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2010SIEMENS AG
s
Process Safety con PCS 7Josè ChavarriaEsempio di applicazione nel settore Chimico
IMATIC PCS 7takes you beyond the limits!
S
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 2 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Evitare incidenti e danni in caso di guasti ed assicurare la massima sicurezza per
Persone Processi Ambiente/natura
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Obiettivi del Safety Engineering
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 3 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Specification
Planning & implementation
Installation & commissioning
Operation &maintenance
Changes aftercommissioning
6%
21%
44%15%
15%
* Health and Safety Executive
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Cause di guasto in Sistemi di Automazione
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 4 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Safety applications in the Process Industry
Emergency and Process Shutdown Systems (ESD/PSD)According to IEC 61508, IEC 61511 and ISA S84
Burner Management Systems (BMS)According to NFPA 85, NFPA 86
Fire & Gas Applications (F & G), Fire Detection and Fire Alarm SystemsAccording to EN 54, NFPA 72
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Process Safety Applications
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 5 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
IEC 61508 serves as the basic standard and basis for safety standardization.
It covers all areas where electrical, electronic or PLC systems are used to realize safety-related protection functions.
IEC61508
There are sector-specific standards based on IEC 61508, such as IEC 61511 for the process industry or IEC 61513 for the nuclear industry
These sector standards are important for planners and operators ofcorresponding plants.
IEC61511
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Standard di Sicurezza internazionali
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 6 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Relevant BMS Standards
NFPA 85 – Boiler and Combustion Systems Hazards and Code
2007 Edition
NFPA 86 – Standard for Ovens and Furnaces
2007 Edition
ISA TR 84.00.05 (technical report) Guidance on the
identification of safety
instrumented functions in burner
management systems
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 7 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Steps in IEC 61511 Safety Lifecycle
Risk Analysis and Protection Layer DesignRisk Analysis and Protection Layer DesignRisk Analysis and Protection Layer DesignRisk Analysis and Protection Layer Design
Allocation of Safety Functions to Allocation of Safety Functions to Allocation of Safety Functions to Allocation of Safety Functions to Safety Instrumented SystemsSafety Instrumented SystemsSafety Instrumented SystemsSafety Instrumented Systems
or other means of Risk Reductionor other means of Risk Reductionor other means of Risk Reductionor other means of Risk Reduction
Safety Requirements Safety Requirements Safety Requirements Safety Requirements Specification for Safety Specification for Safety Specification for Safety Specification for Safety Instrumented SystemInstrumented SystemInstrumented SystemInstrumented System
Design and Design and Design and Design and Development of Safety Development of Safety Development of Safety Development of Safety Instrumented SystemInstrumented SystemInstrumented SystemInstrumented System
Design and Development Design and Development Design and Development Design and Development of other means of Risk of other means of Risk of other means of Risk of other means of Risk
ReductionReductionReductionReduction
Installation, Commissioning and ValidationInstallation, Commissioning and ValidationInstallation, Commissioning and ValidationInstallation, Commissioning and Validation
Operation and MaintenanceOperation and MaintenanceOperation and MaintenanceOperation and Maintenance
ModificationModificationModificationModification
DecommissioningDecommissioningDecommissioningDecommissioning
Ma
na
ge
me
nt o
f Fu
nctio
na
l Sa
fety
an
d F
un
ctio
na
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fety
Asse
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Ma
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na
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an
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na
l Sa
fety
Asse
ssme
nt
Sa
fety
Life
cycle
Stru
ctu
re a
nd
Pla
nn
ing
Sa
fety
Life
cycle
Stru
ctu
re a
nd
Pla
nn
ing
Sa
fety
Life
cycle
Stru
ctu
re a
nd
Pla
nn
ing
Sa
fety
Life
cycle
Stru
ctu
re a
nd
Pla
nn
ing
Ve
rifica
tion
Ve
rifica
tion
Ve
rifica
tion
Ve
rifica
tion
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 8 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Plantpersonnelintervenes
Safety system(automatic)
Basicautomation
Overpressure valve, rupturedisc
Collectionbasin
Active protection
Passive protection
Disaster protectionDisasterprotection
Safety InstrumentedSystem (SIS)
Processvalue
Process alarm
Normal activity
Process controlsystem
Safetyshutdown
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Concetto di sicurezza per un impianto
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 9 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
High levelHigh level
Process valueProcess value
Low levelLow level
High alarm levelHigh alarm levelOperator takes actionOperator takes action
Trip levelTrip levelSISSIS
TimeTime
Boom!Boom! Mechanical safety level Mechanical safety level (if available)(if available)
What an Safety Instrumented System does
Safety Systems
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 10 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIS: Una combinazione di sensori, unità logiche (es. Controllori) e attuatori che individua anomale condizioni operative e AUTOMATICAMENTE porta l’impianto in uno stato sicuro.
I / P
PROCESS
PT1B
FT
Basic Process Control System (BPCS)
Inputs Outputs
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Safety Instrumented System (SIS)
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 11 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIS: Una combinazione di sensori, unità logiche (es. Controllori) e attuatori che individua anomale condizioni operative e AUTOMATICAMENTE porta lAUTOMATICAMENTE porta l’’impianto in uno stato sicuro.impianto in uno stato sicuro.
I / P
PROCESS
PT1A
PT1B
FT
Basic Process Control System (BPCS)
Inputs Outputs
Safety Instrumented System (SIS)
Inputs Outputs
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Safety Instrumented System (SIS)
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 12 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
DCS SIS
ENG HMI
INTEGRATED
SISGateway
ENG
INTERFACED
ENG HMI
DCS
DCS SIS
ENG HMI
COMMON
DCS SIS
ENG HMI
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY The “Right” Level of Integration
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 13 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
DCS SIS
ENG HMI
INTEGRATED
SISGateway
ENG
INTERFACED
ENG HMI
DCS
DCS SIS
ENG HMI
COMMON
DCS SIS
ENG HMI
Gateway
SIMATIC S7-400FH
SIMATIC PCS 7 ES & OS SIMATIC S7-
400FH
SIMATIC PCS 7 ES & OS
Std. I/O
SIMATIC S7-400FH
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY The “Right” Level of Integration
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 14 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIMATIC S5-110F(1980) SIMATIC S5-
115F(1988)
SIMATIC S5SIMATIC S5--
95F95F(1994)(1994)
QUADLOG(1995)
Distributed SafetyS7 151F/315F/317F/416F
(2002/2003)
S7 F SystemsS7-400FH / PROFIsafe
(1999)
Safety Matrix(1999)
History of Siemens Safety Systems
Our offering
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 15 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Certified up to SIL 3
Redundant systems
S7-412-3H *)768kB
100 F-I/Os
S7-414-4H *)2.8MB
600 F-I/Os
S7-317F-2DP1MB
500 F-I/OsS7-315F-2DP
192kB300 F-I/Os
S7-417-4H *)30MB
3000 F-I/Os
S7-319F-2DP1.4MB
1000 F-I/Os
Scalable, Distributed Architecture
Our offering
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 16 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIMATIC ET 200M
B+B
Redundant system withSIMATIC S7400FH
AI
DI
DO
DO
AI
AI
DI
DO
AO
AI
B+B
Redundant Ring
Fully Integrated Safety Communications
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 17 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIL: Indica il valore della probabilità che un sistema di sicurezza strumentato(SIS) esegua correttamente una funzione di sicurezza strumentale (entro un periodo di tempo prestabilito
Safety Integrity Level
SIL 4
SIL 3
SIL 2
SIL 1
Probability of failure on demand (PFD) per year(Demand mode of operation)
Risk Reduction Factor = 1/PFD
>=10-5 to <10-4
>=10-4 to <10-3
>=10-3 to <10-2
>=10-2 to <10-1
10000 to 100000
1000 to 10000
100 to 1000
10 to 100
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Target Safety Integrity Levels
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 18 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Safety Instrumented System (SIS)
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 19 2010 SIEMENS AG
Safety MatrixA
I
DI
DO
DOAI
AI
DI
DO
DOAI
AI
2oo3 PT1oo2 Valves
Dual
Triple
1oo1 LS
Simplex
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Flexible Modular Redundancy (FMR)
Generale
Architettura 1oo1: prevede un solo elemento attivo. In caso di guasto a questo dispositivo si ha la perdita della funzione di sicurezza.
Architettura 1oo2: prevede due elementi. La funzione di sicurezza interviene se uno dei 2 dispositivi lo richiede. Con questa struttura, provvista di ridondanza, se si ha un guasto ad un dispositivo non si ha la perdita della funzione di sicurezza.
Architettura 2oo3: con la ridondanza tripla si ottiene sia la tolleranza ad un guasto che l’aumento della disponibilità. Avendo a disposizione tre elementi si fa in modo che si abbia l’intervento della funzione di sicurezza quando almeno due di essi lo richiedono.
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 20 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Effect
Ca Minor injuryCb Major, irreversible injury
or death of one personCc Death of several persons
Cd Death of very manypersons
Frequency and duration
Fa Seldom to often
Fb Frequent to constant
Danger prevention
Pa Possible undercert. circum.
Pb Nearly impossible
Probability of occurrence
W1 Very low
W2 Low
W3 Relatively higha = no special safety requirementsb = individual safety system insufficient
Safety IntegrityLevels SIL
W3 W2 W1
Ca
Cb
Cc
Cd
Fa
Fb
Fa
Fb
Pa
Pb
Pa
Pa
Pa
Pb
Pb
Pb
X1
X2
X3
X4
X5
X6
a
1
2
3
4
b
a
a1
12
23
34
Fb
Fa
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Valutazione del Rischio per definire il SIL Risk Chart
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 21 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Generale
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Process Safety LifeCycle (Analysis & Realization)
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 22 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - BPC Diagramma della “Colonna di distillazione”
Colonna Distillazione
La distillazione è una tecnica di separazione che sfrutta la differenza deipunti di ebollizione delle diverse sostanzepresenti in una miscela. È usata sia per separare miscele complesse che per purificare sostanze
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 23 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - BPC Diagramma della “Colonna di separazione”
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 24 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - BPC Analisi del rischio (HAZOP)
Colonna Distillazione
Il controllo di Temperatura TIC ZA+ 006 chiude il vapore di riscaldamento
Surriscaldando del prodotto nel bacino di pompaggio sopra la temperatura massima consentita, reazione di corrosione con produzione di gas, incremento pressione sopra il valore massimo consentito
Errori di controllo nella linea di approvvigionamento di vapore di riscaldamento
Temperatura nel bacino di pompaggio troppo alta.
6
Il controllo di pressione PI ZA+010 chiude il vapore di riscaldamento e la valvola di afflusso.
Molte misure di temperatura motivano un rapido intervento del personale operativo in caso di abnorme incremento di temperatura.
Aumento di pressione e penetrazione del vapore di caldaia più basso nell'aria dimessa.
Esempio A) Con valvola di sicurezza:
Attivazione della valvola di sicurezza e liberazione di sostanza nell’ambiente.
Esempio B) Senza valvola di sicurezza: Superamento massima pressione lecita nella colonna con perdita dell'integrità
Perdita di acqua di raffreddamento nel condensatore
Temperatura nella colonna troppo alta
5
Vedere ‘Temperatura nella colonna troppo alta’
Allagamento del condensatore e perdita potenza di raffreddamento, aumento di temperatura nella colonna
Errore nel controllo di livello di riempimento LIC 007
Serbatoio di condensa troppo pieno
4
La sicurezza di troppo pieno LSA+ 005 chiude il vapore di riscaldamento e la valvola di afflusso.
Allagamento della parte bassa della colonna con rischio di distruzione del fondo della colonna.
Errore nel controllo di livello di riempimento LIC 004
Colonna del bacino di pompaggio troppo piena
3
Tutti i controlli e gli strumenti entrano in modalità sicura.
La colonna entra automaticamente in modalitàsicura (in cui il riscaldamento èspento e l’alimentazione èchiusa).
Interruzione di riscaldamento e raffreddamento, come pure le pompe e/o incremento di Temperatura e Pressione.
Avaria elettrica locale o d’impianto
Guasto alimentazione2
Variazioni nella composizione dell’ afflusso non hanno luogo improvvisamente ma sono invece graduali e sono intercettabili da analisi di qualitàcontinue.
Aumento di Temperatura/Pressione nella colonna
Variazione nel mix di prodotti in ingresso provenienti dalle parti di impianto a monte
Prodotto in ingresso della colonna sbagliato o contaminato
1
Contromisura (e)Effetto (i)Causa (e)GuastoNo.
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 25 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Effect
Ca Minor injuryCb Major, irreversible injury
or death of one personCc Death of several persons
Cd Death of very manypersons
Frequency and duration
Fa Seldom to often
Fb Frequent to constant
Danger prevention
Pa Possible undercert. circum.
Pb Nearly impossible
Probability of occurrence
W1 Very low
W2 Low
W3 Relatively higha = no special safety requirementsb = individual safety system insufficient
Safety IntegrityLevels SIL
W3 W2 W1
Ca
Cb
Cc
Cd
Fa
Fb
Fa
Fb
Pa
Pb
Pa
Pa
Pa
Pb
Pb
Pb
X1
X2
X3
X4
X5
X6
a
1
2
3
4
b
a
a1
12
23
34
Fb
Fa
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Valutazione del Rischio per definire il SIL Risk Chart
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 26 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - BPC Determinazione del SIL tramite ‘Metodo Qualitativo’
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 27 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - BPC Determinazione del SIL tramite ‘Metodo Qualitativo’
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 28 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - BPC Determinazione del SIL tramite ‘Metodo Qualitativo’
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 29 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - BPC
Colonna Distillazione Misura di Pressione
Misura di Temperatura
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 30 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Colonna di Distillazione - SIS
Controllo della Pressione – valutazione 2oo3
Verrà attivata la procedura di shut down tramite il SIF se:
Due trasmettitori di pressione sono guasti
Almeno Due trasmettitori di pressione misurano valori oltre una soglia impostata.
PT1110A
PT1110B
PT1110C
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 31 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Configurazione S7 F Hardware degli I/O’s distribuiti
Configurazione Hardware – Colonna di Distillazione
3 x F AI6x15Bit HART
3 Channels
Voting 2oo3
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 32 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Configurazione S7 F Hardware degli I/O’s distribuiti
Configurazione Hardware – Colonna di Distillazione
2 x F DO10xDC24V/2A
2 Channels (red) = 4 Ch
2 (1oo2)
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 33 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
“Colonna di Distillazione” - Creazione del programma Safety
Controllo di Pressione – valutazione 2oo3
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 34 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
“Colonna di Distillazione” - Creazione del programma Safety
Controllo di Pressione – valutazione 2oo3
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 35 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
“Colonna di Distillazione” - Creazione del programma Safety
Controllo di Temperatura – valutazione 2oo3
Colonna Distillazione
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 36 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
PROFIBUS PA with PROFISafe
New Function Blocks for PROFIBUS PA with PROFISafe
F_PA_DI
F_PA_AI
Multi driver block for PROFISafe andPROFIBUS PA
No IO cards are required
Safety communication from thecontroller into the field
Extended Diagnostics
Integrated into the engineering and asset management tools
Our offering
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 37 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
A BMS assures a safe operation of the combustion associated with:• Gas/Oil fired boilers• Ovens• Kilns• Process Heaters • Furnaces
A BMS provides:• safe start-up and shutdown sequences • stops fuel flow if critical conditions are detected• protection against furnace and boiler explosions
Burner Management Systems
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 38 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Function blocks - Burner Management Systems (BMS)According to NFPA 85, NFPA 86
F_FB gas tightness test (F_TIGHTN)
F_FB gas burner (F_GAS_BU)
F_FB Igniter (F_IGNTR)
F_FB oil burner (F_OIL_BU)
F_FB air dampers (F_AIRD)
F_FB run time supervision (F_RUN_T)
F_FB oil start program (F_OIL_ST)
F_FB temperature supervision (F_TEMP)
F_FB actuator position supervision (F_POS_CH)
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 39 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Chiusura parziale della valvola a partire dalla posizione di totale apertura per controllare il movimento della valvola
Un metodo per individuare errori nell’attuatore(es. valvole pneumatiche)
Tipicamente la valvola è chiusa tra il 5 e il 15%, durante la normale operativitàL’ampiezza del movimento parziale della sfera di chiusura dipende dal tipo e la dimensione della valvola, dall’ambiente operativo e dalla copertura diagnostica desiderata
Verifica anomalie nelle valvole senza arrestare il processo
Non può confermare il 100% dei potenziali errori operativiDal momento che la valvola non è completamente chiusa non può controllare ad esempio il pieno intervallo di movimento o sigilli
Generale
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Partial Stroke Test per aumentare l’intervallo di manutenzione
Partial Stroke Test (PST) o Test Parziale della corsa
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 40 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Safety Instrumented System (SIS)
Generale
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 41 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Valvola solenoide
Feedback posizione valvola
Aria di alimentazione
set point posizione valvola
S
Valvola di chiusura di sicurezza
Safety function
SIMATICS7-400F/FH
Ind. Ethernet
PCS7 OS:Monitoraggio/ControlloAlarmisticaArchiviStampa Report
S7-400F/FH:Partial Stroke TestTest SolenoideInterfaccia all’OS
Stazione Ingegneria
Stazione Operatore
1/19/2007 2:40:18 PMResult: Partial Stroke Test
PST:
Final Value:
Setpoint:
Response Time:
%
%
s
Solenoid Test:
Tagname: F_V2120/V1120_PST
Passed
Passed
79.80
79.64
1.20
Time Range: 19.01.2007 14:39:22 - 19.01.2007 14:40:02
19.01.200714:39:22
19.01.200714:39:30
19.01.200714:39:38
19.01.200714:39:46
19.01.200714:39:54
19.01.200714:40:02
79.64
81.71
83.78
85.84
87.91
89.98
92.05
94.11
96.18
98.25
100.32
Val
ue A
xis
Process Value
Setpoint
After the delay time of s after the passed PST the solenoid valve will be closed10.0
Caratteristiche
Gas di processo (CH4)
Generale
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY PST integrata con SIMATIC S7-400F/FH e PCS 7
PST è controllata dal SIS In aggiunta Test solenoide possibilePST èindipendente dal tipo di posizionatoreTutte le informazioni sono disponibili nel DCS
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 42 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Valvola solenoide
F-DO
Feedback posizione valvola
Aria di alimentazione
Set pointposizione valvola
Valvola di chiusura di sicurezza
Safety Instrumented Function
PROFIBUS DP
Controllore SIS
PROFIBUS PA
DP/PA Coupler
Applicazione PST di sicurezza
S
Gas di processo (CH4)
Generale
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Esempio configurazione hardware per la PST integrata
Posizionatore valvolaSIPART PS2
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 43 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
SIL 4
SIL 3
SIL 2
SIL 1
IEC61508
Intervallo Proof Test
PFDavg
PFD(t) Senza PST
Proof Test ogni anno = SIL2
Tempo
Con PST (4 all’anno)
Proof Test ogni 2 anni= SIL2
Intervallo PST
PFDavg
Con lo stesso SIL, il Partial Stroke Testing può effettivamente allargare l’intervallo di tempo tra i Full Proof Tests
Partial Stroke
SIMATIC PCS 7 – Process SAFETY Impatto sull’intervallo Proof Test
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 44 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Impact on Achievable SIL
SIL 4
SIL 3
SIL 2
SIL 1
IEC61508
PFD(t)
TimeProof Test Interval
PST Interval
Without PST
1 year Proof Testing = SIL2
With PST (4x/year)
1 year Proof Testing = SIL 3
PFDavg
PFDavg
Partial Stroke
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 45 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Cause & Effects Matrix
Intersection defines the relationship between cause and effect
Cause =
process deviation
Effect =
process response
Cause & Effects matrix dal API RP 14C per documenting safety per offshore platforms
Gaining acceptance in the process safety industry for documenting safety requirements
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 46 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Plant Expansion - Test Cases Demonstrated
TC1 - Adding a New Safety Matrix
TC2 - Adding Additional IO
TC3 - Modifying an existing Safety Matrix
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 47 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Plant Expansion - Test Cases Demonstrated
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 48 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Safety Matrix Tool Overview
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 49 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Addressing the Safety Lifecycle
Cause & Effects Engineering, Operations and Maintenance Package
Eliminates translation errors by automatically generating the program
Automatically generates HMI faceplate to visualize matrix & maps live data from CPU
Interface for maintenance overrides and I/O simulation during FAT or SAT
Automatically generates change documentation (IEC 61511) and Events Log
Risk Analysis and Protection Layer DesignSub clause 8
Allocation of Safety Functions to Safety Instrumented Systemsor other means of risk reduction
Sub clause 9
Safety Requirements Specification for the Safety
Instrumented System Sub clause 10
Design and Development of Safety Instrumented
System Sub clause 11
Design and Development of other means of Risk
ReductionSub clause 9
Installation, Commissioning and ValidationSub clause 14
Operation and MaintenanceSub clause 15
ModificationSub clause 15.4
DecommissioningSub clause 16
Management of
Functional Safety and Functional
Safety Assessment
Sub clause 5
Safety Lifecycle Structure
and Planning
Subclause 6.2
Verification
Subclause 7,
12.7
Risk Analysis and Protection Layer DesignSub clause 8
Allocation of Safety Functions to Safety Instrumented Systemsor other means of risk reduction
Sub clause 9
Safety Requirements Specification for the Safety
Instrumented System Sub clause 10
Design and Development of Safety Instrumented
System Sub clause 11
Design and Development of other means of Risk
ReductionSub clause 9
Installation, Commissioning and ValidationSub clause 14
Operation and MaintenanceSub clause 15
ModificationSub clause 15.4
DecommissioningSub clause 16
Management of
Functional Safety and Functional
Safety Assessment
Sub clause 5
Safety Lifecycle Structure
and Planning
Subclause 6.2
Verification
Subclause 7,
12.7
Partial Stroke
BMS
Colonna distillazione
Generale
Industry SectorSlide 50 2010 SIEMENS AG
Safety Matrix
Safety Matrix V6.2