سیل چیست؟ , SIL چیست؟ , SIL یعنی چه؟ , ارتباط سیل با انکودر , انکودر سیل چیست؟ , انکودر SIL چیست؟ , ایمنی در صنعت , روش اجرایی SIL , تجهیزات کنترل حرکت و سیل , تجهیزات کنترل حرکت و SIL, سنجش یکپارچه لطمات , SIL به چه معناست ؟ , Safety Integrity Leve , انکودر چیست؟ , انکودر SIL چیست؟ ,
SIL یا سیل چیست و چه ارتباطی با انکودر دارد؟
سنجش یکپارچه لطمات سیل (SIL)
یکی از موضوعات اصلی مطرح در ایمنی صنعتی بحث سیل (SIL) می باشد. امروزه این موضوع جزء الزامات بسیاری از پروژ ه ها است و برخی از اساسی ترین مشخصات سامانه ها و ابزارهای ایمنی را تحت تأثیر قرار می دهد. با وجود اهمیت این موضوع متأسفانه به دلیل برخی پیچیدگی های این بحث، بسیاری از کارشناسان صنعت درک کافی از این موضوع نداشته و یا از رویارویی با آن گریزان هستند. در این مقاله سعی می شود به زبانی ساده مبحث سیل تشریح شده و اهداف نهایی مدنظر آن برای کارشناسان رشته های مرتبط بیان شود و در نهایت اهمیت موضوع SIL را در تجهیزات اتوماسیونی علی الخصوص تجهیزات کنترل حرکت و تعیین موقعیت از جمله انکودر ها و … را مطرح می کند.
چرا سیل (SIL) ؟
بدون شک ایمنی صنعتی یکی از موضوعاتی است که از دیرباز مدنظر کارشناسان و دست اندرکاران صنعت بوده و همواره طراحی، ساخت و بهره برداری فرآینده ای صنعتی را تحت تأثیر خود قرار داده است. آشکارا می توان گفت حصول ایمن یه ای لازم صنعتی امروزی نتیجه ی همین دیدگاه کارشناسان بوده و وجود ابزارها، وسایل و کارخانه های پیشرفته ی کنونی با ضریب ایمنی بسیار بالا خروجی همین امر است. اما نکته ی قابل توجه آن است که با وجود تلاش های چشمگیر کارشناسان، باز هم حوادث مرگبار و فاجعه آمیز صنعتی قطع نشده و همچنان ادامه داشته و در این زمینه مثال های بسیاری قابل ذکر است. در واقع با بزرگ و پیچیده تر شدن فرآیندها، نوع و چگونگی روی دادن حوادث نیز پیچیده تر شده و امکان جلوگیری از وقوع مجدد آن ها نیز دشوارتر شده است، زیرا به دلیل بزرگی و پیچیدگی، یافتن علت یا علل اصلی هر حادثه سخت تر و سخت تر شده است.
اما در این میان آن چه نظر کارشناسان ایمنی را به خود معطوف داشته آن است که چرا با پیشرفت فناوری سامانه های ایمنی و با وجود بررسی های همه جانبه برای کامل بودن این سامانه ها باز نمی توانند جلوی وقوع حوادث را بگیرند، در حالی که وظیفه ی اصلی این سامانه ها نگهبانی از فرآیندها جهت جلوگیری از تبعات ناشی از شرایط خطرناک می باشد
در واقع آن ها دریافتند که کامل انگاشتن سامانه های ایمنی، خود نقص فرآیند ایمن سازی بوده است و در جهت رفع این نقص مبحث سیل (Safety Integrity Level) را مطرح کردند که در آن امکان خدشه دار شدن حلقه های حفاظت ایمنی مورد بحث قرار می گیرد.
حلقه های حفاظت
هر پروژه ی صنعتی در طول دوره ی عمر خود شامل طراحی، ساخت، و بهره برداری همواره با بحث ایمنی صنعتی درگیر است و با کاربرد روش ها و اسلوب های تعریف شده سعی بر آن است که با استفاده ی حداکثر از فناوری و تکنیک های نوین، ایمنی فرآیندهای صنعتی را بیشینه شده و احتمال وقوع حوادث به صفر نزدیک شود .بی تردید مؤثرترین این مجموعه فعالیت ها در مرحله ی طراحی و ساخت خواهد بود که خود مقدمه ای بر فعالیت بلند مدت فرآیند ایمن است. در این راستا کارشناسان طراحی و ساخت در مرحله ی اولیه ی کار یک پروژه ی صنعتی سعی می کنند خطرات موجود در فرآیند را شناسایی کرده و برای این کار از تکنیک های شناخته شده ای همچون ،HAZID ،HAZOP، LOPA استفاده می کنند. بر اساس این تکنیک ها کل فرآیند به اجزای کوچک تری شکسته شده و با بررسی عملکرد این اجزای کوچک خطراتی که ممکن است در آنها پدید آیند شناسایی می شوند.
طبیعی است که با شناسایی این خطرات، راه های مقابله با آن ها نیز بررسی شده و حلقه های حفاظتی لازم برای این خطرات تعبیه می گردد. حلقه های حفاظت شامل مؤلفه های مختلفی از جمله مدارک عملکرد و رو ش های اجرایی، دستورالعمل های ایمنی، آموزش های لازم، مجوزهای اجباری، و از همه مهم تر تمهید وسایل و تجهیزات عمل کننده ی خودکار و یا مانع می باشد. با بیانی دقیق تر، هسته ی اصلی حلقه های حفاظت، بر اساس ابزارها و وسایلی بنا می شود که به آن ابزاردقیق می گویند، و از آن جایی که این ابزار و وسایل نقش اصلی حفاظت را بر عهده دارند بطور خاص مد نظرکارشناسان قرار گرفته و با جداسازی بررسی سایر مؤلفه ها در موضوعات جداگانه، حلقه های حفاظت ر ا که حلقه های حفاظت مبتنی بر ابزار دقیق (SIS (Safety Instrumented Function نامیده می شوند مورد اهتمام ویژه قرار می دهند.
اجازه دهید ما نیز برای سادگی از این جای بحث به بعد توجه خود را معطوف به حلقه های حفاظت مبتنی بر ابزاردقیق (SIF) نماییم و به صورت خلاصه آن ها را حلقه های حفاظت بنامیم. یک حلقه ی حفاظت معمولاً از سه جزء اصلی تشکیل شده است که وظایف این سه جزء به ترتیب عبارتند از:
1. آشکارسازی خطر، که با استفاده از وسایل اندازه گیری و تشخیص که همان حسگرها هستند انجام می شود.
2. پردازش شرایط و تصمیم گیری مناسب برای خنثی سازی خطر که با بهره گیری از پردازشگرهای قوی و با ضریب اطمینان بالا به نام Logic Solver صورت می گیرد.
3. فعال کردن عملگرهای لازم برای خاموش کردن نقاط بحران زا که این کار با استفاده از وسایلی نظیر شیرها، موتورها، دریچه های تخلیه، و … که به نام المان نهایی مشورند انجام می شود.
برای پیاده سازی حلقه های مختلف حفاظت مبتنی بر ابزاردقیق از سامانه یا سامانه هایی با قابلیت بالا استفاده می شود که به آن ها سامانه های ایمنی مبتنی بر ابزار دقیق (Safety Instrumented System)می گویند. معمولاً این سامانه ها با استفاده از PLC های ایمنی که دارای ضریب اطمینان بسیار بالا هستند و قادر به استفاده از تکنیک های مختلف کشف و جبران خطا می باشند ساخته می شوند. در برخی موارد در صنعت به این سامانه ها، سامانه های قطع اضطراری
Emergency Shut Down)) می گویند. در صنایع و فرآیندهای بسیار حساس که حتی بر فعالیت های عملکردی سامانه های مبتنی بر نرم افزار شک می کنند سامانه های ایمنی مبتنی بر ابزاردقیق (SIS) را به صورت کاملاً مبتنی بر پردازش سخت افزاری (رله های حفاظتی) بنا می کنند.
سیل (SIL) یعنی سنجش یکپارچه ی لطمات ناشی از خدشه دار شدن حلقه های حفاظت
مثالی از حلقه های حفاظت
فرض کنید در بررسی خطرات یک فرآیند آن را به اجزای مختلف تقسیم کرده ایم و اکنون یکی از مخازن این فرآیند به عنوان یک جزء مد نظر ماست و متوجه شده ایم که دما و فشار دو پارامتر تأثیرگذار در فعالیت این مخزن بوده و اگر این دو پارامتر به هر دلیلی بالا روند باعث ایجاد خطراتی خواهند شد. در این جا ما بطور مشخص به دو حلقه ی حفاظتی نیازمندیم که حلقه ی اول دمای خطرناک را آشکار کرده) از طریق سوییچ حرارتی و یا ترانسمیتر دما (و بر اساس تصمیم گیری روی این تشخیص، فعالیت مخزن را متوقف کند (برای مثال از طریق بستن شیر ورودی) و حلقه ی دوم نیز فشار خطرناک را آشکار می کند (از طریق سوییچ فشار و یا ترانسمیتر فشار) و در این جا نیز براساس تشخیص، فعالیت مخزن را متوقف می کند (برای مثال از طریق بستن شیر ورودی)
نکته ای که بطور ضمنی در این مثال با آن مواجه شدیم آن است که حلقه های مختلف ممکن است در برخی قسمت ها در هم تنیده شوند (در این مثال ممکن است برای توقف فعالیت مخزن در هر دو حلقه ی حفاظتی از یک شیر استفاده شود). نکته ی مهمی که در عمل رخ می دهد آن است که معمولاً بر روی چنین مخزنی یک (یا چند) حلقه ی کنترل وجود دارد و در نزدیکی های نقاط خطرناک دما و فشار، هشدارهای لازم را جهت عملیات جبرانی به اپراتور می دهد و در نهایت در صورت شکست تمام عملیات جبرانی و رسیدن فشار یا دما به نقاط خطرناک، حلقه های حفاظت ذکر شده وارد عمل شده و فعالیت مخزن را متوقف می کنند.
دیدیم که هسته ی اصلی حلقه های حفاظت براساس ابزاردقیق بنا شده است و با عمل بموقع این حلقه ها، فرآیند و یا دستگاه مورد نظر ما از آسیب های احتمالی آینده تا حد زیادی مصون خواهد ماند. اما تجربه نشان داده است که ابزارهای مورد استفاده در حلقه های حفاظت نیز همیشه قابل اطمینان نیستند و در اثر خطا، شکست و یا عوامل تأثیرگذار جانبی، در برخی مواقع عملیات حفاظت را در جا و بموقع انجام نمی دهند و مانع حوادث جبران ناپذیر و خسارات شدید نمی شوند. نتیجه گیری اولیه اکثر ما آن است که از ابزاردقیق گران قیمت تر با احتمال خطای پایین تر و یا با تعداد بیشتری ابزاردقیق )حلقه های( حفاظتی استفاده کنیم. اگرچه این نتیجه گیری منطقی است ولی در بسیاری مواقع عملی نیست. برای مثال ما نمی توانیم از این نتیجه گیری برای تمام حلقه های حفاظتی استفاده کنیم؛ زیرا در آن صورت هزینه ی ایمنی صرف شده بحدی بالا می باشد که سودی عاید بهره بردار نخواهد شد (فرض کنید فرآیندی داشته باشیم که از حلقه های حفاظتی با قیمت طلا و یا حتی بالاتر استفاده کرده، در حالی که سود حاصل نهایی مانند تولید آجر باشد! ) . به عبارتی دیگر هیچ حد مشخصی بر کیفیت عالی (قیمت بالا) ابزاردقیق مورد نیاز نمی توان تعریف کرد.
نکته ی دیگر آن که گاهی به دلایل فنی (مثل کمبود فضا یا نوع روش اندازه گیری و یا …) امکان استفاده از نتیجه گیری بالا نمی باشد و در صورت اصرار بر این امر لازم است فرآیند یا دستگاه مجدداً و با آرایش جدیدی طراحی و ساخته شود که هزینه ی آن نیز معمولاً بالا است. با این وصفنمی توان همه ی حلقه های حفاظتی را طلایی در نظر گرفت! از طرف دیگر توجه داشته باشید که عملکرد نامناسب حتی یک حلقه ی حفاظتی می تواند منجر به حوادثی شود که جان و سلامت انسان ها را تهدید کند، که بسیار با ارزش تر از سودهای مادی بوده و قابل محاسبه نمی باشد. پس چه باید کرد؟
در پاسخ به این پرسش بحث SIL و یا به تعبیر ما سنجش یکپارچه ی لطمات (سیل) ناشی از خدشه دار شدن حلقه های حفاظت مطرح می شود. در این بحث کلیه ی حلقه های SIF یک به یک مورد بررسی قرار گرفته و آثار خسارت بار ناشی از خدشه در عملکرد هر یک از اجزای حلقه مطالعه و محاسبه می شود.
سیل چیست؟ , SIL چیست؟ , SIL یعنی چه؟ , ارتباط سیل با انکودر , انکودر سیل چیست؟ , انکودر SIL چیست؟ , ایمنی در صنعت , روش اجرایی SIL , تجهیزات کنترل حرکت و سیل , تجهیزات کنترل حرکت و SIL, سنجش یکپارچه لطمات , SIL به چه معناست ؟ , Safety Integrity Leve , انکودر چیست؟ , انکودر SIL چیست؟ ,
روش اجرای سیل
برای اجرای سیل نیاز به کارشناسان با تجربه ی آموزش دیده و در نظر گرفتن ظرایف بسیاری می باشد، اما در این جا جهت آشنایی کلی با آن به چند نکته اشاره می شود. (مشاهده شکل 2 می تواند به دریافت بهتر این نکات کمک کند.(
1. همان طور که پیش از این هم دیدیم برای آن که بتوانیم تشخیص دهیم حلقه ی حفاظت مورد بحث، تا چه حد اثرگذار می باشد نیازمند تعریف سطوح ایمنی هستیم تا بتوانیم کیفیت (هزینه( ابزار مورد نیاز را انتخاب کنیم. در بحث SIL سطوح ایمنی لازم را از صفر تا چهار به صورت کوانتیزه تعریف می کنند که در آن سطح یک (SIL-1) کمترین ریسک و دارای ایمنی به نسبت مطلوب و سطح چهار (SIL-4)دارای بیشترین ریسک و نیازمند تجهیزات با بالاترین کیفیت ممکن می باشند. سطح صفر (SIL-0)سطح ایمن مطلوب و تقریباً بدون ریسک قابل توجه بوده و سطح چهار معمولاً برای نیروگاه های هسته ای و فضاپیماها تعریف می شود. سایر فرآیندها و به ویژه فرآیندهای نفت و گاز و پتروشیمی و شیمیایی دارای سطوح ایمنی بین 1 تا 3 می باشند.
2. هنگامی که خسارت ناشی از بروز خدشه در ابزاردقیق مورد استفاده بررسی می شود خسارت در سه بعد انسان، محیط زیست، سرمایه (شامل ماشین آلات و توقف تولید) به صورت جداگانه مد نظر قرار می باشد و با توجه به احتمال روی دادن خسارت و یا شدت خسارت در هر یک از ابعاد تعریف شده، یک سطح ایمنی برای هر بعد به دست می آید. اشاره می شود که ریسک از حاصلضرب احتمال وقوع در بزرگی شدت خطر به دست می آید و با در نظر گرفتن این امر ماتریس های مختلف لازم برای محاسبه ی سطح ایمنی تعریف می شوند که توضیح آن خارج از محدوده ی این مقاله است. فقط برای مثال اشاره می شود از بعد انسانی احتمال بسیار بسیار پایین فوت یک انسان و یا جراحت جزیی یک انسان با احتمال معمولی می تواند حلقه ی ما را سطح پایین ایمنی (SIL-1) احتمال بسیار بالای جراحت برای نفرات زیاد و فوت فرد یا افراد با احتمال معمولی سطح میانی ایمنی (SIL-2) ، و احتمال بالای خس جانی و جراحتی شدید برای افراد زیاد می تواند حلقه ی حفاظتی ما را سطح بالای ایمنی (SIL-3) معرفی کند.
3. سه سطح ایمنی لازم به دست آمده ناشی از محاسبه ی خدشه در ابزاردقیق در سه بعد اشاره شده فهرست شده و بزرگ ترین این سه سطح به عنوان سطح ایمنی لازم برای آن حلقه تعریف می شود. در واقع کلمه ی یکپارچه در عبارت سیل نیز اشاره به همین امر است که کلیه ی خسارات سه بعد به صورت یکپارچه مورد بررسی قرار گرفته و بالاترین سطح ایمنی مجموعه ی آن ها به عنوان برچسب لطمات یکپارچه ی حلقه استفاده می شود.
4. بعد از تعیین سطح ایمنی لازم هر حلقه، ابزاردقیق مناسب با آن حلقه انتخاب می شود. در واقع سازندگان ابزاردقیق پس از عبور از آزمون های مختلف سخت بر اساس احتمال وقوع خدشه در آن ابزاردقیق به هنگام عملکرد لازم، مجوز دریافت برچسب مناسب سطح ایمنی (SIL-1 ~ SIL-3) را دریافت می کنند.
5. پس از تدارک ابزاردقیق با سطح ایمنی مناسب، احتمال خدشه در کل حلقه ی حفاظت محاسبه می شود و در صورت رسیدن به احتمال مورد نظر، ایمنی حلقه تأیید می شود، و در غیر این صورت با استفاده از روش های جبرانی و یا تعویض ابزارها دوباره جهت حصول ایمنی لازم برای حلقه اقدام می شود. اشاره می شود که احتمال خطای بین 10-1 و 10-2 به عنوان SIL-1 ، بین 10-2 و 10-3 به عنوان SIL-2 ، بین 10-3 و 10-4 به عنوان SIL-3 ، بین10-4 و 10-5 به عنوان SIL-4 تأیید می شود.
6. پس از تایید سطوح ایمنی مورد نیاز برای کلیه ی حلقه ها، مستند سازی لازم صورت گرفته و در طی طول عمر فرآیند با استفاده از گزارشات و تحلیل های فنی لازم چرخه های بررسی نیاز به ارتقای سامانه ی ایمنی و بهبود حلقه های حفاظت مطالعه می شود.
ارتباط SIL با تجهیزات کنترل حرکت و تعیین موقعیت از جمله انکودر در چیست؟
همانطور که گفته شد، سیل در تمامی تجهیزات اتوماسیونی و ابزار دقیق بسته به محیط و شرایط قابل اجرا است. حال ما به جزئیات محصولاتی که دارای این استاندارد هستند و کاربردشان می پردازیم:
کاربرد انکودر در محیط های خاص (انکودر های با استاندارد های SIL, ATEX and offshore)
انکودر SIL چیست؟ شرکت های که انکودر و یا حتی سنسور برای مناطق خطرناک، محیط های بسیار خورنده یا برای برنامه های کاربردی با ایمنی بسیار بالا تولید می کنند در دنیا انگشت شمار هستند. این شرکت ها دارای تجربه چندین ساله هستند که ما را در بسیاری از زمینههای کاربردی برای انکودر و یا تجهیزات کنترل حرکت و تعیین موقعیت، به عنوان مثال فناوری محرک الکتریکی، اتوماسیون صنعتی مورد استفاده در دریا و دکلهای حفاری یا نیروگاههای بادی، همکاری می کنند. گواهینامه های مربوطه از سازمان های اعلام شده و همچنین گواهی های آزمایشی توسط سازمان های مشهوری مانند UL، ATEX، IECEx و DNV در داخل کاتالوگ هر انکودر یا محصول برای مشتریان وجود دارد. با گسترش تنوع انکودر ها و یا این تجهیزات همچنین گواهینامه ATEX و IECEx شامل انکودر های ضد انفجار نیز هست تا اطمینان حاصل شود که دستگاه ها همیشه سختگیرانه ترین استانداردهای بین المللی را رعایت می کنند. صدور گواهینامه بین المللی مزایای خاصی را در مورد صادرات به OEM ها ارائه می دهد.
محل کاربرد انکودر های SIL در صنایعی همچون:
• درایوها
• جرثقیل ها و دنده های بالابر
• صحنه های تئاتر
• نیروگاه های بادی
• سانتریفیوژها
• سیستم های حمل و نقل و نقاله
• سیستم های جابجایی
• وسایل نقلیه بدون راننده
• دستگاه های دوز و پرکن
• اسپیندل های فرکانس بالا
• ماشین آلات دارویی
• اره و برش
• و در هر ماشین دیگری که در آن افراد به فضای کار یا منطقه خطر دستگاه دسترسی دارند.
سیل چیست؟ , SIL چیست؟ , SIL یعنی چه؟ , ارتباط سیل با انکودر , انکودر سیل چیست؟ , انکودر SIL چیست؟ , ایمنی در صنعت , روش اجرایی SIL , تجهیزات کنترل حرکت و سیل , تجهیزات کنترل حرکت و SIL, سنجش یکپارچه لطمات , SIL به چه معناست ؟ , Safety Integrity Leve , انکودر چیست؟ , انکودر SIL چیست؟ ,
نتیجه گیری
با استفاده از بحث SIL حلقه های حفاظت متناسب با سطح ایمنی لازم بر اساس محاسبه ی ریسک ناشی از خدشه ی ابزاردقیقو اتوماسیون صنعتی مهیا می شوند و در عین پرداختن هزینه ی بالای لازم برای حلقه های بحرانی، حلقه های کم اهمیت براحتی شناخته شده و با استفاده از حفاظت های معمولی در هزینه ی ایمنی کل فرآیند صرفه جویی می شود بدون آن که متحمل خسارات قابل توجه باشیم و این یعنی ایمنی بهینه برای فرآیند!
تجهیزات کنترل حرکت ایران همراهی مطمئن برای مشاوره و انتخاب محصولات مورد نیاز شما
منابع:
این مقاله بر اساس دانسته های رایج سامانه های ایمنی و محتوای استانداردهای مرتبط ) از جمله IEC-61508 و (IEC-61511 نوشته شده است.
مجله اتوماسیون صنعت هوشمند – مهندس منصور محسنی اصل – شرکت طراحی و مهندسی صنایع پتروشیمی- پیدک
گردآورنده و نویسنده:
مهندس پدرام
این مقاله به نام نویسنده ثبت شده است حق انتشارآن محفوظ شده و بدون ذکر نام منبع حق شکایت وجود خواهد داشت. به دلیل مشاهده فراوان از سوء استفاده از مقالات سایت عکس ها دارای واتر مارکر گردیده است.
4 دیدگاه برای “SIL یا سیل چیست و چه ارتباطی با انکودر دارد؟”
درود
من برای سکو حفاری به دنبال انکودر SIL هستم. شما چنین انکودر هایی رو موجود هم دارید یا سفارشی بتونید قیمت بدین؟
لطفا به ایمیل شرکت پاسخ دهید.
تشکر
مروتی
حفاری شمال
درود و عرض ارادت جناب مروتی
بله. چنین انکودری موجود است و قابل ارائه. البته باید بقیه استاندارد هایی که مورد نیاز دارید را نیز برحسب موقعیت بفرمایید.
مشخصات کلی انکودر قابل ارائه ایمیل گردید.
با تشکر از شما
Mahmoud
خواهش میکنم. نظر لطف شماست .