodu zabezpieczeniowego podgrzewacza wysokociśnieniowego w elektrociepłowni.

Radary falowodowe Levelflex M w układzie głosowania "2 z 3".

 

Organizacja IEC podaje również wytyczne do weryfikacji poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa w pętli istniejącego już fizycznie systemu zabezpieczenia. W przypadku całych instalacji procesowych, w szczególności w gałęziach przemysłu zwiększonego ryzyka awarii i wysokich wymagań odnośnie ciągłości pracy instalacji (chemia, petrochemia, energetyka itd.), zdefiniowano międzynarodowy standard oceny zagrożeń i ich minimalizacji, zawarty w dokumencie IEC61511 (DIN EN 61511, VDE 0810). Pozwala on na ograniczanie ryzyka na instalacjach istniejących, nadając im właściwy poziom nienaruszalności bezpieczeństwa. I tutaj również wykorzystuje się cechę SIL komponentów pętli bezpieczeństwa, w tym m.in. przyrządów pomiarowych, aby dowieść ilościowo rzeczywistego poziomu bezpieczeństwa funkcjonalnego całej instalacji.

 

Aparatura obiektowa Endress+Hauser - po pierwsze bezpieczeństwo

Większość przyrządów pomiarowych Endress+Hauser jest dostępnych z cechą nienaruszalności bezpieczeństwa SIL2/3 w standardzie. Gwarantują one pełną zgodność ze standardami, zawartymi w dokumentacji EN-PN 61508, dzięki czemu bez przeszkód mogą pracować w procesowych systemach zabezpieczeń i odcięć krytycznych SIS. Niezależne instytuty badawcze dostarczają świadectwa zgodności z SIL i pełną dokumentację dotyczącą użytkowania aparatury Endress+Hauser w obwodach zabezpieczeń. Dzięki temu jej stosowanie gwarantuje inwestorowi realizację zadania ograniczenia ryzyka awarii i co za tym idzie m.in. czasu przestojów technologicznych. Podstawową, wymierną korzyścią dla inwestora ze stosowania AKP Endress+Hauser jest więc zachowanie bardzo dobrej korelacji kosztów inwestycji w aparaturę do zysków z niezakłóconej działalności produkcyjnej. Zarówno użytkownik, jak i projektant instalacji otrzymują do dyspozycji informacje o wszelkich parametrach aparatury kontrolno-pomiarowej Endress+Hauser, w tym o średnim czasie bezawaryjnej pracy urządzeń (Mean Time Between Failures, MTBF). W systemach zabezpieczeń i odcięć krytycznych najczęściej stosowanymi przetwornikami pomiarowymi Endress+Hauser są: sygnalizator poziomu Liquiphant S (SIL2 lub SIL3), inteligentny przetwornik różnicy ciśnień Deltabar S (SIL2), radar falowodowy Levelflex M (SIL2), przepływomierz masowy Promass S (SIL2) oraz przetwornik temperatury TMT162. Niezależne instytucje inżynierskie, które wydały raporty o zgodności urządzeń z zaleceniami dotyczącymi ich pracy w systemach zabezpieczeń i odcięć krytycznych SIS to m.in. TÜV oraz Exida.com

 

Podstawowe przyrządy pomiarowe Endress+Hauser z podwyższonym poziomem nienaruszalności bezpieczeństwa:

 
Typ przyrządu  Poziom nienaruszalności bezpieczeństwa  
Sygnalizacja poziomu cieczy  

Liquiphant M

FTL5x

FTL5xH
FTL51C

SIL2   

Liquiphant S

FTL7x

SIL2   

Liquiphant S "Fail-Safe"

FDL60/61

SIL3   
Sygnalizacja poziomu materiałów sypkich    

Soliphant M

FTM50

FTM51

FTM52

SIL2   
Pomiar poziomu cieczy i materiałów sypkich    

Levelflex M

FMP40

FMP41C

FMP45

SIL2   

Micropilot M

FMR230/231/232/233

FMR240/244/245

SIL2   

Gammapilot M

FMG60

SIL2   

Liquicap M

FMI51/52

SIL2   
Pomiar ciśnienia cieczy, pary i gazów    

Cerabar S Evolution

PMP71/75

PMC71

SIL2 TÜV  

Cerabar S Classic

PMP731/635
PMC731/631

SIL2  

Cerabar M

PMP41/45/46/48
PMC41/45

SIL2  

Cerabar T

PMP131/135

PMC131

SIL2  
Pomiar różnicy ciśnień cieczy, pary i gazów    

Deltabar S Evolution

PMD70/75
FMD76/77/78

SIL2 TÜV  

Deltabar S Classic

PMD230/235
FMD230/630/633

SIL2  
Pomiar temperatury    

iTEMP HART

TMT112

SIL2  

iTEMP HART

TMT122

SIL2  

iTEMP HART

TMT162

SIL2  

iTEMP HART

TMT182

SIL2  
Pomiar przepływu cieczy, pary i gazów    

Proline Promass 80/83

SIL2  

Proline Prowirl 72/73

SIL2  

Proline Promag 50/53

SIL2  
Komponenty systemów automatyki    

RN221N

zasilacz - bariera

SIL2  

RMA422

przetwornik sygnałowy

SIL2  

FXA520

obiektowy serwer sieciowy

SIL2  
 

Jeżeli przeczytałeś uważnie powyższy artykuł, napewno uda Ci się wygrać upominek od Endress+Hauser.

Wypełnij prawidłowo formularz konkursowy i wyślij go do nas.

Formularz znajduje się tutaj.