ЖУРНАЛ СТА 1/2009

(ПЛК) и электромагнитного клапана, который является оконечным испол нительным элементом. В качестве исходных данных при расчёте использованы значения пара метров компонентов системы (MTBF, λ du , λ dd , λ s ), которые можно найти в ру ководствах по безопасности, предос тавляемых их производителями. Исходные и расчётные данные све дены в табл. 4 и табл. 5. Из таблиц вид но, что основным критерием определе ния уровня SIL является PFDavg или фактор снижения риска RRF. В данном примере заведомо низ кие характеристики оконечного испол нительного элемента (клапана) были выбраны для лучшей иллюстрации условий реальных применений, соот ветствующих промышленному произ водству. По поводу расчёта характеристик SIF необходимо сделать ряд замечаний. 1. Различие между табл. 4 (SIL 1 для клапана) и табл. 5 (SIL 2 для клапана) состоит в величине межтестового ин тервала TI для клапана. В первом случае он равен 1 году, а во втором – 4 месяцам. 2. Выбранный клапан не сертифициро ван на соответствие SIL. Стандарт МЭК 61508 допускает его использо вание и позволяет принять λ s = λ d = λ tot /2. Но поскольку в этом случае он не соответствует даже уровню SIL 1, необходимо проводить онлайновое тестирование клапана с неполным ходом ( Partial Stroking Test – PST ) при диагностическом покрытии не менее 52% ( λ du / λ s × 100%), чтобы перевести часть опасных недетекти руемых отказов Σ λ du в детектируе мые Σ λ dd и таким образом обеспе чить для клапана, как минимум, уро вень SIL 1. 3. В случаях, когда значение PFDavg оконечного элемента такое высокое, как в рассматриваемом примере, другие компоненты системы должны иметь уровни безопасности не ниже SIL 3. Таким образом, компоненты с уровнем SIL 3 используются не только тогда, когда необходимо обеспечить уровень SIL 3 для всей системы, но и в тех случаях, когда для системы требуется уровень SIL 1, а один из её компонентов, имея 76 СТА 1/2009 С ТАНДА Р Т ИЗАЦИЯ И С Е Р Т ИФИКАЦИЯ www.cta.ru Подсистемы MTBF (лет) λ /год = 1/MTBF MTBFs = 1/ λ s (лет) λ s /год λ dd /год λ du /год PFDavg 1oo1 = λ du / 2 % от общей PFDavg RRF = 1/PFDavg SFF Допустимый SIL Датчик Tx 102 0,00980 125 0,00800 0,0010 0,00080 0,000400 3,40% 2500 91,8% SIL 2 Барьер D1014S 314 0,00318 629 0,00159 0,0014 0,00019 0,000095 0,81% 10 526 94,0% SIL 3 ПЛК 685 0,00146 741 0,00135 0,0001 0,00001 0,000005 0,04% 200 000 99,3% SIL 3 Клапан 12 0,08333 24 0,04150 0,0200 0,02183 0,010915 92,87% 92 73,8% SIL 1 Источник питания 167 0,00600 189 0,00530 0,0000 0,00070 0,000350 2,97% 2 857 88,3% SIL 3 Общая (SIF) 10 0,10377 17 0,05774 0,0225 0,02353 0,011765 100% 85 — SIL 1 Таблица 4 Исходные и расчётные данные для примера, показанного на рис. 5, — система с архитектурой 1оо1 и TI , равным 1 году Таблица 5 Исходные и расчётные данные для примера, показанного на рис. 5, — система с архитектурой 1оо1 и TI , равным 1 году для всех компонентов, кроме клапана, TI которого сокращён до 4 месяцев Подсистемы MTBF (лет) λ /год = 1/MTBF MTBFs = 1/ λ s (лет) λ s /год λ dd /год λ du /год PFDavg 1oo1 = λ du / 2 % от общей PFDavg RRF = 1/PFDavg SFF Допустимый SIL Датчик Tx 102 0,00980 125 0,00800 0,0010 0,00080 0,000400 8,98% 2500 91,8% SIL 2 Барьер D1014S 314 0,00318 629 0,00159 0,0014 0,00019 0,000095 2,13% 10 526 94,0% SIL 3 ПЛК 685 0,00146 741 0,00135 0,0001 0,00001 0,000005 0,11% 200 000 99,3% SIL 3 Клапан 36 0,02750 73 0,01370 /4 месяца 0,0066 /4 месяца 0,00720 /4 месяца 0,003602 /4 месяца 80,91% /4 месяца 278 73,8% SIL 2 Источник питания 167 0,00600 189 0,00530 0,0000 0,00070 0,000350 7,86% 2 857 88,3% SIL 3 Общая (SIF) 21 0,04794 33 0,02994 0,00910 0,00890 0 ,004452 100% 225 — SIL 2 92,87% 2,97% 3,40% 0,81% 0,04% 80,91% 7,86% 8,98% 2,13% 0,11% TI всех компонентов системы равен 1 году TI клапана равен 4 месяцам, TI всех остальных компонентов — 1 году Барьер ПЛК Клапан Источник питания Датчик Тх Рис. 6. Распределение PFDavg в рамках SIF (иллюстрация к примеру системы, показанной на рис. 5) © СТА-ПРЕСС