Tiivistelmä

SIL (Safety Integrity Level) on laitteen tai järjestelmän turvallisuuden mittaamiseen määritelty käytäntö. Jotta jokin laite tai järjestelmä saisi jonkin SIL-luokituksen, on sen läpäistävä IEC 61508 standardin mukaisesti sekä järjestelmä- ja laitteistotestit. Testeissä lasketaan laitteiston ja järjestelmän todennäköisyys vikaantumiselle, eli tehdään vikaantumislaskenta.

Historiaa ja taustatietoja miksi näihin tapoihin on päädytty

Vuonna 1996 ISA (Instrument Society of America) sääti standardit luokittelemaan turvajärjestelmiä Yhdysvaltojen prosessiteollisuudessa monien työtapaturmien johdosta. Tästä syntyi standardi ISA S84.01, jonka Safety Integrity Levels (SIL) esitteli. Tämän jälkeen International Electrotechnical Commission (IEC) sääti teollisuusriippumattoman standardin, IEC 61508, joka auttoi määrittelemään turvallisuutta ohjelmoitavissa elektronisissa turvallisuus-järjestelmissä. Näiden standardien kombinaatio on ajanut teollisuuden tavoittelemaan instrumentoinneissa ratkaisuja, jotka parantavat luontaista turvallisuutta teollisuuden prosesseissa. Sivutuotteena huomattiin, että optimoituna SIL:lin keskeiset parametrit paransivat luotettavuutta sekä käytettävyysaikaa kyseisille prosesseille.

Lyhenteet

...

• T₁ = Proof test interval (h)
• MTTR = Mean time to restoration (hour)
• MRT = Mean repair time (hour)
• DC = Diagnostic coverage
• β = The fraction of undetected failures that have a common cause
• β_D = Of those failures that are detected by the diagnostic tests, the fraction that have a common cause
• β_DU = Dangerous Failure rate (per hour) of a channel in a subsystem
• PFD_G = Average probability of failure on demand for the group of voted Channels
• PFD_S = Average probability of failure on demand for the sensor subsystem
• PFD_L = Average probability of failure on demand for the logic subsystem
• PFD_FE = Average probability of failure on demand for the final element subsystem
• PFD_SYS = Average probability of failure on demand of a safety function for the E/E/PE safety-related system
• PFH_G = Probability of failure per hour for the group of voted channels
• PFH_S = Probability of failure per hour for the sensor subsystem
• PFH_L = Probability of failure per hour for the logic subsystem
• PFH_FE = Probability of failure per hour for the final element subsystem
• PFH_SYS = Probability of failure per hour of a safety function for the E/E/PE safety-related system
• λ = Total Failure rate (per hour) of a channel in a subsystem
• λ_D = Dangerous failure rate (per hour) of a channel in a subsystem, equal to 0,5 λ (assumes 50 % dangerous failures and 50 % safe failures)
• λ_DD = Detected dangerous failure rate (per hour) of a channel in a subsystem (this is the sum of all the detected dangerous failure rates within the channel of the subsystem)
• λ_DU = Undetected dangerous failure rate (per hour) of a channel in a subsystem (this is the sum of all the undetected dangerous failure rates within the channel of the subsystem)
• λ_SD = Detected safe failure rate (per hour) of a channel in a subsystem (this is the sum of all the detected safe failure rates within the channel of the subsystem)
• t_CE = Channel equivalent mean down time (hour) for 1oo1, 1oo2, 2oo2 and 2oo3 architectures (this is the combined down time for all the components in the channel of the subsystem)
• t_GE = Voted group equivalent mean down time (hour) for 1oo2 and 2oo3 architectures (this is the combined down time for all the channels in the voted group)
• t_CE’ = Channel equivalent mean down time (hour) for 1oo2D architecture (this is the combined down time for all the components in the channel of the subsystem)
• t_GE’ = Voted group equivalent mean down time (hour) for 1oo2D architecture (this is the combined down time for all the channels in the voted group)
• T₂ = Interval between demands (h)
• K = Fraction of the success of the auto test circuit in the 1oo2D system
• PTC = Proof Test Coverage
• 1 = High demand or continuous mode only
• 2 = Low demand mode only

SIL-käyttö eri turvallisuusmäärittelyissä

...

SIL-tason määritteleminen ~sivu 2

Vikaantumislaskenta (PFD calculation) ~sivu 3,4,5,6,7

Vikaantumislaskennan kaavoja ja esimerkkejä ~sivu 3,4,5,6,7

RRF (Risk Reduction Factor) ~sivu 3,4,5,6,7

RRF kaavoja ja esimerkkejä ~sivu 3,4,5,6,7

Riskigraafi s. 36

IEC 61508 ~sivu 8

Hyödyt ja haitat ~sivu 9,10

Linkkejä

https://www.automation.siemens.com/mdm/default.aspx?Language=en&GuiLanguage=en&DocVersionID=14539628939&TopicID=11433678091&Highlight=SIL%2520calculation&ShowMsg=false&Query=SIL%2520calculation
http://www.iceweb.com.au/sis/Hima/HIMA%20-%20Comparison%20of%20PFD%20Calculation.pdf
http://koti.mbnet.fi/asaf/IEClaskenta.pdf
https://www.jlab.org/accel/ssg/safety/Functional%20Safety%20and%20SIL.pdf
https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/ke-107.4700/luennot/KE-107_4700_prosessien_riskit.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Safety_Integrity_Level
http://www.documentation.emersonprocess.com/groups/public_valvesprodlit/documents/training_info/sis_training_course_1.pdf
http://www.mtl-inst.com/images/uploads/datasheets/App_Notes/AN9030.pdf

...