Функциональная безопасность до уровня SIL3 благодаря JUMO safetyM…

Функциональная безопасность

Минимизация рисков благодаря системному подходу

Ваши преимущества:

• компактная одноканальная система управления с предохранительным устройством и резервными входными сигналами (на выбор) для нормированных сигналов и температурных датчиков;
• незначительные расходы на конфигурацию благодаря использованию программного обеспечения устройства;
• характеристики безопасности на выбор, например, ограничительная функция или функция реле;
• внутренний цикличный контроль резервных сенсорных элементов и аппаратного обеспечения каналов;
• возможность выбора сенсорных элементов и исполнительных механизмов различных производителей.

Первым результатом стал опубликованный в 1998 году стандарт IEC 61508 «Функциональная безопасность электрических и электронных программируемых систем», который применяется с 2002 года, как EN 61508. В данном стандарте впервые были подробно определены требования безопасности для автоматизированного оборудования.

В то время как определения IEC 61508 предназначены в первую очередь для производителей компонентов защитных устройств, то определения IEC 61511 «Функциональная безопасность — системы безопасности для промышленности» имеют важное значение для эксплуатирующих организаций и проектировщиков защитных устройств. В стандарте IEC 61511 даются рекомендации и указания по оценке рисков, связанных с нанесением ущерба технологическим установкам, и по выбору подходящих компонентов, обеспечивающих безопасность. Целью всех этих стандартов является сокращение рисков до приемлемого уровня.

Однако, что же собственно имеется в виду, когда речь идет о «Функциональной безопасности» или SIL? Понятие функциональной безопасности обозначает ту часть безопасности системы, которая зависит от корректной работы подсистем безопасности и внешних устройств с целью снижения рисков. В частности, к функциональной безопасности не относится электрическая безопасность, противопожарная защита, защита от излучения или механических повреждений.

Понятие SIL, от Safety Integrity Level, означает степень работоспособности или надежности электронного или электрического устройства управления с точки зрения безопасности. При определении степени SIL на первом плане стоит оценка надежности цепи; этот параметр обозначается также как SIF, Safety Instrumented Function. Эта предохранительная цепь состоит, как правило, из устройства управления, исполнительного механизма и датчика. Одна или несколько предохранительных цепей образуют SIS — Safety Instrumented System.

При помощи четырехступенчатой шкалы SIL описывается необходимая степень снижения рисков. SIL 1 обозначает минимальную степень уменьшения, SIL 4 — максимальную. Поэтому первым шагом к обеспечению функциональной безопасности всегда является анализ рисков. Целью здесь, среди прочего, является определение степени опасности и потенциально опасных событий в рамках процесса и относящихся к нему средств производства, или определение необходимых с точки зрения безопасности функций для достижения требуемого уровня снижения рисков. Целью здесь, среди прочего, является определение степени опасности и потенциально опасных событий в рамках процесса и относящихся к нему средств производства, или определение необходимых с точки зрения безопасности функций для достижения требуемого уровня снижения рисков.

В технологическом оборудовании для рассмотрения вопроса безопасности определенного процесса должны отдельно рассматриваться такие компоненты как, датчики, электронные устройства обработки данных и исполнительный механизм, чтобы найти общий под-ход к решению.

При этом датчики измеряют физические величины, например, температуру, уровень или давление, а также преобразуют измеряемое значение в нормированный сигнал. В качестве электронных устройств обработки данных используются, как правило, устройства управления, которые преобразуют, линеаризуют, сохраняют, а также обрабатывают величины согласно уставкам, а затем передают сигнал на исполнительный механизм. Исполнительные механизмы могут вмешиваться в ход процесса путем изменения функциональных величин различного вида. В части обрабатывающей электроники варианты обеспечения безопасности реализуются двумя способами. Пользователи могут выбрать программируемый логический контроллер с функциональной безопасностью. Это решение особенно подходит при строительстве специализированных технологических установок с АСУ ТП и отличается обширными возможностями функционального применения, а также повышенной плотностью сигналов и их количеством.

Однако здесь требуется решение комплексных задач по программированию, а входы и выходы привязаны к типу карт и многоканальности. Объем инвестирования может быть различным и зависит от количества каналов и затрат на программное обеспечение. Кроме того, должны проводиться расчет и оценка по каждой системе в отдельности в соответствии с SIL. В данном случае выполнимыми являются решения до уровня SIL4.

Альтернативой программируемому логическому контроллеру является использование предохранительных реле или ограничителей, например, из серии JUMO safetyM. Данное решение особенно подходит для реализации в небольших проектах, в специализированном оборудовании и в отдельных системах с низкой плотностью сигналов и их небольшим количеством. Помимо небольшого объема инвестиций преимуществом является также незначительные расходы на параметрирование системы. Приложение работает с универсальными типовыми сигналами и отличается дублирующей внутренней структурой и входами от датчиков с резервированием. Также в распоряжении имеются три раз-личных функциональных выхода (аналоговые/ дискретные). Поэтому возможна реализация решений до уровня SIL3. Особенно важно: выбирая тот или иной тип датчиков JUMO, вы получаете вместе с ним готовый расчет всей цепи SIL, в подтверждение чего выдаются соответствующие сертификаты. В настоящее время такую возможность не предлагает ни один поставщик. Само собой разумеется, можно без проблем интегрировать датчики также других производителей. При выборе исполнительных механизмов также не существует жесткой привязки к марке производителя, при том, что, безусловно, такая привязка имеет свои преимущества.