ระบบอุปกรณ์ความปลอดภัย (SIS) เป็นสิ่งสําคัญในอุตสาหกรรมที่ทันสมัย โดยเฉพาะในภาคที่มีความเสี่ยงสูง เช่น อุตสาหกรรมเคมี, พลังงาน และปิโตรเคมีระดับความสมบูรณ์แบบของความปลอดภัย (SIL) เป็นตัวชี้วัดหลักในการวัดความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของ SIS.
เนื่องจาก SIL 3 กลายเป็นประเด็นที่มีการหารือกันบ่อยในระบบที่มีความสําคัญต่อความปลอดภัยรวมถึงความหมายเฉพาะเจาะจงและกรณีที่ใช้ได้ของ SIL 3บทความนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่าง SIS และ SIL อย่างเต็มที่ โดยเน้นความสําคัญของ SIL 3 เพื่อช่วยคุณในการเลือกที่เหมาะสมในการใช้งานจริง
ระบบอุปกรณ์ความปลอดภัย (SIS) คือ ระบบที่ออกแบบมาเพื่อดําเนินงานหนึ่งหรือหลายประการของระบบอุปกรณ์ความปลอดภัย (SIF)
ประกอบด้วยอุปกรณ์วัด, เครื่องควบคุมโลจิก, เครื่องผลักดัน, อุปกรณ์ควบคุมปลาย และโปรแกรมการใช้งานที่เกี่ยวข้องหน้าที่หลักของ SIS คือการติดตามการดําเนินงานของกระบวนการ และใช้มาตรการในทันทีเพื่อป้องกันอุบัติเหตุเมื่ออันตรายเกิดขึ้น.
ปฏิบัติการความปลอดภัยที่ใช้เครื่องมือ (SIF) เป็นหน้าที่ความปลอดภัยเฉพาะเจาะจงที่ดําเนินการโดย SIS ใช้ในการติดตามสถานการณ์ที่ไม่ปลอดภัยในกระบวนการและใช้มาตรการควบคุมที่เกี่ยวข้องเช่น การปิดฉุกเฉิน, การตัดไฟฟ้า และการเปิดตัวอุปกรณ์ลดความดัน
ในนิยามข้างต้น เราพบความหมายแบบวงกลมในระดับหนึ่งและใช้ระบบอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย เพื่อนําฟังก์ชันอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยมาใช้การนิยามแบบวงกลมนี้ชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างระบบและหน้าที่ของมันวิธีการกําหนดนี้ช่วยให้เราเข้าใจการเชื่อมโยงที่ใกล้ชิดและเส้นทางการดําเนินการระหว่างระบบและหน้าที่ของมัน.
ระดับความสมบูรณ์แบบของความปลอดภัย (SIL) เป็นวัดความสามารถของฟังก์ชันความปลอดภัยที่มีเครื่องมือ (SIF) ในการลดความเสี่ยงเฉพาะเจาะจง
มีระดับ SIL สี่ระดับ ตั้งแต่ SIL 1 ถึง SIL 4 โดย SIL 4 เป็นระดับสูงสุด แสดงถึงความน่าจะเป็นความล้มเหลวต่ําที่สุดและความน่าเชื่อถือของระบบสูงที่สุดความต้องการความปลอดภัยของระบบสูงขึ้นทําให้มันสามารถทํางานในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและอันตรายมากขึ้น
ระดับ SIL โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับ PFDavg (ความน่าจะเป็นเฉลี่ยของความล้มเหลวอันตรายตามความต้องการ) และ PFH (ความถี่ของความล้มเหลวอันตรายต่อชั่วโมง)ระดับ SIL แต่ละระดับมีข้อบังคับตามมาตรฐานดังนี้
ระดับเหล่านี้ช่วยทีมงานออกแบบในการประเมินความต้องการความน่าเชื่อถือและระดับความปลอดภัยที่ต้องการของระบบ
ความแตกต่างระหว่าง SlL, SlF& SlS
| กฎหมาย | SIL | SIF | SIS |
|---|---|---|---|
| คํานิยาม | ระดับความสมบูรณ์แบบของความปลอดภัย (SIL) เป็นตัววัดความน่าเชื่อถือของฟังก์ชันความปลอดภัยในการป้องกันความผิดพลาดและลดความเสี่ยง | ฟังก์ชันที่ใช้เครื่องมือความปลอดภัย (SIF) คือการกระทําเฉพาะอย่างยิ่งที่ทําโดยระบบที่ใช้เครื่องมือความปลอดภัย (SIS) เพื่อรักษาความปลอดภัยของกระบวนการ | ระบบอุปกรณ์ความปลอดภัย (SIS) คือ ระบบที่มีฟังก์ชันความปลอดภัยหลายประการ (SIF) เพื่อติดตามและควบคุมกระบวนการเพื่อความปลอดภัย |
| ระดับ/องค์ประกอบ | SIL มี 4 ระดับ (SIL 1 ถึง SIL 4) โดย SIL 4 เป็นระดับความปลอดภัยสูงสุด และ SIL 1 เป็นระดับความปลอดภัยต่ําสุด | SIF ใช้เซ็นเซอร์ในการตรวจจับอันตราย เครื่องแก้ปัญหาการตัดสินใจ และองค์ประกอบสุดท้าย เช่น วาล์ว เพื่อรับประกันความปลอดภัย | SIS ประกอบด้วยฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั้งหมด เช่น เซ็นเซอร์และเครื่องขับเคลื่อน ที่จําเป็นในการดําเนินหน้าที่ความปลอดภัย |
| วัตถุประสงค์/ ตัวอย่าง | ระดับ SIL ระบุผลงานที่จําเป็นสําหรับ SIF เพื่อลดความเสี่ยง | ตัวอย่างของ SIF ได้แก่ ฟังก์ชันปิดฉุกเฉิน การเปิดระบบดับไฟ หรือระบบลดความดัน | SIS ได้ถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันผลกระทบอันตราย ผ่านการติดตั้ง การใช้งาน และการบํารุงรักษา |
| ความสัมพันธ์ | การวัดความน่าเชื่อถือและผลงานที่จําเป็นของ SIF | ปฏิบัติหน้าที่เฉพาะเจาะจงของ SIS เพื่อรับรองความปลอดภัย | ระบบที่ครบถ้วนที่รวม SIF หลายรายการ |
| บทบาทสําคัญ | กําหนดระดับความปลอดภัยที่ต้องการ | การดําเนินการด้านความปลอดภัยเฉพาะเจาะจง เพื่อลดความเสี่ยง | ใช้และจัดการฟังก์ชันความปลอดภัย |
ตามมาตรฐาน IEC 61511 และ VDI/VDE 2180-1 มีฟังก์ชันความปลอดภัยความสมบูรณ์แบบต่ํา (LIFs) ที่ไม่ต้องการการป้องกันความสมบูรณ์แบบสูงฟังก์ชันเหล่านี้มีปัจจัยลดความเสี่ยง (RRF) ต่ํากว่า 10 และโดยทั่วไปไม่จําเป็นต้องนําไปใช้ในระบบความปลอดภัย.
แม้ว่าฟังก์ชันความปลอดภัยเหล่านี้จะไม่จําเป็นต้องมีชั้นการป้องกัน SIS ที่ซับซ้อน แต่มันยังคงมีความรับผิดชอบด้านความปลอดภัยพื้นฐานบางอย่างและ SIL-1 โดยทั่วไปถือว่าเป็นฉากความเสี่ยงต่ําในกรณีเหล่านี้, ฟังก์ชันเช่นการเปิดและปิดสามารถดําเนินการผ่านระบบควบคุมที่มีอยู่โดยไม่ต้องสนับสนุนระบบความปลอดภัยที่มีความสมบูรณ์แบบสูง
การออกแบบและการใช้งานของฟังก์ชันความปลอดภัยความสมบูรณ์แบบต่ําเหล่านี้เป็นเหตุผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพิจารณาปัญหา "ความอ้วนเกิน" ที่ระบบความสมบูรณ์แบบสูงอาจเผชิญการดําเนินหน้าที่เหล่านี้ด้วยความน่าเชื่อถือเพียงพอ ผ่านระบบควบคุม ไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองเกณฑ์การยอมรับความเสี่ยง แต่ยังสามารถหลีกเลี่ยงการลงทุนเกินขั้น.
มาตรฐาน IEC กําหนด SIL-a และ SIL-0, ในขณะที่ VDI / VDE ให้ทางเลือกสําหรับ SIL-0 และ SIL-1#.พวกมันเป็นฟังก์ชันความปลอดภัยที่มีความสมบูรณ์แบบต่ําต้องการปัจจัยลดความเสี่ยงต่ํา (< 10) และไม่จําเป็นต้องนําไปใช้ในระบบความปลอดภัย
SIL 3 เป็นหนึ่งในระดับความสมบูรณ์แบบของความปลอดภัยที่กําหนดในมาตรฐาน IEC 61508 มันต้องการปัจจัยลดความเสี่ยง 1,000 - 10000 สําหรับความล้มเหลวตามคําสั่ง และความน่าจะเป็นความล้มเหลว 10−8 - 10−7 ต่อชั่วโมง. SIL 3 ปกติใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูง เช่น โรงงานปิโตรเคมี, โรงงานแปรรูปเคมี และโรงงานไฟฟ้าความสําคัญของ SIL 3 อยู่ที่ความสามารถในการลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับอันตรายเฉพาะอย่างยิ่งลงในระดับที่ยอมรับได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
แม้ว่าอุปกรณ์ SIL 3 อาจดูเหมือนจะเหลือใช้, โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงต่ํา, การใช้อุปกรณ์ SIL 3 สามารถนํามาซึ่งการปรับปรุงความปลอดภัยที่สําคัญในบางกรณี.สามารถขยายระยะเวลาการทดสอบ T-proof (เวลาการตรวจสอบการทดสอบ), ส่งผลให้การตรวจสอบความผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ได้ดีขึ้น
SIL 3 ไม่ได้รับการจัดอันดับสําหรับอุปกรณ์แต่ละตัว แต่สําหรับฟังก์ชันที่อุปกรณ์ดําเนินการ เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์สามารถให้การรับประกันความปลอดภัยที่เพียงพอในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูงสําหรับการเลือกอุปกรณ์, SIL 3 ส่งผลให้มีความน่าเชื่อถือสูงขึ้นและการออกแบบ redundant และอุปกรณ์มักจะแพงกว่า แต่นี่คือการลงทุนที่จําเป็นสําหรับการใช้งานที่สําคัญ
การนํา SIL 3 มาใช้งานและบํารุงรักษา ต้องมีการลงทุนเพิ่มเติม นอกจากต้นทุนในการจัดซื้ออุปกรณ์แล้ว SIL 3 ยังต้องมีทักษะเฉพาะเจาะจงของทีมปฏิบัติการซึ่งหมายถึงค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสําหรับการฝึกอบรมและการจัดการบุคคลนอกจากนี้ อุปกรณ์ SIL 3 ปกติมีความต้องการในการออกแบบและการทดสอบที่สูงกว่า ดังนั้นค่าใช้จ่ายของมันจึงสูงกว่าอุปกรณ์ที่ปกติ
อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายของ SIL 3 คุ้มค่าเมื่อเปรียบเทียบกับความเสี่ยงและความสูญเสียที่เป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูงค่าใช้จ่ายของการไม่นํา SIL 3 มาใช้งาน อาจมากกว่ามากค่าใช้จ่ายในการนําไปใช้งาน. SIL 3 สามารถปรับปรุงความปลอดภัยของระบบได้ นอกจากนี้ยังสามารถลดความน่าจะเป็นของอุบัติเหตุด้วย การรับประกันความปลอดภัยของบุคลากร อุปกรณ์และสิ่งแวดล้อมระหว่างกระบวนการผลิต
การจัดอันดับ SIL ไม่เพียงแต่เป็นปัญหาทางเทคนิค แต่ยังเป็นกระบวนการจัดการความเสี่ยงที่ครอบคลุมด้วย การใช้วิธีเช่น HAZOP (การศึกษาความเสี่ยงและความสามารถในการทํางาน) และ LOPA (การวิเคราะห์ชั้นการป้องกัน)ความเสี่ยงในกระบวนการสามารถวิเคราะห์เป็นระบบ, และระดับ SIL ที่ต้องการสามารถกําหนดได้ การเลือกระดับ SIL ต้องการพิจารณาประเภทความเสี่ยง ความน่าจะเป็นของการเกิดขึ้น ผลของการเกิดอุบัติเหตุ และระดับการลดความเสี่ยงที่ต้องการ.
เมื่อออกแบบ SIS, มันเป็นสิ่งสําคัญที่จะแยกระหว่างองค์ประกอบที่มีความสําคัญต่อความปลอดภัยและที่ไม่มีความสําคัญต่อความปลอดภัยส่วนประกอบที่สําคัญต่อความปลอดภัย หมายถึงตัวแปรและการวัดที่สําคัญต่อความปลอดภัย, เช่น เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความดัน และระบบปิดฉุกเฉินคือสิ่งที่ไม่ส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของระบบโดยตรง และไม่มีผลกระทบต่อความปลอดภัยของกระบวนการ.
มาตรฐาน เช่น GB/T 21109.1-2022 ระบุรายละเอียดกรอบและความต้องการสําหรับการออกแบบ SISช่วยให้บริษัทปฏิบัติตามมาตรฐานการออกแบบทางวิทยาศาสตร์และระบบ ในการนํา SIS มาใช้ เพื่อให้แน่ใจว่า ระดับ SIL และความต้องการทางการทํางานถูกปฏิบัติ.
ระดับ SIL โดยเฉพาะ SIL 3 สามารถปรับปรุงความปลอดภัยของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อนําไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูงมันสําคัญในการป้องกันอุบัติเหตุความปลอดภัย, ลดความเสี่ยง และรับประกันความปลอดภัยในการผลิตในฉากเฉพาะเจาะจง
เมื่อตัดสินใจว่าจะใช้ SIL 3 หรือไม่ องค์กรควรพิจารณาอย่างครบถ้วนเกี่ยวกับการประเมินความเสี่ยง การวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายและประโยชน์ และการรับประกันความปลอดภัยในระยะยาวด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม, การใช้ SIL จะถูกส่งเสริมในสาขาอื่น ๆ และเทคโนโลยีและวิธีใหม่จะเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบเครื่องมือความปลอดภัย
