درک SIL: مبانی فنی و روش های ارزیابی سطح یکپارچگی ایمنی

در اتوماسیون صنعتی، ایمنی یک لوکس نیست بلکه یک وظیفه است.قابلیت اطمینان سیستم های ایمنی می تواند تفاوت بین عملکرد بدون مشکل و خرابی فاجعه بار را نشان دهد.این جایی است که سطح یکپارچگی ایمنی (SIL) در یک چارچوب شناخته شده جهانی برای کمی کردن قابلیت اطمینان از عملکردهای ابزار ایمنی (SIF) قرار می گیرد.

این وبلاگ منطق فنی پشت SIL و روش های ساختاری مورد استفاده برای ارزیابی آن را بررسی می کند.

SIL چیست؟

SIL به معنایسطح سلامت، که توسط استانداردهای IEC 61508 و IEC 61511 تعریف شده است.احتمال شکست در صورت تقاضا (PFD)برای توابع ایمنی در سیستم های الکتریکی/الکترونیک/برنامه گذاری

چهار سطح SIL وجود دارد:

پایه های فنی SIL

SIL بر اساس اصول مهندسی دقیق ساخته شده است:

1.مهندسی قابلیت اطمینان

• تمرکز بر حداقل کردن احتمال شکست خطرناک است.
• از معیارهایی مانند Mean Time To Failure (MTTF) و Failure Rate (λ) استفاده می کند.

2.تخفیف و معماری

• سطوح بالاتر SIL اغلب نیاز به سیستم های اضافی دارند (به عنوان مثال، معماری های 1oo2، 2oo3).
• تحمل خطا کلید است. سیستم ها باید حتی در صورت خرابی اجزای خود نیز به کار خود ادامه دهند.

3.پوشش تشخیصی

• فرستنده ها و کنترل کننده های هوشمند اغلب شامل خود تشخیص هستند.
• پوشش تشخیصی بالاتر با کاهش خرابی های کشف نشده، رتبه SIL را بهبود می بخشد.

روش های ارزیابی SIL

دستیابی به رتبه SIL شامل تجزیه و تحلیل ساختاری و مستند سازی است. روش های کلیدی شامل:

✅ 1.نمودار ریسک

• یک ابزار کیفی که نتیجه، فرکانس و امکان اجتناب را ارزیابی می کند.
• کمک به تعیین سطح SIL مورد نیاز برای یک عملکرد ایمنی.

✅ 2.تجزیه و تحلیل لایه حفاظت (LOPA)

• روش نیمه کمی که لایه های محافظت مستقل را ارزیابی می کند.
• محاسبه کاهش ریسک و تعیین اینکه آیا به عملکردهای ایمنی اضافی نیاز است.

✅ ۳.تجزیه و تحلیل درخت خطا (FTA)

• یک روش استنباطی از بالا به پایین که مسیرهای شکست را نقشه برداری می کند.
• نقاط خطای بحرانی را شناسایی می کند و قابلیت اطمینان کلی سیستم را محاسبه می کند.

✅ 4.FMEDA (طریقه شکست، اثرات و تحلیل تشخیصی)

• روش کمی که توسط تولید کنندگان برای ارزیابی اجزای فردی استفاده می شود.
• ارزش های PFD و پوشش تشخیصی برای فرستنده ها، سنسورها و حل کننده های منطقی را فراهم می کند.

SIL به عنوان فلسفه: طراحی برای اعتماد

SIL بیش از یک عدد است، تعهد به قابلیت اطمینان است. در فلسفه چینی، اعتماد بر اساس کمال نیست، بلکه بر اساس انعطاف پذیری ساخته شده است.یک سیستم دارای رتبه SIL هیچ گونه شکست را قول نمی دهد بلکه قول می دهد که شکست نادر است.، قابل پیش بینی و محدود شده است.

فرستنده های هوشمند، سنسورهای گواهی شده و معماری های کنترل قوی ستون فقرات این اعتماد را تشکیل می دهند. آنها فقط اندازه گیری نمی کنند بلکه محافظت می کنند.