Κατανοηση του SIL: Τεχνικές βάσεις και μεθόδους αξιολόγησης για το επίπεδο ακεραιότητας ασφάλειας

Στην βιομηχανική αυτοματοποίηση, η ασφάλεια δεν είναι μια πολυτέλεια, αλλά μια υποχρέωση.η αξιοπιστία των συστημάτων ασφαλείας μπορεί να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ ομαλής λειτουργίας και καταστροφικής βλάβηςΤο επίπεδο ακεραιότητας ασφάλειας (SIL) αποτελεί ένα παγκοσμίως αναγνωρισμένο πλαίσιο για την ποσοτικοποίηση της αξιοπιστίας των λειτουργιών με όργανα ασφάλειας (SIF).

Αυτό το blog διερευνά την τεχνική λογική πίσω από το SIL και τις δομημένες μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγησή του.

Τι είναι το SIL;

SIL σημαίνειΕπίπεδο ακεραιότητας ασφάλειας, που ορίζεται από τα πρότυπα IEC 61508 και IEC 61511.Πιθανότητα βλάβης κατά την παραγγελία (PFD)για λειτουργίες ασφάλειας σε ηλεκτρικά/ηλεκτρονικά/προγραμματιζόμενα συστήματα.

Υπάρχουν τέσσερα επίπεδα SIL:

Τεχνικά θεμέλια της SIL

Η SIL είναι χτισμένη πάνω σε αυστηρές μηχανικές αρχές:

1.Μηχανική αξιοπιστίας

• Επικεντρώνεται στη μείωση της πιθανότητας επικίνδυνων αποτυχιών.
• Χρησιμοποιεί μετρήσεις όπως ο μέσος χρόνος αποτυχίας (MTTF) και το ποσοστό αποτυχίας (λ).

2.Επιστροφή και αρχιτεκτονική

• Τα υψηλότερα επίπεδα SIL συχνά απαιτούν περιττά συστήματα (π.χ. αρχιτεκτονικές 1oo2, 2oo3).
• Η ανοχή σε σφάλματα είναι το κλειδί· τα συστήματα πρέπει να συνεχίσουν να λειτουργούν ακόμη και όταν τα συστατικά αποτύχουν.

3.Διαγνωστική κάλυψη

• Οι έξυπνοι πομποί και οι ελεγκτές συχνά περιλαμβάνουν αυτοδιάγνωση.
• Η υψηλότερη διάγνωση βελτιώνει την αξιολόγηση του SIL μειώνοντας τις μη ανιχνευμένες βλάβες.

Μέθοδοι αξιολόγησης SIL

Η επίτευξη της αξιολόγησης SIL περιλαμβάνει δομημένη ανάλυση και τεκμηρίωση.

✅ 1.Διάγραμμα κινδύνου

• Ένα ποιοτικό εργαλείο που αξιολογεί τις συνέπειες, τη συχνότητα και τη δυνατότητα αποφυγής.
• Βοηθά στον προσδιορισμό του απαιτούμενου επιπέδου SIL για μια λειτουργία ασφάλειας.

✅ 2.Ανάλυση στρώματος προστασίας (LOPA)

• Ημιποσοτική μέθοδος που αξιολογεί τα ανεξάρτητα στρώματα προστασίας.
• Υπολογίζει τη μείωση του κινδύνου και καθορίζει εάν απαιτούνται πρόσθετες λειτουργίες ασφάλειας.

✅ 3.Ανάλυση δέντρου σφαλμάτων (FTA)

• Μια από πάνω προς τα κάτω, αποκλειστική μέθοδος που χαρτογραφεί μονοπάτια αποτυχίας.
• Προσδιορίζει κρίσιμα σημεία βλάβης και υπολογίζει τη συνολική αξιοπιστία του συστήματος.

✅ 4.FMEDA (Μόδοι αποτυχίας, επιδράσεις και διαγνωστική ανάλυση)

• Ποσοτική μέθοδος που χρησιμοποιείται από τους κατασκευαστές για την αξιολόγηση των επιμέρους συστατικών.
• Παρέχει τιμές PFD και διαγνωστική κάλυψη για πομπούς, αισθητήρες και λογικούς λύτες.

Η SIL ως φιλοσοφία: Σχεδιασμός για την εμπιστοσύνη

Η SIL είναι κάτι παραπάνω από ένα νούμερο, είναι μια δέσμευση για αξιοπιστία.Ένα σύστημα με βαθμολογία SIL δεν υπόσχεται μηδενική αποτυχία, αλλά ότι η αποτυχία είναι σπάνια, προβλέψιμο και περιορισμένο.

Οι έξυπνοι πομποί, οι πιστοποιημένοι αισθητήρες και οι ισχυρές αρχιτεκτονικές ελέγχου αποτελούν τη ραχοκοκαλιά αυτής της εμπιστοσύνης.