安全計装システム

ProSafeシリーズについて

ProSafeシリーズは第三者認証機関により、安全度水準(SIL:Safety Integrity Level) を認証された製品です。
ProSafeシリーズは「ProSafe-RS」と「ProSafe-SLS」の2機種をラインアップしています。

ProSafe-RSは国産初(2005年2月発売)の本格的なプロセス用統合型安全計装システムです。
世界ではじめて、シングル構成でSIL3に適用できる安全性を実現し、さらに冗長化構成により高稼働率も実現します。また、CENTUM VP/CS 3000技術との融合により本格的な統合化が可能です。

安全計装システムとは安全計装システムの目的

安全計装システムはプラントの事故を未然に防ぐ、また万一予期せぬ事故が起こった場合でも、被害の拡大を防ぐことを目的としています。

リスク低減と段階的防護

(1) 安全対策前のプロセスには、ある一定のリスクが存在します。 このリスクを、目標とするリスクまで低減させるには、まずリスクの同定が必要となります。

(2) 次に同定したリスクに対し、安全弁、外的暖和施設等の処置を行い、階層的にプロセスのリスクを低減させます。

(3) これらの階層的リスク低減処置を行っても不十分な場合、安全計装システムを導入します。

また、各階層はそれぞれ干渉しないようにする必要があります。このような安全対策を階層的防護と呼びます。従って、制御システムと安全計装システムは分離する必要があり、これはJISの要求となっています。

リスク低減と階層的防護-2

安全計装システムと制御システムの分離

  1. 制御システムはコントロールを主体としており、常に変動する信号を対象としています。
  2. 安全計装システムは、緊急遮断装置(ESD)や防消火設備(F&G)などで使われ、定常時は変動のない信号を扱います。安全計装システムは、設定された条件に従い、異常を検知した場合に、確実に動作することが要求されます。また万が一、故障した場合でも、プロセスを安全側へ停止させることが求められます。従って、安全計装システムは、制御システムとは異なる「安全性」重視の特別な設計をしています。
  3. これらの階層的リスク低減処置を行っても不十分な場合、安全計装システムを導入します。

 

機能安全規格欧米諸国の法規制と安全規格

1970~80年代、欧米などのプラント事故が発端となり、 欧米では安全に対する法規制、規格が整備されてきました。このような状況の中で、1999年には国際安全規格(IEC 61508)が制定されました。そして、日本でも2000年に安全規格 JIS C 0508 が、2008年には JIS C 0511 が制定されました。

プラント事故例

  • 1974年 英国フリックスボロー事故
  • 1976年 イタリアセベソ惨事
  • 1984年 インドボパール事故

国内の規格化

欧米の安全に関する考え方がリスクベースの安全管理を指向しているのに対し、日本ではこれまで、独自の方法で安全管理を実現してきました。近年、一段とと安全・環境保護が重要視されてきており、リスクベースの考えにもとづいた国際安全規格 IEC 61508 の翻訳規格である、JIS C 0508の 発行を機に、日本でもリスクベースの安全管理を重要視するようになってきました。さらに、プロセス産業向け機能安全規格として、IEC 61511の翻訳規格として、JIS C 0511が発行されました。

JIS C 0508/JIS C 0511の特長
  • 包括的な規格
    プロセス産業のみでなく、機械、輸送、医療なども対象とした規格です。
  • 安全ライフサイクル
    プロセスの概念設計、リスク分析、評価から廃棄までを対象に、行うべき安全手順を各フェーズごと詳細に規定しています。 また、各フェーズの妥当性証明および記録が要求されます。
  • 包括的な規格
    プラントには潜在的にリスクがあります。このリスクを分析し、 目標とするリスク以下にすることがリスクベースの考え方です。
  • 安全度水準SIL(Safety Integrity Level)
    SILはリスク低減の度合いを示す尺度で、SIL1~4で表します。


JIS C 0508 と JIS C 0511の関係

JIS C 0508 と JIS C 0511の関係
JIS C 0508 と JIS C 0511の関係は左記のように示されます。

 

 

安全性評価の必要性

近年、プラントの大規模化・統合化が進み、また高度に自動化されたプラント操業が行われている中で、国際的な安全規格の波及や熟練者不足という問題もあり、従来より築き上げた安全対策の上に、更なる安全性向上が必要な状況にあります。

機能安全規格(IEC 61508/61511、JIS C 0508/C 0511)ではプラントの安全を確保するには、階層的な防護を行い、事故の発生や被害の拡大をそれぞれの階層で防ぐことや緩和するように明記されています。 また安全性について定量的な尺度である安全度水準(SIL:Safety Integrity Level)を使って評価することも明記されています。

この尺度は正しく作動する確度によりSIL1~4の4区分で示され、数字が大きいほどプラントのリスク低減度が高いことを示します。 従来のリレーシステムでは、システムを組むたびにこの評価を行う必要があり、多大の工数と費用を必要とし事実上困難でした。これに対し安全計装システムは、この認証を事前に取得しており、規格に準拠したシステムになっています。

SIL PFD
4

10-5以上10-4未満

3

10-4以上10-3未満

2

10-3以上10-2未満

1

10-2以上10-1未満

PFD: Probability of Failure on Demand : 作動要求1回あたりの、安全計装システムの失敗確率

安全計装システム導入のメリット

保守点検作業の削減安全計装システム導入のメリット

リレーによるシャットダウンシステムを安全計装システム(ProSafe-RS)に置きかえることにより、保守点検で作業が削減できます。

 

 

 

 

部分作動検査 (PST: パーシャルストロークテスト)横河電機部分作動検査を含むシステム構成例

部分作動検査(パーシャルストロークテスト)は、定期的に緊急遮断弁を少し動作させ、安全性を高める技術です。 これを利用すると、通常、年1回行っている全閉検査の間隔を安全性を保ったまま延長できるので、プルーフテストのトータル保守コストを大幅に低減する効果が期待できます。

概要:
  • 英国の最新廃棄物処理工場を支えるCENTUM CS 3000 & ProSafe-RSの導入事例
  • DCSとSISの統合システムによる安全・安定操業
概要:
  • CENTUM VP・SIS・分析計・フィールド機器を活用し操業の最適化を実現
  • フィールドデジタルを使用した設備の最大有効活用
  • 横河タイによるMAC方式での大規模プロジェクトの遂行

 

概要:
  • 東南アジア最大の石油化学コンビナート、IRPCに『CENTUM VP』が導入され、効率改善と安全な操業に役立っています。
  • 24時間365日、ノンストップで運転することが必要不可欠である化学プラントに、統合生産制御システム『CENTUM VP』、安全計装システム『ProSafe-RS』、 統合機器管理パッケージ『PRM』、およびイベント解析パッケージ『Exaplog』による統合システムを構築しました。

 

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