SIS PFD – سیستم ابزار دقیق ایمنی

SIS PFD – سیستم ابزار دقیق ایمنی:

برای سیستم ابزار ایمنی (SIS) – محاسبه احتمال شکست در صورت تقاضا (PFD) به عنوان بخشی از طراحی SIS پس از مطالعه LOPA/PHA انجام می‌شود.

SIS PFD

احتمال شکست یک عبارت محاسبه‌شده بر اساس داده‌های قابلیت اطمینان است که منعکس‌کننده احتمالات یا احتمال شکست SIS است.

این عبارت که معمولاً به صورت احتمال شکست در صورت تقاضا (PFD) بیان می‌شود، در تعیین پیکربندی طراحی و فواصل آزمایش مهم است.

احتمال شکست در صورت تقاضا (PFD)

این مبحث تعریف PFD، روش‌های مختلف محاسبه، و متغیرهای مهم در معادلات را پوشش می‌دهد.

noopener”>امرسون

هر چه SIL بالاتر باشد، PFDavg مورد انتظار برای حالت تقاضا کمتر است یا میانگین فرکانس یک خرابی خطرناک که باعث یک رویداد خطرناک می شود کمتر است

SIL مورد نیاز باید با در نظر گرفتن PFD مورد نیاز استخراج شود

به طور کلی SIS باید به احتمال هدف شکست در صورت تقاضا (PFD) برای یک سیستم حالت تقاضا (یعنی حالت کار مداوم) دست یابد، باید به فرکانس هدف شکست لازم برای برآورده کردن سطح یکپارچگی ایمنی محاسبه شده است.

PFD چیست؟

PFD احتمال شکست یک سیستم در انجام یک عملکرد مشخص در صورت تقاضا است. باید برابر (یا کمتر از) معیار شکست هدف باشد که در مشخصات الزامات ایمنی.

PFD تابعی از میزان خرابی دستگاه است (Dangerous Undetected) در مقابل. زمان

PFD(t) = 1 – e^(-λ_DU*t)

λ_DU – میزان خرابی خطرناک شناسایی نشده

t – زمان در سال

PFD – احتمال شکست در صورت تقاضا

“با افزایش زمان، احتمال شکست نیز افزایش می‌یابد”

از آنجایی که PFD یک رقم محاسبه شده ریاضی در طول چند سال است، ترجیح داده می شود میانگین PFD محاسبه شود،

PFD_AVG = λ_DU *Ti/2 (برای پیکربندی ۱oo1)، این فرمول با توجه به instrument.

بیشتر عملکردهای ابزار ایمنی در حالت تقاضای کم کار می کنند. این SIS معمولاً هیچ اقدامی انجام نمی‌دهند، اما در صورت نیاز در دسترس هستند.

برای اینکه یک SIF با تعریف «حالت کم تقاضا» مطابقت داشته باشد، SIF خاص تقاضا باید کمتر از یک بار در سال اتفاق بیفتد و حداقل ۲ آزمایش اثبات باید بین تقاضاها انجام شود.

PFD شکست مناسب است برای SIF ها در حالت تقاضای کم یا زیاد اندازه گیری کنید.

الزامات یکپارچگی ایمنی – PFD_AVG برای حالت کار مداوم.

سطح یکپارچگی ایمنی (SIL)	PFDAVG	کاهش ریسک مورد نیاز
۴	≥ ۱۰−۵ تا <10−۴	> 10000 تا ۱۰۰۰۰۰ ≤
۳	≥ ۱۰− ۴ به <10−۳	> 1000 تا ۱۰۰۰۰ ≤
۲	≥ ۱۰−۳ تا <10−۲	> 100 تا ۱۰۰۰ ≤
۱	≥ ۱۰− ۲ به <10−۱	> 10 تا ۱۰۰ ≤

>1 ≥ ۱۰^−۲ تا <10^−۱ > 10 تا ۱۰۰ ≤

>1 ≥ ۱۰^−۲ تا <10^−۱ > 10 تا ۱۰۰ ≤

متوسط ​​فرکانس خرابی‌های خطرناک SIF (حالت عملیات مستمر/تقاضا)

سطح یکپارچگی ایمنی (SIL)	میانگین فراوانی خرابی‌های خطرناک در ساعت
۴	≥ ۱۰−۹ تا <10−۸
۳	≥ ۱۰−۸ تا <10−۷
۲	≥ ۱۰−۷ به <10−۶
۱	≥ ۱۰−۶ تا <10−۵

PFD چگونه محاسبه می شود؟

PFD اساساً با استفاده از روشی مطابق با استاندارد IEC-61508 محاسبه می‌شود.

محاسبه‌شده معماری SIS را در نظر می‌گیرد ( مثلاً ۱oo1، ۱oo2D)، میزان خرابی خطرناک تخمینی هر زیرسیستم (مثلاً حسگرها)، علت رایج، پوشش تشخیصی، تست اثبات و زمان تعمیر.

الزامات PFD در موارد پیچیده

محاسبه PFD برای اکثر شیرهای رایج (مانند ۲ شیر در سری – ۲oo2؛ ۲ شیر به صورت موازی – دو بار ۱oo1) را می توان با استفاده از هدف ابزار توسط نمایندگی هایی مانند Exida.

تحت برخی شرایط، پیکربندی‌های کاملاً پیچیده ایجاد می‌شود، به عنوان مثال، هنگامی که خطوط تغذیه چندگانه یک راکتور را تغذیه می‌کنند یا چندین شیر برای یک کوره/دیگ بخار ردیف می‌شوند.

در این موارد، برخی از فرضیات ساده‌سازی را می‌توان انجام داد و محاسبات PFD گام به گام برای تعیین فرکانس آزمایش برای چندین valve.

یک ارزیابی پیچیده تر با استفاده از تجزیه و تحلیل درخت خطا (FTA) یک گزینه است

بودجه PFD

احتمال شکست یک حلقه SIS در واقع مجموع احتمالات خرابی اجزای منفرد – یعنی حسگر(ها)، حل کننده منطقی و عنصر(های نهایی) است.

PFD (کل) = مجموع (حسگرها PFD + حل‌کننده‌های منطقی PFD + عناصر کنترل نهایی)

ضریب وزنs

• حسگر – ۳۵٪
• حل کننده منطقی – ۱۵٪
• عنصر کنترل نهایی – ۵۰٪

بر اساس استانداردی که در بسیاری از قراردادهای صنعتی دنبال می‌شود، بخش احتمال خرابی کلی معمولاً به روش زیر به اجزای جداگانه «بودجه» می‌شود: ۳۵% حسگر، ۱۵% حل‌کننده منطقی و ۵۰% عنصر نهایی.

تجزیه و تحلیل و تجربه صنعتی نشان داده است که از نظر تاریخی ۵۰٪ از مواقعی که یک SIS از کار می افتد به دلیل خرابی در عنصر نهایی است (و ۳۵٪ از مواقع دلیل خرابی ناشی از خرابی در سنسور است، و ۱۵٪ مواقع حل‌کننده منطق مقصر است).

بنابراین، هنگامی که یک SIS طراحی می کنیم، عنصر نهایی SIS PFD را به گونه ای “طراحی” می کنیم که ۵۰٪ از کل PFD حلقه مورد نیاز باشد. در موارد خاص، بودجه سنسورها می تواند تا ۵۰ درصد برای سنسورها یا تا ۷۰ درصد برای عناصر نهایی بالا برود.

در نهایت مجموع مجموع PFDavg فردی به ۱۰۰%.

عوامل موثر بر PFD

جدول زیر عوامل مؤثر بر احتمال شکست بر حسب تقاضا و روش‌های بهبود آنها را نشان می‌دهد.

تا جایی که ممکن است ابزارهای هوشمندی را نصب کنید که می توانند خرابی های الکترونیکی داخلی را تشخیص دهند و این مشکلات را به اتاق کنترل منتقل کنند.

این می‌تواند احتمال خرابی SIS را کاهش دهد و عملیات‌ها را برای عمل سریع بر روی اعلان به موقع کاهش دهد ۵ فاصله های تست اثباتی آزمایش مکرر اجزای SIS مشکلات احتمالی را پیدا می کند و احتمال خرابی SIS را کاهش می دهد ۶ زمان تعمیر با حسگرهای اضافی، تعمیر سریع یک حسگر معیوب باعث می شود که سیستم SIS در مدت زمان کمتری با احتمال خرابی کمتر کار کند.

بنابراین همیشه افزونگی به رسیدن به زمان تعمیر سریع کمک می کند و از بهبود PFD پشتیبانی می کند.

۷ حالت عملکرد SIF اکثر SISها در ” حالت تقاضای مداوم اگر اتفاق بدی بیفتد، SIS برای جلوگیری از بدتر شدن اوضاع اقدام می‌کند.

در حالت «پیوسته»، SIS کنترل معمولی است و منتظر است تا در صورت نیاز در فرآیند، اقدامی انجام دهد. . ۸ تخمین میزان خرابی خطرناک (به عنوان مثال

از این رو همیشه لازم است طراحی SIS با در نظر گرفتن عوامل مختلفی مانند PFD و amp; قوانین/ الزامات را برای بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان کارخانه اعمال کنید.

اگر این مقاله را دوست داشتید، لطفاً در کانال یوتیوب برای آموزش های ویدئویی برق، الکترونیک، ابزار دقیق، PLC و SCADA.

همچنین می توانید ما را در Facebook و Twitter برای دریافت به‌روزرسانی‌های روزانه.

بعدی بخوانید:

• طراحی SIS
• سیستم HIPPS
• SIL تأیید
• تست اثبات SIS
• خاموش شدن اضطراری

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

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.