Indicadores de desempenho do sistema SIS: PFD e PFH

Thread Content

Ao avaliarmos o desempenho dos sistemas de instrumentação de segurança (SIS), geralmente utilizamos dois indicadores: um deles é a probabilidade de falha quando há necessidade de seu funcionamento, conhecida como PFD; o outro indicador é o PFH. O PFH tem sua origem na versão de 1997 da norma internacional IEC61508, e significa a probabilidade de falha (perigosa) por hora. E, na literatura mais recente, a definição de PFH foi revisada para frequência de falhas perigosas (por hora). Então, surge a pergunta: em quais situações devemos usar o PFD, e em quais situações devemos usar o PFH? PFD yunrun.com.cn/product/2849.html 1. Necessidades de baixa frequência e necessidades de alta frequência: Nos padrões internacionais básicos IEC61508, o PFD (que, na prática, costuma ser representado pelo valor médio: PFDavg) é definido como uma métrica para SIS que operam no modo de necessidades de baixa frequência. Já o PFH é utilizado para modos de necessidades de alta frequência ou contínuas. A demanda, na verdade, refere-se a alguns eventos que exigem uma resposta por parte do SIS. Se o SIS não responder a tempo, esses eventos podem causar danos aos equipamentos, às pessoas, à fábrica e até mesmo ao meio ambiente. Então, surge uma nova pergunta: o que exatamente é um padrão de demanda de baixa frequência? E o que são os padrões de demanda de alta frequência e contínua? A IEC61508 também fornece algumas diretrizes para a distinção entre modos de demanda de alta e baixa frequência: Modo de demanda de baixa frequência: a frequência de ocorrência da demanda é inferior a uma vez por ano ； Padrão de demanda de alta frequência: a frequência de ocorrência da demanda é maior que uma vez por ano. 2. Limites do padrão: Este método de divisão é muito simples e claro, além de ser fácil de seguir. Mas a questão é: por que escolhemos um ano como ponto de divisão entre os padrões de demanda de baixa frequência e de alta frequência, em vez de seis meses ou dois anos? Podemos encontrar algumas pistas nos modos de falha e nas estratégias de manutenção do SIS. Embora muitos dos novos SIS já possuam função de autodiagnóstico, ainda existem alguns defeitos que não podem ser detectados por meio dessa função. Eles precisam ser identificados e corrigidos por meio de testes periódicos das funções do sistema. Essas falhas dos chamados perigos não detectados (DU) são a principal causa de falhas nos sistemas de instrumentação de segurança. Nos cálculos de desempenho dos SIS de canal único mais simples (como, por exemplo, uma válvula fechada), PFDavg é igual ao produto entre a taxa de falha de DU e a metade do período de teste de funcionalidade. Na verdade, a metade desse período de teste de funcionalidade corresponde ao tempo médio de parada do SIS. Nesses tipos de cálculos, não levamos em consideração a influência da demanda, ou seja, supomos que o SIS com falhas pode ser consertado antes da chegada da demanda. Isso significa que o cálculo do PFDavg se baseia, até certo ponto, em uma suposição importante: se ocorrer uma falha no DU, a probabilidade de o sistema ser consertado durante o próximo teste de funcionalidade e manutenção é maior do que a probabilidade de a necessidade de reparo surgir. A longo prazo, a frequência dos testes funcionais deve ser maior do que a frequência das exigências. Em muitos casos, a frequência de teste do SIS é uma vez por ano; portanto, essa frequência também pode ser considerada como a frequência mínima necessária para garantir que os cálculos do PFD sejam precisos. Embora, na realidade, a taxa de reparo do SIS inoperante seja a cada seis meses, um valor de uma vez por ano pode ser considerado seguro e claro para distinguir entre frequências de demanda altas e baixas. 3. Significado das medidas Além disso, os significados das duas medidas, PFD e PFH, também são ligeiramente diferentes. PFDavg é a proporção média de tempo, em um período de longo prazo, durante o qual o SIS não consegue desempenhar suas funções de segurança. Portanto, pode ser considerado também como a indisponibilidade média do sistema. E o PFH tem algumas semelhanças com outra métrica comum em análises de confiabilidade, que é a taxa de ocorrência de falhas (ROCOF). O PFH de um sistema em um determinado momento pode ser considerado como a taxa de falha incondicional desse sistema. A longo prazo, o PFH representa a taxa média de falha do sistema. Portanto, podemos entender por que a IEC61508 estabelece dois níveis de integridade de segurança (SIL) para PFD e PFH. No site Changhui Instruments, existem outros artigos técnicos que abordam questões relacionadas; todos podem aprofundar seu conhecimento nesse assunto. 4. Aplicação prática: Nos softwares atuais mais utilizados para o cálculo dos níveis SIL, como o RiskCloud da Shanghai Goalue e o ExSILentia da E*DA, é possível selecionar o tipo de modo por meio de uma lista suspensa. http://yunrun.com.cn/upload/201912/25/201912250027444114.png A imagem é do software de cálculo do nível SIL da RiskCloud.
http://yunrun.com.cn/upload/201912/25/201912250027589183.png A imagem é do software de cálculo do nível SIL da ExSILentia