In Branchen wie Öl und Gas, Chemie, Pharma und Stromerzeugung ist das Thema Sicherheit nicht nur ein Punkt auf der Checkliste behördlicher Vorgaben – sie ist ein Kernelement eines nachhaltigen, zuverlässigen Betriebs. Unternehmen arbeiten jeden Tag daran, Risiken zu reduzieren, ihre Mitarbeiter und die Umwelt zu schützen, und das Vertrauen der Öffentlichkeit zu bewahren.
Im Zentrum vieler dieser Bemühungen steht die funktionale Sicherheit. Ein zentrales Werkzeug funktionaler Sicherheit ist das Sicherheitsgerichtete System (Safety Instrumented System - SIS). Ein SIS überwacht kritische Prozessbedingungen und ergreift bei Bedarf automatisch Schutzmaßnahmen, um den Prozess wieder in einen sicheren Zustand zu versetzen. Zur Definition der erforderlichen Zuverlässigkeit jeder Sicherheitsfunktion verwenden Unternehmen das Sicherheits-Integritätslevel (SIL - Safety Intregrity Level)-System.
Doch selbst das fortschrittlichste Sicherheitsgerichtete System versagt, wenn es nicht ordnungsgemäß gewartet wird. Ohne regelmäßige Kalibrierung und Funktionsprüfung kann ein SIS nachlassen, wodurch der Betrieb anfällig für Gefahren wird. Dieser Blogbeitrag erläutert SIS, SIL, funktionale Sicherheit, Kalibrierpraktiken, internationale Normen und wie Unternehmen ihre Sicherheitsprogramme stärken können.
Falls Sie tiefer ins Detail gehen möchten, bieten wir auch ein ausführlicheres White Paper zu diesem Thema als Download an. Darüber hinaus fügen wir einen Link zu einem aufgezeichneten gemeinsamen Webinar mit der ISA bei.
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Webinar-Aufzeichnung ansehen: Wir empfehlen das aufgezeichnete Webinar für alle, die ihr Verständnis vertiefen möchten. Es entstand in einer Zusammenarbeit von Beamex und der International Society of Automation (ISA) mit dem Experten für funktionale Sicherheit Paul Gruhn. Die Veranstaltung bietet wertvolle informative Einblicke in die Grundlagen, Normen und praktischen Herausforderungen von SIS. Sehen Sie sich die Webinar-Aufzeichnung an (ENG) >
In risikoreichen Branchen wie Öl und Gas, Chemie und Stromerzeugung geht es beim Thema Sicherheit nicht nur darum, eine Liste behördlicher Vorgaben abzuarbeiten – sie ist entscheidend für den fortlaufenden Betrieb und den Schutz von Mensch und Umwelt.
Eines der wichtigsten Grundgerüste für die industrielle Sicherheit ist die funktionale Sicherheit, deren Zentrum sich das Sicherheitsgerichtete System (Safety Instrumented System - SIS) befindet. SIS sind darauf ausgelegt, gefährliche Bedingungen zu erkennen und automatisch Maßnahmen zu ergreifen. Um sicherzustellen, dass diese Systeme wie vorgesehen funktionieren, wird jeder Sicherheitsfunktion eine Sicherheits-Integritätslevel (Safety Integrity Level - SIL) zugewiesen.
Aber auch die beste Technologie liefert ohne ordnungsgemäße Instandhaltung und Kalibrierung nicht die gewünschten Ergebnisse. In diesem Blog erfahren Sie, was SIS und SIL wirklich bedeuten – und warum die Kalibrierung eine entscheidende Rolle dabei spielt, diese Systeme sicher, konform und auditbereit zu halten.
Ein Sicherheitsgerichtetes System (Safety Instrumented System - SIS) ist ein unabhängiges System zur Überwachung und automatischen Steuerung gefährlicher Prozessbedingungen. Es besteht aus:
Im Gegensatz zum Basis-Prozessleitsystem (Basic Process Control System - BPCS), das den Normalbetrieb steuert, ist das SIS für extreme Bedingungen ausgelegt.
Steigt beispielsweise der Druck in einem chemischen Reaktor über die sicheren Grenzwerte, kann das SIS automatisch Absperrventile schließen und Zuläufe abschalten, um einen Bruch oder eine Explosion zu verhindern.
Die Unabhängigkeit und Zuverlässigkeit des SIS sind entscheidend, da es oft die letzte Verteidigungslinie ist, wenn andere Systeme versagen.
Unten sehen Sie einen Screenshot aus einem Webinar, das wir kürzlich in Zusammenarbeit mit der International Society of Automation (ISA) und dem Experten für funktionale Sicherheit Paul Gruhn veranstaltet haben. Er veranschaulicht, dass das SIS ein unabhängiges System ist, das vom Basis-Prozessleitsystem (Basic Process Control System - BPCS) getrennt ist. Sehen Sie sich die Webinar-Aufzeichnung an (ENG) >.
Bei einem vor kurzem stattgefundenen Benutzergruppentreffen in Australien hielt Jason Lang, ein Elektroingenieur der Stanwell Corporation, einen Vortrag darüber, wie das Unternehmen die Beamex Lösung für Kalibrierungen seines SIS einsetzt. Seine Präsentation enthielt die untenstehende Illustration zur Erklärung der SIS-Struktur:
Durch die funktionale Sicherheit wird sichergestellt, dass automatisierte Systeme unsichere Bedingungen erkennen und darauf reagieren, wodurch Risiken auf ein akzeptables Niveau reduziert werden. Das Ziel ist, sicherzustellen, dass Schutzsysteme wie das SIS bei Aktivierung korrekt und zuverlässig funktionieren.
Ein wichtiger Rahmen für die funktionale Sicherheit ist der Sicherheitslebenszyklus, der Folgendes umfasst:
Wichtig ist, dass die funktionale Sicherheit nicht mit der Inbetriebnahme aufhört. Ohne regelmäßige Kalibrierung, Funktionsprüfung und Instandhaltung können selbst die besten Systeme nachlassen und die Anlage anfällig für versteckte Risiken machen.
Das Sicherheits-Integritätslevel (Safety Integrity Level - SIL) ist ein Leistungsmaß, das einer Sicherheitsinstrumentierten Funktion (Safety Instrumented Function - SIF) zugewiesen wird – einer spezifischen Schutzschleife innerhalb des SIS. Mit dem SIL wird definiert, wie zuverlässig diese Funktion arbeiten muss, um die gewünschte Risikoreduzierung zu erreichen.
Es gibt vier SIL Level:
Die SIL-Bestimmung ist Teil von Risikobewertungen wie HAZOP (Hazard and Operability Study - Gefährdungs- und Betriebsfähigkeitsanalyse) oder LOPA (Layer of Protection Analysis - Schutzmaßnahmenanalyse). Das zugewiesene SIL dient als Richtschnur für Designentscheidungen, die Geräteauswahl und Systemarchitektur, Redundanzen und Prüfintervalle.
Beispielsweise kann eine SIL 2-Schleife zum Schutz vor einem Pipeline-Überdruckereignis jährliche Funktionsprüfungen erfordern, während eine SIL 3-Notabschaltschleife an einem Hochdruckreaktor halbjährliche Prüfungen und redundante Sensoren benötigen kann.
SIS- und SIL-Systeme sind in den Branchen von entscheidender Bedeutung, in denen Geräteausfälle katastrophale Folgen haben können:
In jedem dieser Sektoren sind die SIS ein entscheidender Schutzmechanismus zum Schutz von Menschenleben, Anlagen und der betrieblichen Kontinuität.
SIS und SIL sind durch mehrere internationale und nationale Normen geregelt:
Die Einhaltung dieser Normen ist nicht optional – sie wird von den Aufsichtsbehörden gefordert und ist entscheidend für den rechtlichen, betrieblichen und Reputationsschutz.
Durch die Kalibrierung und Funktionsprüfung wird sichergestellt, dass SIS-Komponenten bei Bedarf zuverlässig funktionieren.
Kalibrieren in SIS-Umgebungen kann aufgrund rauer Bedingungen, enger Platzverhältnisse und explosionsgefährdeter Bereiche eine Herausforderung darstellen. Eigensichere Multifunktionskalibratoren und gut geschulte Techniker sind hierfür unerlässlich.
Herausforderungen im Feld
Die Pflege eines robusten SIS-Kalibrierprogramms kann eine Herausforderung darstellen. Feldbedingungen sind oft rau, Techniker und Geräte sind oft extremen Temperaturen, Vibrationen und korrosiven Umgebungen ausgesetzt. Der Zugang zu Geräten kann den Aufenthalt in engen Räumen oder Arbeiten in der Höhe erfordern. Techniker müssen gut geschult sein, eigensichere, genaue Geräte verwenden und entsprechend standardisierter Verfahren arbeiten.
End-to-End vs. Teilprüfung
Die Funktionsprüfung von SIS-Komponenten kann hauptsächlich auf zwei Arten erfolgen:
Idealerweise sollten sich die Teilprüfungen überlappen oder andere Komponentenprüfungen ergänzen, um eine vollständige Schleifenabdeckung zu gewährleisten. Egal ob End-to-End- oder Teilprüfung, das Ziel ist dasselbe: Eine Bestätigung, dass jede Komponente funktioniert wie gefordert und dass die Sicherheitsfunktion bei Bedarf korrekt ausgeführt wird.
Für SIS-Geräte gibt es keine feste „jährliche“ Kalibrierregel. Stattdessen werden die Intervalle basierend auf folgenden Faktoren festgelegt:
Beispielintervalle:
Unternehmen können die Intervalle in manchen Fällen auf Grundlage von Leistungsdaten und Risikoanalysen anpassen, aber diese Entscheidungen müssen gut dokumentiert werden. Auditoren erwarten zunehmend, dass Unternehmen ihre Kalibrierprogramme mit Nachweisen und nicht mit Annahmen begründen.
Die SIS-Kalibrieraufzeichnungen werden regelmäßig geprüft durch:
Auditoren überprüfen in der Regel Kalibrierpläne, As-Found-/As-Left-Ergebnisse, Testaufzeichnungen und das Management von Änderungsprozessen. Starke, rückverfolgbare Kalibrierprogramme sind unerlässlich, um diese Audits zu bestehen und die Konformität aufrechtzuerhalten.
Effektive SIS-Kalibrierprogramme umfassen:
Beamex bietet ein umfassendes Ecosystem von Tools und Services, um Unternehmen bei der Erfüllung der anspruchsvollen Anforderungen der SIS-Kalibrierung zu unterstützen.
SIS und SIL sind zentrale Bestandteile moderner industrieller Sicherheitsprogramme. Auch wenn Design und Technologie bei diesen Programmen eine ausschlaggebende Rolle spielen, sind es doch die laufende Kalibrierung, die Durchführung von Funktionsprüfungen und die Instandhaltung, die diese Systeme über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg zuverlässig halten.
Ein robustes Kalibrierprogramm hilft Unternehmen dabei, regelkonform zu bleiben, Risiken zu reduzieren, ihre Leistung zu verbessern und ihren Ruf zu schützen.
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Für alle, die mehr über das Thema erfahren wollen, empfehlen wir die Aufzeichnung des Webinars mit dem Experten für funktionale Sicherheit Paul Gruhn, das in Zusammenarbeit von Beamex und der International Society of Automation (ISA) veranstaltet wurde. Die Veranstaltung bietet wertvolle informative Einblicke in die Grundlagen, Normen und praktischen Herausforderungen von SIS.
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Zögern Sie nicht, unsere Experten zu kontaktieren>, falls Sie Hilfe beim Verwalten der Kalibrierung und Dokumentation Ihrer Sicherheitsgerichteten Systeme benötigen.