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MAESTRIA OPERACIONES PETROLERAS. 1VERS. 6ED. & DIPLOMADO

INSTRUMENTACIN Y CONTROL EN PLANTAS DE PROCESOS. 2VERS. 1ED.

Docente: Ing. Nelson YaezCorreo: nelson@cotas.com.bo

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Sistemas Instrumentados de Seguridad

3. Clasificacin SIL

2En la industria de los procesos, las ramificaciones de la actual tentacin de Cruzar la Lnea uniendo los IPLs, podran encontrarse en el futuro con algunos desastres que ocurran en las plantas que cuenten con estos sntomas.

La importancia de capas independientes de proteccin

3Qu es el SIL?Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS) se ha diseado y utilizado para prevenir o mitigar eventos peligrosos, para proteger a las personas y/o el medio ambiente y evitar daos en los equipos y proceso.Nivel de integridad de seguridad significa la reduccin del riesgo a un nivel tolerable. La norma IEC 61508 especifica tanto la evaluacin del riesgo (riesgo grfico) como las medidas que deben tomarse en el diseo de las funciones de seguridad, que consiste del procesador del sensor y actuador. Estas medidas incluyen la "prevencin de fallas" (Errores sistemticos) y "control de fallas" (Errores sistemticos y aleatorios).

Esta norma genrica especfica los requisitos correspondientes de los componentes y sistemas utilizados en las funciones de seguridad.Tambin permite a las normas de aplicacin especfica del sector que sean desarrolladas (por ejemplo, IEC 61511 Seguridad Funcional: sistemas instrumentados de seguridad para los procesos del sector de la industria ").Por ejemplo, la IEC 61511 define los criterios de seleccin para los componentes de las funciones de seguridad, como "Antes de usar" la demostracin de los sensores y actuadores.

Qu es el SIL?

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CuandoseutilizalanormaIEC61508?

La IEC 61508 es aplicable para todas las aplicaciones donde existen sistemas elctricos, electrnicos y programables relacionados con la seguridad, sistemas que se utilizan para realizar las funciones seguridad

Cubre todas las aplicaciones donde los sistemas puedan tener algn desperfecto que afecte de forma decisiva a la seguridad del personal, el medio ambiente y los equipos de proceso.

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Armonizado de los procedimientos a nivel internacional para la evaluacin de los sistemas relacionados con la seguridad.

Evaluacin de los sistemas de control de proceso relacionados con la seguridad, en relacin con fallas sistemticas y las fallas estadsticamente al azar.

Definido Gestin del ciclo de vida, documentacin de todos los pasos de las funciones relevantes involucrados en el diseo y desarrollo.

Completa evaluacin de todas las funciones de seguridad (sensor/transmisor, controlador y actuador).

La seguridad requerida puede ser relacionada con la instrumentacin evaluada SIL; sin un cambio extensivo de la tecnologa del proceso.

LasventajasdelaestandarizacinSIL

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Por primera vez una norma exige ahora prueba cuantitativa del riesgo residual, sobre la base de clculo de las probabilidades de fallos peligrosos.Este clculo se lleva a cabo para la lazo de seguridad completo, que consiste enpunto de medicin (sensor), el controlador (por ejemplo, PLC) y el actuador (vlvula).

Las probabilidades de falla calculada para todos los componentes individuales se suman (PFD) y es considerado sobre todo el circuito tcnico como 1oo1 (voto uno de cada uno) o 2oo3.

La aplicacin de esta norma de seguridad, no es slo es para instrumentos individuales, sino tambin para todo su desarrollo y produccin que debe tener en cuenta (ciclo de vida de la seguridad).

Lasdiferenciasentre lanormaIEC61508ylasnormas anteriores

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8 Dependencia de SIL en la probabilidad media permitida de falla de un sistema relacionado con la seguridad operando en un modo de baja demanda.

El PFDav es generalmente clasificado para todo el sistema de seguridad de la siguiente manera:

Lasdiferenciasentre lanormaIEC61508ylasnormas anteriores

Para la reduccin de riesgos, tanto en las normas IEC 61508 e IEC 61511, bsicamente definir los siguientes pasos: Definicin de Riesgo y evaluacin de acuerdo a la

probabilidad detallada de falla del sensor, el controlador y el actuador tomando en cuenta toda la vida til.

La especificacin y la implementacin de medidas de reduccin de riesgos.

El uso de instrumentos adecuados (evaluados o certificados).

La inspeccin tcnica peridica para el correcto funcionamiento de las funciones de seguridad.

Lasdiferenciasentre lanormaIEC61508ylasnormas anteriores

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ConsecuenciasC1 menor lesinC2 graves lesiones

permanentes una o ms personas; muerte de una persona.

C3 muerte de varias personas

C4 muchos muertos

Tiempo de exposicinF1 Raro que con ms

frecuenciaF2 Frecuente permanente

Evaluacin del riesgoP1 es posible bajo ciertas

circunstanciasP2 casi imposible

Probabilidad de ocurrencia no deseadaW1 muy leveW2 ligeroW3 Relativamente alta

GraficoderiesgodeacuerdoaIEC61508/61511

Relacinentre parmetrosdeseguridadFraccin de fallos no peligrosos (SFF)Fraccin de las fallas que no tienen el potencial de poner el sistema de seguridad en un estado peligroso en un estado de parado por falla.

Tolerancia a fallos de hardware (HFT)La capacidad de una unidad funcional (hardware) para seguir realizando una funcin requerida aun con la presencia de fallas o errores. un HFTde N significa que N +1 fallas podran provocar una prdida de la funcin de seguridad.

Adems de mantener al mximo para probabilidades de fallo (PFD) el Nivel de Integridad de Seguridad (SIL) de una funcin de seguridad de acuerdo con la norma IEC 61508 depende de la combinacin de SFF y HFT.

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Ladiferenciaentre dispositivos"simples" y"Complejos"El comportamiento de los dispositivos "simples" (tipo A) en caso de fallo puede ser completamente determinado. Los modos de fallo de todos los elementos que lo constituyen estn bien definidos. Tales componentes son resistencias de pelcula metlica, transistores, rels, etc.

El comportamiento de los dispositivos "complejos" (tipo B) en caso de fallo no puede ser completamente determinado. El modo de fallo de al menos un componente no puede ser bien definido. Tales componentes son por ejemplo; microprocesadores, ASICs.

Las tasas de fallo de estos componentes se pueden encontrar en las tablas de referencia.

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Con el fin de llevar a cabo todas las medidas necesarias, los requisitos para el Nivel Integrado de Seguridad , como resultado del anlisis de riesgos, se deben cumplir.

En funcin del SIL determinado (Safety Integrity Level : 1, 2, 3 4), todos los parmetros importantes relacionados con la implementacin de una aplicacin de seguridad tienen que ser definidos.

Informacinrequerida porelplanificadoroelusuario

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La evaluacin completa de acuerdo al IEC 61508Evaluacin completa del hardware (HW) y software (SW). Prevencin de fallos y medidas de control de fallos se observan durante el desarrollo, la produccin y el funcionamiento del producto (el ciclo de vida de sistema de seguridad). Esto se realiza normalmente en productos que van a ser desarrollados.

"El uso previo", segn IEC 61508/61511Para la evaluacin de los componentes ya desarrollados y fabricados, IEC 61511 especifica la idoneidad de un instrumento basado en la capacidad en uso de un instrumento, como los instrumentos con software y es acompaado por los procedimientos de modificacin.

Existen variosprocedimientosparaevaluarloscomponentes talescomosensoresyactuadores:

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Es un valor discreto (de 4 posibles de acuerdo a la IEC-61508 y 3 de acuerdo a la ANSI/ISAS84.01) que indica el grado de disminucin de riesgo que est en capacidad de brindar las funciones de seguridad asignadas a un Sistema Instrumentadode Seguriad (SIS). El nivel 4 representa el mayor nivel de integridad , y el 1 el menor. El SIL est relacionado con la Probabilidad de Falla bajo demanda del sistema, de acuerdo a la siguiente tabla.Definicin de SIL RELACIN ENTRE SIL, PFD Y RRF

SIL(SafetyIntegrityLevel)

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CundoserealizaelestudioSIL?

1.-Identificacin preliminar de peligros, problemas ambientales, leyes, normas y regulaciones que aplican, informacin de accidentes previos.

2.-Identificacin de peligros significativos a partir de los PFD, identificar necesidad de re-diseo, impacto ambiental.

3.-HAZOP, FMECA (failure mode, effect and criticality analysis), EstudioSIL/SIS.

4.-Revisin de cumplimiento con recomendaciones de las fases anteriores.

5.-Auditora de la planta por parte de SHA antes del arranque.6.-Comparar el estudio con la realidad, documentacin.

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