Изследване на риска в индустрията

АвтоматизацияСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 3, 2006

 

Същност на характеристиката интегрирано ниво на безопасност

Високата сложност на промишлените процеси, необходимостта от поддържане на постоянна сигурност в работата на технологичното оборудване и очакваното повишаване на контрола от страна на регулаторните органи налагат съвременно отношение към оценяването на риска в областта на индустрията. В последния брой на списание Инженеринг ревю за миналата година ви запознахме с концепциите на водещи в световен мащаб компании по отношение на т.нар. системи за сигурност на технологичното оборудване, познати още като SIS (Safety Instrumented Systems). Надеждността на SIS се оценява чрез интегрираното ниво на сигурност или SIL (Safety Integrity Level). Нивото на сигурност се променя от едно до четири. Колкото по-високо е нивото на сигурност, толкова по-голяма е надеждността на системата за безопасност на оборудването. Основната разлика между

SIS и основните системи за управление

на процесите е в режима им на работа. Обикновено системите за безопасност поддържат пасивен режим на работа, т.е. привеждат се в активен режим едва след откриване на опасни за хората, процеса или технологичното оборудване експлоатационни условия. При работа на технологичното оборудване с нормални експлоатационни параметри, системите за безопасност поддържат режим готовност (stand-by). Най-важната цел на системите за безопасност е да осигурят сигурност в протичането на процеса, като по този начин не допуснат заплаха на живота и здравето на експлоатационния персонал и скъпоструващи аварийни ремонти. В крайна сметка използването на SIS води до редица съществени икономически ползи. Изискванията към съвременните системи за безопасност са регламентирани с

двата международни стандарта

IEC 61511 и IEC 61508. Първият от тях въвежда рамката по отношение на самите средства за безопасност, т.е. регламентираните в него изисквания се отнасят до разработчиците на SIS. Вторият стандарт - IEC 61508, съдържа процедури, които потребителите на системите за безопасност следва да спазват при проектирането, внедряването и поддръжката им. Според мнението на редица експерти, регламентираните в стандартите изисквания дават значителна свобода по отношение избора на система за безопасност. Този факт не се приема еднозначно от потребителите на SIS - някои са доволни от свободата, която им дават стандартите, други - доста объркани. Общото е, че специалистите в страната, които познават в дълбочина изискванията към системите за безопасност, са много малко. Според съвременните разбирания в областта на индустриалната автоматизация

проектирането на риска

е съществена част от управлението на производствените процеси. Всяка промяна в технологичния процес, технологичното оборудване или експлоатационния персонал трябва да се съпътства от преоценка на риска. Процесът по оценяването на риска в едно индустриално производство обхваща няколко основни стъпки, целта от които е разработването и изпълнението на т.нар. програма за понижаването му. Допустимото ниво на риск се определя чрез избора на съответстващата на изискванията категория на SIL. Интегрираното ниво на безопасност е характеристика, която илюстрира вероятността от сериозни, опасни повреди на технологичното оборудване в течение на времето. На практика, определената категория на SIL показва с колко трябва да бъде намален рискът, за да се постигне желаното ниво на сигурност в работата на оборудването. Под понятието редукция на риска се разбира разликата между текущото и търсеното ниво на риск.

Какво на практика означава интегрираното ниво на сигурност да бъде 1, 2, 3 или 4? Ако системата за безопасност на оборудването, с която разполагате или която имате планове да инсталирате, се характеризира със

SIL 1

то имайте предвид, че редукцията на риска от аварийни повреди на технологично оборудване, която осигурява SIS, е от 10 до 100 пъти. Това на практика означава, че гарантираната надеждност от системата ви за безопасност е в интервала от 90 до 99%. В случай че оценката на риска налага използването на SIS със

SIL 2

редукцията на риска, която трябва да осигурите, е от 100 до 1000 пъти. Системите за сигурност на оборудването със SIL 2 гарантират надеждност в работата на технологичното оборудване и протичането на процесите от 99 до 99.9%. Ако изискванията към сигурността в работата на технологичното оборудване са критично високи, би било добре да разполагате със система за безопасност със

SIL 3

при която редукцията на риска е от 1000 до 10 000 пъти, което ще рече надеждност от 99.9 до 99.99%. Понижаването на риска, съответстващо на интегрирани нива на сигурност от едно до три, е възможно да бъде постигнато чрез инсталирането на програмируема микропроцесорна система. За разлика от тях

SIL 4

означава редукция на риска по-голяма от 10 000 пъти или надеждност в работата на оборудването по-висока от 99.99%. Приложенията, в които се изисква осигуряване на ниво на сигурност 4, са изключително редки. В категорията попадат, например, някои процеси, протичащи в атомните електроцентрали. Осигуряването на SIL 4 не може да бъде постигнато чрез традиционно използваните универсални системи за безопасност.

Етапи при анализа на риска

В процеса на оценяване на риска трябва да се обърне внимание на три основни фактора:

  • какъв е обектът, който е предмет на изследването;
  • какви са възможните аварийни ситуации, които могат да възникнат в процеса на инсталация, работа или поддръжка на обекта;
  • какви са изискванията към сигурността на конкретното приложение;
  • каква е вероятната честота на поява на всяка от възможните аварийни ситуации и какви са вероятните последствия от възникването им.

След като се анализира рискът по отношение на конкретния обект, съобразно изискванията към безопасността и надеждността по време на инсталацията, експлоатацията и поддръжката му, се определя необходимото ниво сигурност (SIL). След това, ако е необходимо, се пристъпва към разработването на програма от защитни функции, изпълнението на които ще доведе до изпълнението на желаната редукция на риска, съответстваща на определения SIL. Големите играчи в областта на индустриалната автоматизация предлагат специални системи за безопасност или интегрират функции за сигурност в платформите си за индустриално управление. Обект на изследването на риска може да бъде отделно устройство или машина, както и цяла производствена линия или процес. Логично, на колкото по-ранен етап се извърши оценката на риска,

толкова по-икономически изгодно

ще излезе в крайна сметка инсталирането на подходяща система за безопасност. Причината е, че промени в реализацията на необходимите функции за безопасност се правят най-лесно и евтино на проектния етап. При съставянето на списък с възможните аварийни ситуации най-рационално е да се използва капацитетът на специалисти с различна професионална насоченост. Например, специалистите по поддръжката и експлоатационният персонал биха могли да погледнат на въпроса със съставянето на списък с възможни аварийни ситуации от различни ъгли. Добре е да се направи разделение между възможните аварийни ситуации в процеса на настройка, експлоатация и поддръжка на обекта на анализ и взаимовръзката между тях. След като е съставен възможно най-пълният списък с възможни аварийни ситуации, се пристъпва към анализ на риска от появата им. Той представлява вероятностен анализ на честотата и последствията от възникването на аварийните ситуации. Както сп. Инженеринг ревю вече съобщи

платформите на сигурност

на водещи компании в областта на индустриалната автоматизация се предлагат на вниманието на специалистите по автоматизация от областта на българската индустрия. Системата за сигурност на Emerson Process Management е DeltaV SIS. Тя е класифицирана и сертифицирана за ниво на безопасност SIL 3. Съчетава възможностите за мащабиране и конфигурационната среда на системата за автоматизация на процесите DeltaV. Системата използва входно-изходното шаси на DeltaV и може да бъде монтирана дистанционно. Изградена е от модули с 16 входа/изхода с индивидуални процесори, поради което производителността й не зависи от натоварването.

Системата за безопасност на Honeywell FSC е оригинална разработка на компанията Pepperl and Fuchs (придобита от Honeywell) и се предлага под името Safety Management System (SMS). Системата е разработена в два варианта - двуканален и едноканален. Двуканалният вариант съществено увеличава разполагаемостта на системата в сравнение с триканалните системи. SMS се предлага както като самостоятелна система, така и интегрирана в предлаганите от Honeywell разпределени системи.

Концепцията на Rockwell Automation в областта на автоматизираните платформи за безопасност включва разработването на интегрирани "safety" системи, базирани на съществуващите управления на компанията. Rockwell Automation залага на интегрирането на стандартни и "safety" функции на системите за управление, базирани на обща хардуерна платформа. Универсалната система за управление ControlLogic на Rockwell Automation е сертифицирана за ниво SIL 2. С добавяне на резервиран процесор, системата достига ниво SIL 3.

Платформата за гарантирана висока надеждност и безопасност е неразделна част от концепцията TIA (Totally Integrated Automation) на Siemens. Компанията работи в посока повишаване на надеждността на работа на оборудването, базирайки се на платформата Safety Integrated, като част от концепцията на компанията за напълно интегрирана автоматизация. Част от програмата Safety Integrated са продуктовите групи SIGUARD, SIMATIC, SINUMERIK, SIMOTION, MASTERDRIVE, SIMODRIVE, които осигуряват непрекъсната безопасност на работа.

В статията са използвани цитати от коментари на специалисти от Емерсон Процес Мениджмънт, Ханиуел България, Сименс, направление Индустрия, и Ротек, публикувани в статията Автоматизирани системи за безопасност (бр. 9/05 г. на сп. Инженеринг ревю).

Новият брой 2/2017

брой 2-2017

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top