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SIL – 기능적 세이프티

SIL(세이프티 무결성 레벨)이라는 용어는 프로세스 기술 분야에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 세이프티 무결성 레벨은 실패 확률을 지정할 수 있도록 장치 또는 시스템이 충족해야 하는 요구 사항을 정의합니다.

Ex 영역의 SIL – 표준

SIL의 목표는 최대한의 작동 안정성을 달성하는 것입니다. 장치 또는 시스템이 실패한 경우 정의된 상태가 됩니다. 통계적 확률에 기초하여 표준 기반 검사가 수행됩니다. 대개 IEC 61508 및 IEC 61511 표준이 이를 위한 기초로 사용됩니다.

SIL은 화학, 정련, 오일 및 가스 생산, 종이 제조, 기존 전력 공급 등을 포함하는 프로세스 기술 및 프로세스 엔지니어링 내에서 많은 산업 분야에 사용됩니다.

기능적 세이프티 요구 사항 외에도 폭발 위험이 있는 영역의 시스템에도 Ex 표준 EN 60079-0 ff가 적용됩니다.

IEC 61508: 제조업체

IEC 61508에는 장치나 시스템을 생산할 때 제조업체가 염두에 두어야 하는 요구 사항이 설명되어 있습니다.

제목: "전기/전자/프로그래밍 가능한 전자 세이프티 관련 시스템의 기능적 세이프티"

IEC 61511: 시스템 설치 및 작동

IEC 61511에는 기능적 세이프티가 있는 시스템을 설치 및 작동하기 위한 요구 사항이 설명되어 있습니다.

제목: "기능적 세이프티 - 프로세스 산업 부문의 세이프티 측정 시스템"

작업자, 소유자 및 계획자는 세이프티 계획 및 국가 규정에 기초하여 표준 준수를 결정합니다. 또한 이 표준에는 검증된 유효성(사용 검증)에 기초하여 애플리케이션에서 장치를 사용하기 위한 요구 사항이 설명되어 있습니다.

SIL 검사

SIL 검사 도중 전체 신호 경로를 고려해야 합니다. 일반 세이프티 애플리케이션에서 세이프티 무결성 레벨은 개별 장치의 평균 실패 확률을 사용하여 계산합니다.

설명: IEC 61508-1의 표 2에는 평균 실패 확률 및 달성 가능한 SIL 간의 관계가 설명되어 있습니다. 필요한 레벨에 따라 모든 PFD(요구 시 실패 확률) 값의 합계에 대한 전체 예산이 결정됩니다.

낮은 요구 비율을 가진 단일 채널 구조의 시스템이 예로 사용됩니다. 이 경우 SIL 2의 평균 PFD 값은 10-3 및 10-2 사이에 있습니다.

표에서 실패 제한 값을 참조하십시오.

SIL낮은 요구 비율을 가진 작동 모드
(요구 시 지정된 기능이 실패할 평균 확률)
4≥ 10-5 to < 10-4
3≥ 10-4 to < 10-3
2≥ 10-3 to < 10-2
1≥ 10-2 to < 10-1

적용 예제

가능한 PFD 값 분배  

세이프티 폐쇄형 루프 제어 회로의 가능한 PFD 값 분배

센서 및 액추에이터는 필드에서 조립되며 프로세스 매체, 압력, 온도, 진동 등을 비롯한 화학적 및 물리적 부하에 노출됩니다. 이에 따라 이러한 컴포넌트는 높은 실패 위험이 있습니다. 따라서 총 PFD(요구 시 실패 확률)가 센서는 25%, 액추에이터는 40%입니다.

페일세이프 컨트롤러는 15%, 각 인터페이스 모듈은 10%를 차지합니다. 둘 다 프로세스 매체와 접촉하지 않고 일반적으로 보호된 컨트롤 캐비닛에 위치합니다.

일반적인 값을 기준으로 계산합니다.

EN 61508 및 EN 61511의 용어

약어용어/정의
SIL세이프티 무결성 레벨(Safety Integrity Level)
E/E/PE 시스템에서 세이프티 기능의 안정성을 위한 요구 사항을 평가하기 위한 4개의 개별 레벨 중 하나입니다. E/E/PE는 전기/전자/프로그래밍 가능한 전자 시스템을 나타냅니다. SIL 4는 가장 높은 세이프티 무결성 레벨이고 1은 가장 낮은 레벨입니다.
EUC장비 제어(Equipment under control)
생산, 소재 처리 또는 운송에 사용되는 장비, 기계, 장치 또는 시스템입니다.
MTBF실패 간 평균 시간(Mean Time Between Failures)
실패 간에 예상되는 평균 시간입니다.
PFD요구 시 실패 확률(Probability of failure on demand)
요구 시 실패의 확률입니다. 세이프티 측정 시스템이 필요 시 해당 기능을 수행하는 데 실패할 확률을 설명합니다.
PFDavg요구 시 실패 평균 확률(Average probability of failure on demand)
요구 시 기능이 실패할 평균 확률입니다.
E/E/PES전기/전자/프로그래밍 가능한 전자 시스템
세이프트 측정 기능을 실행하는 데 사용할 수 있는 모든 전기 장치 및 시스템입니다. 여기에는 간단한 전기 장치 및 모든 타입의 프로그래밍 가능 로직 컨트롤러(PLC)가 포함됩니다.
PFH시간당 위험 실패 확률(Probability of dangerous failure per hour)
시간당 발생하는 위험 실패의 확률을 설명합니다.
SFF안전결점율(Safe failure fraction)
시스템의 총 실패 비율을 기준으로 안전 실패 비율과 진단 또는 탐지된 결함의 비율을 더한 비율입니다.
SIF세이프티 측정 기능(Safety Instrumented Function)
SIS세이프티 측정 시스템(Safety Instrumented System)
세이프티 측정 시스템은 하나 이상의 세이프티 측정 기능으로 구성됩니다. SIL 요구 사항은 이러한 각 세이프티 측정 기능에 적용될 수 있습니다.