Bilgiseller / Risk analizi yöntemleri
LOPA’dan emniyet fonksiyonuna: risk azaltma hedefi, şartname ve SIL doğrulaması
Özgün risk azaltma tahsisini fiziksel ayırma gereksinimi ve sınırlı donanım hesabıyla izleyin; hedef bütünlüğü gösterilmiş bütünlükten ayrı tutun.
Bu sayfada
LOPA çalışma sayfası ne kadar ek risk azaltma gerektiğini belirleyebilir; ancak çıkan sayı tam bir emniyet enstrümanlı fonksiyonu tanımlamaz. Vananın ne hızla kapanacağını söylemez, sensörün tehlikeli durumu gördüğünü kanıtlamaz veya kurulu tasarımın sistematik yeteneğini belirlemez. Devir; senaryo ve hedeften sınanabilir emniyet gereksinimleri şartnamesine, oradan performans ve bütünlük için ayrı kanıtlara uzanan zincir gerektirir.
Dört farklı çıktıyı ayrı tutun
HSE’nin işlevsel emniyet rehberi, emniyet yaşam döngüsünde risk tahsisini, şartnameyi, uygulamayı, geçerli kılmayı ve değerlendirmeyi ayırır. Bu örnekte dört açık çıktı koruyun: gereken risk azaltma, emniyet gereksinimleri şartnamesi (SRS), hesaplanan rastlantısal donanım performansı ve tam bütünlük kanıtının desteklediği sonuç. Her biri farklı soruyu yanıtlar.
Hedef, tasarımın neyi sağlaması gerektiğini belirtir. Şartname, ne yapacağını ve hangi koşullarda yapacağını belirtir. Hesap, açık model altında performans tahmin eder. Gerekçeli bütünlük sonucu ayrıca uygulanan fonksiyonun, mimarinin ve yaşam döngüsü kanıtının ilgili gereksinimleri karşılamasına bağlıdır. Dördü için de “SIL sağlandı” demek bitmemiş işi gizler ve doğrulanmamış bileşen seçimini senaryoyu kapatmış gösterebilir.
Senaryoyu ve kredi sınırını tahsise aynen taşıyın
Normal doldurma kontrolünün yılda 0,2 olay sıklığında arızalanmasıyla başlayan varsayımsal alıcı taşması senaryosu düşünün. Koşullu maruziyet çarpanı 0,5; zaten kredi verilen koruyucu katmanın bu senaryo ve maruziyetteki başarısızlık olasılığı 0,1 olsun. Önerilen yeni fonksiyondan önce ilgili senaryo sıklığı 0,2 × 0,5 × 0,1 = 0,01/yıl olur. Bunlar tanımlı öğretim girdileridir, sektör varsayılan kredileri değildir.
Mevcut katman gerçekten belirtilen sonucu ele almalıdır; maruziyet çarpanı, başlatıcı sıklıkta zaten bulunan koşulu tekrarlamamalıdır. Yeni fonksiyon tahsis edilip doğrulanana kadar onu kredi verilen katmanlar çarpımına sokmayın. Normal kontrol, eski katman ve yeni fonksiyon aynı arıza mekanizmasını paylaşıyorsa bağımlılık, marjinal olasılık çarpımına gizlenmek yerine temsil edilmelidir.
Tasarımı belgelendirmeden sayısal hedefi hesaplayın
Yalnız bu örnek için senaryo sıklığı hedefini 0,00005/yıl seçin. Yeni fonksiyona tahsis edilen en büyük başarısızlık olasılığı PFDmax = 0,00005/0,01 = 0,005, gereken risk azaltma ise 200 olur. Bu, düşük talep formülasyonunu ve kalan talep senaryosuna koşullu ilgili başarısızlık olasılığını kullanır. Seçilen sıklık ölçütü evrensel risk kabul edilebilirlik kuralı değildir.
Bu tahsisi SIL hedefine çevirmek; uygulanacak standardı, talep kipini, fonksiyon sınırını ve proje ölçütlerini gerektirir. Düşük talepte ortalama olasılık ile saat başına tehlikeli arıza sıklığı farklı ölçülerdir; çizelgede birimleri değiştirmek birini diğerine dönüştürmez. Örnek, tek sayısal karşılaştırmadan bütünlük etiketi vermek yerine açık 0,005 gereksinimini korur.
Fiziksel eylemi ve kabul koşullarını belirtin
HSG238, gereken emniyet eylemini bütünlük gereksiniminden ayırır. Varsayımsal alıcı için önerilen fonksiyonu; belirtilen yüksek seviye koşulunu tespit etmek, bağımsız transfer ayırma vanasını kapatmak ve başlatıcı koşul giderildikten sonra yetkili sıfırlamaya kadar ayırmayı korumak olarak tanımlayın. Röle çıkışının durum değiştirmesi gerekli fiziksel sonuç değildir; giriş belirtilen biçimde kesilmelidir.
Bu durumun SRS’si; tanımlı algılama yeri ve geçerli ölçüm aralığı, tespit koşulu ve belirsizlikleri, ayrılmış durum, ilgili transfer kipleri, izin verilen yanıt süresi, sıfırlama davranışı ve güç kaybı veya geçersiz ölçümde ne olacağını içermelidir. Test, baypas ve yeniden hizmete alma varsayımlarını da tasarım ve işletme için kullanılabilir yapmalıdır. “Yüksek seviye açması, PFD 0,005” gibi etiket bu temel davranışları tanımlamaz.
Yanıt süresini bağımsız sınanabilir hacim bütçesine çevirin
Tanımlı tespit koşulunda alıcıda 0,18 m³ kullanılabilir hacim kaldığını varsayın. Tam ayırmaya kadar girişi 0,03 m³/s ile sınırlayın; sonrasında hattan ek 0,04 m³ boşalsın. En olumsuz tespit, mantık ve tamamlanmış vana ayırma gecikmelerini 0,4, 0,1 ve 2 s ayırın. Toplam yanıt 2,5 s olur; ek hacim böylece 0,03 × 2,5 + 0,04 = 0,115 m³ ile sınırlanır.
Kalan hacim payı 0,065 m³’tür. Aynı denge bu varsayımlarla en büyük yanıt süresini (0,18 − 0,04)/0,03 = 4,666667 s verir. Bu, PFD’den ayrı fiziksel sınamadır: kusursuz güvenilir ama geç kapanan vana belirtilen fonksiyonu yerine getiremez. Gerçek kanıt; ölçüm belirsizliği ve diğer giriş yolları dahil, kullanılabilir hacmi, sensör gecikmesini, en büyük girişi, vana hareketini ve kalan boşalmayı desteklemelidir.
Dar tanımlı bir rastlantısal donanım modelini değerlendirin
Seride hepsi gereken örnek sensör, mantık çözücü ve son eleman için gizli tehlikeli arıza oranlarını 0,0000004, 0,0000001 ve 0,0000005 h⁻¹ belirleyin. Ömürleri bağımsız ve üstel olsun; hepsi sağlıklı başlasın, her 4000 h sonunda eşzamanlı kusursuz test ve anında işler duruma getirme uygulansın. Baypas olmaması koşuluyla ilgili talep yaşı düzgün dağılsın ve bu ömürlerden bağımsız olsun. Onarım gecikmesi, test duruşu, kapsam dışı biçimler, eylem sırasında arızalar, ortak neden ve sistematik arızalar dışarıda bırakılmıştır.
NRC Arıza Ağacı El Kitabı, kusursuz periyodik testlerle düzgün zamanlanan talepleri aralık ortalaması gizli kullanılamazlıkla ilişkilendirir. Burada Λ = 0,000001 h⁻¹ ve üç eleman da gerektiğinden q(t) = 1 − exp(−Λt) olur. Ortak aralıkta integral almak PFDavg = 1 − [1 − exp(−ΛT)]/(ΛT) = 0,001997336 verir. Küçük oran yaklaşımı ΛT/2, 0,002 verir. Ortak fonksiyon durumunun ortalamasını alın; ayrı ortalanmış bileşen kullanılabilirliklerini çarpmak ortak test yaşı bağımlılığını kaybettirir.
Başarılı alt toplamın tahsisi yine de kaçırmasını gösterin
Sınırlı donanım sonucu, tahsis edilen 0,005’in altındadır. Özgün senaryo çarpanlarına göre 0,00001997336/yıl kalan sıklığa ve yalnız donanım için yaklaşık 500,667 azaltma çarpanına karşılık gelir. Bu ifade model ve verilere koşulludur; bütün kullanılamazlık kaynaklarını içermez ve fiziksel fonksiyonun zamanında yerine getirileceğini göstermez.
Ayrı karşılaştırmada, ilgili talep anlarının 0,004’ünde fonksiyonun baypasta olduğunu ve baypasta değilken donanım başarısızlık olasılığının hesaplanan ortalama olduğunu tanımlayın. Baypas sırasında koruyamaz. Toplam başarısızlık olasılığı 0,004 + 0,996 × 0,001997336 = 0,005989347 olur; kalan sıklık 0,00005989347/yıl ile seçilen hedefin üzerindedir. 0,004, işletme bozucularından bağımsız olduğu sessizce varsayılan zaman kesri değil, talebe koşullu olasılıktır.
Mimariyi ve sistematik bütünlüğü kendi ölçütleriyle doğrulayın
HSE kontrol sistemi rehberi, rastlantısal donanım savunmalarını, mimari değerlendirmeleri ve sistematik veya ortak biçimli arızalara karşı önlemleri ayırır. Seri hesap, seçilen mimarinin hedef için izin verildiğini, bileşen kanıtının ortama uyduğunu veya ortak bağımlılıkların kontrol edildiğini göstermez. Bu sonuçlar, uygulanacak gereksinimlerle kendi belgeli değerlendirmelerini gerektirir.
IEC’nin resmi birleştirilmiş IEC 61511-1 yayını, proses endüstrisinde SIS şartnamesini, tasarımını, kurulumunu, işletmesini ve bakımını kapsar. Bu kamuya açık kapsam açıklamasını madde madde değerlendirme saymak yerine mimari ve sistematik yetenek kanıtı dahil, projenin geçerli baskısını ve gereksinimlerini kontrol edin. Bileşen sertifikası, belirtilen koşullarda tanımlı iddiaları destekleyebilir; birleştirilmiş alıcı fonksiyonunu veya uygulama programını tek başına belgelendiremez.
Tam gereksinimi geçerli kılın ve varsayımları koruyun
Her SRS gereksiniminden tasarım öğesine ve doğrulama veya geçerli kılma sonucuna iz kurun. Bu alıcıda kanıt; fiziksel ayırmayı ve hacim bütçesini, sinyal ölçeklemesini ve arıza yanıtlarını, kilitleme ve sıfırlamayı, ilgili transfer kiplerini ve onaylı test ile yeniden hizmete alma sırasını kapsamalıdır. Testler gerçek taşma yaratmayacak biçimde tasarlanmalıdır. Benzetilmiş girdi, sensör bağlantısını veya son vanayı sınamadan mantığı doğrulayabilir.
Varsayılan tam işlevsel doğrulama testi, ortaya çıkarabildiği arıza biçimleriyle desteklenmelidir. Kısmi kapsam, gecikmiş testler, onarımlar ve baypaslar hesap sınırını değiştirir. Varsayılan oran, kip veya işletme koşullarından ayrılmalar görünsün diye gerçek arızaları ve talepleri kaydedin. Ekipman, donanım yazılımı, test prosedürleri veya proses görevi değiştiğinde iyi başlangıç hesabı geçerliliğini kendiliğinden koruyamaz.
Tahsisi kesin bir kanıt ifadesiyle kapatın
Bu öğretim durumu için savunulabilir sonuç sınırlıdır: seçilen senaryo en fazla 0,005 PFD gerektirir; belirtilen hacim varsayımları sınırlandırılmış 2,5 s yanıtına izin verir; idealleştirilmiş rastlantısal donanım alt toplamı 0,001997336’dır; ayrı baypas karşılaştırması bunu tahsisin üzerine çıkarır. Mimari, sistematik bütünlük, gerçek arıza verileri ve kurulu fonksiyonun geçerli kılınması bu sayılarla ortaya konmuş değildir.
Gerçek devir fonksiyonun adını ve SRS revizyonunu vermeli, hedefle doğrulanmış performans ölçülerini listelemeli, destekleyici tasarım ve test kanıtlarını bağlamalı; açık kısıtları çözmeli veya sorumlu karara açıkça taşımalıdır. Kabul, tam kanıtı ve uygulanacak yaşam döngüsü sürecini izler. LOPA’nın amacı kalan gereksinimi açık kılmaktır; doğrulamanın amacı belirtilen ve uygulanan fonksiyonun onu gerçekten karşıladığını göstermektir.