info@finestart.school
8 (800) 250-7720
+7 (495) 761-5600
info@finestart.school
8 (800) 250-7720
+7 (495) 761-5600
Алгоритм применения требований ГОСТ МЭК 61511 к системам ПАЗ
Екатерина Дубинка
эксперт,
Школа Fine Start
В данной статье рассмотрим, как на практике применять требования стандарта МЭК 61511 к системам противоаварийной защиты с целью повышения их функциональной безопасности.
Системы противоаварийной защиты (СПАЗ) необходимы для обеспечения безопасности технологических процессов, в которых обрабатываются или создаются взрывоопасные, либо вредные для здоровья материалы.
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:
- Уровень полноты безопасности SIL.
- 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:
- Systematic integrity — полнота безопасности.
- Random failure — случайные отказы.
- Аrchitectural constraints — архитектурные ограничения.
Несоответствие одному из указанных критериев влечет за собой изменение архитектуры, аппаратной реализации, методов и интервалов тестирования.
Екатерина Дубинка
Эксперт Школы Fine Start
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Горная электротехника и автоматика» факультета компьютерных информационных технологий и автоматики, ГОУВПО «ДОННТУ».
Заинтересовала статья?
Освоить востребованную профессию в сфере автоматизации производства вы можете в Школе Fine Start. Узнайте детали в каталоге наших профессий
