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Funktionale Sicherheit in der Prozessindustrie

Control room

Unfälle verhindern und/oder deren Folgen minimieren.

In der Prozessindustrie werden Sicherheitssysteme als Safety Instrumented System (SIS) bezeichnet. SISs werden in der Prozessindustrie eingesetzt, um Unfälle zu vermeiden und/oder deren Folgen zu minimieren. Zur Analyse der Zuverlässigkeit der Sicherheitsfunktionen eines SIS werden verschiedene Methoden eingesetzt. Welche Risikominderung durch eine von einem SIS durchgeführte Safety Instrumented Function (SIF) erforderlich ist, wird anhand von Gefahren- und Risikoanalysen ermittelt. Im Anschluss an die Wahl eines SIS-Konzepts müssen Zuverlässigkeitsanalysen durchgeführt werden, um zu gewährleisten, dass mithilfe der SIF auch die gewünschte Risikominderung erreicht werden kann.

Relevante Normen

Für die Konzeption, die Realisierung und den Einsatz von SISs gilt die allgemeine Norm IEC 61508 und für die Prozessindustrie die branchenspezifische Norm IEC 61511. Die Zuverlässigkeitsanalysen des SIS sollten daher im Rahmen dieser beiden Normen durchgeführt werden.

Die Norm IEC 61511 ist ein Lebenszyklusansatz zur Definition, Umsetzung und Verwaltung eines SIS. Die Umsetzung von IEC 61511 erfordert Änderungen an bisherigen Arbeitsprozessen, Verfahren, Werkzeugen und Ablaufplänen. Die Betriebsgesellschaften sollten weiterhin Unternehmensstandards, -richtlinien und -instrumente entwickeln, um Projektteams zu unterstützen und die Konsistenz zwischen den Projekten zu verbessern.

Grundlegende technische Konzepte

Hauptziel einer SIS-Zuverlässigkeitsanalyse ist es, die kombinierten Auswirkungen von Bauteilzuverlässigkeit, Hardwarearchitektur, Diagnose und der Wahl von Betriebs- und Wartungsstrategien zu erfassen. Für die SIS-Zuverlässigkeitsanalyse werden häufig Näherungsformeln und Strukturmodelle, wie Fehlerbäume und Zuverlässigkeitsblockdiagramme, verwendet. Diese Ansätze liefern relativ genaue Ergebnisse für einfache Systeme und sind einfach zu verwenden, erfassen aber nicht das dynamische (zeitabhängige) Systemverhalten und können daher bei komplexeren Systemen unzureichend sein. Markov-Modelle und Petri-Netze sind geeignete Methoden, um zeitabhängiges Verhalten und die bevorzugten Methoden der SIS-Zuverlässigkeitsanalyse zu erfassen.

SISs werden häufig eingesetzt, um gefährliche Ereignisse zu verhindern und ihre Folgen für Mensch, Umwelt, materielle und finanzielle Vermögenswerte zu minimieren. Ein SIS besteht im Regelfall aus einem oder mehreren Eingangselementen (z. B. Sensoren, Messumformer), einem oder mehreren Logic Solvern (z. B. speicherprogrammierbare Steuerungen [SPS], Relaislogiksystemen) und einem oder mehreren Endelementen (z. B. Sicherheitsventile, Schutzschalter).

Die erforderliche Funktionalität und Zuverlässigkeit eines SIS werden in der Regel aus den allgemeinen Gefahren- und Risikoanalysen abgeleitet. Ohne eine ordnungsgemäße Konzeption, Einrichtung und Weiterverfolgung bietet das SIS möglicherweise nicht die notwendige Risikominderung. Deshalb wurden eine Reihe von Normen und Leitlinien entwickelt, die bei der Konzeption und Umsetzung von SISs von Nutzen sein können.

Unsere Dienstleistungen

DNV GL bietet eine Reihe von Dienstleistungen für die Prozessindustrie:

  • Safety Lifecycle Support (Unterstützung während des ganzen Sicherheitslebenszyklus)
    • HAZID / HAZOP / FMEA Führung;
    • Zuverlässigkeitsanalyse und Fehleruntersuchung;
    • SIL-Bestimmungsstudien und SIL-Leistungsanalyse;
    • SIF-Wartungoptimierung.
  • Bewertung der Lieferantenkonformität
    • Sicherstellung der Leistung von Subunternehmern und der Produktkonformität;
    • Bewertung der systematischen Leistungsfähigkeit des Lieferanten.
  • Bewertung und Auditierung der funktionalen Sicherheit
    • Bewertungen und Audits zum Nachweis der Übereinstimmung des Systems oder der Komponente mit den Anforderungen der Normen.
  • Zertifizierung und Prüfung
    • Zertifizierung von Produkten und Systemen;
    • Sicherheitsanalysebericht gemäß NOG-GL070;
    • Unabhängige Überprüfung der Aktivitäten bezüglich der funktionalen Sicherheit.

Ihr Kontakt:

Joel Kellner und seine Kollegen helfen Ihnen gerne weiter

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Telefon: +49 201 7296 222

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