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Risikobasierte SIL-Klassifizierung

Wie sich anhand quantitativer Risikoanalysen SIL-Werte berechnen lassen

| Redakteur: Sonja Beyer

Die Normen IEC 61508 und IEC 61511 bestimmen, wie sicherheitstechnische Systeme in der Prozessindustrie zu entwerfen und zu betreiben sind. Ganz zentral ist dabei die Einhaltung von Sicherheitsintegritätslevels (SIL), die sich anhand quantitativer Risikoanalysen berechnen lassen.

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Die Grundlage für funktionale Sicherheit stellen die geltenden Normen dar. (Bild: Marcus Marx/Universität Magdeburg)
Die Grundlage für funktionale Sicherheit stellen die geltenden Normen dar. (Bild: Marcus Marx/Universität Magdeburg)

Risiken in der Prozessindustrie, die sich durch das Versagen von Anlagen oder einzelner Komponenten zu Gefahren für Mensch und Umwelt auswachsen können, müssen sicher zu beherrschen sein. Dazu übernimmt die Automatisierungstechnik sicherheitsrelevante Aufgaben, mit dem Ziel, das Risiko eines gefährlichen Zustands auf ein akzeptables Maß zu reduzieren: Sicherheitssysteme greifen in den Prozess ein, sobald Prozessparameter abweichen. Die funktionale Sicherheit soll dabei gewährleisten, dass die Anlage entsprechend ihrem Gefahrenpotenzial zuverlässig funktioniert.

Ein Standard für Anlagen in der Prozessindustrie wurde im August 2004 verabschiedet. Grundlage für die Instrumentierung bildet dabei die IEC 61508, die als Basis für die Spezifikationen, den Entwurf und den Betrieb sicherheitstechnischer Systeme gilt. Die anwendungsspezifische Umsetzung für die Prozessindustrie erfolgte über die IEC 61511. Sobald ein sicherheitsbezogenes System ein elektronisches oder ein programmierbares elektronisches Gerät beinhaltet, sind die Forderungen der jeweiligen Norm zu erfüllen. Weil Prozessinstrumente Bestandteil eines sicherheitsbezogenen Systems (Safety Instrumented Systems, SIS) sind, das aus Sensorik, Verarbeitung und Aktorik besteht, muss man bei der Auswahl der dem Risiko entsprechenden SIL-Klasse beachten, dass sie sich auf das gesamte SIS bezieht – nicht auf ihre einzelnen Komponenten.

Zur Auswahl der geeigneten SIL-Klasse existieren sowohl qualitative als auch quantitative Methoden. Zu qualitativen Methoden sei z.B. auf [1] verwiesen, näher beleuchtet werden soll hier die quantitative Einstufung. Weil Störfälle in technischen Systemen seltene Ereignisse sind, bietet sich keine Betrachtung a posteriori an, die bei ausreichend Ereignissen Rückschlüsse auf zukünftige Entwicklungen zuließe. Zu Beginn der Industrialisierung war dies die gängige Methode. Derzeit ist die Entwicklung szenarienorientiert: Technische Risiken werden a priori aufgrund von Detailkenntnissen ermittelt, die in die Szenarien einfließen. Dabei umfasst das Risiko neben der Ermittlung, mit welcher Häufigkeit das unerwünschte Ereignis eintritt, ebenso die Abschätzung möglicher Folgen.

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