Алгоритм применения требований ГОСТ МЭК 61511 к системам ПАЗ

СПАЗ строятся на базе электронных устройств и, по сути, представляют собой часть АСУ ТП, так как содержат те же составные элементы (датчики, контроллеры, интерфейсы и программное обеспечение).

В настоящее время существуют общепризнанные стандарты для классификации оборудования по уровням безопасности и построения корректной системы противоаварийной защиты:

• ГОСТ Р МЭК 61508 (IEC 61508) — основной стандарт для спецификации, а также для разработки и эксплуатации систем обеспечения безопасности (классы безопасности SIL1 — SIL4);
• ГОСТ Р МЭК 61511 (IEC 61511) — стандарт, ориентированный на приложения для перерабатывающей промышленности.

Классы безопасности SIL1 — SIL4:

SIL — определяет требования к показателям безопасности контура (среднюю вероятность отказа, аппаратную избыточность), а также определяет необходимое снижение риска возможной аварии технологического процесса.

Стандарт МЭК 61511 определяет 2 ключевые концепции:

1. Уровень полноты безопасности SIL.
2. Жизненный цикл безопасности.

Так сложилось, что на производствах чаще всего игнорируется жизненный цикл системы безопасности и применятся только понятие уровня безопасности SIL.

Т.е. из-за отсутствия распределения сигналов на контуры защит и требований к датчикам нарушается основа построения системы противоаварийной защиты (нет целостного контура, охватывающего процесс от датчиков до самих исполнительных механизмов).

Как же применять ключевые концепции МЭК 61511 с целью повышения безопасности?

Для создания системы противоаварийной защиты прежде всего необходимо разбить работу на два этапа:

• Анализ опасностей и рисков;
• Выполнение работ по системе противоаварийной защиты (реализация, эксплуатация).

На первом этапе следует проанализировать риски.

Для этого применяются методы анализа работоспособности HAZOP (англ. HAZARD and OPERABILITY, Опасность и Работоспособность), т.е. рассматриваются опасности, связанные с отклонениями в технологических режимах, возможные причины их возникновения. Фактически производится анализ каждой основной единицы оборудования и всего вспомогательного оборудования.

Результатом такого анализа является таблица опасностей технологического процесса с указанием возможных последствий.

Пример таблицы HAZOP:

Более детальный анализ возможных отклонений и их причин может производиться по методикам «дерева событий» (ЕТА), «влияния человеческого фактора» (HRA) и «дерева неисправностей» (FТА).

Проанализировав таблицу, рассматривается возможность использования дополнительных механических защит — диафрагм, клапанов и т.д. Определяются уровни обеспечения безопасности SIL для приборных контуров защиты (от датчика до исполнительного механизма), требования к архитектуре, интервалам тестирования, требования приказов Ростехнадзора и т.д.

На выходе этапа анализа должна быть составлена спецификация требований по безопасности — Safety Requirment Specification (SRS) — техническое задание на создание системы ПАЗ.

Этап реализации — разработка документации

Пользуясь спецификацией требований безопасности SRS, выбираются контрольно-измерительные приборы, исполнительные устройства. Расчетным путем подтверждается, что проектируемые контуры защит соответствуют требуемым значениям и целевому уровню SIL.

Обоснованные расчетным путем компоненты контуров с уровнем SIL1 и выше должны иметь сертификацию и отвечать требованиям ГОСТ Р МЭК 61508 / 61511.

Этап эксплуатации

Любая система в процессе работы со временем изнашивается в плане безопасности и надежности, поэтому необходим план тестирования элементов контура, с частотой, которая определена спецификацией SRS.

Кроме того, на любом предприятии следует назначать ответственное лицо за соблюдение жизненного цикла функциональной безопасности для своевременного контроля и оценки ситуации по системам ПАЗ.

Обратите внимание, что при определении соответствия контура безопасности назначенному (целевому) уровню SIL стандарты ГОСТ Р МЭК 61508/61511 требуют соответствия по трем критериям:

1. Systematic integrity — полнота безопасности.
2. Random failure — случайные отказы.
3. Аrchitectural constraints — архитектурные ограничения.

Несоответствие одному из указанных критериев влечет за собой изменение архитектуры, аппаратной реализации, методов и интервалов тестирования.