Sistemas instrumentados de seguridad (IEC 61511)

La seguridad de proceso se valora en niveles SIL según la Norma IEC 61511 . Un SIL Safety Integrity Level (Nivel de Integridad de Seguridad) siempre se referencia a una función instrumentada de seguridad (FIS).

Un SIS (Sistema Instrumentado de Seguridad) está compuesto por varias FIS y aplicará un SIL para cada una, en estos términos el SIL será la medida de respuesta a la demanda que tenga la FIS o su capacidad de responder a llevar el proceso a un estado seguro bajo demanda.

Los SIL van del SIL 1 al SIL 4 siendo el primero el más leve y el ultimo el más riguroso y que baja en mayor medida el riesgo.

El Sistema Instrumentado de Seguridad, SIS, se forma de una o varias Funciones Integradas de Seguridad, FIS, el Nivel de Seguridad Integral, SIL, del SIS será el mayor o más riguroso y cada FIS mitiga un riesgo diferente del proceso.

Safety Integrity Level (SIL)

SIL Probabilidad de Falla
en demanda (PFD)
Factor de Reducción de
Riesgo (1/PFD)
Disponibilidad de
Seguridad (1/PFD)
4 >0.00001 a <0.0001 >10,000 a <100,000 >99.99 a <99.999
3 >0.0001 a <0.001 >1,000 a <10,000 >99.9 a <99.99
2 >0.001 a <0.01 >100 a <1,000 >99 a <99.9
1 >0.01 a <0.1 >10 a <100 >90 a <99


Soluciones de seguridad funcional

Sistemas de control nivel de seguridad SIL 2

Las plantas Industriales de proceso tienen, por las sustancias que manejan, un riesgo inherente; este riesgo se debe reducir sistemáticamente aplicando las capas de protección (LOPA) que incluye el diseño de la planta, sistema de control, intervención del operador, Sistema Instrumentado de Seguridad (SIS), sistema de Gas y Fuego, y la intervención de los protocolos de protección de la ciudad.

En el diseño de la planta Industrial se siguen las Normas Mexicanas vigentes que establecen los requerimientos mínimos aceptables para garantizar la seguridad de los trabajadores y la comunidad en ellas se ven distancias entre tanques, diques tanques de recolección de descargas el análisis de riesgos nos da el nivel de integridad que debe tener el SIS, para proyectos con nivel de integridad SIL 2 aplicamos la solución con ControlLogix de Rockwell con Certificado TÜV.

Las aplicaciones frecuentes de SIL 2 son:

  • Paro de Emergencia en plantas de Proceso Químicas
  • Desactivación secuencial en Reactores Térmicos
  • Detección, aviso y acciones de contrarresto de fugas de Líquidos y Gases
  • Resguardo de seguridad en plantas de Hidrocarburos

Arquitectura nivel SIL 2

Sistema de seguridad basado en módulos nivel SIL 2 ADVance

Sistema de seguridad basado en arquitectura con redundancia





Sistema de paro por emergencia

Ante una condición que se sale de rango seguro indicada por una variable como lo puede ser, el nivel de un tanque o la presión de un reactor o la temperatura de una marmita, entre otros, la gestión de seguridad puede ser el paro inmediato o secuencial del proceso, esto es un ejemplo de un sistema instrumentado de seguridad, este SIS se compone al igual por elementos de entrada, controladores lógicos y de salida en cumplimiento con IEC 61508 y la realización del proyecto de acuerdo con IEC 61511. El análisis de riesgo de la planta nos indica si es necesario el sistema de seguridad y el nivel SIL que aplica.

Dependiendo el área en que se utilice, el sistema de paro de emergencia aplican las normas específicas IEC 61511 para industria de proceso, IEC 62061 para seguridad de máquinas, ISO 13850 para seguridad de maquinas en sistema europeo y para el diseño y fabricación de interruptores rige la Norma IEC 60947





Protección por sobrellenado

El sistema de protección por sobrellenado, consiste en monitorear el nivel del tanque por arriba de los rangos de operación del sistema de control y tiene prioridad sobre este, de tal manera que comanda accionamiento de válvulas, bombas y dispositivos de emergencia para evitar un derrame. De esta forma evitar daños a las personas, infraestructura o el medio ambiente.

Sistema de protección de sobrellenado





Control de combustión

Para tener un control de combustión eficiente y seguro necesitamos confiabilidad de instrumentos, controlador y actuadores. Certificados según las normas NFPA 85, NFPA 86, NFPA 87, UL y FM 06.

Sistemas de control de combustión

  • Instrumentación de proceso
  • Válvula de control de combustible
  • Válvula de seguridad
  • Analizador de combustión
  • Controlador BMS
  • Analizador de emisiones

Aplicaciones de el control de combustión.

El control de combustión comprende cualquier maquina que utilice un quemador las principales aplicaciones son:

  • Calderas (Agua o Vapor)
  • Hornos Industriales (Fundición, Químicos, Hidrocarburos, Alimentos)
  • Calcinadores (Cemento)

Las variables a monitorear para operación y eficiencia de la caldera se ven representadas en la Imagen:

INCLUYE:

Flujo de vapor :

Presión de vapor

Temperatura de vapor

Flujo y nivel de agua de alimentación

Conductividad de agua de entrada

Análisis de combustión

O2

Análisis de emisiones

CO2

NOx

CO

HC





Sistema de seguridad nivel SIL 3

Utilizando el sistema prediseñado OptiSIS™ que puede ayudar a facilitar la implementación y reducir los plazos de entrega para aplicaciones de proceso pequeñas y medianas. Esto incluye a las plantas de petróleo y gas, químicos y petroquímicos con sistemas de seguridad de procesos anticuados que no cumplen con las normas o ya no se pueden mantener

Está diseñado para aplicaciones de sistemas instrumentados de seguridad de 50 o 100 puntos de E / S, incluidos los sistemas de apagado de emergencia (ESD), los sistemas de gestión de quemadores (BMS) y la presión de alta integridad.

OptiSIS™

Tablero de control de seguridad prefabricado y a la vez personalizado. Con funciones de seguridad configurables de acuerdo a la matriz causa efecto del análisis de riesgo.

  • Rápida instalación en planta
  • Actualizaciones fáciles
  • No requiere programación
  • Riesgo reducido en la instalación
  • Verificación rápida
  • Conectividad a dispositivos de campo inteligentes y sistemas de gestión de activos
  • Cumple con nivel de integridad de seguridad de SIL 3
  • Disponible en 50 E/S y 100 E/S
  • 29 entradas flexibles (para 50 E/S) y 60 entradas flexibles (para 100 E/S)
  • 16 salidas digitales (para 50 E/S) o 32 salidas digitales (para 100 E / S) disponibles como salidas de contacto seco (con retroalimentación de contacto interno para seguridad) y 24 VCC
  • Salidas digitales alimentadas, capaces de conducir hasta 0.5 A para 100 E/S
  • 8 salidas analógicas son compatibles con HART y se pueden utilizar para interactuar con posicionadores de válvulas "inteligentes" para pruebas de carrera parcial
  • Módulos de E/S simples o tolerantes a fallas (duales)

OptiSIS 100 E/S








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