استاندارد S84 / IEC 61511 برای سیستم های ابزار دقیق ایمنی

استاندارد IEC 61511 :

IEC 61511 یک استاندارد فنی است که شیوه‌هایی را در مهندسی سیستم‌ها تعیین می‌کند که ایمنی فرآیند صنعتی را از طریق استفاده از ابزار دقیق تضمین می‌کند. به چنین سیستم هایی سیستم های ابزار دقیق ایمنی می گویند.

عنوان استاندارد “ایمنی عملکردی – سیستم‌های مجهز به ایمنی برای بخش صنعت فرآیند” است.

استاندارد S84 / IEC 61511 برای سیستم های ابزار دقیق ایمنی

مثال”>

IEC 61511 الزامات طراحی و مدیریت SIS را از گهواره تا گور پوشش می دهد. دامنه آن شامل موارد زیر است: مفهوم اولیه، طراحی، اجرا، بهره برداری، و نگهداری تا زمان از کار انداختن.

از اولین مرحله یک پروژه شروع می شود و تا راه اندازی ادامه می یابد. این شامل بخش‌هایی است که تغییراتی را که بعداً انجام می‌شود، همراه با فعالیت‌های تعمیر و نگهداری و فعالیت‌های نهایی از کار انداختن را پوشش می‌دهد.

این استاندارد از سه بخش تشکیل شده است:

1. چارچوب، تعاریف، سیستم، سخت افزار و نرم افزار مورد نیاز
2. دستورالعمل‌هایی در کاربرد IEC 61511-1
3. راهنمای تعیین سطوح یکپارچگی ایمنی مورد نیاز

ISA 84.01/IEC 61511 به یک سیستم مدیریت برای SIS شناسایی شده نیاز دارد. یک SIS از ترکیبی مجزا و مستقل از حسگرها، حل‌کننده‌های منطقی، عناصر نهایی و سیستم‌های پشتیبانی تشکیل شده است که برای دستیابی به سطح یکپارچگی ایمنی مشخص (SIL) طراحی و مدیریت می‌شوند.

یک SIS ممکن است یک یا چند تابع ابزار ایمنی (SIF) را که برای رسیدگی به یک خطر فرآیند یا رویداد خطرناک طراحی و پیاده سازی شده اند، اجرا کند. سیستم مدیریت SIS باید نحوه ارزیابی، طراحی، مهندسی، تأیید، نصب، راه اندازی، اعتبارسنجی، بهره برداری، نگهداری و بهبود مستمر SIS خود را مشخص کند.

نقش‌های اساسی پرسنل مختلف که مسئولیت SIS محول شده است باید تعریف شود و در صورت لزوم، رویه‌هایی برای پشتیبانی از اجرای مداوم مسئولیت‌های آنها ایجاد شود.

ISA 84.01/IEC 61511 از یک متریک مرتبه بزرگی، SIL، برای ایجاد عملکرد لازم استفاده می کند. تجزیه و تحلیل خطر و ریسک برای شناسایی عملکردهای ایمنی مورد نیاز و کاهش خطر برای رویدادهای خطرناک خاص استفاده می‌شود.

عملکردهای ایمنی اختصاص داده شده به SIS، توابع ابزار ایمنی هستند. کاهش ریسک تخصیص یافته مربوط به SIL است. اساس طراحی و عملیات برای اطمینان از اینکه SIS SIL مورد نیاز را برآورده می‌کند، ایجاد شده است.

داده های میدانی از طریق فعالیت های برنامه یکپارچگی عملیاتی و مکانیکی برای ارزیابی عملکرد واقعی SIS جمع آوری می شوند. هنگامی که عملکرد مورد نیاز برآورده نمی شود، باید اقدامی برای بستن شکاف انجام شود و از عملکرد ایمن و قابل اطمینان اطمینان حاصل شود.

IEC61511 به IEC61508 (استاندارد اصلی) برای بسیاری از موارد مانند سازندگان سخت افزار و ابزار ارجاع می دهد و بنابراین IEC61511 را نمی توان به طور کامل بدون ارجاع به IEC61508 پیاده سازی کرد. IEC61511 پیاده سازی صنعت فرآیند IEC61508 است.

مخفف ها و اختصارات استفاده شده

ANSI – موسسه استاندارد ملی آمریکا

BPCS – سیستم کنترل اولیه فرآیند

E/E/PES – برق / الکترونیک / سیستم های الکترونیکی قابل برنامه ریزی

ESD – سیستم خاموش کردن اضطراری

IEC – کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی

IPL – لایه حفاظتی مستقل

ISA – انجمن ابزارآلات آمریکا (که اکنون انجمن ابزار دقیق، سیستم‌ها و اتوماسیون نامیده می‌شود)

LOPA – تجزیه و تحلیل لایه های حفاظتی

PES – سیستم الکترونیکی قابل برنامه ریزی

PFD – احتمال شکست در صورت تقاضا

SIL – سطح یکپارچگی ایمنی

SIS – سیستم ابزاری ایمنی

SRS – مشخصات الزامات ایمنی

S84 / IEC 61511 چیست؟

این یک استاندارد صنعتی ایالات متحده و بین المللی است (ANSI/ISA S84.00.01-2004 / IEC 61511, Functional Safety: Safety Instrumented Systems for the Process Industry Sector, به نام

S84 / IEC 61511 در اینجا). هدف آن تعریف الزامات برای سیستم‌های ابزار دقیق ایمنی (SIS) و عملکردهای ابزار دقیق ایمنی (SIF) است.

SIS چیست؟

SISها هنگام نقض شرایط از پیش تعیین شده، مانند نقاط تنظیم شده برای فشار، دما، سطح و غیره، فرآیند را به حالت ایمن می برند. تشخیص یک وضعیت خارج از حد اصطلاحات دیگری که معمولا برای SIS استفاده می شود عبارتند از

سیستم خاموش کردن اضطراری (ESD، ESS)، سیستم خاموش کردن ایمنی (SSD) و سیستم قفل ایمنی (SIS). این سیستم‌ها اغلب خودکار هستند، اما می‌توانند اقدامات انسانی را در پاسخ به هشدارها نیز شامل شوند.

SIF چیست؟

SIFها اقداماتی هستند که توسط یک SIS برای تحت کنترل درآوردن فرآیند یا تجهیزات به حالت ایمن انجام می شود. هر SIF شامل مجموعه ای از اقدامات برای محافظت در برابر یک خطر خاص است.

یک یا چند SIF ممکن است برای یک هدف مشترک، به عنوان مثال حفاظت از همان فرآیند، در یک SIS پیاده سازی شود. به عنوان مثال یک SIS طراحی شده برای محافظت از یک فرآیند ممکن است شامل سه SIF باشد: دمای بالا راکتور دو دریچه تغذیه راکتور را می بندد، دمای ستون بالا یا فشار ستون بالا شیر بخار بخار را می بندد، فشار ستون بالا دو شیر تغذیه راکتور را می بندد.

چرا S84 / IEC 61511 توسعه یافت؟

S84 / IEC 61511 بر اساس استانداردهای بین المللی کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) است. یک استاندارد چتر مبتنی بر عملکرد برای هر فرآیند صنعتی که از E/E/PES استفاده می‌کند، اعمال می‌شود (IEC 61508، ایمنی عملکردی سیستم‌های مرتبط با ایمنی الکترونیکی الکتریکی/الکترونیکی/قابل برنامه‌ریزی، قسمت‌های ۱ – ۷، ۱۹۹۸ – ۲۰۰۰). در نظر گرفته شده است تا امکان توسعه استانداردهای خاص صنعت را فراهم کند.

نسخه ای خاص برای بخش فرآیند از IEC 61508 ایجاد شده است (IEC 61511، سیستم های ابزاری ایمنی عملکردی برای بخش صنعت فرآیند، قسمت های ۱ تا ۳، ۲۰۰۳ – ۲۰۰۴) .

چه زمانی S84 / IEC 61511 اعمال می شود؟

این زمانی اعمال می‌شود که ایمنی عملکردی با استفاده از یک یا چند SIF در یک SIS برای حفاظت از پرسنل، عموم یا محیط‌زیست به دست آید.

ممکن است برای مسائل غیر ایمنی، به عنوان مثال حفاظت از دارایی، اعمال شود. S84 / IEC 61511 طیف گسترده ای از صنایع بخش فرآیند از جمله مواد شیمیایی، پالایش نفت، تولید نفت و گاز، خمیر کاغذ و کاغذ، و تولید برق غیر هسته ای را پوشش می دهد.

می‌توانید درباره SIS بیشتر به من بگویید؟

SIS عملکردهای کنترل ایمنی را ارائه می دهد و کنترل اولیه فرآیند

سیستم (BPCS) که کنترل فرآیند عادی را فراهم می کند. در حالت ایده آل، SIS و BPCS باید مستقل باشند. SIS ها لایه ای از حفاظت را برای کمک به محافظت از فرآیند در برابر حوادث ارائه می دهند.

SIS از موارد زیر تشکیل شده است:

• حسگرها
• حل‌کننده‌های منطق
• منابع تغذیه
• سیم کشی میدان
• عناصر کنترل نهایی
• واسط های ارتباطات

آنها ممکن است شامل سخت افزار، نرم افزار و انسان باشند. نمونه‌هایی از حسگرها عبارتند از فشار و فرستنده‌های سطح. یک نمونه از یک عنصر کنترل نهایی یک شیر بلوک اضطراری است. حل‌کننده‌های منطقی که توسط S84 / IEC 61511 نشان داده شده‌اند، عمدتاً سیستم‌های الکترونیکی الکتریکی / الکترونیکی / قابل برنامه‌ریزی (E/E/PES) هستند.

با این حال، اصول اولیه استاندارد باید برای انواع دیگر حل کننده های منطقی مانند پنوماتیک یا هیدرولیک اعمال شود. S84 / IEC 61511 برای سنسورهای SIS و عناصر کنترل نهایی صرف نظر از فناوری استفاده شده اعمال می شود.

واسط های ارتباطی شامل رابط های انسانی با فرآیندی مانند تعامل اپراتور با SIS از طریق نمایشگرهای ویدئویی و تعامل مکانیکی در طول نگهداری از SIS و همچنین ارتباطات داخلی در داخل و بین SIS است.

SIS چگونه با لایه‌های دیگر حفاظت ارتباط دارد؟

طراحان فرآیند از انواع لایه‌های حفاظتی یا پادمان‌ها برای ارائه دفاعی عمیق در برابر حوادث فاجعه‌بار استفاده می‌کنند.

دستگاه‌ها، سیستم‌ها یا اقداماتی هستند که می‌توانند از پیشروی یک سناریو به پیامدهای نامطلوب جلوگیری کنند. به عنوان مثال، آنها ممکن است:

باشند

• ویژگی های طراحی ذاتا ایمن
• محافظت فیزیکی مانند وسایل امدادی
• محافظت فیزیکی پس از انتشار مانند سیستم های اطفاء حریق
• پاسخ اضطراری گیاه و جامعه
• SIS

در حالت ایده‌آل، چنین لایه‌های حفاظتی باید مستقل از یکدیگر باشند تا هر یک بدون توجه به عملکرد یا شکست هر لایه حفاظتی دیگر یا رویداد آغازگر، عملکرد خود را انجام دهد. هنگامی که آنها این معیار را برآورده می کنند، مستقل

نامیده می شوند

لایه های حفاظتی (IPL). همه پادمان ها الزامات استقلال را برای طبقه بندی به عنوان یک IPL برآورده نمی کنند، اگرچه همه IPL ها پادمان هستند. به عنوان مثال، دو پمپ آماده به کار که هر دو دارای انرژی الکتریکی هستند، در صورت قطع برق به طور مستقل از کار نمی‌افتند.

آیا ما همیشه به SIS نیاز داریم؟

فلسفه S84 / IEC 61511 این است که SIS فقط در صورتی باید نصب شود که سایر سیستم های غیر ابزار دقیق نتوانند به اندازه کافی ریسک فرآیند را کاهش دهند.

بنابراین، باید ارزیابی انجام شود تا مشخص شود که آیا تعداد کافی لایه حفاظتی غیر SIS برای یک فرآیند ارائه شده است یا خیر. روش انجام این کار توسط S84 / IEC 61511 مشخص نشده است.

اما، تحلیل لایه های حفاظتی (LOPA) معمولا استفاده می شود و یکی از چندین روش توصیف شده در S84 / IEC 61511 است.

کارایی متفاوت لایه‌های حفاظتی را چگونه توضیح می‌دهید؟

اثربخشی یک IPL بر حسب احتمال اینکه عملکرد مورد نیاز خود را در صورت فراخوانی برای انجام این کار (یک تقاضا) انجام ندهد توصیف می‌شود و این سناریو به سمت عواقب نامطلوب علیرغم وجود IPL.

به آن احتمال شکست در صورت تقاضا (PFD) می گویند. در مورد SIF ها، PFD توسط یک سطح یکپارچگی ایمنی (SIL) توصیف و طبقه بندی می شود.

می‌توانید در مورد SIL بیشتر به من بگویید؟

هنگامی که نیاز به SIS/SIF شناسایی شد، کلید تعیین موارد مورد نیاز است

SIL برای کنترل ریسک فرآیند تا سطح قابل تحمل. SIL به عنوان یک معیار عملکرد (از نظر احتمال شکست SIF در انجام عملکرد مورد نیاز خود در صورت تقاضا) استفاده می شود.

چهار سطح یکپارچگی گسسته در S84 / IEC 61511 تعریف شده است (SIL 1، SIL 2، SIL 3، SIL 4).

هر چه سطح SIL بالاتر باشد، در دسترس بودن SIS بالاتر است. SIL ها بر اساس PFD تعریف می شوند:

تکنیک هایی مانند LOPA برای تعیین SIL مورد نیاز برای SIF در SIS استفاده می شود.

S84 / IEC 61511 به چه چیزی نیاز دارد؟

S84 / IEC 61511 یک رویکرد چرخه زندگی ایمنی را اعمال می کند و به SIS از طراحی مفهومی تا از کار انداختن، یعنی از گهواره تا گور می پردازد.

آدرس های S84 / IEC 61511:

• مدیریت ایمنی عملکرد
• الزامات چرخه عمر ایمنی
• تأیید صحت
• ارزیابی خطر و ریسک فرآیند
• تخصیص عملکردهای ایمنی به لایه های حفاظتی
• مشخصات الزامات ایمنی SIS
• طراحی و مهندسی SIS
• الزامات نرم افزار کاربردی، از جمله معیارهای انتخاب برای نرم افزارهای کاربردی
• تست پذیرش کارخانه
• نصب و راه اندازی SIS
• بررسی ایمنی SIS
• عملیات و نگهداری SIS
• اصلاح SIS
• از رده خارج شدن SIS
• اطلاعات و اسناد مورد نیاز

آیا می توانید خلاصه کنید که S84 / IEC 61511 چه کاری انجام می دهد و چه کاری انجام نمی دهد؟

سه مشکل برای SIS وجود دارد:

• آیا آنها مورد نیاز هستند؟
• چه نوع باید ارائه شود؟
• از چه طرحی باید استفاده کرد و چگونه می توان یکپارچگی آن را در طول عمر آن حفظ کرد؟

تکنیک هایی مانند LOPA به موضوع اول می پردازد. با این حال، آنها انواع SIS را برای ارائه تعیین نمی کنند. آنها می توانند به انتخاب بین گزینه ها کمک کنند.

مساله دوم در مورد انتخاب نوع SIS برای نصب، استان طراح فرآیند و مهندس سیستم های کنترل است.

S84 / IEC 61511 به موضوع سوم می پردازد. الزامات SIS را فراهم می کند.

چرا باید از S84 / IEC 61511 پیروی کنم؟

اول، S84 / IEC 61511 بهترین عملکرد را نشان می دهد.

دوم، OSHA S84 / IEC 61511 را به عنوان یک “استاندارد اجماع ملی” برای استفاده از سیستم های ابزار ایمنی برای صنایع فرآیند تایید کرده است (نامه OSHA 23 مارس ۲۰۰۰ به LM Ferson ، هست یک). این نامه بیان می کند که ANSI/ISA S84 / IEC

۶۱۵۱۱٫۰۱-۱۹۹۶ (نسخه اول S84 / IEC 61511) “یک روش مهندسی خوب شناخته شده و پذیرفته شده عمومی” برای SIS در نظر گرفته می شود.

توجه داشته باشید که بند (d)(3)(ii) استاندارد PSM OSHA، CFR 1910.119، تصریح می کند: “کارفرما باید مستند کند که تجهیزات با مهندسی خوب شناخته شده و پذیرفته شده مطابقت دارند. شیوه ها». در این نامه آمده است که در ارزیابی اینکه آیا روش‌های مهندسی کارفرما در رابطه با SIS با PSM مطابقت دارد یا خیر، OSHA، در میان سایر عوامل، اینکه آیا کارفرما الزامات S84 /IEC 61511 را برآورده می‌کند یا خیر، در نظر می‌گیرد.

در نامه OSHA بیان می کند که توجه به این نکته نیز مهم است که درصد زیادی از فرآیندها تحت پوشش PSM نیستند که ممکن است شامل SIS تحت پوشش S84 باشد /

IEC 61511. OSHA بیان می کند که کارفرما ممکن است بند وظیفه عمومی، بخش ۵(a)(1) قانون OSH را نقض کند، در صورتی که SIS از SIS استفاده نمی کند. مطابق با S84 / IEC 61511، و خطرات مربوط به SIS وجود دارد که می تواند به طور جدی به کارکنان آسیب برساند.

در نتیجه، این بدان معناست که OSHA از شرکت‌ها می‌خواهد که از استاندارد S84 / IEC 61511 پیروی کنند، نه تنها برای فرآیندهای تحت پوشش PSM، بلکه برای سایر فرآیندهایی که از SIS استفاده می‌کنند، جایی که ممکن است خطراتی برای پرسنل وجود داشته باشد. حاضر.

مقالاتی که ممکن است دوست داشته باشید:

IEC 61508 چیست؟

سیستم کنترل ایمنی

سند هشدار سفر

آزمایش سکته جزئی چیست؟

سیستم مدیریت هشدار

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.