Industrijski sigurnosni sistemi, poznatiji kao SIS (Safety Instrumented Systems), predstavljaju hardversko i softversko rešenje za upravljanje visokorizičnim procesima. Njihova primena je najčešća u rafinerijama, hemijskoj industriji, elektranama, nuklearnoj industriji itd.
Nephodno je napraviti razliku između baznih upravljačkih sistema, poznatijih kao BPCS (Basic Process Control Systems), i SIS.
BPCS su sistemi čiji je zadatak da ostvare najbolje performanse procesa kojim upravljaju. Proces je moguće voditi u ručnom i automatskom režimu. Moguće je menjanje svih parametara regulacionih petlji koje se koriste u vođenju procesa. Delovi upravljačke logike se mogu zaobići ako za to ima potrebe. Ukoliko dođe do otkaza nekog dela opreme, takav otkaz ne mora biti odmah otkriven, niti je sistem u obavezi da na njega trenutno reaguje.
SIS omogućavaju da proces koji je vođen BPCS-om bude siguran. To znači da je njihova uloga sprečavanje hazardnih situacija tokom rada postrojenja, prebacujući proces iz potencijalno opasnog stanja u sigurno stanje. Iz tog razloga, SIS moraju biti jako pouzdani i na svaku potencijalnu hazardnu situaciju reagovati u najkraćem mogućem roku.
Neki od tipova SIS sitema su:
- ESD (Emergency Shut Down) Systems
- BMS (Burning Management Systems)
- F&G (Fire and Gas Systems)
- HIPPS (High Integrity Pressure Protection Systems)
- Burning Management System
BMS je poseban tip sigurnosnog sistema koji sprečava katastrofalne posledice prilikom sagorevanja goriva u industrijskim gorionicima na postrojenjima sa pećima, kotlovima i drugim ložištima. Eksplozija koja se može javiti prilikom sagorevanja goriva može oštetiti opremu, napraviti značajan zastoj u radu postrojenja kao i dovesti do gubitka života osoba koje rade na tom postrojenju. Loša kontrola gorionicima može da rezultira ispuštanjem nedozvoljeno viskog sadržaja štetnih materija u okolinu, čime se značajno zagadjuje životna sredina.
Sigurnosni sistemi, uključujući i BMS, koriste blokade i dozvole kako bi obezbedile sigurnost procesa. BMS prolazi kroz seriju stanja za startovanje, operaciju i gašenje procesa. Prelazak između stanja se ostvaruje pomoću jasno definisanih dozvola. Ispunjavanjem određenih uslova, proces prelazi u sledeće stanje. Blokade predstavljaju funkcije koje se izvršavaju ukoliko se detektuje potencijalna opasnost u procesu. Ovim funkcijama se proces prebacuje iz nebezbednog u sigurno stanje.
Slika 1 – Kotao sa gorionikom
Delta V SIS BMS i Ring of Fire
Osnovne karakteristike
Emerson Process Management je razvio Delta V SIS u skladu sa standardom IEC61511 kako bi implementaciju sigurnosnih sistema učinio što pouzdanijom i jednostavnijom. Delta V SIS je jedini sigurnosni sistem koji može direktno da koristi HART informacije sa uređaja u polju kako bi se povećala pouzdanost sigurnosnih petlji.
Slika 2 – Delta V SIS
Delta V Logic Solver-i su SIL 3 sertifikovani u skladu sa IEC 61508 kod TÜV-a.
Delta V SIS može biti primenjen kao nezavisni samostalni sistem koji se sa drugim osnovnim upravljačkim sistemima integriše pomoću Modbus TCP protokola ili kao deo kompletnog Delta V rešenja (BPCS i SIS) koje predstavlja integrisanu upravljačku i bezbednosnu platformu.
Dostupnost BMS informacija
Delta V SIS jasno prikazuje informacije operaterima u vidu dijagrama stanja sa indikacijom u kom koraku sekvence se trenutno nalazi, koji su uslovi za prelazak u sledeći korak, koje su blokade aktivne itd.
Funkcionalni blokovi obezbeđuju first-out informaciju, jasno i jednostavno prikazanu za operatere. Svaka akcija zahteva odgovarajuću autorizaciju u zavisnosti od svog karaktera.
Redukcija inženjeringa
Emerson je razvio jedinstvenu metodologiju za opis rada ovakvog sistema u jednostavnoj matričnoj formi. Na samo jednoj strani je moguće pokazati istovremeno stanja, aktivne blokade, pozicije ventila i uslove prelazaka iz stanja u stanje.
Implementacija BMS-a je značajno olakšana sa Delta V SIS IEC 61508 sertifikovanim funkcionalnim blokovima koji su specifično kreirani za sekvencijalnu prirodu BMS-a.
Ring of Fire
Definisanje rada BMS-a je prilično zahtevno zbog potrebe da se upravljanja izvršavaju kroz sekvence. Teško je specificirati konkretne zahteve, a to može dovesti do katastrofalnih grešaka. Emerson Process Management definiše BMS kroz tzv. „Ring of Fire“ pristup.
U cilju realizacije „Ring of Fire“ dijagrama pripremaju se sledeći dokumenti:
State Transition Diagram – kriterijumi prelaska iz jednog stanja u drugo
Outputs per State – pozicije ventila za svako stanje
Trips – uslovi aktivacije blokada.
Na osnovu tako generisanih dokumenata, kreiranje softvera u Delta V SIS funkcionalnim blokovima je vrlo jednostavno. Primer je prikazan na slici 3.
Slika 3 – Primer funkcionalnog bloka i njegovog konfigurisanja
Na osnovu prethodno definisanih dokumenata kompletira se „Ring of fire“ dijagram koji izgleda kao na slici 4.
Slika 4 – Primer kompletiranog “Ring of fire” dijagrama
Po završetku izrade dijagrama kreira se excel forma idejnog rešenja BMS-a koja se usaglašava sa klijentom. Primer takvog dokumenta prikazan je na slici 5.
Slika 5 – Primer idejnog rešenja BMS-a u excel formi
Svojim jednistvenim pristupom definisanja BMS-a kroz “Ring of fire” dIjagram i korišćenjem najnaprednijih tehnologija i višedecenijskog iskustva za razvoj hardvera i softvera (Delta V SIS), Emerson je povećao sigurnost rada gorionika i smanjio vreme neophodno za implementaciju BMS-a.
Više informacija: IvDam Process Control, 11000 Beograd, Koste Abraševića 15, Tel: +381-11-2402575 , 2402579, http://www.ivdamprocess.com/