Fonksiyonel Güvenlik

  • SIL Gereksiniminin Belirlenmesi
  • SIL Verifikasyonu

Fonksiyonel Güvenlik (FS), hatalı ve kesintiye uğramış işlevsellikten kaynaklanan tehlikelere karşı sistemi koruma anlamına gelmektedir. Proses endüstrisinde proseslerin doğası gereği var olan tehlike öncelikle tasarım ile sınırlandırılmaya çalışılır. Doğru tasarıma ek olarak temel proses kontrol sistemleri ve alarmlar ile değişkenlikleri kabul edilebilir limitler içerisinde tutarak üretim süreçlerini verimli ve güvenli şekilde işletmeye çalışırız. Temel proses kontrol sisteminin yetersiz kaldığı durumlarda ise fonksiyonel güvenlik kapsamında kurgulanan güvenlik enstrumanlı sistemler prosesimizi büyük kazalardan koruma görevi üstlenirler.

Fonksiyonel güvenlik çalışmaları ile proses tehlike analizleri ile belirlenen risk seviyesi yüksek senaryolar için doğru yatırımın planlanması ve planlanana uygun şekilde kurulumların yapılarak proseslerin işletilmesi hedeflenir.

SIL Gereksiniminin Belirlenmesi

Proses Güvenliği kapsamında gerçekleştirilen proses tehlike analizleri tehlikelerin belirlenmesi, risklerin değerlendirilerek analiz edilmesi ve yönetilmesi ile sürdürülmektedir. Proses tehlikelerinin belirlenmesi HAZOP Çalışması gibi kalitatif teknikler kullanılarak gerçekleştirilebilir. Ancak konu yatırımların planlanmasına geldiğinde tehlike belirleme araçları kullanılarak oluşturulan güvenlik enstrümanlı fonksiyonların (safety intrumented function – SIF) sayısal karşılıklarının belirlenmesi gerekmektedir.

Bu noktada IEC 61508 ve IEC 61511 standartları Fonksiyonel Güvenlik kapsamında bizlere güvenlik bütünlük seviyesini belirleme şansı vermektedir.

IEC 61508 ve IEC 61511‘e göre aşağıdaki yöntemler kullanılarak SIL gereksinimi belirlenebilir.

SIL Verifikasyonu

Verifikasyon; doğruluğunu denetleme, doğruluğunu sınama veya daha yaygın kullanımı ile doğrulama anlamına gelmektedir. Fonksiyonel Güvenlik Mühendisliği çalışmalarında ihtiyaç duyulan SIL seviyesi belirlendikten sonra tasarlanan sistem mimarisinin ve kullanılacak ekipman ve enstrümanların ihtiyaç duyulan SIL seviyesini karşılayıp karşılamadığını tayin etmek için gerçekleştirilen çalışmalara SIL Verifikasyonu veya diğer bir şekilde SIL Doğrulama denir.

SIL Verifikasyonu, aşağıdaki gereksinimlere karşı IEC 61508 ve IEC 61511 uyarınca bir Güvenlik Enstrümanlı Fonksiyonun (SIF) kapasitesini gösterir;

  • Rastgele donanım arızalarının etkisini ölçmek (Talep Üzerine Arıza Olasılığı (PFD) veya Tehlikeli Arızaların Ortalama Sıklığı (PFH))
  • Donanım güvenlik bütünlüğü mimari kısıtlamaları (Güvenli Arıza Fraksiyonu (SFF), Donanım Hata Toleransı (HFT), Eleman Tipi A veya B)
  • Sistematik yetenek (Systematic capability)
  • Ortak nedenli hata (common cause failure – CCF)

SIL Verifikasyon çalışmaları gerçekleştirilirken Hata Ağacı Analizi (FTA), Hata Türleri ve Etkileri Kritiklik Analizi (FMECA) ve Güvenilirlik Block Diyagramları (RBDs) kullanılır.

- Picture1 uai 258x99 - Fonksiyonel Güvenlik

SIF’in hedef başarısızlık ölçüsünü veya SIL’i başaramadığı durumlarda, belirli faktörleri değiştirmenin etkisini göstermek için bir duyarlılık analizi yapılabilir. Bu faktörler için aşağıdaki örneklerden faydalanılabilir;

  • Bakım stratejisi
  • Sistem mimarisi
  • Arıza teşhis mekanizmalarının kurgulanması
  • Ortak nedenli hata ihtimalinin azaltılmasına yönelik mühendislik çalışmaları

SIL Verifikasyon çalışmalarının gerçekleştirilebilmesi aşağıdaki bilgilere ihtiyaç duyulur;

  • Doğrulaması yapılacak sisteme ait SIL gereksinim belirleme raporu
  • SIL gereksiniminin belirlenmesi raporuna girdi olan proses tehlike analiz raporu
  • Borulama ve enstrumantasyon diyagramı (P&ID)
  • Sebep – Etki matrisi (Cause and Effect Matrix – C&EM)
  • Interlock listesi ve konfigürasyonu
  • Ekipman ve enstrümanlara ait güvenilirlik verisini içeren veri sayfaları

Fonksiyonel Güvenlik ile ilgili Önemli Tanımlar

Güvenlik Enstrumanlı Fonksiyon SIF Anormal bir durumu tespit eden, süreci insan müdahalesi olmadan güvenli bir duruma getiren veya güvenlik için eğitilmiş bir operatör müdahalesi başlatan ve belirli bir güvenlik bütünlük seviyesine (SIL) sahip olan sensörler, mantıksal çözümleyiciler ve son elemanların birleşimidir
Güvenlik Bütünlük Seviyesi SIL Güvenlik enstrümanlı fonksiyonun (SIF) performans kriterini ve talep durumunda işlevini yerine getirmekte başarısız olan güvenlik enstrümanlı fonksiyonun (SIF) hata olasılığı
Güvenlik Enstrumanlı Sistem SIS Bir veya daha fazla güvenlik enstrümanlı fonksiyonu (SIF) gerçekleştiren sensörlerin, mantıksal çözümleyicilerin ve son elemanların birleşimi
Talep Üzerine Arıza Olasılığı PFD Bir sistemin talep üzerine belirli bir işlemi yerine getirememe ihtimali