Назад к обзору

SIL – функциональная безопасность

Термин Safety Integrity Level (уровень совокупной безопасности), коротко SIL, все чаще и чаще используется в отношении технологического оборудования. Уровень совокупной безопасности определяет требования, предъявляемые к устройствам или системам, и описывает вероятность их отказа.

SIL во взрывоопасных зона – нормы

Целью SIL является достижение максимально возможной безопасности эксплуатации. В случае отказа устройства или системы устанавливается строго определенное состояние. Анализ с использованием стандартов осуществляется на основе статистической вероятности. Основными базовыми нормами являются стандарты МЭК 61508 и МЭК 61511.

SIL применяется во многих перерабатывающих и производственных отраслях: включая химическую и нефтеперерабатывающую промышленность, нефте- и газодобычу, бумажную промышленность и традиционное производство энергии.

Помимо стандартов, регулирующих функциональную безопасность, в отношении промышленных установок, эксплуатируемых во взрывоопасных зонах, следует применять также нормы EN 60079-0 и далее.

МЭК 61508: Производитель

Стандарт МЭК 61508 содержит требования, которые должен учитывать изготовитель при поставке устройств и систем.

Заголовок гласит: "Функциональная безопасность электрических, электронных и программируемых электронных систем, связанных с безопасностью"

МЭК 61511: Монтаж и эксплуатация оборудования

Стандарт МЭК 61511 содержит требования по монтажу и эксплуатации установок, оснащенных функциями обеспечения безопасности.

Заголовок гласит: "Функциональная безопасность – системы обеспечения техники безопасности в промышленности с непрерывными технологическими процессами"

Соблюдение требований стандарта обеспечивается собственником, проектировщиком и эксплуатационным персоналом в соответствии с планом мероприятий по безопасности и национальными предписаниями. Также изложены требования к устройствам, обеспечивающим возможность их конкретного использования на основании подтвержденной надежности эксплуатации (proven-in-use).

Вернуться вверх

Анализ SIL

При анализе SIL следует рассмотреть всю совокупность цепей передачи сигналов. В типичном защитно-техническом приложении расчет уровня совокупной безопасности осуществляется на основании средних вероятностей отказа отдельных устройств.

Примечание: В стандарте МЭК 615078-1, таблица 2, описана зависимость между средней вероятностью отказов и достигаемым уровнем SIL. На основании заданного уровня при этом можно получить общий итог для суммы всех значений PFD (Probability of Failure on Demand (вероятность отказа при запросе)).

В качестве примера рассматривается установка одноканальной структуры с низкой интенсивностью запросов. В этом случае при значении SIL равном 2 среднее значение PFD находится в диапазоне между 10-3 и 10-2.

Предельные значения отказов приведены в таблице.

SILРежим работы с низкой интенсивностью запросов
(средняя вероятность отказа запланированной функции при запросе)
4от ≥ 10-5 до < 10-4
3от ≥ 10-4 до < 10-3
2от ≥ 10-3 до < 10-2
1от ≥ 10-2 до < 10-1
Вернуться вверх

Пример использования

Пример: Распределение значений SIL  

Возможное распределение значений PFD в цепи обеспечения безопасности

Полевые датчики и исполнительные элементы подвергаются химическим и физическим нагрузкам – помимо прочего, под воздействием технологической среды, давления, температуры и вибрации. Соответственно высок риск нарушения работы этих компонентов. Поэтому предусмотренное значение для датчика составляет 25, а для исполнительного элемента – 40 процентов от общего значения PFD (Probility of Failure on Demand).

Для отказоустойчивого контроллера остаются 15 процентов, а для интерфейсных модулей – по 10 процентов. Эти элементы не имеют контакта с технологической средой и, как правило, размещаются в защищенном шкафу управления.

Для расчетов используются типовые значения.

Вернуться вверх

Термины и определения, используемые в стандартах EN 61508 и EN 61511

Сокращение ПонятиеПонятие/Определение
SILSafety Integrity Level (уровень совокупной безопасности)
Один из четырех отдельных этапов определения требований к надежности функциям системы обеспечения безопасности в системах E/E/PE. К системам E/E/PE относятся электрические/электронные/программируемые электронные системы. При этом уровень SIL 4 является наивысшим, а уровень 1 - самым низким уровнем совокупной безопасности.
EUCEquipment under control (контролируемое устройство)
Устройство, машина, аппарат или установка, используемая для изготовления изделия, изменения формы материала, транспортировки.
MTBFMean Time Between Failures (среднее наработка на отказ)
Ожидаемое среднее время между двумя отказами.
PFDProbability of Failure on Demand
Вероятность отказа при запросе. Задает вероятность того, что система безопасности в случае необходимости не выполнит свою функцию..
PFDavgAverage Probability of Failure on Demand
Средняя вероятность отказа функции при подаче запроса.
E/E/PESЭлектрические/электронные/программируемые электронные системы
Все электрические устройства и системы, используемые для выполнения функций обеспечения безопасности. Подразумеваются также простые электрические устройства и программируемые логические контроллеры (ПЛК) любого типа.
PFHProbability of dangerous Failure per Hour
Вероятность опасного отказа в течение часа.
SFFSafe Failure Fraction
Доля неопасных отказов. Рассчитывается из отношения суммы неопасных отказов и диагностированных или распознанных отказов к полной интенсивности отказов системы.
SIFSafety Instrumented Function
Функция обеспечения безопасности.
SISSafety Instrumented System
Техническая система обеспечения безопасности. Состоит из одной или нескольких функций обеспечения безопасности. На каждую из этих функций распространяется требование SIL.
Вернуться вверх

PHOENIX CONTACT - Россия
OOO "Феникс Контакт РУС"

119619, Москва,
Новомещерский проезд, д. 9, стр. 1
+7 (495) 933-8548