Funktionale Sicherheit in der Prozessindustrie

Transkript

1 in der Prozessindustrie Management der n über den gesamten Lebenszyklus eine Anlage gemäß IEC Lunch & Learn Marl 17. Oktober 2013 Guido Risser I IA AS PE EC

2 und Trends bei Projekten mit r Gesetze Verordnungen Betreiber Safety Management System (SMS) Analyse IEC bietet für Projekte mit r einen Lösungsansatz. Für Projekte mit einem SIS ist eine erweiterte Haftung im PLS- Projekt und eine zusätzliche Qualifikation erforderlich. Betrieb Realisierung Ablauf- und Aufbauorganisation müssen um die Belange der n erweitert werden. : Was bedeutet stechnik? Wie machen wir das? Seite

3 in der Prozessindustrie Was bedeutet?

4 Was versteht man unter r? Risikoreduzierung Maßnahmen müssen dem Stand der stechnik entsprechen Anlagensicherung vorrangig durch inhärent sichere Verfahrensschritte Apparative Maßnahmen Risiko SIS Akzeptables Risiko SIS: Safety Instrumented System EzA: Einrichtung zur Anlagensicherheit Organisatorische Maßnahmen Anlagensicherung mit Mitteln der Prozessleittechnik Maßnahmen sind möglichst frühzeitig in die Ereignisablaufkette einzubringen Seite

5 Gegenüberstellung früher/heute Safety Instrumented System früher SIS (nur IO und PLC) DIN V VDE/VDI 0801 AK 1..6 Sensor Logic Solver AK4 AK4 AK4 Zykluszeit Aktor SIS = AK4 heute Prozessreaktionszeit SIS (Sensor bis Aktor) IEC Sensor Logic Solver SIL2 SIL2 SIL2 SIL2 SIL2 Aktor SIS = SIL2? SIL 1..3 Seite

6 Management der n (FSM) und slebenszyklus (SLC) gemäß IEC Realisierung eines Projektes nach aktuellen Stand der stechnik Management des SLC im Safety Plan (z.b. gemäß IEC oder VDE/VDI 2180) zur Planung Implentierung Betrieb von PLT-Schutzeinrichtungen Aktueller Stand der stechnik IEC61508 Gültig für alle Industriebereiche IEC61511 für die Prozessindustrie Seite

7 Was versteht man unter r? PLT Schutzfunktion (SIS) Einrichtung zur Anlagensicherheit (EzA) Zur funktional sicheren Funktion wird eine PLT-Schutzfunktion dann, wenn folgende Anforderungen erfüllt sind: Anforderungen an die sfunktion (SIF) Ergeben sich aus den Prozessanforderungen zur Risikoreduzierung, z. B. Schließen eines Ventils bei unzulässig hohem Druck. Anforderungen an die sintegrität (SIL) Zuverlässigkeit der sfunktion, d. h. wenn diese angefordert wird, muss sie auch verfügbar sein. Seite Safety Instrumented Function (SIF)

8 Delegation Gesamtverantwortung für Umsetzung der Forderungen aus Regelwerken verbleibt beim Delegierenden, d. h. beim zuständigen Geschäftsführer (Betreiber, Errichter einer Anlage) Zuständigkeiten ( gegenüber dem Delegierenden für einen Teilbereich) können delegiert werden: Auswahlpflicht: Informationspflicht: Kontrollpflicht: Seite Geeignete Mitarbeiter / Firmen / Lieferanten auswählen Dokumentation Aufgabe konkret beschreiben Aufgabe konkret anweisen Notwendige Informationen bereitstellen Dokumentation In angepassten Zeitabständen kontrollieren Bei Abweichung eingreifen Dokumentation

9 in der Prozessindustrie Management der n (FSM) und slebenszyklus (SLC)

10 sintegritätslevel (SIL) Englisch: Safety Integrity Level (SIL) Ableitung des erforderlichen sintegritätslevels aus der Risikobeurteilung (i. a. Process Hazard Analysis) SIL FSM SLC TDM Erforderliche Maßnahmen zur Erreichung der geforderten sintegrität Management der n Strukturierter slebenszyklus (Safety Lifecycle) Technische Designmaßnahmen (Hard- und Software) Alle Maßnahmen müssen zur Erreichung der erforderlichen sintegrität umgesetzt werden Page Siemens AG All Rights Reserved.

11 Safety Plan, Verifikations- & Validationsplan Management der n (FSM) FSM SLC TDM Projektunabhängiges FSM Integration der Belange der funktionalen in das bestehende Managementsystem Regelung von Verantwortlichkeiten Verfahrensanweisungen Dokumentenvorlagen Qualifikation Englisch: Functional Safety Management (FSM) Projektspezifisches FSM Planung und Verfolgung der saktivitäten im jeweiligen Projekt Projekt Safety Manager Safety Plan Verifizierung und Validierung Unabhängige Beurteilung (Assessment) Umfang der Dokumentation ist abhängig von Projektgröße und vorhandenem Managementsystem Page Siemens AG All Rights Reserved.

12 sintegritätslevel (SIL) slebenszyklus Englisch: Safety Integrity Level (SIL) Ableitung des erforderlichen sintegritätslevels aus der Risikobeurteilung (i. a. Process Hazard Analysis) SIL FSM SLC TDM Erforderliche Maßnahmen zur Erreichung der geforderten sintegrität Management der n Strukturierter slebenszyklus (Safety Lifecycle) Technische Designmaßnahmen (Hard- und Software) Alle Maßnahmen müssen zur Erreichung der erforderlichen sintegrität umgesetzt werden Page Siemens AG All Rights Reserved.

13 slebenszyklus nach IEC FSM SLC TDM Ziel: Vermeidung von systematischen Fehlern während Design, Installation, Inbetriebnahme, Betrieb und Deinstallation von sicherheitstechnischen Funktionen Umsetzung: Strukturierter sprozess nach IEC Risikoanalyse (z. B. HAZOP) Klassifizierung der Schutzeinrichtung Spezifikation der sanforderungen (SRS) Außerbetriebnahme Modifikation Betrieb und Instandhaltung Übergang von der Prozesswelt in die Automatisierungswelt Entwurf und Planung der sicherheitstechnischen Funktion Montage, Inbetriebnahme und Validierung der sicherheitstechnischen Funktion Page Referenz: IEC , Kapitel 6 Siemens AG All Rights Reserved.

14 sintegritätslevel (SIL) Technische Designmaßnahmen Englisch: Safety Integrity Level (SIL) Ableitung des erforderlichen sintegritätslevels aus der Risikobeurteilung (i. a. Process Hazard Analysis) SIL FSM SLC TDM Erforderliche Maßnahmen zur Erreichung der geforderten sintegrität Management der n Strukturierter slebenszyklus (Safety Lifecycle) Technische Designmaßnahmen (Hard- und Software) Alle Maßnahmen müssen zur Erreichung der erforderlichen sintegrität umgesetzt werden Page Siemens AG All Rights Reserved.

15 Technical design measures FSM SLC TDM Ziel: Erhöhung der Robustheit gegenüber zufälligen (nur Hardware) und systematischen Fehlern Umsetzung: Die Umsetzung erfolgt in drei Teilen: System/Hardware-Architektur Redunanzanforderungen Strukturanforderungen Technische Designmaßnahmen Systemzuverlässigkeit Anforderungen an die Ausfallwahrscheinlichkeit/ Ausfallrate S/W Entwicklungs- und Implementierungsprozess Anforderungen an einen strukturierten V-Zyklus Referenz: IEC , Kap Page Siemens AG All Rights Reserved.

16 Projektablauf und Zuständigkeiten nach IEC (slebenszyklus) Jede einzelne Phase im Safety Lifecycle muss verifiziert werden. 1 Projekt Safety Plan Risikoanalyse und Zuordnung der sanforderungen Errichter Betreiber Verifikation Verifikation Validation Verifikation Spezifikation der sanforderungen für jede SIF Errichter Betreiber Design und Designverifikation der SIF Errichter bzw. Lieferant Installation, Inbetriebnahme und Validierung Errichter bzw. Lieferant Betrieb und Wartung (inkl. Proof Tests) Betreiber Verifikation Änderungen u. Außerbetriebnahme Betreiber Errichter Verification und Validation Plan, Functional Safety Assessment Plan Safety Requirement Specification Engineering Guideline Functional Design Specification Test Plan Die Gesamtverantwortung liegt je nach Projektphase beim Errichter und Betreiber Verantwortlichkeiten werden projektabhängig im Safety Plan bzw. V&V Plan festgelegt. Beliebig komplexe Verflechtung von Auftraggebern, Auftragnehmern, Unterlieferanten etc. insbesondere im internationalen Umfeld Lieferumfang, Liefergrenzen und Verantwortlichkeiten müssen klar definiert sein und können sich im Laufe des Lebenszyklus stark verändern Seite Siemens AG Alle Rechte vorbehalten.

17 in der Prozessindustrie

18 Analysephase Realsierungshase Betriebsphase SIS Integration gemäß IEC ist mehr als H/W Planung und S/W Erstellung eines SIS Planung aller Tätigkeiten und Festlegung der Verantwortlichkeiten Verifikation zur Vermeidung von Fehlern beim Entwurf und der Planung Tests zur Aufdeckung von Fehlern bei Entwurf, Planung, Fertigung und Montage eine saubere und vollständige Dokumentation Seite

19 Ansprechpartner Seite Michael Stay Senior Consultant Process Safety Engineering & Consulting Process Automation Siemens AG IA AS PA EC CON PSA Frankfurt / Germany Tel.: +49 (69) Mobile: +49 (152) michael.stay@siemens.com Guido Risser Product Manager Functional Safety Services Engineering & Consulting Process Automation Siemens AG IA AS PA EC CON PSA Frankfurt / Germany Tel.: +49 (69) Mobile: +49 (172) guido.risser@siemens.com

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Siemens AG Industry Process Safety I IA AS PA EC CON Industriepark Höchst B Frankfurt am Main Telefon: or guido.risser@siemens.com or michael.stay@siemens.com