Czym jest SIL?
SIL (Safety Integrity Level) to międzynarodowa koncepcja oceny niezawodności systemów bezpieczeństwa. Poziom SIL określa, jak często system zabezpieczający może zawieść w sytuacji zagrożenia. Aby ocenić, czy dany system osiąga określony poziom (SIL 1, SIL 2, SIL 3 lub SIL 4), analizuje się m.in. prawdopodobieństwo uszkodzenia funkcji bezpieczeństwa (Probability of Failure on Demand – PFD lub Probability of Failure per Hour – PFH) i sprawdza, czy jest ono niższe niż limit ustalony dla konkretnego SIL.
Normy dotyczące SIL
- IEC 61508 – tzw. „macierzysta” norma dotycząca bezpieczeństwa funkcjonalnego. Obejmuje szeroki zakres branż, w tym przemysł procesowy, maszynowy czy energetyczny. Zawiera cztery poziomy SIL: od 1 do 4.
- IEC 62061 – norma, która skupia się na maszynach i zautomatyzowanych liniach produkcyjnych. Zakres tej normy obejmuje SIL 1, SIL 2 i SIL 3, nie definiuje natomiast SIL 4.
W praktyce w przemyśle maszynowym najczęściej korzysta się właśnie z IEC 62061 lub z ISO 13849-1 (gdzie stosuje się inną skalę – Poziomy Niezawodności, Performance Level PL). W obszarach poza maszynami (np. w zaawansowanych systemach procesowych, w rafineriach) stosuje się z kolei IEC 61511, która bazuje na koncepcjach z IEC 61508, z pełną skalą SIL (1–4).
Dlaczego SIL 4 nie występuje w IEC 62061?
Norma IEC 62061 została przygotowana wyłącznie z myślą o maszynach. Uznano, że najbardziej wymagające procesy w tym segmencie (np. prasy, linie montażowe w branży automotive, maszyny pakujące, roboty współpracujące) mogą zostać odpowiednio zabezpieczone do SIL 3.
SIL 4 to poziom zarezerwowany dla najbardziej krytycznych zastosowań, w których dopuszczalne prawdopodobieństwo awarii musi być ekstremalnie niskie. W praktyce dotyczy to na przykład sektora jądrowego, części instalacji offshorowych czy niektórych obszarów przemysłu chemicznego o szczególnie wysokim ryzyku. Dlatego też:
- W obszarze maszyn: zgodnie z IEC 62061, projektanci i producenci maszyn działają do poziomu SIL 3.
- W przemyśle procesowym: możliwe jest wymaganie SIL 4, jeśli wynika to z rygorystycznej analizy ryzyka (na przykład w instalacjach wysokiego ryzyka w rafineriach). Tutaj jednak normą odniesienia będzie IEC 61508 lub IEC 61511, a nie IEC 62061.
Poziomy SIL – podstawowe różnice
SIL 1 (najniższy poziom)
- Stosowany w aplikacjach o stosunkowo niewielkiej skali zagrożeń.
- Ryzyko wypadku zostaje obniżone, ale nie do poziomu bardzo niskiego.
SIL 2
- Zapewnia większą niezawodność niż SIL 1.
- Często wymaga ścisłej kontroli projektowania, podstawowej redundancji elementów czy bardziej rygorystycznych procedur testowych.
SIL 3
- Zdecydowanie wysoki poziom zabezpieczeń – wymaga rozbudowanych rozwiązań projektowych (redundancja, rygorystyczne testy).
- Spotykany w branży maszynowej, szczególnie w maszynach wysokiego ryzyka, np. prasy krawędziowe, prasy mechaniczne, systemy transportu w ciężkich aplikacjach.
SIL 4 (nie w IEC 62061)
- Najwyższy i jednocześnie najrzadziej wykorzystywany – zarezerwowany dla ekstremalnie krytycznych procesów (głównie przemysł jądrowy, procesowy czy militaria).
- Normy maszynowe (IEC 62061) nie przewidują tego poziomu, bo realne potrzeby branży maszynowej (nawet w przypadku bardzo niebezpiecznych urządzeń) można pokryć za pomocą SIL 3.
Proces określania SIL w praktyce maszynowej
- Analiza ryzyka
Najpierw identyfikujemy zagrożenia związane z maszyną (np. możliwość zmiażdżenia, porażenia prądem, wybuchu). Szacujemy częstotliwość narażenia i ciężkość skutków wypadku. - Wybór właściwej normy
W przypadku maszyn stosujemy zazwyczaj IEC 62061 (SIL 1–3) lub ISO 13849-1 (Poziomy Wykonania PL a–e). - Dobór architektury systemu bezpieczeństwa
Dla wyższych poziomów SIL konieczna jest większa redundancja (np. układy 1oo2, 2oo3), precyzyjniejsze elementy pomiarowe i rozbudowana dokumentacja. - Testy i walidacja
Sprawdzamy, czy projekt faktycznie osiąga dany poziom SIL (obliczenia PFD lub PFH), przeprowadzamy testy funkcjonalne. - Eksploatacja i utrzymanie
Nawet system na najwyższym poziomie SIL 3 w maszynach może z czasem przestać być niezawodny, jeśli brakuje regularnej konserwacji, aktualizacji dokumentacji czy procedur testowych.
Dlaczego warto znać różnice w normach?
- Uniknięcie nieporozumień: Niektóre firmy błędnie zakładają, że w maszynach można wdrażać SIL 4. W rzeczywistości, jeśli odwołują się do IEC 62061, poziom SIL 4 w ogóle tam nie występuje.
- Spójność z przepisami: Normy takie jak IEC 62061 czy ISO 13849-1 są zharmonizowane z Dyrektywą Maszynową 2006/42/WE. Z kolei IEC 61508 czy IEC 61511 to obszar częściej powiązany z przemysłem procesowym, a nie stricte maszynowym.
- Odpowiednie projektowanie i koszty: Projektowanie systemu bezpieczeństwa na poziom SIL 3 bywa dużo droższe niż na SIL 2. Dobrze przeprowadzona analiza ryzyka pozwala zapobiec zarówno niedoszacowaniu, jak i niepotrzebnemu „przesadzaniu” z poziomem.
Czy SIL 3 wystarczy?
W kontekście maszyn i zautomatyzowanych linii produkcyjnych zazwyczaj tak. SIL 3 jest w wielu wypadkach wystarczająco wysoki, aby zapewnić bardzo niski poziom prawdopodobieństwa awarii systemu bezpieczeństwa. Jeśli jednak mówimy o sektorach nuklearnym czy niektórych specyficznych aplikacjach wojskowych, możemy spotkać się z wytycznymi opartymi na normach, w których występuje SIL 4 (np. IEC 61508). W przypadku typowych urządzeń maszynowych nie przewiduje się takich rygorystycznych wymagań.
Korzyści ze stosowania SIL w maszynach
- Bezpieczeństwo pracowników
Odpowiednio zaprojektowane systemy redukują ryzyko wypadków, co przekłada się na mniejszą liczbę incydentów i roszczeń ubezpieczeniowych. - Zgodność prawna
Wykazując, że spełniamy normy zharmonizowane, możemy łatwiej uzyskać oznaczenie CE, co jest niezbędne przy wprowadzaniu maszyn na rynek UE. - Zaufanie klientów
Dokumentowanie, że system bezpieczeństwa został zaprojektowany na odpowiedni poziom SIL (SIL 2 lub SIL 3), zwiększa wiarygodność producenta. - Optymalizacja kosztów
Dobrze przeprowadzona analiza ryzyka pozwala uniknąć niedoszacowania (zbyt niski poziom – niebezpieczne) bądź przeszacowania (zbyt wysoki poziom – niepotrzebne wydatki).
Podsumowanie
W branży maszynowej normą wiodącą w kontekście Poziomu Nienaruszalności Bezpieczeństwa (SIL) jest IEC 62061, która definiuje poziomy od SIL 1 do SIL 3. SIL 4 nie występuje w tej normie, ponieważ w praktyce przemysłu maszynowego uznaje się, że SIL 3 wystarcza do pokrycia nawet bardzo wysokich zagrożeń. Jeśli jednak rozważamy ekstremalne zastosowania poza sektorem maszynowym, gdzie wymaga się SIL 4 (np. niektóre obszary energetyki jądrowej, wojskowości czy specjalistycznego przemysłu procesowego), wówczas właściwą podstawą prawną będzie IEC 61508 (lub branżowa IEC 61511), a nie IEC 62061.
Dla większości urządzeń maszynowych i linii produkcyjnych prawidłowe określenie wymaganego SIL – zwykle 2 lub 3 – ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa operatorów i prawidłowości pracy zakładu. Brak zrozumienia różnic między normami może prowadzić do nieporozumień czy niewłaściwego projektu systemu zabezpieczającego. Dlatego tak ważne jest, by na etapie projektowania i oceny ryzyka wiedzieć, że SIL 4 nie jest przewidywany w IEC 62061, a próba wdrażania go w obszarze maszyn często nie ma uzasadnienia technicznego ani formalnego.