SAFETY INTEGRITY LEVEL(SIL)

SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL)
Created by Cak Unggul
On Ramadham 2018

INTRODUCTION

Functional Safety adalah konsep yang relatif baru didunia terhadap safety (dalam industry). Laporan ini dibuat untuk menerangkan konsep dari Functional Safety dan hubungannya dengan konsep demand, safety integrity level, Safety Instrumented Sysrem dan standards yang digunakan pada area Functional Safety, untuk menjelaskan ke technical professionals, yang tidak mempunyai background functional safety sama sekali.

DEMAND

Dalam context functional safety, bilamana Safety Function digunakan untuk mengerjakan pekerjaannya, dikenal dengan demand. Sebagai contoh pada day tank, sepanjang day tank tidak diisi terlalu penuh (high level that can cause a spill), dikatakan tidak ada demand pada Safety Function untuk bekerja. Tetapi bilamana level dalam day tank menuju ke high level (cause a spill), safety Function harus bertindak, sebagai sebuah demand. Sekarabg  dapat dilihat bahwa Safety Function telah melakukan tindakkan yang merupakan demand, untuk memastikan bahwa safety sedang dipertahsnksn. Ini adalah konsep penting, karena sepanjang waktu safety device akan idle, bilamana process dalam kondisi safe state. Tetapi bilamana terjadi demand, maka harus melakukan action dengan cepat. Tujuan dari Functional Safety  adalah untuk memastikan bahwa hal tersebut berhasil setiap saats.

FAILURES & RELIABILITY

Pembahasan Ini akan membawa pada konsep tentang Failures. Sèperrti hal hal lainya  safety system juga bisa fail. 

Kemudian pada saat demand Safety Function tidak bekerja maka terjadilah bencana. Bagaimana cara menghindari situasi ini? Dengan menggunakan techniques, tools dan standards dari Functional Safety Engineering, for sebagai contoh dengan mengadopsi  techniques yang dijelaskan dalam International Standards seperti IEC 61508.

Jenis jenis Failures apa yang biasanya terjadi? Ada tiga jenis failures terhadap safety system. Yaitu Random, Common Cause dan Systematic failures. Salah satu dari ketiga ienis failures ini dapat menyebabkan  safety function tidak dapat beroperasi  walau demand sudah tercapai.  Dengan demikian harus dibuat design, dibangun dan ditetapkan sebuah safety system yang tidak akan  fail terhadap demand baik jenis random, common cause maupun systematic failures.

System yang tidak pernah fail hanyalah teori (theoretical concept) semua systems akan fail dan cara mengatasinya dengan safety systems. Dengan menggunakan prinsip dan didukung oleh Functional Safety Engineering yang bagus kita akan membuatnya 'almost' fail safe.

SAFETY INTEGRITY LEVEL (SIL)

Safety Integrity Level didefinisikan di IEC standards untuk Safety Integrity dari Safety Function. Merupakan performance measure dari Safety Function. Terdapat empat levels Safety Integrity yang dinamai sebagai SIL 1, SIL 2, SIL 3 and SIL 4. Dimana SIL 1 adalah lowest dan SIL 4 adalah highest level.

IEC standards menggolongkan Safety Functions menjadi dua golongan berdasrkan pada berapa sering terjadinya demand yaitu Low demand dan High demand

Contoh low demand ada pada overfill protection system seperti contoh pada day tank diatas. Hal ini disebabkan demand terjadi kurang dari satu kejadian  per tahun Hal ini tentu saja sesuai dengan pengalaman praktek dalam industry, dimana tidak berharap bahwa Safety Functions yang digunakan untuk melindungi terjadi lagi pada hari lain. Safety functions, seperyi itu banyak dijumpsi dalam Chemical Industry 

Ada satu category dari Safety Functions yang dijumpsai dimana demand rate sangat tinggi dan  kadsng tampil terus menerus ini dinamakan high demand. Contohnya braking system  dari kereta api atau mobil. Sistem pengereman sering dioperasikan (lebih dari satu tahun-) dan ini digolongkan eebagai high demand systems.

Probability of Failure on Demand (PFD)

Kemungkinan dimana Safety Function akan fail (on demand) dikenal sebagai  Probability of Failure on Demand (PFD)

Probability rata-rata  yang akan fail (dangerously) dinamakan sebagai PFDavg. SIL levels dihubungkan dengan PFDavg Safety Function, sebagai mana di berikan pada table dibawah ini:

PFD adalah ukuran ketersediaan dari safety-function  yang mengungkapkan kemungkinan safety-function tidak berfungsi pads saat diperlukan. PFD untuk loop bergantung pada tingkat kegagalan semua komponen dalam loop. PFD (probability of failure on demand) untuk low demand operation (descrete) pada SIL berbeda, didefisiksn dalam IEC EN 61508 sebagai berikut:

Pada kejadian High Demand probability of failure dinyatakan dengan PFH atau Probabilty to fail dangerous per hour. SIL levels dengan PFH levels berbeda diberikan seperti table berikut

Level SIL yang diperlukan berdasarkan ISA S84.01 adalah sebagai berikut
▪SIL 1 : tingkat ketersediaannya 90% – 99.9%
▪SIL 2 : tingkat ketersediaannya 99.9% – 99.99%
▪SIL 3 : tingkat ketersediaannya 99.99% – 99.9999%

Catatan:

ISA S84.01 tidak mengenal SIL 4, SIL 4 diperuntukkan  bagi nuclear sysrems

Sesuai dengan IEC 61508 standard bagi functional safety,  diperlukan untuk mengestimasi safety-integrity yang telah dicapai  dari system oleh adanya hardware failures secara acak. Untuk operasi safety-function dalam low demand mode, pengukuran ini merupakan probabilitas rata-rata dari  dangerous  failure on  demand (PFDavg). 

Untukndiketahui ada empat teknik yang digunakan pada beberapa konfigurasi dari studi kasus:  
▪Fault  tree analyses disuport oleh GRIF/Tree,  
▪Multi-phase Markov models disuport oleh GRIF/Markov,  

▪Stochastic Petri nets di supported oleh  GRIF/Petri,  dan  

▪Approximate equations (dikembangkan oleh DNV  yang berbeda dari yang ada dalam IEC  61508)  disuport oleh  OrbitSIL. 

Ternyata bahwa  semua methoda diatas menampilkan hasil yang serupa untuk PFDavg, dengan mengambil  characteristics yang diperlukan oleh  standard  kedalam perhitungan.  

 

Sertifikasi
Hazard dari control system akan ditandai kemudian dianalisa melalui analisa resiko. Serangkaian 'upaya untuk mengurangi resiko bencana' (mitigasi) ini kemudian dilanjutkan sampai seluruh kontribusi terhadap hazard dipenuhi.  Semua level resiko kemudian ditentukan sebagai safety requirement dalam bentuk target 'probability of a dangerous failure' yang diberikan dalam periode waktu dan dinyatakan sebagai discrete SIL.
Skema sertifikasi digunakan untuk mengetahui apakah sebuah peralatan sudah sesuai dengan SILnya. Kebutuhan dari skema ini dapat dipenuhi dengan  pengembangan process atau dengan mengambil dari peralatam mempunyai cukup operating history.
Peralatan electric dan electronic dapat disertifikasi untuk digunakan dalam Functional Safety applications sesuai dengan IEC 61508. Dengan menyediakan application developers diperlukan bukti bukti yang menunjukkan bahws application termasuk device iuga compy.

Catatan  
IEC 61511 adalah application-specific adaptasi dari IEC 61508 yang dikhususkan untuk Process Industry sector. Standard ini juga digunakan pada 

etrochemical dan hazardous chemical industries.