جنبه اساسی هر پروژه صنعتی، ایمنی و مدیریت ریسک است که باید توسط همه تیم های پروژه (از جمله مهندسان I&C) در نظر گرفته شود. مدیریت ایمنی و ریسک پروژههای صنعتی شامل مقولهها و اقدامات مختلفی است که یکی از بخشهای مهم آن ایمنی عملکردی (نگاه کنید به شکل 1) است که مهندسان ابزار دقیق و کنترل نقش حیاتی در اجرای آن دارند. ایمنی عملکردی کارخانههای فرآیند عمدتاً توسط سیستمهای ابزار دقیق ایمنی (SIF) و سیستمهای ابزار دقیق ایمنی (SIS) اجرا میشود که در دو استاندارد IEC-61511 و IEC-61508 تعریف و توضیح داده شدهاند.
به طور کلی، ایمنی کل فرآیند کارخانههای فرآیند توسط مدیریت ایمنی فرآیند (PSM) انجام میشود که بخش اساسی مدیریت ریسک برای پروژههای صنعتی است . PSM از ابزارهای مدیریت ایمنی عملکردی و غیرعملکردی به منظور کاهش/به حداقل رساندن وقوع خطرات (یا خطرات) و اثرات / پیامدهای وقوع آنها استفاده می کند. از طرفی PSM دو رویکرد کلی دارد که عبارتند از: پیشگیری و کاهش خطرات و پیامدهای آن. معمولاً برای رسیدن به نتایج خوب در به حداقل رساندن خطرات و اثرات آنها در کارخانه های فرآیندی، لایه های حفاظتی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود و از آنها مراقبت شود.
مهندسان ابزار دقیق و کنترل باید برخی اقدامات و مستندات را در هر لایه انجام دهند. اگر ایمنی فرآیند کارخانه را به عنوان یک کتاب ایمنی در نظر بگیریم که در آن هر لایه حفاظتی با فصول جداگانه داخل آن توضیح داده شده است، عناوین اصلی اقدامات و مستندات مورد نیاز توسط مهندسین I&C را می توان یافت.
مهندسان ابزار دقیق باید از موارد مختلف در طول چرخه عمر پروژه و به ویژه در طول مهندسی طراحی دقیق کارخانه فرآیند با دنبال کردن برخی اقدامات یا تهیه برخی اسناد مراقبت کنند. بدیهی است این گونه فعالیت ها و مستندسازی باید با برنامه ریزی و توالی درست کارها دنبال شود.
نقش ها و مستندات مهندس ابزار دقیق
همانطور که در بالا ذکر شد، مهندسان ابزار دقیق و کنترل (I&C) باید یک برنامه روشن/دقیق و نقش ها و مسئولیت های تعریف شده برای انجام فعالیت های ایمنی و مستندات مورد نیاز داشته باشند و بنابراین نمودار تعریف شده استاندارد IEC-61508 راهنمای خوبی در این زمینه برای ایمنی عملکردی است. . با این حال، مهندسان I&C باید دنبالهای دیگر از فعالیتها را در شرکت مهندسی دنبال کنند که خروجیهای آن برای ایمنی مشخص نیست (اگرچه انجام درست هر گونه اقدام در طول پروژه کارخانه فرآیند یک الزام ضروری برای ضمانت ایمنی کل پروژه است).
با در نظر گرفتن IEC-61508 و توالی معمول فازهای پروژه های صنعتی ، شکل 3 می تواند مدل خوبی برای تعریف جنبه های ایمنی مهندسین ابزار دقیق و کنترل بر روی فعالیت ها و مستندات باشد. لازم به ذکر است که توالی فعالیتها و تولید اسناد ممکن است در شرکتهای مهندسی مختلف متفاوت باشد و هر شرکت ممکن است نمودارها، رویهها و اسناد قابل تحویل خاص خود را داشته باشد، اما شکل 3 میتواند نمونهای از این فعالیتها و توالی آنها را نشان دهد.
در واقع، در برخی از شرکتها ممکن است برخی از فعالیتهای I&C نشانداده شده توسط رشتههای دیگر دنبال شوند (یا برعکس، اسناد و فعالیتهای بیشتری به مدل نمونه اضافه شود) یا حتی برخی از فعالیتها و اسناد با هم ادغام شوند. همچنین، باید به خاطر داشت که شکل-3 فقط برخی از فعالیت ها و مستندات I&C استخراج شده را با تمرکز بیشتر بر موضوعات ایمنی نشان می دهد.
بررسی مدل فعالیت ایمنی مهندس ابزار
مدل نمونه نشان داده شده با در نظر گرفتن چرخه عمر پروژه صنعتی بیشتر به فاز چرخه عمر SIS IEC-61511 (همانطور که به عنوان مرجع در سمت چپ مدل نشان داده شده نشان داده شده است) ارائه شده است. با مقایسه مراجع با مدل نشان داده شده، می توان رد منطقی توالی فعالیت ها و مستندات (به ویژه در مورد موضوعات ایمنی) را مشاهده کرد.
برخی از فعالیت ها و مستندات به طور مستقیم توسط مهندسان ابزار دقیق و کنترل انجام یا تولید می شوند ، در حالی که برای برخی دیگر باید با سایر رشته های شرکت یا حتی توسط فروشندگان، مشتریان و دیگران هماهنگ شوند. به منظور تشخیص این 3 نوع مختلف فعالیت و مستندسازی، از 3 مرز اختصاصی استفاده شد.
علاوه بر این، برخی از فعالیتهای رشتههای دیگر که اثرات ایمنی دارند، باید توسط مهندسان ابزار دقیق مراقبت و در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال، خروجی های طبقه بندی مناطق خطرناک (که توسط دیگران انجام می شود در حالی که آنها انجام می شوند) تأثیرات مهمی بر ایمنی دارند که توسط مهندسین I&C با درج داده های مناسب در تهیه فهرست ابزار و پر کردن برگه های داده ابزار نظارت خواهد شد. موارد مرتبط با ایمنی عملکردی مستقیم با رنگ اختصاصی برجسته می شوند.
چنین مواردی بر اساس استاندارد IEC-61511 استخراج می شوند که عمدتاً مربوط به سیستم های ابزار دقیق ایمنی (SIS) است. علاوه بر موارد سیستم های ابزار دقیق ایمنی، موارد بسیار دیگری نیز وجود دارد که مربوط به ایمنی فرآیند/عملکردی است که باید توسط مهندسان I&C نیز دنبال شود و در برخی از بلوک ها نشان داده شود. این موارد نیز با رنگ رزرو شده (ایمنی) نشان داده می شوند.
توجه به این نکته بسیار مهم است که مهندسان I&C مسئولیت موارد مرتبط با ایمنی بسته ها و تجهیزات (علاوه بر کنترل و عملکرد عادی) را دارند که توسط فروشندگانی که با سایر رشته های فنی شرکت در تماس هستند عرضه می شوند.
مهندسان ابزار دقیق و کنترل باید الزامات و مشخصات ایمنی این گونه پکیج ها را ارائه کرده و فروشندگان را برای اجرای صحیح (مطابق با الزامات فرآیند کارخانه پروژه) راهنمایی کنند و سپس با بررسی و اظهار نظر یا تایید اسناد فروشنده سعی در تضمین دستیابی به اهداف ذکر شده داشته باشند. برای چنین اقلامی، یک بلوک اختصاصی در مدل نمونه به عنوان " مشاهده های ایمنی بسته " نشان داده شده است. برای آن دسته از فعالیتهای مهم مرتبط با ایمنی که توسط دیگران انجام میشود، در حالی که مهندسان I&C درگیر آنها هستند، یک ستاره همرنگ ایمنی به این بلوکها اضافه میشود.
به عنوان مثال، بر اساس استانداردها (از جمله IEC-61511)، تجزیه و تحلیل خطر فرآیند (PHA) مجموعه بسیار مهمی از فعالیت ها و مستندات است که توسط دیگران در حالی که مهندسان I&C باید درگیر آنها باشند و در سمت راست نشان داده می شود، انجام می شود. سمت مدل ایمنی (با بلوک های ستاره اضافه شده). همانطور که قبلا ذکر شد، اجرای صحیح/انجام فعالیت ها و تولید اسناد نیز برای تضمین موفقیت کل اهداف ایمنی پروژه بسیار ضروری است ، اما سادگی و درک آسان مدل ایمنی در این مدل (و برخی از جزئیات بیشتر آنها نشان داده نشده است.
با این حال، برخی از این فعالیت ها که اثرات ایمنی بیشتری دارند در این مدل ایمنی نیز نشان داده شده است. همچنین همانطور که در مدل ایمنی ذکر شد برخی از مسیرها برای سادگی نیز به طور کامل نشان داده نشده اند.
واضح است که برای انجام اقدامات صحیح و تولید اسناد دقیق، مهندسان ابزار دقیق و کنترل باید تجربه و مهارت کافی برای پیروی از رویه های صحیح یک شرکت مهندسی را داشته باشند، اما همانطور که الزامات استاندارد IEC-61511 بیان شده است (در تجدید نظر جدید) متخصصان برای انجام موارد مرتبط با ایمنی باید از صلاحیت کافی برخوردار باشند. در واقع برای انجام موارد ایمنی مدل، مهندسان I&C با تجارب و مهارت های بیشتر باید به خوبی آموزش دیده و دارای گواهینامه شایستگی های خود باشند.
داشتن شایستگی های کافی برای انجام برخی موارد مرتبط با ایمنی مانند تجزیه و تحلیل SIF، طراحی SIF، تأیید SIL، و ایمنی کلی/ اعتبارسنجی SIL، ... بسیار مهم است و تأثیر مستقیمی بر موفقیت اهداف ایمنی پروژه دارد. (در برخی از شرکت های مهندسی چنین فعالیت هایی یا بخشی از آنها ممکن است توسط متخصصان یا شرکت های برون سپاری انجام شود).
طراحی ایمنی فرآیند/عملکردی غیر از SIS
همانطور که گفته شد فرآیند / طراحی ایمنی عملکردی به طور کامل به موارد معمول سیستم های ابزار دقیق ایمنی مربوط نمی شود و علاوه بر این موارد (یا مربوط به آنها) موارد بسیاری دیگر که باید توسط مهندسان ابزار دقیق انجام شود. در اینجا برخی از این فعالیت ها را خلاصه می کنیم (همانطور که در مدل ایمنی نیز منعکس شده است).
1) تنظیم مجدد فلسفه
2) طراحی کنسول Hardwired
3) فلسفه لغو: سوئیچ نادیده گرفتن راه اندازی / فرآیند / تعمیر و نگهداری (SOS / POS / MOS)
4) افزونگی، وظیفه / آماده به کار، امکانات یدکی (گرم / سرد)
5) فلسفه بی خطر/ تسهیلات شکست خط
6) محدودیت های کنترل (تنظیم) غیر طبیعی
7) دسترسی / کنترل های امنیتی
8) ورود به سیستم، ردیابی، ضبط تسهیلات / تعاریف
9) فلسفه مدیریت آلارم
10) انتقال داده ها / اطلاعات / گزارش ها (بحرانی / عادی)
11) فلسفه امنیت سایبری
12) کمک مستند سیستم به عملیات (نقاط تنظیم زنگ هشدار، رویه ها، ...)
13) بررسی اجمالی فرآیند / نگاه های سریع
14) طراحی استاندارد HMI
15) پس از راه اندازی سفر
16) امکانات مدیریت دارایی
17) کنترل نویز / اختلال / طراحی مناسب زمین
18) ملاحظات مدار باز/کوتاه
19) موقعیت های خرابی سوپاپ ها
20) انتخاب مواد، ابعاد/اندازه، رتبه بندی
21) تشخیص آغازگر
مهندس طراحی ابزار دقیق
برخی از نقش های مهندس طراح ابزار در زیر ذکر شده است.
- تدوین مشخصات و استانداردهای طراحی ابزار دقیق.
- برگه ها و مشخصات ابزار را ایجاد و بررسی کنید.
- معماری سیستم کنترل طراحی (DCS/PLC/SCADA)
- انتخاب و اندازه ابزارها برای کاربردهای کنترل فرآیند
- تهیه نمودارهای ابزار دقیق مانند حلقه، منطق، کابل کشی، علت و معلول و غیره
- انجام تجزیه و تحلیل ایمنی و قابلیت اطمینان برای سیستم های ابزار دقیق.
- همکاری با تیم های چند رشته ای در مورد الزامات پروژه.
- از استانداردهای صنعتی و مقررات ایمنی پیروی کنید.
- نظارت بر نصب، کالیبراسیون و آزمایش ابزار دقیق.
- ارائه پشتیبانی فنی در مراحل راه اندازی و راه اندازی.
اسناد ابزار دقیق
برخی از اسناد ابزار دقیق در زیر ذکر شده است.
- برگه اطلاعات ابزار
- نمودارهای لوله کشی و ابزار دقیق (P&ID)
- نمودارهای حلقه ابزار
- برگه های کالیبراسیون ابزار دقیق
- راهنمای تعمیر و نگهداری ابزار دقیق
- راهنمای نصب ابزار دقیق
- اسناد پیکربندی سیستم را کنترل کنید
- برنامه های کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC).
- طرحبندیهای سیستم کنترل نظارت و جمعآوری دادهها (SCADA).
- مشخصات طراحی عملکردی (FDS)
- لیست های ورودی/خروجی (I/O).
- لایحه مواد (BOM) برای ابزار دقیق
- نمودارهای سیم کشی ابزار دقیق
- نمودارهای جریان فرآیند (PFD)
- کنترل روایت ها
- محاسبات و گزارشات سطح یکپارچگی ایمنی (SIL).
- پروتکل های تست پذیرش کارخانه (FAT).
- پروتکل های آزمون پذیرش سایت (SAT).
- رویه های راه اندازی ابزار دقیق
- اسناد اعتبارسنجی سیستم ابزار دقیق و کنترل
نتیجه
مهندسان ابزار دقیق به دلیل فعالیتها و مستندسازیهای عظیم و پیچیده، نقشها و مسئولیتهای حیاتی در اجرای پروژههای صنعتی بر عهده دارند، اما چنین نقشها و مسئولیتهایی بیش از پیش بالا و پیچیدهتر خواهند شد و بررسی و مطالعه مدل ایمنی در این زمینه به ما کمک میکند. این موضوع را بهتر پیدا کنید.