Graduierte Prozessingenieure, die den Begriff SIL gehört haben, sich aber nicht mit dem befasst haben, worum es bei SIL geht. Tatsächlich gibt es bei vielen jüngeren Prozessingenieuren ein Missverständnis, dass SIL ausschließlich mit dem fortgeschrittenen „Control & Automation“ -Teil einer Prozessanlage zusammenhängt, und Prozessingenieure müssen sich nicht an einer detaillierten SIL-Studie oder SIL-Überprüfung beteiligen, mit Ausnahme der Bereitstellung von Prozessdaten für die unter SIL-Studie stehende Instrumentierung.

Das ist weit von der Wahrheit entfernt. Prozessingenieure müssen ein integraler Bestandteil jeder SIL-Überprüfung oder SIL-Studie sein, da die Grundlage oder der Ausgangspunkt jeder SIL-Studie die ordnungsgemäße Bewertung und Fertigstellung des „Basic Process Control System“ (BPCS) auf der Grundlage von Prozessstudien / -überprüfungen wie „Design Review“ und „Hazard & Operability Studies“ (HAZOP) ist.

Die Prozessindustrie ist Risiken wie Bränden, Explosionen, Verletzungen und Unfällen usw. ausgesetzt, die zu Todesfällen und finanziellen Verlusten führen. Safety Instrument System (SIS) ist eine der wichtigsten Schutzschicht gegen Unfälle & Gefahren, in einer chemischen Prozessindustrie. Occupational Safety and Health Administration, USA garantiert, dass das Design und die Implementierung des Sicherheitssystems der guten technischen Praxis entsprechen. Die Sicherheitsleistungskriterien für SIS sollten durch Sicherheitsintegritätsstufen (SIL) festgelegt werden. Die Bestimmung der Sicherheitsintegritätsstufe, die für das SIS erforderlich ist, hilft bei der Überprüfung der Konfiguration des SIS, um den erforderlichen SIL zu erfüllen oder zu überschreiten, und wiederum bei der Zuverlässigkeit des Systems.

SIL-Studien und SIL-Zuordnungen für jede Prozessanlage sind den BPCS für einen sicheren und zuverlässigen Anlagenbetrieb einen logischen Schritt voraus.Nachdem ich nun erklärt habe, wie wichtig es für Prozessingenieure ist, Teil einer SIL-Studienübung zu sein, kommen wir zu den Definitionen verschiedener Begriffe und zur Erläuterung der Methodik von SIL.

Einige Grundbegriffe:

1. Ausfallwahrscheinlichkeit bei Bedarf (PFD): Es ist ein Maß für die Leistung des Sicherheitssystems in Bezug auf die Ausfallwahrscheinlichkeit bei Bedarf (PFD). Es wird als negatives Exponential von 10 ausgedrückt, beispielsweise 10-5 .

2. Risikoreduktionsfaktor: Dies ist die Umkehrung des POF und bietet die Risikominderung durch Implementierung eines SIL-Niveaus für kritische sicherheitsrelevante Instrumente.

3. Sicherheit-instrumentierte Systeme: Es ist ein Prozessanlageninstrumentensystem, das entworfen ist, um gefährliche Ereignisse zu verhindern oder zu mildern, indem es einen Prozess zu einem sicheren Zustand nimmt, wenn vorbestimmte Bedingungen verletzt werden. Andere gebräuchliche Begriffe für SIS sind Sicherheitsverriegelungssysteme, Notabschaltsysteme (ESD) und Sicherheitsabschaltsysteme (SSD).

Die SIL-Auswertung erfolgt für sicherheitstechnische Systeme (SIS). Jedes SIS verfügt über eine oder mehrere Safety Instrumented Functions (SIF). Um seine Funktion auszuführen, verfügt eine SIF-Schleife über eine Kombination aus Logiklösern, Sensoren und letzten Elementen. Jedes SIF innerhalb eines SIS hat ein SIL-Niveau. Diese SIL-Werte können je nach Prozess gleich oder unterschiedlich sein. Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass ein ganzes System für jede Sicherheitsfunktion den gleichen SIL-Wert haben muss.

SIL-Pegel (gemäß IEC 61508)

Es gibt vier diskrete Integritätsstufen für SIL: SIL 1, SIL 2, SIL 3 und SIL 4. Je höher das SIL-Niveau, desto höher das zugehörige Sicherheitsniveau und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein System nicht ordnungsgemäß funktioniert. Mit zunehmendem SIL-Niveau steigen typischerweise auch die Installations- und Wartungskosten sowie die Komplexität des Systems. Speziell für die Prozessindustrie sind SIL 4-Systeme so komplex und kostspielig, dass ihre Implementierung wirtschaftlich nicht sinnvoll ist. Wenn ein Prozess so viel Risiko birgt, dass ein SIL 4-System erforderlich ist, um ihn in einen sicheren Zustand zu bringen, besteht ein grundlegendes Problem im Prozessdesign, das durch eine Prozessänderung oder eine andere nicht instrumentierte Methode behoben werden muss.

Die Ermittlung der Risikotoleranz ist subjektiv und standortspezifisch. Der Eigentümer / Betreiber muss das akzeptable Risiko für Personal und Kapitalvermögen auf der Grundlage der Unternehmensphilosophie, der Versicherungsanforderungen, des Budgets und einer Vielzahl anderer Faktoren bestimmen. Ein Risikoniveau, von dem ein Eigentümer feststellt, dass es tolerierbar ist, kann für einen anderen Eigentümer inakzeptabel sein. Viele namhafte Betreiberunternehmen haben ihre eigenen Richtlinien / Standards für die Zuweisung von SIL-Werten für bestimmte SIS und für einen bestimmten Typ von Prozessanlage / -einheit.

Im Rahmen des Konstruktionszyklus werden SIL- oder SIS-Studien auf ähnliche Weise wie andere Studien wie Design Review & HAZOP durchgeführt. Die SIL- oder SIS-Studie Grundvoraussetzung ist, Verfügbarkeit von P&IDs und Anlagenbetrieb / Steuerung / Sicherung Philosophie, die aktualisiert wurden, um alle Prozessdesign und HAZOP Review Kommentare zu integrieren.Die SIL- oder SIS-Studie wird gemeinsam von der process engineering and Control & Automation (Instrumentation) Engineering Group durchgeführt. Ein HSE-Ingenieur spielt auch eine wichtige Rolle in dieser Studie / Überprüfung. Basierend auf den Empfehlungen und dem Bericht der SIS-Studie werden SIL-Stufen verschiedenen SIS-Systemen in der Prozessanlagen- und Instrumentensystemarchitektur für diese SIS-Systeme definiert.

Für die Studie angenommene Normen:

• IEC 61508
• IEC 61511
• ANSI ISO 84.01

Für die Studie erforderliche Dokumente:

• Prozessablaufschemata
• P & ID-Diagramme
• Standards für die Instrumentenauswahl angenommen
• Prozesssicherheitsstudienberichte
• Ursache-Wirkungs-Matrizen

Rolle von Drittanbietern:

SIS-Studie wird Teamübung und kompetentes Personal sein, das für die Bereiche Prozesstechnologie, Prozesssicherheit und Betrieb verantwortlich ist und die Prozesskontrolle sollte Teil des Teams sein. Der dritte Experte übernimmt die Rolle des Moderators. Die Hauptaufgabe des Moderators besteht darin, das Team durch die Klassifizierungsschritte zu führen und sicherzustellen, dass jeder Schritt aufgezeichnet wird, um das Ziel zu erreichen.

Vorteile:

• Trägt zur Verbesserung der Gesamtsicherheit der Anlage bei.
• Verhindert (oder) mildert Folgen, die zur Folge haben können – Verlust von Leben, Verletzungen von Personen,
• Geräteschäden, Produktionsausfall.
• Hilft bei der Einhaltung der gegenwärtigen (oder) zukünftigen Regierungsrichtlinien zu Gesundheit, Sicherheit und Umwelt.
• Sorgt für ein besseres Image des Unternehmens und hilft bei der Steigerung der Mitarbeitermoral.

Die feineren Details, wie die Systemarchitektur für das SIS aufgebaut werden muss, werden vom Instrumentierungsingenieur gehandhabt und gehen über den Rahmen dieses Artikels hinaus.

Die SIL-Klassifizierung (Safety Integrity Level) wird durchgeführt, um ein „Fit for Purpose“ -Design von ( instrumentierten) Sicherheitsmaßnahmen zu etablieren, die in der Lage sind, Gefahren in Bezug auf Sicherheit, Umweltfolgen und wirtschaftliche Verluste zu mindern.

Der Facilitator erleichtert dem Team durch das LOPA oder den Risikograph die Zuweisung von SIL für einen SIF.

Die SIL-Bestimmung erfolgt, um

• Sicherheitsfunktionen Schutzschichten zuzuordnen;
• Die erforderlichen sicherheitsinstrumentierten Funktionen zu bestimmen;
• Für jede sicherheitsinstrumentierte Funktion die zugehörige Sicherheitsintegritätsstufe zu bestimmen.

Sicherheitsanforderungsspezifikation

Ziel ist es, die Anforderungen an die sicherheitstechnischen Funktionen zu spezifizieren.

• Um den sicheren Zustand des Prozesses für jede identifizierte sicherheitsinstrumentierte Funktion zu definieren;
• Die angenommenen Bedarfsquellen und die Bedarfsrate für die sicherheitsinstrumentierte Funktion;
• Anforderung an Beweisprüfungsintervalle;
• Anforderung an die Reaktionszeit des sis, um den Prozess in einen sicheren Zustand zu bringen;
• Die Sicherheitsintegritätsstufe und die Betriebsart (Nachfrage / kontinuierlich) für jede sicherheitsinstrumentierte Funktion;
• Eine Beschreibung der SIS-Prozessmessungen und ihrer Auslösepunkte;
• Anforderungen in Bezug auf das Einschalten oder Ausschalten des SIS, um auszulösen;
• Anforderung zum Zurücksetzen des SIS nach einem Herunterfahren.
• Maximal zulässige Störreiserate ; gemäß IEC 61511.

SIL-Verifizierung

Ein wichtiger Schritt im konzeptionellen Designprozess von SIF. Nach der Vorbereitung der SRS basierend auf der SIL-Bewertung wird das SIF-Subsystem entschieden. Das SIF-Design wird überprüft, ob es die Funktions- und Integritätsanforderungen erfüllt.

SIL-Validierung

Ziel der Anforderungen dieser Stufe ist es, durch Inspektion und Prüfung zu validieren, dass das installierte und in Betrieb genommene sicherheitstechnische System und die damit verbundenen sicherheitstechnischen Funktionen die in der Sicherheitsanforderungsspezifikation festgelegten Anforderungen erfüllen.

Funktionale Sicherheitsbewertung

Stufen der FSA

Stufe 1 – Gefahren- und Risikobewertung werden durchgeführt, die erforderlichen Schutzschichten werden identifiziert und Sicherheitsanforderungsspezifikationen werden entwickelt.

Stufe 2 – Sicherheitstechnisches System ist auszulegen

Stufe 3- Nach dieser Installation ist die Wiederinbetriebnahme und die abschließende Validierung des sicherheitstechnischen Systems abgeschlossen.

Stufe 4- Nach dem Sammeln von Erfahrungen in Betrieb und Wartung .

Stufe 5- Änderung und vor Außerbetriebnahme des sicherheitstechnischen Systems.

Difference between LOPA and HAZOP

LAYERS OF PROTECTION ANALYSIS (LOPA) – Q & A

HAZID – Hazard Identification

HAZOP – Hazard Operability Study

SIL – Safety Integrity Level

LOPA – Layers of Protection Assessment

PSM – Process Safety Management