يتحمل المستخدمون النهائيون الذين يشغلون الآلات الدوارة (الحيوية) التزامًا قانونيًا بتنفيذ نظام أمان آلي (SIS) مناسب وقابل للتحقق. ويسمح مستوى سلامة النظام (SIL، IEC 61508)، وهو إحدى أبرز طرق الحد من المخاطر، للمسؤولين بإثبات أن كل ما يمكن فعله قد تم للحد من المخاطر إلى أدنى حد ممكن. كما تم تضمين مستوى سلامة النظم (SIL) في الطبعة الخامسة من معيار API 670 باعتباره الطريقة المفضلة للامتثال لمعايير السلامة المتعلقة بأنظمة حماية الآلات. ونظرًا لأن مستوى سلامة النظم (SIL) قد أثبت أنه طريقة قيّمة لتلبية متطلبات السلامة القانونية، فقد أصبح سوق أنظمة حماية التوربينات من السرعة الزائدة مدفوعًا إلى حد كبير بمستوى سلامة النظم (SIL).
يطالب المزيد والمزيد من المستخدمين النهائيين بأنظمة أمان معتمدة وفقًا لمعيار SIL، ولهذا السبب تقوم الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEM) بدمج معيار SIL في تصميم أنظمتها. ومع ذلك، هناك تمييز مهم يجب إجراؤه في اعتماد SIL؛ وهو الاعتماد بناءً على إثبات الفعالية في الاستخدام من جهة، والاعتماد بناءً على التصميم من جهة أخرى.
معتمد من خلال الاستخدام الفعلي
تعني شهادة SIL عن طريق «ثبتت فعاليتها في الاستخدام» أن نظام السلامة (SIS) لم يُصمم وفقًا لمتطلبات SIL كما هو محدد في المعيار IEC 61508، بل استند إلى متوسط الوقت بين الأعطال (MTBF)، ومتوسط الوقت حتى حدوث العطل (MTTF)، وأنماط الأعطال (المكتشفة مقابل غير المكتشفة). يُقبل مصطلح «مثبت الفعالية في الاستخدام» استنادًا إلى الإحصاءات وليس إلى سلامة التكامل المحددة في التوجيهات ذات الصلة. متطلبات شهادة «مثبت الفعالية في الاستخدام» صارمة للغاية، وتتطلب من المستخدم أن يكون لديه*:
- نظام رسمي لجمع بيانات الموثوقية يميز بين الأعطال الآمنة والخطيرة.
- طريقة لتقييم البيانات المسجلة لتحديد سلامة نظام السلامة (SIS) ومدى ملاءمته للتطبيق.
- دليل على أن التطبيق قابل للمقارنة بشكل واضح.
- أدلة تاريخية مسجلة لساعات التشغيل.
- أدلة على أنظمة الإدارة والجودة والتكوين الخاصة بالشركة المصنعة.
- سجلات مراجعة البرامج الثابتة للأجهزة.
- دليل على أن سجلات بيانات الموثوقية يتم تحديثها ومراجعتها بانتظام.
*المصدر: IEC 61508 و IEC 61511
وغالبًا ما يُطبق هذا على الأنظمة المستخدمة بالفعل والتي تفشل في الحصول على شهادة SIL (IEC 61508). وبناءً على استخدامها الموثوق به على مدى عقد من الزمن، مع حدوث أعطال قليلة، تحصل هذه الأنظمة على شهادة SIL من خلال «إثبات الفعالية في الاستخدام». ومن المهم ملاحظة أن «إثبات الفعالية في الاستخدام» لا يسري إلا على التطبيق المحدد الذي كان النظام يعمل عليه، وبالتالي لا يمكن نقله ببساطة إلى تطبيقات مماثلة.
ملاحظة: يُعد نهج «المثبت فعاليته في الاستخدام» نهجًا أكثر صحة بالنسبة للمستخدم النهائي مقارنةً بمصنّع المعدات الأصلية (OEM). نظرًا لأن المستخدمين النهائيين يعرفون جميع تفاصيل الجهاز والتطبيق والظروف البيئية.
معتمد حسب التصميم
تعني شهادة SIL «المعتمدة حسب التصميم» (Certified-by-Design) أن النظام مصمم وفقًا لمتطلبات المواصفة القياسية IEC 61508 لنطاق محدد من التطبيقات. وتكون فترات اختبار التحقق (proof-test) للأنظمة المعتمدة حسب التصميم أطول بكثير من تلك المعتمدة من خلال الاختبار أثناء الاستخدام ( proof-test -in-use). ومع ذلك، كلما زادت تعقيد النظام، زادت الحاجة إلى اختباره بانتظام. ويرجع ذلك إلى أن زيادة الوظائف تؤدي إلى زيادة نقاط الضعف المحتملة في النظام.
يُفضل دائمًا الحصول على شهادة التصميم، بالنسبة لمصنعي المعدات الأصلية (OEM)، على شهادة «المثبتة في الاستخدام» نظرًا لقابلية تطبيقها الأوسع وفترات الاختبار الأطول. ومع ذلك، لن تتمكن العديد من المنتجات أبدًا من الحصول على مثل هذه الشهادة بسبب تصميمها. ومن حيث مستوى السلامة (SIL)، فإن الخيار الوحيد هو إما استخدام منتج غير معتمد أو السعي للحصول على شهادة «المثبتة في الاستخدام».
SpeedSys: حماية من السرعة الزائدة معتمدة حسب التصميم
قامت شركة Istec بتطوير SpeedSys: نظام حماية من السرعة الزائدة معتمد حسب التصميم. لقد تخلصنا من جميع الوظائف الإضافية ورجعنا إلى جوهر الحماية من السرعة الزائدة كما هو محدد في معيار API 670. يتميز نظام SpeedSys بفترة اختبار دنيا تبلغ 10 سنوات، وقابلية التوسع للحصول على تصنيف SIL أعلى من خلال هياكل التصويت، وبنية قائمة على أجهزة الإرسال بدلاً من البنى المعقدة القائمة على الحوامل. يوفر نظام SpeedSys نفس مستوى الحماية الذي يوفره أي نظام قائم على الحوامل، ولكنه أكثر سهولة من الناحية المالية لكل من المعدات الدوارة الصغيرة والكبيرة.
