سیستم های قطع، بسته شدن اضطراری / سیستم های ابزار ایمنی چیست

سیستم های بسته شدن اضطراری / سیستم های ابزار ایمنی یا

EMERGENCY SHUTDOWN SYSTEMS (ESS) / SAFETY INSTRUMENT SYSTEM (SIS)

SIS معمولاً با استفاده از ایمنی PLC (کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی) پیاده سازی می شود. همانطور که از نام آن پیدا شده است ، می توان آن را برنامه ریزی کرد که اجرای منطق در مقایسه با رله های الکتریکی مکانیکی یا رله های حالت جامد به طور قابل توجهی آسان تر شود. باستثناء سیستم های بسیار کوچکی (تعداد I / O کم) که در آن مبتنی بر رله، حالت جامد، کنترل پنوماتیک  هنوز هم می تواند مقرون به صرفه تر باشد.

همانند PLC با هدف کاربرد عمومی، PLC ایمنی از ماژول پردازش (CPU)، ماژول ورودی، ماژول های خروجی و ماژول های ارتباطی ساخته شده است. تفاوت های مهم این است که به طور معمول PLC ایمنی:

• طراحی شده برای حذف قطعی های شناخته شده از رفتن به حالت های خطرناک
• برای دستیابی به هدف فوق، خود تشخیصی خطا با ضریب پوشش بالا بسیار ضروری است.
• Redundancy اغلب برای جلوگیری یا کنترل حالت های خرابی خطرناک استفاده می شود.
• مهمتر از همه ،  تست شخص ثالث و تأیید صحت مطابق با استاندارد IEC61508 ضروری است.

برای صنایع فرآیندی، SIS معمولاً فرایند ناهنجاری ها را تحت نظر دارد. در شرایط فرایند عادی، SIS شبیه یک سگ نگهبان است که بی سر و صدا در جستجوی مزاحم است. از آنجا که منطقی است که بگوییم تمام پلنت های فرآیندی برای تولید مداوم به جای قطعی طراحی شده اند ، SIS معمولاً برای کل چرخه زندگی خود در حال خواب است. با این حال، همه چیز در پایان قطعی می خورد، فقط یک مسئله زمان است. آیا در صورت بروز خطا و نارضایتی فرآیند ، آیا SIS می تواند برای محافظت از پرسنل، دارایی های پلنت و محیط زیست تقاضا عمل کند؟ از این گذشته، این هدف اصلی SIS است.

SIS باید به گونه ای طراحی شود که معیارهای دقیق عملکرد ایمنی را برای از بین بردن گسلهای پنهانی که ممکن است منجر به عدم موفقیت در حین تقاضا شود، لحاظ کند. این اندازه گیری عملکرد از لحاظ فنی توسط IEC61508 / 61511 به عنوان PFD (احتمال عدم موفقیت در حین تقاضا) تعریف شده است. از طرف دیگر ، می توان آن را به قابلیت دسترسی ایمنی یا RRF (ضریب کاهش خطر) ترجمه کرد.

بنابراین چه زمانی یکی تصمیم می گیرد که آیا SIS مورد نیاز است؟

SIS موقعی پیاده سازی خواهد شد که تجزیه و تحلیل خطر فرآیند ( process hazard analysis  ) یک شکاف ایمنی بعد از اعمال طراحی فرآیند، مکانیکی و سایر اقدامات غیر SIS برای کاهش ریسک، نمایش دهد. در نتیجه تکرار این تجزیه و تحلیل برای همه خطرات احتمالی، SIF ها به عنوان یک اقدام محافظتی تعریف می شوند.

منطق اینترلاک / شات داون SIF به طور معمول به شکل ماتریس علت و معلولی (CEM) از شرح  فرایند و P & ID نمایش داده می شود. هر SIF معمولاً از مجموعه ای از سنسور (ها) تشکیل شده است که شرایط فرآیند را برای عدم موفقیت فرآیند مشاهده و عملکرد محافظتی مربوط را آغاز می کند.

سوئیچ ها و بای پس های اضافی اپراتور نیز به عنوان شرایطی برای اجرای خروجی ها منعکس می شوند. این وظایف شامل هشدار دهنده، بستن دریچه ها و تجهیزات، خاموش کردن واحدهای فرآیند و کارخانه است.

برخی از ملاحظات اصلی هنگام طراحی SIS:

• شناختن SIL هدفمند برای هر SIF
• درک خوب از SIF (وظایف ابزار دقیق ایمنی )
• انتخاب معماری حل کننده منطق (Safety PLC): 1oo1D ، ۱oo2D ، ۲oo3 و غیره
• انتخاب سنسورها و المان نهایی ، به عنوان مثال ترنسمیتر دارای درجه SIL ، شیرهای تست شده با لمس جزئی
• استفاده از سنسورها، حل کننده منطق (PLC ایمنی)، المانهای نهایی باید به طور کامل به مبنای دستورالعمل های کتابچه راهنمای ایمنی که در مجوز ایمنی ذکر شده است، انجام گیرد.
• تأیید SIL در طراحی نهایی شده
• نرخ تریپ غیر واقعی
•  انعطاف پذیری تغییر و تعمیر آنلاین
• سهولت در عیب یابی و نگهداری
• فرکانس ها و مراحل تست اثباتی

سایر ویژگی های تقویتی

جزئیات بیشتری وجود دارد که باید از آنها مراقبت کرد و بنابراین این فهرست جامع نیست و فقط نمونه می باشد. سایر ویژگی های تقویتی که به امنیت مربوط نمی شوند اما از کارکرد کارخانه پشتیبانی می کنند عبارتند از:

• ارتباطات به BPCS (یا DCS) و زیر سیستم ها
• ادغام در DCS بدون به خطر انداختن ایمنی عملکردی و استقلال
• نیاز به رابط اپراتور به عنوان مثال گرافیک در DCS ، HMI مستقل، اعلام کننده ( Annunciator )، توالی ضبط کننده رویداد
• دسترسی به ترانسمیتر Fieldbus / Hart
• چاپ پاورقی روی کابینت سیستم و مارشالینگ

برای صنعت فرآیند، ایمنی همیشه در دستور کار بوده است. هر وقت خوشی صندلی راننده را می گیرد، طبیعت راهی برای یادآوری ما از طریق حوادث صنعتی یا اشتباهاتی که به خیر می گذرد دارد. با تصویب IEC61508 و متعاقباً IEC61511، ایمنی عملکردی بیش از تجربه ها خوب یا قوانین تجویزی، دارای کارایی جهت دار شده است.

با این حال، بسیاری از مسائل دیگر بوجود می آیند که میزان عملکرد، فضای زیادی برای قضاوت و تخیل ارزش می گذارد. این موضوعات با جدیت مورد بحث قرار می گیرند، سازنده ترین ها، برخی در حال بازنگری هستند، و برخی در نتیجه بهتر می شوند.

استانداردهای مورد استفاده

صنعت فرا ساحلی (offshore ) هنوز هم عمدتاً مبتنی بر API RP 14C  (تجربیات توصیه شده برای تجزیه و تحلیل، طراحی ، نصب و آزمایش سیستم های اصلی ایمنی سطحی برای سکوهای تولید فراساحل) است که در آن دستورالعملهای مربوط به عملکردهای ایمنی از نوع تجویز است.

با این حال، IEC 61508 به تدریج به صورت ویژه، رویکرد مبتنی بر ریسک آن برای ایمنی عملکردی مورد اشاره قرار گرفته است. اول از همه ، سطح یکپارچگی ایمنی عملکردهای ابزار دقیق ایمنی (SIF) باید قبل از تعیین مشخصات فنی، مهندسی و تهیه SIS مشخص شود. به سادگی مشخص کردن SIS به SIL 2 یا ۳ ممکن است منجر به سوالات بیشتر از پاسخ آن شود.

به طور کلی ، صنعت فرا ساحل / پایین دستی که در اصل متشکل از کارخانه ها و پالایشگاه های پتروشیمی است، پذیرندگان اولیه استاندارد IEC 61508/61511 (به دلایل ساختاری بیش از تمایل) هستند. حتی پس از آن، اینها هنوز هم در حال کشمکش با کاربرد و عملی بودن IEC 61508 و IEC 61511 (استاندارد ایمنی عملکرد خاص برای صنعت فرآیند) هستند و مدتی به طول می انجامند تا “بهترین شیوه ها” از نظر استفاده از این استانداردها به جایگاهی مشترک تبدیل شود.

در این میان ، SIS به منظور دستیابی به هدف اصلی خود یعنی محافظت از پرسنل، دارایی های پلنت و محیط زیست شاید تحت نام های مختلفی مانند ذیل ادامه خواهد یافت:

• SGS  یا Safeguard System (سیستم محافظت)
• IPS یا Instrumented Protective System (سیستم محافظ ابزاری)
• ESD یا Emergency Shutdown System (سامانه قطع اضطراری)
• SDS یا Shutdown System (سیستم خاموش کردن)
• ESS یاEmergency Shutdown System (سیستم خاموش کردن اضطراری)
• SRS یا Safety-related System (سیستم مربوط به ایمنی)
• PES یا Programmable Electronic System (سیستم الکترونیکی قابل برنامه ریزی)
• ICSS (سیستم کنترل و ایمنی یکپارچه ، که بخشی از آن SIS است)
• Safety System (سیستم ایمنی)
• SIS یا SAFETY INSTRUMENT SYSTEM