Hệ thống an toàn có thiết bị đo và SIL: Ý nghĩa đối với thiết bị đo mức

Hệ thống an toàn có thiết bị đo và SIL: Ý nghĩa đối với thiết bị đo mức

Bộ truyền có thể được chứng nhận khả năng SIL, nhưng mua thiết bị đó không xác lập mức toàn vẹn đạt được của chức năng an toàn hoàn chỉnh. SIF đo mức gồm cảm nhận, logic, phần tử chấp hành cuối và các dịch vụ hỗ trợ cần có. Kiểm tra phạm vi chứng chỉ, tài liệu an toàn, rồi xác minh toàn bộ chức năng theo yêu cầu an toàn của nó.

Giải thích thuật ngữ dễ hiểu

Hệ thống an toàn có thiết bị đo thực hiện một hoặc nhiều chức năng được thiết kế để đạt hoặc duy trì trạng thái an toàn xác định. Tính độc lập với hệ điều khiển công nghệ cơ bản phải đáp ứng thiết kế và đánh giá rủi ro áp dụng. Hệ thống có thể chẩn đoán trong khi giám sát liên tục, nhưng hỏng nguy hiểm tiềm ẩn vẫn có thể tồn tại đến khi có yêu cầu tác động hoặc thử kiểm chứng.

Chức năng an toàn có thiết bị đo (SIF) là một tác động bảo vệ cụ thể: “nếu mức bồn đạt cao-cao, đóng van nạp”. Một SIS có thể thực hiện một hoặc nhiều SIF.

SIL yêu cầu được xác định từ đánh giá mối nguy và rủi ro, không từ danh mục thiết bị. Trong ứng dụng công nghệ, IEC 61511 đề cập SIL 1–3; IEC 61508 còn xác định SIL 4. Chức năng ít được yêu cầu tác động dùng xác suất hỏng trung bình khi có yêu cầu (PFDavg); chức năng được yêu cầu thường xuyên hoặc hoạt động liên tục dùng chỉ tiêu tần suất hỏng khác. Không áp dụng tuyên bố xác suất của chế độ ít yêu cầu sang chế độ hoạt động khác.

Vì sao một bộ truyền tự nó không thể là “SIL 2”?

Xác minh hiệu năng định lượng, ràng buộc kiến trúc và tính toàn vẹn đối với lỗi hệ thống của toàn bộ SIF. Chứng chỉ thiết bị quy định khả năng trong điều kiện nêu rõ, có thể gồm kiến trúc, chẩn đoán, phạm vi thử kiểm chứng, chế độ hoạt động và thời gian sử dụng hữu ích. Kiến trúc không dự phòng không tự động bị loại khỏi SIL 2; ràng buộc áp dụng và hiệu năng được xác minh mới quyết định.

Chọn kiến trúc và bố trí thử theo đặc tả yêu cầu an toàn. Có thể cần dự phòng và biểu quyết nhưng cũng phải xét lỗi cùng nguyên nhân và bảo trì. Ghi dữ liệu hỏng, tiện ích hỗ trợ, giả định sửa chữa, thời gian đáp ứng và phạm vi thử kiểm chứng, thay vì coi riêng dự phòng là cách đạt SIL.

Vòng chống tràn thực sự được xây dựng thế nào?

Ví dụ điển hình là chống tràn bồn chứa. Thiết kế đáng tin cậy tách phép đo khỏi chức năng bảo vệ:

Cảm biến độc lập. Công tắc mức cao-cao chuyên dụng hoặc bộ truyền thứ hai tách khỏi bộ truyền mức BPCS, để lỗi phép đo không đồng thời làm mất bảo vệ.

Bộ xử lý logic. PLC an toàn hoặc bộ xử lý logic rơle được chứng nhận, riêng với PLC điều khiển, nhận tín hiệu ngắt và ra lệnh cho phần tử chấp hành cuối.

Phần tử chấp hành cuối. Van chặn đầu vào, với cơ cấu chấp hành và bộ định vị được quy định để vòng đạt SIL mục tiêu.

Cốt lõi là tính độc lập: mức dùng vận hành bồn và mức dùng bảo vệ bồn không nên lấy từ cùng thiết bị, vì dạng hỏng cần chống lại chính là hỏng phép đo đó.

Vì sao thử kiểm chứng định kỳ quan trọng?

Thử kiểm chứng tìm hỏng nguy hiểm mà chẩn đoán chưa phát hiện. Quy trình được lập thành văn bản phải bao quát các lỗi cảm biến, kết nối công nghệ, logic và phần tử cuối được tuyên bố là có thể kiểm tra, với tiêu chí đạt và bố trí nối tắt có kiểm soát. Xác định chu kỳ, phạm vi từ tính toán an toàn đã xác minh và tài liệu an toàn; thử hằng năm hoặc chỉ cưỡng bức đầu ra đều không tự động chứng minh tính toàn vẹn yêu cầu.

Câu hỏi của kỹ sư

Câu1. SIL 1 và SIL 2 khác nhau thế nào với vòng đo mức?

Xác suất hỏng khi có yêu cầu tác động cần đạt khác nhau khoảng một bậc độ lớn; thường cần chẩn đoán thiết bị tốt hơn, khoảng thử kiểm chứng ngắn hơn và đôi khi có dự phòng. Đây là thuộc tính của vòng chức năng, không riêng thiết bị.

Câu2. Có thể dùng bộ truyền điều khiển cho cả chức năng an toàn không?

Chỉ khi phân tích mối nguy chấp nhận dạng hỏng dùng chung, điều thường không nên chấp nhận với chống tràn. Thiết kế tiêu chuẩn dùng thiết bị cao-cao độc lập.

Câu3. “Có khả năng SIL 2” trên bảng dữ liệu nghĩa là gì?

Đây là tuyên bố khả năng có điều kiện, với phạm vi phải xác lập từ đúng chứng chỉ và tài liệu an toàn. Kiểm tra phiên bản phần cứng, phần mềm, dữ liệu hỏng, năng lực kiểm soát lỗi hệ thống, kiến trúc và giả định thử trước khi dùng trong SIF. Nó không chứng nhận hệ lắp đặt hoàn chỉnh.

Câu4. Có cần PLC an toàn không?

Với một tác động ngắt đơn giản, bộ xử lý logic rơle được chứng nhận có thể đủ. Lựa chọn phụ thuộc số chức năng, biểu quyết và chẩn đoán cần có.

Hướng dẫn kỹ thuật liên quan

• Bộ truyền mức radar phòng nổ: Đọc chứng chỉ thay vì tài liệu quảng cáo
• Bảo trì bộ truyền mức radar: Việc nên làm và việc không cần bận tâm

Trao đổi ứng dụng đo lường của bạn với METRAVON

Tài liệu kỹ thuật tham khảo

• HSE: Vòng đời an toàn chức năng