Safety instrumented system

In functional safety, a safety instrumented system (SIS) is an engineered set of hardware and software controls which provides a protection layer that shuts down a chemical, nuclear, electrical, or mechanical system, or part of it, if a hazardous condition is detected.^[1] It relates to the prevention of major accidents, and not occupational safety issues.

Requirement specification

An SIS contains one or more safety instrumented functions (SIF). The SIS is credited with a certain measure of reliability depending on its safety integrity level(SIL). The required SIL is determined from a quantitative process hazard analysis (PHA), such as a Layers of Protection Analysis (LOPA). The SIL requirements are verified during the design, construction, installation, and operation of the SIS. The required functionality may be verified by design reviews, factory acceptance testing, site acceptance testing, and regular functional testing. The PHA is in turn based on a hazard identification exercise. In the process industries (oil and gas production, refineries, chemical plants, etc.), this exercise is usually a hazard and operability study (HAZOP). The HAZOP usually identifies not only the process hazards of a plant (such as release of hazardous materials due to the process operating outside the safe limits of the plant) but also the SIFs protecting the plant from such excursions.^[1]^[2]

Design

An SIS is intended to perform specific control functions to prevent unsafe process operations when unacceptable or dangerous conditions occur. Because of its criticality, safety instrumented systems must be independent from all other control systems that control the same equipment, in order to ensure SIS functionality is not compromised. A SIS is composed of the same types of control elements (including sensors, logic solvers, actuators and other control equipment) as a Basic Process Control System (BPCS). However, all of the control elements in an SIS are dedicated solely to the proper functioning of the SIS.

La característica esencial de un SIS es que debe incluir instrumentos que detecten que las variables del proceso (caudal, temperatura, presión, etc. en el caso de una planta procesadora) superan los límites preestablecidos ( sensores ), un solucionador lógico que procese esta información y tome decisiones apropiadas en función de la naturaleza de la(s) señal(es), y elementos finales que reciban la salida del solucionador lógico y tomen las medidas necesarias en el proceso para lograr un estado seguro. Todos estos componentes deben funcionar correctamente para que el SIS realice su función de SIF. El solucionador lógico puede utilizar equipos eléctricos, electrónicos o electrónicos programables, como relés , amplificadores de disparo o controladores lógicos programables . Los sistemas de soporte, como la alimentación eléctrica, el aire de instrumentación y las comunicaciones, generalmente son necesarios para el funcionamiento del SIS. Los sistemas de soporte deben diseñarse para proporcionar la integridad y confiabilidad requeridas . Un ejemplo de SIF es un sensor de temperatura que proporciona una señal a un controlador, el cual compara la temperatura del proceso detectada con el punto de ajuste de temperatura deseado y envía una señal a un actuador de válvula de emergencia que detiene el flujo de fluido calefactor al proceso si la temperatura del proceso se supera por un margen inseguro.

Las instalaciones de seguridad se implementan como parte de una estrategia general de reducción de riesgos , cuyo objetivo es minimizar la probabilidad de un accidente previamente identificado, que podría abarcar desde daños menores en los equipos hasta la liberación catastrófica e incontrolada de energía o materiales.

El estado seguro debe alcanzarse en un tiempo suficientemente corto (conocido como tiempo de seguridad del proceso ) para prevenir el accidente. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Normas internacionales

La norma internacional IEC 61511 se publicó en 2003 para orientar a los usuarios finales sobre la aplicación de sistemas instrumentados de seguridad en la industria de procesos . Esta norma se basa en la IEC 61508 , una norma genérica de seguridad funcional que abarca aspectos de diseño, construcción y funcionamiento de sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables. Otros sectores industriales también pueden contar con normas basadas en la IEC 61508, como la IEC 62061 (sistemas de maquinaria), la IEC 62425 (sistemas de señalización ferroviaria), la IEC 61513 (sistemas nucleares) y la ISO 26262 (vehículos de carretera).

Conceptos relacionados

Otros términos que se utilizan con frecuencia junto con los sistemas instrumentados de seguridad o para describirlos incluyen:

Sistema de control crítico
Sistema instrumentado de protección
Sistema de protección de equipos
Sistema de parada de seguridad
Sistema de parada de procesos
Sistema de parada de emergencia
Sistema crítico para la seguridad
Enclavamiento (del cual existe un dominio específico en la señalización ferroviaria )

Véase también

Referencias

1 2 3 Mannan, Sam (2005). Prevención de pérdidas de Lees en las industrias de procesos (3.ª ed.). Burlington, Mass. y Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann . Vol. 2, Capítulo 34. ISBN 0-7506-7858-5.
1 2 Clarke, Peter (2023). Seguridad funcional desde cero. Una guía práctica para aplicaciones en la industria de procesos . Ámsterdam, etc.: Elsevier . ISBN 978-0-443-15230-6.

Enlaces externos

Libro del Centro para la Seguridad en los Procesos Químicos: Directrices para sistemas de protección instrumentados seguros y fiables.
Ejemplo de documento de especificación de requisitos de seguridad (SRS)
Manual de confiabilidad de equipos de seguridad, 4.ª edición, para su uso en la verificación del diseño conceptual de sistemas instrumentados de seguridad (SIS) en la industria de procesos.
Ejemplo de documento del Plan de Gestión de la Seguridad Funcional (FSMP, por sus siglas en inglés)

[:0-1] 1 2 3 Mannan, Sam (2005). Prevención de pérdidas de Lees en las industrias de procesos (3.ª ed.). Burlington, Mass. y Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann . Vol. 2, Capítulo 34. ISBN 0-7506-7858-5.

[:1-2] 1 2 Clarke, Peter (2023). Seguridad funcional desde cero. Una guía práctica para aplicaciones en la industria de procesos . Ámsterdam, etc.: Elsevier . ISBN 978-0-443-15230-6.