تعاریف و اصطلاحات در ایمنی عملکردی SIL

در این بخش تعاریف و اصطلاحات رایج‌تر که در ایمنی کارکردی مورد استفاده قرار می‌­گیرند بر اساس آنچه در استاندارد IEC 61508 آمده است، ذکر می‌شوند[۲].

خرابی خطرناک۱: خرابی که می­تواند عملکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق را به سوی یک حالت خطرناک یا غیر فعال پیش ببرد.

سیستم الکتریکی/الکترونیکی/الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی۲: در متن استاندارد الکتریکی به معنای عملکردهای منطقی هستند که با تکنیک‌های الکترومکانیکی انجام می‌­شوند (مانند رله‌­های الکترومکانیکی، تایمرهای موتوردار). الکترونیکی به معنای عملکردهایی است که با تکنیک­‌های الکترونیکی انجام می‌­شوند(مثل مدارهای منطقی ثابت، رله‌­های ثابت) و سیستم­‌های الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی به معنای منطق­‌هایی هستند که توسط تجهیزات قابل برنامه‌ریزی انجام می­گیرند (مانند کنترلرهای منطقی قابل برنامه ریزی۳ ، کنترلرهای دیجیتال تک مدار۴. تجهیزات میدانی مانند گیج‌ها و نشانگرهای محلی در دسته سیستم‌های الکتریکی/الکترونیکی/الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی قرار نمی­گیرند.

چرخه عمر ایمنی۵: مجموعه فعالیت­‌های مورد نیاز در به کارگیری یک کارکرد ابزار دقیق مرتبط با ایمنی که از فاز طراحی مفهومی یک پروژه آغاز شده و تا هنگامی استفاده از SIF پایان می‌­یابد، ادامه پیدا می­کند.

ایمنی کارکردی۶: قابلیت یک سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق یا دیگر تجهیزات کاهش ریسک برای سوق فرآیند و تجهیزات مربوط به آن به سمت یک حالت ایمن با انجام اعمال لازم.

بررسی مخاطرات و راهبرد عملیات۷: یک روش سیستماتیک کیفی جهت شناسایی و ارزیابی خطرات فرآیندی و مشکلات بالقوه عملیاتی با استفاده از مجموعه‌­ای از کلمات راهنما جهت بررسی انحرافات فرآیند. از HAZOP جهت بررسی هر قسمت از فرآیند استفاده می­‌شود تا انحرافات ممکن و علل و پیامدهای آنها مشخص گردند.

احتمال بروز خرابی در هنگام درخواست۸: مقداری است که احتمال عدم پاسخگویی سیستم به تقاضا را نشان می­دهد. مقدار متوسط احتمال اینکه سیستمی در یک دوره مشخص زمانی به یک تقاضا پاسخ ندهد با PFDavg نشان داده می­‌شود.

ریسک: ترکیبی از احتمال یا نرخ بروز یک اتفاق و شدت پیامدهای آن است. در مقابل ریسک ایمنی به عنوان نبود هرگونه ریسک غیر قابل قبول تعریف می­‌شود.

ضریب کاهش ریسک۹: معکوس مقدار PFD.

کارکرد ایمنی۱۰: عملکردی با مقدار SIL مشخص که به طور مداوم کار می‌کند تا از بروز شرایط مخاطره آمیز جلوگیری نموده و یا پیامدهای آن را تخفیف بخشد.

حلقه مرتبط با ایمنی۱۱: سیستم مجهز به ابزار دقیق که جهت اجرایی ساختن یک یا چند عملکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد. این لوپ از ترکیبی از سنسورها، حل کننده­های منطقی و عناصر پایانی تشکیل می­گردد.

سیستم مرتبط با ایمنی۱۲: هرگونه سیستم سخت افزاری یا قابل برنامه ریزی که هرگونه خطا در آن می­‌تواند منجر به آسیب به افراد، تجهیزات و یا محیط زیست شود.

کارکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق۱۳: عملکرد ایمنی با یک مقدار مشخص SIL که جهت دستیابی به ایمنی کارکردی لازم است و می­‌تواند یک سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق حفاظتی و یا کنترلی باشد.

خدشه ناپذیری ایمنی۱۴: مقدار متوسط احتمال اینکه یک سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق بتواند به خوبی و تحت شرایط و زمان از پیش تعیین شده عملکرد ایمنی خود را به انجام برساند.

سطح خدشه ناپذیری ایمنی۱۵: یکی از چهار سطح تعریف شده که الزامات کارکرد ایمنی را برای لوپ مرتبط با ایمنی معین می­کند. مقادیر PFD، RRF و SIL بر اساس جدول ۱ با هم ارتباط دارند.

سیستم ایمنی مجهز به ابزار دقیق۱۶: سیستم مجهز به ابزار دقیق که جهت به کارگیری یک یا چند عملکرد ایمنی مجهز به ابزار دقیق مورد استفاده قرار می­گیرد. یک SIS از ترکیبی از سنسورها، مدارهای منطقی، و عناصر پایانی تشکیل می­شود.

خطای سیستماتیک۱۷: خرابی‌­هایی که به طور قطعی مرتبط با یک علت مشخص می­‌باشند. این علل را فقط می­‌توان با تغییر طراحی یا فرآیند تولید، روش­های عملیاتی، ثبت اطلاعات و یا دیگر عوامل موثر حذف نمود.

جدول ۱- مقادیر سطوح خدشه ناپذیری ایمنی (SIL) و رابطه آن با محدوده PFD و [RRF  [۲

فاصله زمانی تست۱۸: زمان بین دو تست عملکردی بر روی یک SIS و یا بخشی از SIS به منظور ارزیابی صحت عملکرد آن.

همچنین به منظور درک بهتر مفاهیم این مباحث آشنایی با اختصارهای رایج در ایمنی کارکردی سیستم های ابزار دقیق در ذیل آورده شده است.

 اختصارها:

BPCS: Basic Process Control System
CCPS: Center for Chemical Process Safety
DC: Diagnostic Coverage
E/E/PES: Electric/Electronic/Programmable Electronic Systems
HAZOP: Hazards and Operability
HFT: Hardware Fault Tolerance
HSE-UK: Health and Safety Executive
IPL: Independent Protection Layer
IEC: International Electrotechnical Commission
MTBF: Mean Time Between Failures
MTTR: Mean Time To Repair/Restore
P&ID: Piping and Instrumentation Diagram
PFD: Process Flow Diagram
PHA: Process Hazard Analysis
PFD: Probability of Failure on Demand
PLC: Programmable Logic Controller
RRF: Risk Reduction Factor
SFF: Safe Failure Fraction
SIF: Safety Instrumented Function
SIL: Safety Integrity Level
SIS: Safety Instrumented Systems
SLDC: Single Loop Digital Controller
STR: Spurious Trip Rate
TI: Test Interval
UKOOA: United Kingdom Offshore Operators Association

دکتر علی بقایی


۱ Dangerous Failure
۲ (Electric/Electronic/Programmable Electronic Systems (E/E/PES
۳ (Programmable Logic Controller (PLC
۴ (Single Loop Digital Controller (SLDC
۵ Safety Lifecycle
۶ Functional Safety
۷ (Hazards and Operability (HAZOP
۸ (Probability of Failure on Demand (PFD
۹ (Risk Reduction Factor (RRF
۱۰ Safety Function
۱۱ Safety Related Loop
۱۲ Safety Related System
۱۳ (Safety Instrumented Function (SIF
۱۴ Safety Integrity
۱۵ (Safety Integrity Level (SIL
۱۶ (Safety Instrumented System (SIS
۱۷ Systematic Failure
۱۸ (Test Interval (TI