Impact of testing of elements in safety related systems on the safety integrity level (SIL)

• Autorzy: Pilch R.

Warianty tytułu

PL

Wpływ testowania elementów w układach związanych z bezpieczeństwem na poziom nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a proposed methodology of calculating the PFD values for safety related systems, which accounts for the specific character of their operation and repair. The proposed method is based on Markov processes, and it allows one to account for the testing of elements after repair or renewal. This in turn allows one to determine an additional safety margin that occurs in real systems but not typically accounted for in commonly used calculation methods. Knowing these values enables a more deliberate designing of safety related systems and can allow obtaining higher SILs while using the same elements. The proposed model was used in calculations for exemplary systems, and the calculation results were compared to the results obtained according to recommendations of IEC-61508 and selected models presented in the literature. The paper also indicates the factors that affect the PFD and SIL values achieved by the safety related systems used in industry.

PL

W artykule przedstawiono zaproponowaną metodykę obliczeń prawdopodobieństw PFD dla układów związanych z bezpieczeństwem, uwzględniającą specyfikę ich eksploatacji i odnawiania. Zaproponowana metoda oparta jest na procesach Markowa i umożliwia uwzględnienie faktu testowania elementów po wykonaniu ich naprawy lub odnowy. Pozwala to na wyznaczenie wartości dodatkowego zapasu bezpieczeństwa występującego w rzeczywistych układach, ale niewynikającego ze stosowanych zazwyczaj metod obliczeniowych. Znajomość tych wartości umożliwia bardziej świadome projektowanie struktur układów związanych z bezpieczeństwem oraz może pozwolić na uzyskanie wyższych poziomów SIL przy zastosowaniu tych samych elementów. Na podstawie opracowanego modelu wykonano obliczenia dla przykładowych układów, a wyniki porównano z wynikami uzyskanymi według zaleceń IEC-61508 oraz wybranych modeli prezentowanych w literaturze. Wskazano również czynniki, które wpływają na wartości prawdopodobieństw PFD oraz poziomy SIL osiągane przez stosowane w przemyśle układy związane z bezpieczeństwem.

Słowa kluczowe

EN

IEC-61508; probability of failure on demand; Markov model; safety integrity level

PL

IEC-61508; prawdopodobieństwo niewykonania funkcji bezpieczeństwa; model Markova; poziom nienaruszalności bezpieczeństwa

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2016
• Tom: no. 3
• Strony: 101--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pilch R.

• AGH University of Science and Technology, Kraków

Bibliografia

• 1. IEC-61508. Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems.
• 2. Guo H., Yang X.: A simple reliability block diagram method for safety integrity verification. Reliability Engineering and System Safety. 2007, 92, 1267-1273.
• 3. Bukowski J.V., Goble W.M.: Using Markov models for safety analysis of programmable electronic systems. ISA Transactions. 1995, 34, 193-198.
• 4. Zhang T., Long W., Sato Y.: Availability of systems with self-diagnostic components – applying Markov model to IEC 61508-6. Reliability Engineering and System Safety. 2003, 80, 133-141.
• 5. Knegtering A., Brombacher A.C.: Application of micro Markov models for quantitative safety assessment to determine safety integrity levels as defined by the IEC 61508 standard for functional safety. Reliability Engineering and System Safety. 1999, 66, 171-175.
• 6. Langeron Y., Barros A., Grall A., Bérenguer C.: Combination of safety integrity levels (SILs): A study of IEC 61508 merging rules. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2008, 21, 437-449.
• 7. Rouvroye J.L., Brombacher A.C.: New quantitative safety standards: different techniques, different results? Reliability Engineering and System Safety. 1999, 66, 121-125.
• 8. Młynarski S., Pilch R., Smolnik M., Szkoda M., Szybka J.: Evaluation of the safety integrity level (SIL) due to the guidelines of EN 61508 and with the use of Markov processes. Journal of Konbin. 2015, 35, 73–84.
• 9. Jahanian H.: Generalizing PFD formulas of IEC 61508 for KooN configurations. ISA Transactions. 2015, 55, 168-174.
• 10. Chebila M., Innal F.: Generalized analytical expressions for safety instrumented systems' performance measures: PFDavg and PFH. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2015, 34, 167-176.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.