В функциональной безопасности приборная система безопасности ( ПБС ) представляет собой разработанный набор аппаратных и программных средств управления, который обеспечивает уровень защиты, отключающий химическую, ядерную, электрическую или механическую систему или ее часть при обнаружении опасного состояния. [1]
SIS выполняет функцию безопасности (SIF) . SIS наделяется определенной мерой надежности в зависимости от ее уровня полноты безопасности (SIL) . Требуемый SIL определяется на основе количественного анализа опасностей процесса (PHA), такого как анализ уровней защиты (LOPA). Требования SIL проверяются во время проектирования, строительства, установки и эксплуатации SIS. Требуемая функциональность может быть проверена с помощью обзоров проекта, заводских приемочных испытаний, приемочных испытаний на месте и регулярных функциональных испытаний. PHA, в свою очередь, основан на упражнении по идентификации опасностей. В перерабатывающей промышленности (добыча нефти и газа, нефтеперерабатывающие заводы , химические заводы и т. д.) это упражнение обычно представляет собой исследование опасностей и работоспособности (HAZOP). HAZOP обычно определяет не только технологические опасности завода (например, выброс опасных материалов из-за процесса, работающего за пределами безопасных пределов завода), но и SIF, защищающие завод от таких отклонений. [1] [2]
SIS предназначена для выполнения определенных функций управления для предотвращения небезопасных технологических операций при возникновении неприемлемых или опасных условий. Из-за своей критичности системы безопасности должны быть независимы от всех других систем управления , которые управляют тем же оборудованием, чтобы гарантировать, что функциональность SIS не будет скомпрометирована. SIS состоит из тех же типов элементов управления (включая датчики , логические решатели, исполнительные механизмы и другое контрольное оборудование), что и базовая система управления процессами (BPCS). Однако все элементы управления в SIS предназначены исключительно для надлежащего функционирования SIS.
Существенной характеристикой SIS является то, что она должна включать приборы, которые обнаруживают, что переменные процесса (расход, температура, давление и т. д. в случае технологического объекта) превышают заданные пределы ( датчики ), логический решатель, который обрабатывает эту информацию и принимает соответствующие решения на основе характера сигнала(ов), и конечные элементы, которые получают выход логического решателя и предпринимают необходимые действия в отношении процесса для достижения безопасного состояния. Все эти компоненты должны функционировать должным образом, чтобы SIS могла выполнять свою SIF. Логический решатель может использовать электрическое, электронное или программируемое электронное оборудование, такое как реле , усилители отключения или программируемые логические контроллеры . Для работы SIS обычно требуются вспомогательные системы, такие как электропитание, приборный воздух и связь. Вспомогательные системы должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивать требуемую целостность и надежность . Одним из примеров SIS является датчик температуры , который подает сигнал на контроллер, который сравнивает измеренную температуру процесса с требуемым заданным значением температуры и посылает сигнал на аварийный двухпозиционный клапан, который останавливает подачу нагревательной жидкости в процесс, если температура процесса превышает безопасный предел.
SIF реализуются как часть общей стратегии снижения риска , которая призвана минимизировать вероятность возникновения ранее выявленной аварии, которая может варьироваться от незначительного повреждения оборудования до неконтролируемого катастрофического выброса энергии или материалов.
Безопасное состояние должно быть достигнуто за достаточно короткий промежуток времени (известный как время безопасности процесса ), чтобы предотвратить аварию. [1] [2]
Международный стандарт IEC 61511 был опубликован в 2003 году для предоставления рекомендаций конечным пользователям по применению систем безопасности в обрабатывающей промышленности . Этот стандарт основан на IEC 61508 , общем стандарте функциональной безопасности, включая аспекты проектирования, строительства и эксплуатации электрических/электронных/программируемых электронных систем. Другие отрасли промышленности также могут иметь стандарты, основанные на IEC 61508, такие как IEC 62061 (машинные системы), IEC 62425 (для железнодорожных сигнальных систем), IEC 61513 (для ядерных систем) и ISO 26262 (для дорожных транспортных средств).
Другие термины, часто используемые в сочетании с системами безопасности и/или для их описания, включают: