Proteção de redes de controle SIS
A segurança é de extrema importância nas operações diárias de qualquer sistema, especialmente um sistema em que humanos e máquinas trabalham juntos. Aprenda tudo sobre os sistemas instrumentados de segurança e o que é necessário para manter os trabalhadores seguros e o sistema funcionando sem problemas!
A fabricação nunca é vista adequadamente sem a implementação de métodos de segurança por perto. Desde que a fabricação tenha existido, estratégias simples e complexas foram adotadas para minimizar os riscos para os trabalhadores, resultando em menos mortes e feridos, além de melhores condições de trabalho para os funcionários ao longo dos anos.
Figura 1. Os sistemas hidráulicos, como este usado para corte de metal, requerem um SIS para proteger pessoal e produto.
Muitos processos industriais envolvem sistemas que são potencialmente muito perigosos. Pressões de fluidos, temperaturas extremas e produtos químicos perigosos podem tornar um ambiente de outra maneira seguro, mortal, com apenas uma única falha. Para processos como esses, os sistemas instrumentados de segurança (SIS) são sistemas específicos operam para conter falhas e levar as operações a um nível seguro, ou mesmo interrompê-las completamente, conforme necessário.
O que é um sistema instrumentado de segurança?
Um sistema instrumentado de segurança (SIS) é um tipo específico de rede de controle que existe em instalações onde pelo menos uma parte do processo pode resultar em uma situação perigosa no caso de uma falha. Geralmente, esses processos consistem em altas pressões, temperaturas ou produtos químicos que devem ser contidos e monitorados continuamente. Exemplos de tais sistemas podem incluir:
- Caldeiras a vapor comumente utilizadas em indústrias alimentícias e fabricas de açúcar e álcool .
- Navios de uma maneira geral
- Plataforma e refinarias de Petróleo
- Fornos de alta temperaturas para fabricação de cerâmica , vidro e aço
- Sistemas hidráulicos de alta pressão
Figura 2. Caldeiras a vapor industriais são um exemplo de sistema de fabricação que requer SIS.
Obviamente, todo processo e máquina já deve ter dispositivos e métodos de segurança estabelecidos. Portanto, o equipamento e as regulamentações que cercam esse SIS são especificados para os sistemas em que o risco tem maior probabilidade de se espalhar com efeitos piores para as pessoas próximas.
O advento dos sistemas de controle programáveis resultou em uma atualização para os sistemas de segurança. Sensores, atuadores e programas lógicos inteligentes respondem a riscos mais rapidamente do que qualquer operador humano para retornar um sistema a um nível operacional seguro.
Como todos os setores e instalações são diferentes, a definição do que é considerado ‘efeitos piores’ não pode ser estritamente definida por regulamentos. As diretrizes definem os métodos pelos quais os riscos são analisados e mitigados, e o SIS pode ser avaliado em quanto diminuirá os riscos após a implementação.
Objetivos e componentes principais do SIS
Os componentes reais do SIS podem parecer bastante semelhantes ao sistema de controle normal. No entanto, o SIS deve ser inteiramente um sistema separado, funcionando em paralelo e de forma redundante do sistema de controle existente.
O objetivo do SIS é diferente do sistema de controle. Como o nome indica, o sistema de controle é responsável por controlar o funcionamento normal da instalação. Todas as máquinas, processos e parâmetros são todos cuidadosamente monitorados e controlados. Normalmente, os sensores alimentam as informações com um PLC que controlará válvulas, atuadores e acionamentos de motores para manter o sistema funcionando em um ritmo otimizado.
Por outro lado, o SIS tem um único objetivo – devolver a instalação à segurança se alguma parte do processo exceder algum tipo de limite perigoso, pressões muito altos, níveis de líquidos muito altos ou baixos, vibrações ou harmônicas pesadas devem ser interrompidas, mas de maneira controlada.
Os componentes do SIS podem ser exatamente os mesmos – sensores, medidores, válvulas e atuadores, todos enviando e recebendo informações de um PLC de processamento central. O SIS pode incluir apenas um ou dois componentes inteligentes ou um sistema de controle inteiro, independentemente das necessidades estabelecidas.
Identificação e avaliação de riscos com o SIS
O detalhamento cuidadoso dos riscos deve ser realizado antes do projeto do SIS e também após a conclusão do projeto. Primeiro, deve-se comprovar que o sistema representa um risco suficientemente grande para garantir a implementação do sistema de segurança. Após a implementação, ele deve conseguir reduzir significativamente esse risco para realizar sua tarefa.
O processo de análise é semelhante aos estudos de gerenciamento de risco realizados em muitos outros campos. De muitas maneiras, essa é uma mistura entre imaginar os piores cenários e impactos e cálculos estatísticos de probabilidades de falha. É por isso que é particularmente difícil simplesmente referenciar ou calcular uma solução simples.
A análise de gerenciamento de riscos usa um formato de matriz para comparar a probabilidade de falha de um componente ou sistema e, se isso acontecesse, quão ruim seria? Normalmente, cada componente crítico é classificado por esse sistema, permitindo um cálculo de risco geral mais objetivo.
Se é improvável que ocorra um evento de falha e, de qualquer forma, não seja realmente significativo, certamente não é uma falha de alto risco. Se é improvável, mas uma falha seria catastrófica (como um evento no nível de Chernobyl ou Fukushima), o risco certamente aumentaria. Se uma falha é muito provável E seria catastrófica, a análise de risco pode levar a conclusões como a interrupção de operações, se um sistema de segurança não reduzir suficientemente o risco.
Padrões para o SIS e determinação dos níveis de integridade de segurança
Até o próprio SIS está sujeito à sua própria análise de risco. O sistema de segurança deve ser o mais imune a falhas possível para ser considerado bem-sucedido.
Para orientação específica quanto ao design dessa análise de risco, o padrão usado é IEC-61511, ou o documento muito semelhante ISA 84.00.01.
Este documento não apenas fornece requisitos para o hardware e software do sistema, mas também o requisito para determinar os níveis de integridade de segurança (SIL). Cada dispositivo tem uma confiabilidade ou uma chance de o dispositivo falhar. Uma probabilidade mais alta de falha não é tão desejável para um sistema de segurança, obviamente.
Para atingir um certo nível de segurança, cada dispositivo deve atender ou exceder um determinado SIL. Todo o sistema de instrumentos de segurança deve ser capaz de atender ou exceder um nível de integridade de segurança, para que cada parte do sistema seja analisada cuidadosamente.
https://www.emerson.com/pt-br/automation/control-and-safety-systems/safety-instrumented-systems-sis
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