Funksional xavfsizlik tizimlaridagi operator harakatlari va aralashuvlari

Inson omili hanuz texnologik jarayonlar xavfsizligini shakllantiradi

Avtomatlashtirish tizimlari neftni qayta ishlash zavodlari, elektr stansiyalari, kimyoviy ishlab chiqarish qurilmalari va dengizdagi inshootlarda rivojlanishda davom etmoqda. Shunga qaramay, tajribali operatorlar zavod xavfsizligiga eng katta ta’sir ko‘rsatuvchi omillardan biri bo‘lib qolmoqda. Ularning qarorlari avtomatlashtirish javob berishidan oldin eskalatsiyani to‘xtatishi yoki beixtiyor xavfli texnologik jarayon holatlarini yuzaga keltirishi mumkin.

Zamonaviy funksional xavfsizlik muhandisligi inson ishtirokini endi ikkilamchi masala sifatida ko‘rmaydi. Xalqaro standartlar operator harakatlarini SILni tekshirish, LOPA hisob-kitoblari va xavfsizlik hayotiy siklini boshqarish doirasidagi o‘lchanadigan hissa sifatida belgilaydi.

1-rasm. Xavfsizlikka oid vaqt munosabatlari operator javobi eskalatsiyaning samarali oldini olishi mumkin yoki mumkin emasligini belgilaydi.

SIL baholashlarida operator harakatlari nima uchun muhim

Funksional xavfsizlik tadqiqotlari xavfli holatlarni yuzaga keltiradigan operator harakatlari bilan eskalatsiyaning oldini oladigan aralashuvlarni farqlaydi. Bu farq xavfni kamaytirish hisob-kitoblari va talab qilinadigan SIL maqsadlariga bevosita ta’sir qiladi.

Amaliy jihatdan boshqaruv xonasi operatori klapanlarni noto‘g‘ri ketma-ketlikda boshqarish, chetlab o‘tishni faollashtirish yoki kechikib javob berish orqali og‘ishni yuzaga keltirishi mumkin. Aksincha, ayni operator signallarga javob berish yoki o‘chirishning qo‘lda bajariladigan avariyaviy tartib-taomillarini ishga tushirish orqali himoya to‘sig‘i vazifasini ham bajarishi mumkin.

Bu ssenariylar amaliy jihatdan o‘xshash ko‘rinsa-da, IEC 61511 va CCPS LOPA metodologiyalarida ularga mutlaqo boshqacha munosabatda bo‘linadi.

Operator harakati va operator aralashuvi

Operator harakati odatda qasddan va protseduraga muvofiq amalga oshiriladi. U uskunani ishga tushirish, ishga tushirishga ruxsat beruvchi shartlarni tasdiqlash yoki avariyaviy o‘chirish buyrug‘ini faollashtirishni o‘z ichiga olishi mumkin. Aralashuv odatda noodatiy holat yuzaga kelganidan keyin sodir bo‘ladi.

Masalan, simli ESD tugmasini bosish xavfsizlik funksiyasining o‘ziga aylanadi. Qochqin holatlar rivojlanishidan oldin yuqori harorat signaliga javob berish mustaqil himoya qatlami hisoblanishi mumkin.

Muhandislikdagi muammo insonning javobi uchun yetarli vaqt, mustaqillik va ishonchlilik mavjudligini aniqlashdan iborat.

Inson xatosi boshlang‘ich hodisaga aylanganda

IEC 61511 boshlang‘ich hodisani jarayonni xavfli holat tomon yo‘naltiradigan og‘ish sifatida belgilaydi. Inson xatosi ko‘pincha ushbu ta’rifga mos keladi.

Noto‘g‘ri ochilgan aylanib o‘tish klapani, texnik xizmat ko‘rsatish paytida noto‘g‘ri kiritilgan chetlab o‘tish rejimi yoki sinovdan keyin blokirovkalarni qayta tiklamaslik — bularning barchasi himoya tizimlariga jarayon talablari yuzaga kelishiga sabab bo‘lishi mumkin.

LOPA tadqiqotlarida bunday harakatlarga boshlang‘ich hodisa chastotasi (IEF) beriladi. Belgilangan chastota muayyan inson xatosi korxona ishlashi davomida amalda qanchalik tez-tez yuz berishi mumkinligini aks ettiradi.

Inson ishonchliligi hech qachon doimiy bo‘lmaydi

Operator faoliyati stress, charchoq, signalizatsiyani yomon boshqarish yoki yuqori ish yuklamasi sharoitlarida o‘zgaradi. Shu sababli xavfsizlik tadqiqotlarida inson ishonchliligiga nisbatan konservativ taxminlar qo‘llanadi.

Oddiy va yaxshi mashq qilingan tartiblar boshlang‘ich hodisalar chastotasining past bo‘lishiga olib kelishi mumkin. G‘ayritabiiy ish sharoitlaridagi murakkab aralashuvlarga esa sezilarli darajada yuqoriroq qiymatlar beriladi.

2-rasm. Inson harakatlari xavfsizlik tadqiqotlarida ham boshlang‘ich hodisalarga, ham himoya javoblariga ta’sir qiladi.

Eski taqsimlangan boshqaruv tizimlarida ishlaydigan korxonalar ko‘pincha signalizatsiyaning haddan tashqari ko‘pligi va HMI maketlarining bir xil emasligi sababli qo‘shimcha inson omili xavflariga duch keladi. Eski platformalarni yangilayotgan ko‘plab korxonalar signalizatsiya ustuvorligini belgilash va operator ko‘rish imkoniyatini yaxshilash uchun zamonaviy DCS boshqaruv tizimlarini integratsiya qilmoqda.

Operatorlarni mustaqil himoya qatlamlari sifatida hisobga olish mumkinmi?

Qo‘lda aralashuv faqat qat’iy shartlar asosidagina IPL sifatida tan olinishi mumkin. Javob boshlang‘ich sababdan mustaqil bo‘lishi, mavjud jarayon xavfsizligi vaqti ichida amalga oshirilishi va tasdiqlangan ekspluatatsiya tartiblariga rioya qilishi kerak.

ISA TR84 kabi standartlar va CCPS yo‘riqnomalari odatda qo‘lda bajariladigan IPL uchun kreditni cheklaydi, chunki inson faoliyati tabiatan bir xil emas. Ko‘plab korxonalarda operator javobi uchun qabul qilinadigan xavfni kamaytirish koeffitsiyentining maksimal qiymati 10 bo‘lib qolmoqda.

Jarayon xavfsizligi vaqti amalga oshirish imkoniyatini belgilaydi

Mavjud jarayon xavfsizligi vaqti operator aralashuvining amaliyligini belgilaydi. Agar operatorlarda jarayondagi og‘ishlarga javob berish uchun bir necha daqiqa bo‘lsa, qo‘lda javob berish maqbul bo‘lib qolishi mumkin.

Agar jarayon bir necha soniya ichida xavfli holatga yetsa, avtomatlashtirish majburiy bo‘ladi. Hech bir realistik o‘quv dasturi nihoyatda qisqa javob berish vaqt oralig‘ida qo‘lda aralashuvning muvaffaqiyatli bo‘lishini izchil kafolatlay olmaydi.

Bu farq nima uchun yuqori tezlikdagi turbina tizimlari, gorelka boshqaruvi ilovalari va kompressorlarni himoyalash tobora ko‘proq faqat protseduraviy aralashuvga emas, balki maxsus xavfsizlik platformalariga tayanayotganini tushuntiradi.

SIF chegarasi ichidagi qo‘lda o‘chirish harakatlari

Ko‘plab muhandislar o‘chirish bo‘yicha qo‘lda bajariladigan harakatlarni boshlang‘ich hodisalar sifatida noto‘g‘ri tasniflaydi. Aslida, favqulodda o‘chirishni qasddan ishga tushirishning o‘zi ko‘pincha SIF tarkibiga kiradi.

IEC 61511 qo‘lda bajariladigan harakat xavfsizlik funksiyasini ishga tushirganda, barcha qo‘llab-quvvatlovchi elementlar SIF chegarasiga kirishini aniq belgilaydi. Bunga tugmalar, simlar, mantiqiy yechuvchilar, operator protseduralari va o‘qitish talablari kiradi.

Avtomatik o‘chirish chegarasiga yetmasdan oldin aniqlangan reaktor bosimining oshishini ko‘rib chiqaylik. Operator noodatiy sizib chiqishni payqashi va jarayon kuchayishidan oldin o‘chirishni qo‘lda ishga tushirishi mumkin.

Bu vaziyatda operator xavfni yuzaga keltirmaydi. Harakat xavfni faol ravishda kamaytiradi va shu sababli xavfsizlik funksiyasi dizayniga kiradi.

3-rasm. Qo‘lda o‘chirish imkoniyati ko‘pincha umumiy xavfsizlik asboblar funksiyasining bir qismi sifatida ishlaydi.

Triconex xavfsizlik tizimlari kabi integratsiyalashgan xavfsizlik kontrollerlaridan foydalanadigan obyektlarda standart jarayonni boshqarish qatlamlariga bog‘liqlikni kamaytirish uchun ko‘pincha maxsus simli o‘chirish yo‘llari qo‘llanadi.

Inson harakatlarini LOPA hisob-kitoblariga bog‘lash

LOPA tahlili ekspluatatsiya ssenariylarini raqamli xavf bog‘lanishlariga aylantiradi. Inson xatolari chastotasi, IPL samaradorligi va maqsadli hodisa chastotalari birgalikda SIF uchun talab qilinadigan yaxlitlikni belgilaydi.

Amaliy loyihalarda operator xatolari ko‘pincha himoya chorasi ishga tushish talabining qanchalik tez-tez yuz berishini belgilaydi. Shundan so‘ng xavfsizlik tizimlari maqbul, yo‘l qo‘yiladigan hodisa chastotalariga erishish uchun zarur xavfni kamaytirishni ta’minlaydi.

4-rasm. Inson harakatlari boshlang‘ich talab chastotalari va talab qilinadigan SIF yaxlitlik darajalariga ta’sir qiladi.

Ishlayotgan qurilmalardagi muhandislik haqiqati

Haqiqiy sharoitdagi xavfsizlik tadqiqotlari kamdan-kam hollarda faqat matematika sababli muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Ular operatorlar faoliyati haqidagi farazlar haqiqatga mos kelmay qolganda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi.

Muhandislar ba’zan ish yuklamasi, bir vaqtda yuz beradigan hodisalar yoki izdan chiqish sharoitlaridagi aloqa kechikishlarini hisobga olmasdan, signallarga javob berish sifatini ortiqcha baholaydilar. Nazariy jihatdan asosli IPL, agar boshqaruv xonasi muhiti haddan tashqari yuklansa, amaliyotda samarasiz bo‘lib qolishi mumkin.

Zavodlar xodimlar soni kamaytirilgan ish modellari asosida ishlab chiqarish sur’atlarini oshirishga intilayotgani sababli, bu masala yanada yaqqol ko‘rinmoqda.

Funksional xavfsizlik tobora ko‘proq insonga yo‘naltirilmoqda

Funksional xavfsizlikni rivojlantirishning keyingi bosqichi faqat uskunalarga emas, balki inson va mashina o‘zaro ta’siriga ham katta e’tibor qaratadi. Signallarni ratsionalizatsiya qilish, ergonomik HMI dizayni va operator qarorlarini qo‘llab-quvvatlash endi xavfsizlik ko‘rsatkichlariga datchiklar va mantiqiy yechim qurilmalari kabi ta’sir ko‘rsatadi.

Zamonaviy SIS arxitekturalari allaqachon prognozli diagnostika, signallarni vaqtincha yashirishni boshqarish va operatorga yo‘l-yo‘riq berish tizimlarini integratsiya qilmoqda. Biroq tajribali operatorlar noaniq jarayon sharoitlarida avtomatlashtirish to‘liq takrorlay olmaydigan mulohazalarni baribir taqdim etadi.

Sanoatdagi tendensiya aniq: avtomatlashtirish tezlik va izchillikni ta’minlaydi, operatorlar esa noodatiy hodisalar paytida moslashuvchan fikrlashni taqdim etadi.

Muallif fikri

Ko‘plab SIL tadqiqotlari noodatiy ish sharoitlarida inson xatti-harakatlarining murakkabligini hanuz yetarlicha hisobga olmaydi. Operator javobiga haddan tashqari optimistik farazlar berish dastlab loyiha xarajatlarini kamaytirishi mumkin, biroq bu yashirin operatsion xavfni keltirib chiqaradi.

Yuqori ishonchlilikka intilayotgan obyektlar uzoq javob talab qiladigan ssenariylar va past talabli operatsiyalar uchun qo‘lda aralashuvni saqlab qolishi kerak. Oqibati og‘ir bo‘lishi mumkin bo‘lgan jarayonlar intizomli operator protseduralari bilan qo‘llab-quvvatlanadigan avtomatik himoya choralarini talab qiladi, ularga bog‘liq bo‘lmasligi kerak.

Eng kuchli xavfsizlik strategiyalari avtomatlashtirishni, aniq ishlash falsafasini, amaliy signalizatsiya boshqaruvini va operatorlar malakasini uzluksiz rivojlantirishni birlashtiradi.

Oliver Grant | Funksional xavfsizlik bo‘yicha katta tahlilchi

Oliver Grant jarayonlar xavfsizligi muhandisligi, SIL verifikatsiyasi va o‘chirish tizimlarini integratsiyalash sohalarida 14 yildan ortiq tajribaga ega. Uning tajribasi qayta ishlash, LNG va elektr energiyasi ishlab chiqarish obyektlarida Honeywell, Yokogawa, Emerson DeltaV, HIMA va Rockwell Automation platformalarini qamrab olgan xavfsizlik hayotiy sikli loyihalarini o‘z ichiga oladi.