IEC 61511 क्या है? प्रक्रिया उद्योग कार्यात्मक सुरक्षा के लिए एक गाइड

1.0 आईईसी 61511 क्या है?

आईईसी 61511 अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (आईईसी) द्वारा विकसित एक अंतरराष्ट्रीय मानक है, जो विशेष रूप से निम्नलिखित के लिए तैयार किया गया है: प्रक्रिया उद्योग में कार्यात्मक सुरक्षायह IEC 61508 के क्षेत्र-विशिष्ट कार्यान्वयन के रूप में कार्य करता है और इसे दुनिया भर में व्यापक रूप से अपनाया जाता है। यह मानक डिजाइन, कार्यान्वयन और प्रबंधन पर केंद्रित है। सुरक्षा उपकरण प्रणालियाँ (एसआईएस).

1.1 प्रक्रिया उद्योग का परिचय

पृथक विनिर्माण उद्योगों के विपरीत - जैसे कि नट, बोल्ट या ऑटोमोटिव पार्ट्स का उत्पादन करने वाले उद्योग - प्रक्रिया उद्योग थोक सामग्रियों के परिवर्तन और प्रबंधन से संबंधित है। विशिष्ट क्षेत्रों में शामिल हैं:

• तेल और गैस उत्पादन
• रिफाइनिंग
• रासायनिक विनिर्माण
• दवाइयों
• अन्य सतत प्रसंस्करण कार्य

इन वातावरणों की उच्च जोखिम प्रकृति के कारण, सुरक्षा नियंत्रण प्रणालियों के स्थिर और विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए कार्यात्मक सुरक्षा आवश्यक है।

1.2 मानक का उद्देश्य और परिभाषा

IEC 61511 प्रक्रिया क्षेत्र में कार्यात्मक सुरक्षा प्राप्त करने के लिए आवश्यकताओं का एक व्यापक सेट निर्धारित करता है। यह सिस्टम आर्किटेक्चर, हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर विकास और एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग को संबोधित करता है, जिसका व्यापक लक्ष्य यह सुनिश्चित करना है कि एसआईएस जोखिम को विश्वसनीय रूप से कम कर सकता है विफलताओं या असामान्य स्थितियों की स्थिति में।

आईईसी 61511 के अंतर्गत, सुरक्षा उपकरण प्रणाली (एसआईएस) एक या अधिक कार्य करने के लिए डिज़ाइन की गई स्वचालित प्रणाली के रूप में परिभाषित किया गया है सुरक्षा उपकरणयुक्त कार्य (एसआईएफ)इसमें आमतौर पर तीन मुख्य तत्व शामिल होते हैं:

• सेंसर
• तर्क समाधानकर्ता
• अंतिम तत्व

1.3 आवेदन का दायरा

आईईसी 61511 में निम्नलिखित शामिल हैं संपूर्ण जीवनचक्र सुरक्षा उपकरण प्रणाली की अवधारणा डिजाइन और जोखिम विश्लेषण से लेकर विस्तृत इंजीनियरिंग, स्थापना, कमीशनिंग, संचालन, रखरखाव और अंततः डीकमीशनिंग तक। इसमें संचालन के दौरान सिस्टम संशोधनों की आवश्यकताएं भी शामिल हैं।

1.4 मानक की संरचना

IEC 61511 को तीन मुख्य भागों में संरचित किया गया है:

• IEC 61511-1: कार्यात्मक सुरक्षा – सिस्टम आवश्यकताएँ
  हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के लिए मौलिक परिभाषाएं, सिस्टम संरचना और तकनीकी आवश्यकताएं निर्धारित करता है।
• आईईसी 61511-2: आवेदन के लिए दिशानिर्देश
  भाग 1 की आवश्यकताओं को कार्यान्वित करने पर व्यावहारिक मार्गदर्शन प्रदान करता है।
• IEC 61511-3: सुरक्षा अखंडता स्तर (SILs) निर्धारित करने के लिए मार्गदर्शन
  जोखिम विश्लेषण के आधार पर प्रत्येक सुरक्षा कार्य के लिए आवश्यक SIL निर्धारित करने में उपयोगकर्ताओं की सहायता करता है।

1.5 मानक का विकास

औद्योगिक जोखिमों को कम करने के लिए सुरक्षा उपकरण प्रणालियों का उपयोग आधी सदी से भी अधिक समय से किया जा रहा है। प्रारंभिक एसआईएस वायवीय, हाइड्रोलिक या विद्युत सर्किट पर आधारित थे, जिनकी विशेषता सरल वास्तुकला और अच्छी तरह से समझी जाने वाली विफलता मोड थी।

1970 के दशक में, SIS में प्रोग्रामेबल इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम का इस्तेमाल किया जाने लगा, जिससे ज़्यादा लचीलापन मिला, लेकिन साथ ही नई जटिलताएँ और अनिश्चितताएँ भी आईं। इन बदलावों ने जोखिम प्रबंधन की कठिनाई को बढ़ा दिया, जिससे मानकों को अपडेट करने की ज़रूरत पैदा हुई। IEC 61511 इसी के अनुसार विकसित हुआ है:

प्रथम और द्वितीय संस्करण 1972 में जारी किये गये। 2003.

दूसरा संस्करण लगभग प्रस्तुत किया गया 200 अपडेट, के लिए आवश्यकताओं सहित सुरक्षा आवश्यकता विनिर्देश (एसआरएस), प्रदर्शन निगरानी, विफलता दर आकलन, आईटी सुरक्षा, और कार्यात्मक सुरक्षा प्रबंधन (एफएसएम).IEC 61511 में प्रमुख तत्वों का सारांश

1.6 मानक संरचना और हितधारक

आईईसी 61511 को अक्सर कहा जाता है प्रक्रिया उद्योग के लिए कार्यात्मक सुरक्षा मानक, खासकर सुरक्षा उपकरण प्रणालियाँ (एसआईएस)। यह होते हैं:

1. भाग 1: हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के लिए रूपरेखा और आवश्यकताएँ
2. भाग 2: कार्यान्वयन पर मार्गदर्शन
3. भाग 3: एसआईएल निर्धारित करने की पद्धति

यह सुरक्षा उपकरण कार्यों से जुड़े सभी कार्मिकों के लिए प्रासंगिक है, जिनमें सिस्टम आपूर्तिकर्ता, संयंत्र संचालक, रखरखाव दल, एसआईएफ डिजाइनर, एसआईएल विश्लेषक और ईपीसी ठेकेदार शामिल हैं।

1.7 कार्यात्मक सुरक्षा जीवनचक्र

आईईसी 61511 एक संरचित को परिभाषित करता है सुरक्षा जीवनचक्र यह सुनिश्चित करना कि SIS लगातार सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है। इसमें शामिल हैं:

प्रक्रिया जोखिमों का विश्लेषण करना और आवश्यक SIF का दस्तावेजीकरण करना

उपयुक्त हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और डिजाइन विधियों का उपयोग करके प्रणालियों को क्रियान्वित करना

सिस्टम के प्रदर्शन का सत्यापन करना और आवश्यकतानुसार उसमें संशोधन करना

मानकीकृत प्रक्रियाओं का उपयोग करते हुए एसआईएस का संचालन और रखरखाव करना तथा इसके प्रदर्शन की निरंतर निगरानी करना

1.8 एसआईएस प्रबंधन प्रणाली आवश्यकताएँ

मानक अनिवार्य करता है व्यवस्थित प्रबंधन दृष्टिकोण एसआईएस, जो सेंसर, लॉजिक सॉल्वर, अंतिम तत्वों और सहायक घटकों से बना है, सभी एक या अधिक एसआईएफ को लागू करने के लिए एक साथ काम करते हैं।

एक अनुपालक SIS प्रबंधन प्रणाली में निम्नलिखित शामिल होना चाहिए:

एसआईएस जीवनचक्र में एक परिभाषित कार्यप्रवाह: मूल्यांकन, डिजाइन, सत्यापन, स्थापना, कमीशनिंग, सत्यापन, संचालन, रखरखाव और निरंतर सुधार

सभी संबंधित भूमिकाओं के लिए स्पष्ट रूप से जिम्मेदारियां सौंपी गईं

प्रत्येक जिम्मेदारी का समर्थन करने वाली प्रलेखित प्रक्रियाएं

निर्दिष्ट एसआईएल के साथ निरंतर अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए प्रदर्शन निगरानी और फीडबैक लूप

1.9 एसआईएल और प्रदर्शन मूल्यांकन

आईईसी 61511 का उपयोग करता है सुरक्षा अखंडता स्तर (एसआईएल) यह निर्धारित करना कि एसआईएस किस प्रकार प्रभावी रूप से जोखिम को कम कर सकता है।

एसआईएल स्तर का निर्धारण प्रत्येक एसआईएफ के लिए आवश्यक जोखिम न्यूनीकरण के आधार पर खतरे और जोखिम विश्लेषण के माध्यम से किया जाता है

एसआईएस डिजाइन और वास्तुकला आवंटित एसआईएल को पूरा करने के लिए तैयार की जाती है

संचालन के दौरान, प्रदर्शन का मूल्यांकन फील्ड डेटा और यांत्रिक अखंडता परीक्षण के माध्यम से किया जाता है

यदि वास्तविक निष्पादन इच्छित एसआईएल से कम है, तो अनुपालन बहाल करने के लिए सुधारात्मक कार्रवाई की जानी चाहिए

2.0 प्रक्रिया उद्योग में IEC 61511 और IEC 61508 को समझना

2.1 प्रक्रिया सुरक्षा क्या है?

प्रक्रिया सुरक्षा खतरनाक पदार्थों को संभालने वाली प्रणालियों और प्रक्रियाओं की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक व्यवस्थित ढांचा है। यह खतरनाक पदार्थों या ऊर्जा के अनपेक्षित रिलीज को रोकने के लिए इंजीनियरिंग सिद्धांतों, डिजाइन प्रथाओं और परिचालन प्रक्रियाओं को जोड़ता है। यह अवधारणा अमेरिकी व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन (OSHA) से उत्पन्न हुई है और इसे व्यापक रूप से उन प्रक्रियाओं में लागू किया जाता है जिनमें शामिल हैं अत्यधिक खतरनाक रसायन (एचएचसी).

2.2 प्रक्रिया उद्योग में कार्यात्मक सुरक्षा महत्वपूर्ण क्यों है?

जैसे-जैसे प्रक्रिया प्रणालियाँ जटिल होती जाती हैं, कार्यात्मक सुरक्षा प्रणालियाँ परिचालन जोखिमों को कम करने के लिए इन पर अधिकाधिक निर्भरता बढ़ रही है। सिंगापुर जैसे कई देशों मेंसुरक्षा मामले व्यवस्था अनिवार्य हो गए हैं। संगठनों को विनियामक दायित्वों को पूरा करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानकों का अनुपालन करने वाले कार्यात्मक सुरक्षा प्रबंधन कार्यक्रम स्थापित करने चाहिए।

2.3 आईईसी 61511 और आईईसी 61508 के बीच संबंध

• आईईसी 61511 कार्यात्मक सुरक्षा के लिए प्रक्रिया क्षेत्र-विशिष्ट मानक है, जो निम्न पर केंद्रित है सुरक्षा उपकरण प्रणाली (एसआईएस) का संपूर्ण सुरक्षा जीवनचक्र तेल एवं गैस तथा रसायन जैसे उद्योगों में।
• आईईसी 61508 के रूप में कार्य करता है आधारभूत मानक सभी क्षेत्रों में कार्यात्मक सुरक्षा के लिए जिसमें इलेक्ट्रिकल, इलेक्ट्रॉनिक या प्रोग्रामेबल इलेक्ट्रॉनिक (ई/ई/पीई) सिस्टम शामिल हैं। यह IEC 61511 के कार्यान्वयन को निर्देशित करने वाले मूल मानक के रूप में कार्य करता है।

2.4 सुरक्षा उपकरणयुक्त प्रणालियाँ (एसआईएस) और सुरक्षा उपकरणयुक्त कार्य (एसआईएफ)

एक सुरक्षा उपकरण प्रणाली (एसआईएस) में आम तौर पर कई शामिल होते हैं सुरक्षा उपकरणयुक्त कार्य (एसआईएफ)प्रत्येक एसआईएफ में निम्नलिखित प्रमुख घटक शामिल हैं:

• सेंसर– सामान्य परिचालन स्थितियों से विचलन का पता लगाना
• तर्क समाधानकर्ता- सेंसर इनपुट को प्रोसेस करें और सुरक्षा तर्क को निष्पादित करें
• अंतिम तत्व- सुरक्षित प्रतिक्रिया आरंभ करें (जैसे, वाल्व चालू करें या उपकरण बंद करें)

2.5 सुरक्षा अखंडता स्तर (एसआईएल) और जोखिम न्यूनीकरण

सुरक्षा अखंडता स्तर (एसआईएल) एसआईएस की जोखिम न्यूनीकरण क्षमता को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला प्रदर्शन माप है। IEC 61511 के तहत, SIL आवश्यकताओं का निर्धारण इसके माध्यम से किया जाता है खतरा और जोखिम विश्लेषण (एच एंड आरए) और इनका उपयोग सिस्टम डिजाइन और सत्यापन दोनों को निर्देशित करने के लिए किया जाता है।

2.6 आईईसी 61511 की संरचना

आईईसी 61511 में संरचित है चार अलग-अलग भाग:

2.7 सुरक्षा जीवनचक्र: विश्लेषण से लेकर डीकमीशनिंग तक एक बंद-लूप दृष्टिकोण

आईईसी 61511 अपनाता है एसआईएस सुरक्षा जीवनचक्र मॉडलयह सुनिश्चित करना कि सिस्टम के परिचालन जीवन के दौरान कार्यात्मक सुरक्षा बनी रहे।

चरण 1: विश्लेषण (नीला चरण)

• पीएचए - प्रक्रिया जोखिम विश्लेषणजोखिम के स्रोतों, संभावित परिणामों और घटना की आवृत्ति की पहचान करें।
• एसआईएल निर्धारण: असाइन करें आवश्यक जोखिम न्यूनीकरण कारक (आरआरएफ) और प्रत्येक SIF के लिए संगत SIL.
• एसआरएस – सुरक्षा आवश्यकता विनिर्देशप्रत्येक एसआईएफ के मापदंडों और कार्यात्मक उद्देश्यों को परिभाषित करें।
• एफएसए - कार्यात्मक सुरक्षा मूल्यांकनविश्लेषण चरण का किसी तीसरे पक्ष द्वारा स्वतंत्र सत्यापन।

चरण 2: डिजाइन और कार्यान्वयन (लाल चरण)

• डिवाइस चयनउपयुक्त SIL प्रमाणीकरण या प्रमाणित उपयोग इतिहास वाले घटकों का चयन करें।
• सिस्टम डिजाइनएसआरएस के अनुसार तर्क संरचना, अतिरेक और परीक्षण रणनीतियों को परिभाषित करें।
• एसआईएल सत्यापन: जैसे उपकरणों का उपयोग करें एक्ससिलेन्टिया या सिलसेट विश्वसनीयता मेट्रिक्स की गणना करने के लिए.
• FAT/SAT और SIS सत्यापनएसआरएस अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए फैक्ट्री और साइट स्वीकृति परीक्षण आयोजित करें।
• एफएसए चरण 2डिजाइन और कार्यान्वयन गुणवत्ता का स्वतंत्र मूल्यांकन।

चरण 3: संचालन और रखरखाव (हरित चरण)

• एसआईएस रखरखाव योजनाप्रत्येक एसआईएफ की दीर्घकालिक विश्वसनीयता और नियमित प्रूफ परीक्षण सुनिश्चित करना।
• प्रदर्शन निगरानी और विफलता प्रबंधनवास्तविक दुनिया के संचालन का मूल्यांकन करने के लिए प्रमुख प्रदर्शन संकेतक (KPI) को ट्रैक करें
• सिस्टम संशोधन और परिवर्तन प्रबंधनसंशोधनों के दौरान अनपेक्षित जोखिम को रोकने के लिए IEC 61511 के खंड 17 का पालन करें।
• चालू एफएसएपरिचालन एवं रख-रखाव के दौरान निरंतर अनुपालन और प्रभावशीलता सुनिश्चित करने के लिए आवधिक ऑडिट आयोजित करना।

3.0 आईईसी 61511 बनाम आईईसी 61508: मुख्य अंतर और अंतरनिर्भरता

3.1 मुख्य अंतर: दायरा और लक्षित उपयोगकर्ता

आईईसी 61511 एक क्षेत्र-विशिष्ट व्युत्पन्न आईईसी 61508 के अनुसार, प्रक्रिया उद्योग की आवश्यकताओं के लिए अनुकूलित। अपने अनुप्रयोग में अनुकूलित होने के बावजूद, दोनों मानक एक सुसंगत रूपरेखा साझा करते हैं जीवनचक्र मॉडल, सुरक्षा मीट्रिक (जैसे, एसआईएल, पीएफडी/पीएफएच), और कार्यात्मक सुरक्षा प्रबंधन सिद्धांत.

3.2 IEC 61511 प्रक्रिया उद्योग के लिए महत्वपूर्ण क्यों है

भले ही कोई सिस्टम IEC 61508 के अनुरूप घटकों का उपयोग करता हो, कुल मिलाकर कार्यात्मक सुरक्षा प्रक्रिया उद्योग में केवल व्यक्तिगत डिवाइस अनुपालन पर भरोसा नहीं किया जा सकताIEC 61511 निम्नलिखित के माध्यम से सिस्टम-स्तरीय जोखिम न्यूनीकरण सुनिश्चित करता है:

एसआईएफ प्रदर्शन आश्वासन: आवश्यक सुरक्षा अखंडता स्तर (एसआईएल) की उपलब्धि की पुष्टि करने के लिए उपकरणों के बीच अंतरनिर्भरता का मूल्यांकन करता है।

रखरखाव अनुकूलन: प्रमाण परीक्षण अंतराल और सिस्टम विश्वसनीयता रखरखाव के लिए रणनीतियों को परिभाषित करता है।

परिचालन चरण आवश्यकताएँ: स्थापना, कमीशनिंग, संचालन और रखरखाव पर महत्वपूर्ण मार्गदर्शन प्रदान करता है।

परिवर्तन प्रबंधन: जैसे-जैसे प्रक्रिया प्रणालियाँ विकसित होती हैं, IEC 61511 यह अनिवार्य करता है कि किसी भी संशोधन का कार्यात्मक सुरक्षा पर पड़ने वाले प्रभाव के लिए मूल्यांकन किया जाना चाहिए.

अनुप्रयोग सॉफ्टवेयर सत्यापन: जबकि IEC 61508 एम्बेडेड सॉफ्टवेयर को नियंत्रित करता है, IEC 61511 सत्यापन विधियों की रूपरेखा प्रस्तुत करता है अनुप्रयोग-स्तरीय तर्क के लिए (जैसे, स्तर/प्रवाह नियंत्रण कार्यक्रम)।

3.3 एसआईएल कार्यान्वयन में मानकों के बीच समन्वय

आईईसी 61511 पर केंद्रित है सिस्टम-स्तरीय कार्यान्वयन और जीवनचक्र शासन, जबकि IEC 61508 सुनिश्चित करता है उपकरण-स्तरीय डिजाइन, प्रमाणन और एम्बेडेड सुरक्षा कार्यक्षमतासाथ में, वे एक बनाते हैं पूरक कार्यात्मक सुरक्षा ढांचा.

3.4 यांत्रिक तत्वों के लिए IEC 61511 आवश्यकताएँ

हालाँकि IEC 61511 केन्द्रित है विद्युतीय/प्रोग्रामयोग्य इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियाँ, कई अंतिम तत्व यांत्रिक हैं (उदाहरण के लिए, शट-ऑफ वाल्व, न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर, प्रेशर रिलीफ वाल्व)। यांत्रिक विफलता सीधे SIF विफलता का कारण बन सकती है। इसलिए मानक की आवश्यकता है:

यांत्रिक घटकों के लिए विश्वसनीयता डेटा

यांत्रिक घटक पीएफडी/पीएफएच डेटा प्रदान करना होगा;

अनुपालन निम्नलिखित माध्यम से प्रदर्शित किया जा सकता है:

• प्रयोग में सिद्ध डेटा (आईईसी 61508 आवश्यकताओं के अनुरूप);
• एसआईएल उपयुक्तता कथन निर्माताओं से;
• तृतीय-पक्ष प्रमाणन(उदाहरण के लिए, टीयूवी या एक्सिडा से)।

आवधिक प्रूफ परीक्षण

उपयुक्त परिभाषित करें प्रमाण परीक्षण अंतराल;

रखरखाव योजना में शामिल होना चाहिए क्रियात्मक परीक्षण (उदाहरणार्थ, वाल्व प्रवर्तक प्रतिक्रिया);

परीक्षण डेटा होना चाहिए जोखिम आकलन और जीवनचक्र अद्यतन में वापस फ़ीड किया गया.

सिस्टम विश्वसनीयता मॉडलिंग में समावेशन

यांत्रिक तत्वों को इसमें शामिल करें सिस्टम-स्तरीय FMEA या FTA मॉडल;

पीएफडी की गणना करें संपूर्ण अंतिम नियंत्रण तत्व लूप (वाल्व + एक्चुएटर + लॉजिक);

सिस्टम को निर्दिष्ट SIL को पूरा करना होगा ऑपरेशन में प्रवेश करने से पहले।

3.5 समन्वित कार्यान्वयन रणनीति

4.0 निष्कर्ष

आईईसी 61508 और IEC 61511 मिलकर प्रक्रिया उद्योग में कार्यात्मक सुरक्षा की रीढ़ बनते हैं। जबकि IEC 61508 सुरक्षा-संबंधी प्रणालियों के लिए एक सामान्य, उपकरण-स्तरीय ढांचा प्रदान करता है, IEC 61511 इन सिद्धांतों को वास्तविक दुनिया के सुरक्षा उपकरण प्रणालियों (SIS) की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार उनके पूरे जीवनचक्र में तैयार करता है - जोखिम मूल्यांकन और सिस्टम डिज़ाइन से लेकर चल रहे रखरखाव और संशोधन तक।

जटिल और उच्च जोखिम वाले औद्योगिक वातावरण में, डिवाइस-स्तरीय अनुपालन अकेले पर्याप्त नहीं है। केवल एक व्यापक, जीवनचक्र-आधारित दृष्टिकोण - जिसमें SIF परिभाषा, SIL आवंटन, सत्यापन और प्रदर्शन निगरानी शामिल है - प्रदर्शन योग्य सुरक्षा और परिचालन विश्वसनीयता प्रदान कर सकता है।

यह समझना कि ये दोनों मानक एक दूसरे के पूरक कैसे हैं, इंजीनियरों, इंटीग्रेटर्स और सुरक्षा प्रबंधकों के लिए आवश्यक है जो मजबूत SIS आर्किटेक्चर बनाने और बनाए रखने का लक्ष्य रखते हैं। जब प्रभावी रूप से एक साथ लागू किया जाता है, तो IEC 61508 और IEC 61511 जोखिम में कमी, विनियामक अनुपालन और दीर्घकालिक संयंत्र सुरक्षा के लिए एक सुसंगत, ऑडिट करने योग्य मार्ग को सक्षम करते हैं।

संदर्भ

www.wolterskluwer.com/en/expert-insights/functional-safety-the-next-edition-of-iec-61511

safetyandsis.com/compliance-with-iec-61511/

www.tuvsud.com/en-in/resource-centre/blogs/iec-61511-explained—all-you-need-to-know

www.abhisam.com/iec-61511-iec-61508/

https://www.alekvs.com/iec-61508-explained-functional-safety-and-safety-integrity-levels-sil-guide/