Що таке функціональна безпека?
Функціональна безпека є однією з найважливіших частин промислової автоматизації. Вона полягає у виявленні небезпек для безпеки та зменшенні ризиків для забезпечення безпеки на підприємстві. Вона включає аналіз ризиків, впровадження заходів безпеки та проєктування систем, які автоматично зупиняють небезпечні процеси за потреби. Це допомагає мінімізувати ризики для персоналу, обладнання та навколишнього середовища, забезпечуючи плавну та безпечну роботу підприємства.
На практиці функціональна безпека передбачає системний підхід до безпеки, починаючи з аналізу ризиків. Після ідентифікації небезпек наступним кроком є оцінка їхньої серйозності, а потім визначення необхідних заходів безпеки. Ці заходи включають створення систем, здатних виявляти та усувати проблеми безпеки до того, як вони призведуть до аварій.
Система безпекових приладів (SIS)
Система безпекових приладів є важливою складовою промислової автоматизації для забезпечення безпеки в операціях. Вона забезпечує додатковий рівень захисту систем управління в середовищах із високим рівнем ризику. У звичайній системі управління, де є два датчики, введення третього датчика як головного контролера може переважати перші два у разі виявлення ситуації відмови.
SIS зазвичай включає впровадження спеціалізованих ПЛК, датчиків і виконавчих механізмів для захисту процесів. Ці системи автоматично зупиняють процес у разі виявлення будь-якої небезпечної ситуації, щоб запобігти аварії та підтримати безпеку експлуатації.
Рівень цілісності безпеки (SIL)
Рівень цілісності безпеки, або SIL, є важливою мірою для позначення надійності та міцності систем безпеки в промисловому середовищі. Рівні SIL варіюються від 1 до 5, причому зростаючі числа означають збільшення обсягів безпеки, які потрібно впровадити. SIL-1 визначає базові потреби в безпеці; SIL-5 представляє найвищий рівень безпеки, який зазвичай застосовується лише в дуже критичних галузях, пов'язаних з нафтою та газом, де фактор катастрофи високий у разі відмови.
Вона безпосередньо впливає на проєктування систем безпеки з резервуванням; чим вищий SIL, тим більше контурів і резервних приладів потрібно разом із покращеною якістю компонентів для мінімізації будь-якого ризику для безпеки.
Оцінка ризиків у функціональній безпеці
Оцінка ризиків — це процес аналізу потенційних ризиків, пов'язаних з експлуатацією підприємства, та визначення умов відмов, які можуть виникнути. Вона включає кількісну оцінку ймовірності цих відмов і розуміння їх можливих наслідків. Після ідентифікації можна розробити та впровадити необхідні заходи безпеки для зменшення цих ризиків.
Основна мета оцінки ризику — розглянути баланс між ризиком і заходами безпеки, які контролюють його. Вищий потенційний ризик означає, що стандарти безпеки мають бути суворішими, з більшим використанням безвідмовних рішень, наприклад.
IEC 61508: Міжнародний стандарт безпеки
IEC 61508 — це міжнародний стандарт, встановлений для функціональної безпеки в промисловій автоматизації. Він надає рамки, які допомагають проєктувати системи, що працюють у небезпечних середовищах, безпечно, шляхом розгляду операцій, пов’язаних із безпекою, виявлення небезпек і усунення їх до того, як вони завдадуть шкоди. Цей стандарт надає комплексні рекомендації для інженерів щодо проєктування безвідмовних систем, що відповідають вимогам галузі.
Дотримуючись IEC 61508, інженери з автоматизації можуть забезпечити відповідність своїх систем безпеки світовим стандартам, зменшуючи ризики та підвищуючи безпеку в промислових операціях.
Безпечні функції в промисловій автоматизації
Безпечні функції є невід’ємною частиною системи безпеки і включають процеси, такі як використання безпечних приводів, безпечних віддалених I/O та безпечних мереж. Ці функції можна налаштовувати відповідно до конкретних потреб залежно від характеру операції.
Деякі з популярних безпечних функцій включають STO — Safe Torque Off, SS1 — Safe Stop -1 та SOS — Safe Operating Stop, які дозволяють безпечно керувати машинами; у той час як спеціалізовані безпечні пристрої, що включають безпечні килимки, вимикачі та пристрої перемикання живлення, доповнюють рух, щоб забезпечити правильну реакцію в небезпечних ситуаціях.
Структура безпечного кола
Добре спроєктована структура безпечного кола є незамінною для забезпечення резервування та надійності в промисловій автоматизації. На відміну від стандартних кіл, безпечні кола можуть мати два датчики, підключені паралельно до одного входу ПЛК, або розподілену конфігурацію датчиків на кількох входах ПЛК.
Архітектури, як-от "1oo2", де один датчик може ініціювати безпечне вимкнення, вводять резервування. Ідея полягає в тому, що навіть якщо один несправний датчик не може виявити небезпечну подію, система все одно має безпечно зупинити процес завдяки наявності його резервного аналога.
Діагностичне покриття та безпека
Діагностичне покриття — це процес моніторингу та аналізу сигналів системи з метою виявлення несправностей або відмов до того, як вони стануть критичними. Добре діагностичне покриття означає проєктування систем, які забезпечують точну та дієву діагностику через екрани SCADA, умови тривоги або конкретні стани контролера.
Добре діагностичне покриття забезпечує, що оператори своєчасно розпізнають будь-які проблеми та дають ефективну відповідь для запобігання інцидентам. Обмежуючи надмірні сигнали та зосереджуючи ресурси на релевантних, це покращує загальну безпеку системи.
