安全計装システム

機能安全において、安全計装システム（SIS ）は、危険な状態が検出された場合に化学、原子力、電気、機械システムまたはその一部をシャットダウンする保護層を提供するハードウェアとソフトウェアの制御のエンジニアリングセットです。^{[ 1 ]}

要件仕様

SISは安全計装機能（SIF）を実行します。SISは、安全度水準（SIL）に応じて一定の信頼性が認められます。必要なSILは、保護層解析（LOPA）などの定量的なプロセスハザード解析（PHA）から決定されます。SIL要件は、SISの設計、構築、設置、運用中に検証されます。必要な機能は、設計レビュー、工場受入試験、現場受入試験、および定期的な機能試験によって検証される場合があります。PHAは、ハザード識別演習に基づいています。プロセス産業（石油・ガス生産、製油所、化学プラントなど）では、この演習は通常、ハザードと操作性調査（HAZOP）です。HAZOPは通常、プラントのプロセスハザード（プラントの安全限界外でのプロセス運転による危険物質の放出など）だけでなく、そのような逸脱からプラントを保護するSIFも特定します。^[¹^]^[²^]

デザイン

SISは、許容できない状態または危険な状態が発生した場合に、安全でないプロセス操作を防止するための特定の制御機能を実行することを目的としています。その重要性から、SISの機能が損なわれないように、安全計装システムは、同じ機器を制御する他のすべての制御システムから独立していなければなりません。SISは、基本プロセス制御システム（BPCS）と同じ種類の制御要素（センサー、ロジックソルバー、アクチュエータ、その他の制御機器を含む）で構成されています。ただし、SIS内のすべての制御要素は、SISが適切に機能することのみを目的としています。

SIS の重要な特性は、プロセス変数 (処理施設の場合は流量、温度、圧力など) が事前に設定された制限を超えていることを検出する計器 (センサー)、この情報を処理して信号の性質に基づいて適切な決定を下すロジックソルバー、ロジックソルバーの出力を受信してプロセスに必要なアクションを実行し安全な状態を実現する最終要素を含む必要があることです。SIS が SIF を実行するには、これらすべてのコンポーネントが適切に機能する必要があります。ロジックソルバーは、リレー、トリップアンプ、プログラマブルロジックコントローラーなどの電気、電子、またはプログラム可能な電子機器を使用できます。電源、計器用空気、通信などのサポートシステムは、一般に SIS の動作に必要です。サポートシステムは、必要な整合性と信頼性を提供するように設計する必要があります。 SIS の一例としては、コントローラに信号を提供する温度センサーがあります。コントローラは、感知したプロセス温度を目的の温度設定点と比較し、プロセス温度が安全でないマージンを超えた場合にプロセスへの加熱流体の流れを停止する緊急オン/オフバルブアクチュエータに信号を送信します。

SIF は、全体的なリスク軽減戦略の一環として実装され、軽微な機器の損傷からエネルギーや物質の制御不能な壊滅的な放出に至るまで、事前に特定された事故の可能性を最小限に抑えることを目的としています。

事故を防ぐためには、十分に短い時間（プロセス安全時間と呼ばれる）で安全な状態を達成する必要がある。 ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

国際基準

国際規格IEC 61511は、プロセス産業における安全計装システムの適用に関するエンドユーザーへのガイダンスを提供するために2003年に発行されました。この規格は、電気／電子／プログラマブル電子システムの設計、構築、運用に関する側面を含む機能安全の汎用規格であるIEC 61508に基づいています。他の産業分野でも、 IEC 62061（機械システム）、IEC 62425（鉄道信号システム）、IEC 61513（原子力システム）、ISO 26262（道路車両）など、IEC 61508に基づく規格が制定されている場合があります。

参照

参考文献

^ ^a ^b ^cマンナン、サム（2005年）『プロセス産業における損失防止』（第3版）バーリントン（マサチューセッツ州）およびオックスフォード：エルゼビア・バターワース・ハイネマン社。第2巻、第34章。ISBN 0-7506-7858-5。
^ ^a ^bクラーク、ピーター（2023年）。『ゼロから学ぶ機能安全：プロセス産業アプリケーション実践ガイド』アムステルダム他：エルゼビア。ISBN 978-0-443-15230-6。

外部リンク

[:0-1] マンナン、サム（2005年）『プロセス産業における損失防止』（第3版）バーリントン（マサチューセッツ州）およびオックスフォード：エルゼビア・バターワース・ハイネマン社。第2巻、第34章。ISBN 0-7506-7858-5。

[:1-2] クラーク、ピーター（2023年）。『ゼロから学ぶ機能安全：プロセス産業アプリケーション実践ガイド』アムステルダム他：エルゼビア。ISBN 978-0-443-15230-6。

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