Comprendere SIL: Fondamenti tecnici e metodi di valutazione per il livello di integrità della sicurezza

Nell'automazione industriale, la sicurezza non è un lusso, ma un obbligo. Che si tratti di controllare la pressione in un reattore chimico o di monitorare il flusso in un forno ceramico, l'affidabilità dei sistemi di sicurezza può fare la differenza tra un funzionamento regolare e un guasto catastrofico. È qui che entra in gioco il Safety Integrity Level (SIL), un quadro riconosciuto a livello globale per quantificare l'affidabilità delle funzioni strumentate di sicurezza (SIF).

Questo blog esplora la logica tecnica alla base del SIL e i metodi strutturati utilizzati per valutarlo.

Cos'è il SIL?

SIL sta per Safety Integrity Level, definito dagli standard IEC 61508 e IEC 61511. Quantifica la probabilità di guasto su richiesta (PFD) per le funzioni di sicurezza nei sistemi elettrici/elettronici/programmabili.

Esistono quattro livelli SIL:

Fondamenti tecnici del SIL

Il SIL si basa su rigorosi principi di ingegneria:

1. Ingegneria dell'affidabilità

• Si concentra sulla minimizzazione della probabilità di guasti pericolosi.
• Utilizza metriche come il tempo medio al guasto (MTTF) e il tasso di guasto (λ).

2. Ridondanza e architettura

• Livelli SIL più elevati richiedono spesso sistemi ridondanti (ad es. architetture 1oo2, 2oo3).
• La tolleranza ai guasti è fondamentale: i sistemi devono continuare a funzionare anche quando i componenti si guastano.

3. Copertura diagnostica

• Trasmettitori e controller intelligenti spesso includono autodiagnostica.
• Una maggiore copertura diagnostica migliora la valutazione SIL riducendo i guasti non rilevati.

Metodi di valutazione SIL

Il raggiungimento di una valutazione SIL implica un'analisi e una documentazione strutturate. I metodi chiave includono:

✅ 1. Grafico del rischio

• Uno strumento qualitativo che valuta la conseguenza, la frequenza e la possibilità di evitare.
• Aiuta a determinare il livello SIL richiesto per una funzione di sicurezza.

✅ 2. Analisi dello strato di protezione (LOPA)

• Metodo semi-quantitativo che valuta gli strati di protezione indipendenti.
• Calcola la riduzione del rischio e determina se sono necessarie funzioni di sicurezza aggiuntive.

✅ 3. Analisi dell'albero dei guasti (FTA)

• Un metodo top-down, deduttivo, che mappa i percorsi di guasto.
• Identifica i punti critici di guasto e calcola l'affidabilità complessiva del sistema.

✅ 4. FMEDA (Failure Modes, Effects, and Diagnostic Analysis)

• Metodo quantitativo utilizzato dai produttori per valutare i singoli componenti.
• Fornisce valori PFD e copertura diagnostica per trasmettitori, sensori e risolutori logici.

SIL come filosofia: progettare per la fiducia

SIL è più di un numero: è un impegno per l'affidabilità. Nella filosofia cinese, la fiducia si costruisce non sulla perfezione, ma sulla resilienza. Un sistema con valutazione SIL non promette zero guasti, ma promette che i guasti sono rari, prevedibili e contenuti.

Trasmettitori intelligenti, sensori certificati e architetture di controllo robuste costituiscono l'ossatura di questa fiducia. Non si limitano a misurare, ma proteggono.