Eigensicherheit

1. Referenzgesetzgebung

• ATEX-Richtlinie: 2014/34/EU für Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
• IEC/EN 60079-Normen (z. B. IEC/EN 60079-11 für Eigensicherheit).

2. Eingabedaten

• Sondeneigenschaften:
• Nennspannung
• Nennstrom
• Nennleistung
• Induktivität
• Kapazität
• ATEX-Zone:
• Zone 0, 1 oder 2.
• Art des Gases oder Staubs (z. B. IIC, IIB).
• Umgebungs- und Maximaltemperatur.
• Intrinsische Barriere:
• Ausgangsspannung
• Ausgangsstrom
• Ausgangsinduktivität
• Ausgabekapazität
• Maximale übertragene Leistung.

3. Grundlegende Berechnungen

• Kompatibilität zwischen Sonde und Barriere:
• Überprüfen Sie, ob die Sondenwerte kleiner oder gleich den Barrierewerten sind:
• Ui≤Uo,Ii≤Io,Pi≤PoU_i \leq U_o, \quad I_i \leq I_o, \quad P_i \leq P_oUi​≤Uo​,Ii​≤Io​,Pi​≤Po​
• Berechnung der maximal übertragbaren Energie:
• Bestimmung der gespeicherten Energie:
• E=12⋅Co⋅Uo2 12⋅Lo⋅Io2E = \frac{1}{2} \cdot C_o \cdot U_o^2 \frac{1}{2} \cdot L_o \cdot I_o^2E=21​ ⋅Co​⋅Uo2​ 21​⋅Lo​⋅Io2​
• Kompatibilität mit explosionsgefährdeter Atmosphäre:
• Vergleichen Sie den Schutzgrad der Barriere mit der Gas-/Staubgruppe und der Zündtemperatur.
• Überprüfung der Sicherheitsgrenzen:
• Vergleich zwischen:
• L_i L_Kabel ≤ L_o.
• C_i C_cable ≤ C_o.

4. Sicherheitsmarge

Stellen Sie sicher, dass für jeden Parameter ein ausreichender Sicherheitsspielraum vorhanden ist, auch unter Berücksichtigung der Länge und Art der Kabel.

5. Dokumentation

• Vollständige technische Spezifikation der Sonde und Barriere.
• ATEX-Konformitätserklärung.
• Installationsdiagramme.

Dort Ausfallwahrscheinlichkeit bei Bedarf (PFD) ist eine Schlüsselmaßnahme der funktionalen Sicherheit, die speziell in der definiert ist Norm EN 61508 Teil 6 (Hrsg. 2). Es quantifiziert die Wahrscheinlichkeit, dass eine Sicherheitsfunktion auf Anforderung die erforderliche Aktion nicht ausführt, und wird typischerweise zur Bewertung der Zuverlässigkeit von Sicherheitssystemen verwendet.

Berechnung des PFD für ein zweites System EN 61508 Teil 6, es werden mehrere benötigt Eingabeparameter Schlüssel . Diese Parameter tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit des Systems und das Sicherheitsniveau zu definieren, das es bieten kann.

Wichtige Eingabeparameter für die PFD-Berechnung gemäß EN 61508 Teil 6, Ed.

Sicherheitsintegritätslevel (SIL):

SIL 1, SIL 2, SIL 3 oder SIL 4

SIL wird typischerweise auf der Grundlage der Bewertung bestimmt Risiko (oder Risikomatrix ) des Systems.

Komponentenausfallrate (λ):

λ (Ausfallrate):

Ausfallraten basieren oft auf Zuverlässigkeitsdaten, die von Herstellern bereitgestellt werden, oder auf spezifischen Industriestandards wie z IEC 61508 , IEC 61511 oder FIT (Zeitfehler).

Testintervall (T):

T (Testintervall): Die Zeit zwischen Tests oder Inspektionen von Sicherheitsmerkmalen. Dieser Wert ist für die Berechnung des PFD wichtig, da er die Häufigkeit der Tests oder Wartung des Systems berücksichtigt.

Je kürzer das Testintervall, desto niedriger ist der PFD, da Tests dazu beitragen können, Fehler zu erkennen, bevor ein Bedarf entsteht.

MTTR:

DC (Diagnoseabdeckung):

CCF

Systemkonfiguration

Testintervall (PTI):

Der PFD für ein System kann mit der folgenden allgemeinen Formel berechnet werden:

PFD=λ⋅T+(1−DC)⋅MTTR2PFD = \frac{\lambda \cdot T + (1 - DC) \cdot \text{MTTR}}{2}PFD=2λ⋅T+(1−DC)⋅MTTR

EN 61508 definiert jeweils die folgenden akzeptablen PFD-Bereiche Sicherheitsintegritätslevel (SIL):

SIL 1 : PFD = 0,1 bis 0,01

SIL 2

Dieser Wert wäre akzeptabel SIL 2 da es im akzeptablen Bereich liegt zwischen 0,01 und 0,001 .

Abschluss

Um die zu berechnen PFD zweite der Norm EN 61508 Teil 6 , müssen Sie Systemausfallraten, Testintervalle, Diagnoseabdeckung, Reparaturzeiten und die gesamte Systemarchitektur sorgfältig bewerten. Diese Parameter haben direkten Einfluss auf die Sicherheitsintegrität und den Grad der Risikominderung durch die Sicherheitsfunktion.

So berechnen Sie die PFH (Ausfallwahrscheinlichkeit pro Stunde) Gemäß EN 61508 Teil 6, Ed. 2 können wir mit den von Ihnen bereitgestellten Daten einen ähnlichen Ansatz wie bei der PFD-Berechnung verwenden, jedoch zur Ermittlung der PFH-Werte anwenden. Im Mittelpunkt dieser Berechnung steht die Ausfallwahrscheinlichkeit pro Zeiteinheit, die die Schlüsselgröße für die Sicherheit eines Systems darstellt.

Eingabedaten:

• Ausfallrate für unentdeckte gefährliche Fehler (λ): 357,2 FIT
• Ausfallrate für erkannte gefährliche Fehler (λ): 1770 FIT
• Zeitraum für die regelmäßige Wiederholungsprüfung: 1,5 Jahre
• Reparaturzeit für erkannte Fehler: 78 Stunden
• Reparaturzeit für unerkannte Fehler: 8 Stunden
• Rate unerkannter Fehler mit gemeinsamer Ursache: 15 %
• Prozentsatz der erkannten Fehler mit gemeinsamer Ursache: 2 %

Berechnung der PFH:

Die Formel zur Berechnung der PFH für ein System gemäß EN 61508 lautet wie folgt:

PFH=(λ⋅T)+(1−DC)⋅MTTRTestTime(inStunden)PFH = \frac{(λ \cdot T) + (1 - DC) \cdot MTTR}{Testzeit (in Stunden)}PFH=TestTime (inStunden)(λ⋅T)+(1−DC)⋅MTTR​

Wo:

λ ist die Ausfallrate pro Zeiteinheit (in FIT)

T ist das Zeitintervall für den Test (in Stunden)

DC ist Diagnosedeckung

MTTR ist die mittlere Reparaturzeit in Stunden

Formel für verschiedene Systeme:

PFH für Einkanalsystem (1oo1):

PFH1oo1=λ⋅T+(1−DC)⋅MTTR2PFH_{1oo1} = \frac{λ \cdot T + (1 - DC) \cdot MTTR}{2}PFH1oo1​=2λ⋅T+(1−DC)⋅MTTR​

PFH für das 2oo2-System:

PFH2oo2=2⋅PFH1oo1⋅(1−PFH1oo1)PFH_{2oo2} = 2 \cdot PFH_{1oo1} \cdot (1 - PFH_{1oo1})PFH2oo2​=2⋅PFH1oo1​⋅(1−PFH1oo1​)

PFH für das 1oo2-System:

PFH1oo2=PFH1oo1⋅(1−PFH1oo1)PFH_{1oo2} = PFH_{1oo1} \cdot (1 - PFH_{1oo1})PFH1oo2​=PFH1oo1​⋅(1−PFH1oo1​)

PFH für das 1oo3-System:

PFH1oo3=PFH1oo1⋅(1−PFH1oo1)⋅(1−PFH1oo1)PFH_{1oo3} = PFH_{1oo1} \cdot (1 - PFH_{1oo1}) \cdot (1 - PFH_{1oo1})PFH1oo3​=PFH1oo1​⋅(1−PFH1oo1​)⋅(1−PFH1oo1​)

PFH für das 2oo3-System:

PFH2oo3=3⋅PFH1oo1⋅(1−PFH1oo1)⋅(1−PFH1oo1)PFH_{2oo3} = 3 \cdot PFH_{1oo1} \cdot (1 - PFH_{1oo1}) \cdot (1 - PFH_{1oo1})PFH2oo3​=3⋅PFH1oo1​⋅(1−PFH1oo1​)⋅(1−PFH1oo1​)