AS_04_2018

SICUREZZA tecnica Maggio 2018 Automazione e Strumentazione 88 Fabio Andreolli Alessandro Brunelli Emanuele Ciapessoni La Sicurezza Funzionale: le nuove edizioni IEC 61508:2010 e IEC 61511:2016 Il Sistema Strumentato di Sicurezza (SIS) non è infallibile, in altre parole può subire nel tempo dei guasti che possono impedire il suo funziona- mento nel caso di domanda di intervento, con una certa probabilità di fallimento su domanda(PFD - Probability Failure on Demand). I guasti del SIS possono essere imputabili ai tre sottosistemi componenti: Sensori - Guasti al tra- smettitore, ostruzione del collegamento primario, rotture meccaniche ecc.; Risolutori logici - CPU, relè, circuiti di I/O, corto circuiti, apertura circu- iti, correnti parassite di terra ecc.; Elementi finali - Blocco dell’albero o dell’otturatore, guasto del posizionatore o del solenoide, ecc. Questi possono impedire l’intervento delle fun- zioni di sicurezza con conseguenti perdite di vita e di apparecchiature e che pertanto devono essere individuati tramite opportune prove periodiche. La valutazione di un Sistema Strumentato di Sicurezza (SIS) comporta la stima di tutte le singole Probabilità di Guasto o Fallimento su Domanda (PFD) dei suoi componenti o sottosi- stemi costitutivi, in altre parole ( υ Figura 1 ): (a) sensore, (b) risolutore logico, (c) elemento finale. Per cui la PFD SYS del sistema sarà la somma delle singole PFD dei sottosistemi, ovvero: PFD SYS = PFD S + PFD L + PFD FE Le principali architetture (o voting) previste per realizzare i vari sottosistemi del SIS per realizzare il SIL richiesto sono essenzialmente le seguenti: 1oo1 singola senza alcuna ridondanza; 1oo2 a ridondanza OR ; 2oo2 a ridondanza AND ; 1oo2D a ridondanza OR , con reciproca diagnostica; 2oo3 a ridondanza maggioritaria. Per tutte queste architetture la IEC 61508-6 riporta le formule di calcolo della PFD e le architetture minimali devono essere scelte in base alle costrizioni architetturale previste dalla IEC 61511-1, in altre parole dalla precedente υ Tabella 3 (pubblicata nell’articolo [1] dello scorso numero) conforme alla attuale υ Tabella 2 della predetta IEC 61511-1. A titolo esemplificativo si riportano le formule di calcolo complete ed approssimate, previ- ste dalla IEC 61508-6 per l’architettura 1oo1 , per calcolare la PFD dei sistemi di sicurezza funzionanti a bassa domanda, tipici impiegati nell’industria di processo. Formula completa: Formula approssimata: dove: MRT è il Mean Reapair Time (solitamente minore di 8 ore); MTTR è il Mean Time To Resto- ration (solitamente fissato in 8 ore); TI è il Time Interval delle prove periodiche del SIS (solita- mente fissato in 1 anno: 8760 ore); l dd è il tasso dei guasti dannosi rilevati (dangerous undetected) dei componenti del SIS; l du è il tasso dei guasti dan- GLI AUTORI F. Andreolli, Delegato del Collegio dei Periti Industriali e dei Periti Industriali Laureati di Milano presso il Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI) al SC65A ‘Aspetti di Sistema’; A. Brunelli, Membro Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI) del SC65A ‘Aspetti di Sistema’ e Segretario del SC65B ‘Dispositivi di Misura e Controllo dei Processi Industriali’; E. Ciapessoni, Ricerca sul Sistema Energetico (RSE), Dele- gato presso il Comitato Elettrotec- nico Italiano (CEI), Presidente del CT65 ‘Misura, controllo e automa- zione nei processi industriali’ e del SC65A ‘Aspetti di Sistema’. CALCOLO DELLA PROBABILITÀ DI FALLIMENTO SU DOMANDA PFD - PARTE II In questo secondo articolo, che fa seguito a quello sui cambiamenti normativi più significativi [1], verrà presentatala metodologia di calcolo della Probabilità di Fallimento su Domanda (PFD) dei Sistemi Strumentati di Sicurezza (SIS) con un esempio finale di progettazione del SIS. Figura 1 - Schema a blocchi di un Sistema Strumentato di Sicurezza (SIS)