VDI VDE 2180 Blatt 6-2013 Safeguarding of industrial process plants by means of process control engineering (PCE) - Application of functional safety in the context of explosion pro.pdf

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1、ICS 25.040.40, 35.240.50 VDI/VDE-RICHTLINIEN Juni 2013 June 2013 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Sicherung von Anlagen der Verfahrenstechnik mit Mitteln der Prozessleittechnik (PLT) Anwendung der funktionalen Sicherheit im Rahmen von Explosionssc

2、hutzmanahmen Safeguarding of industrial process plants by means of process control engineering (PCE) Application of functional safety in the context of explosion protection VDI/VDE 2180 Blatt 6 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The Ge

3、rman version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich Engineering und Betrieb automatisierter Anlagen VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Ha

4、ndbuch Fabrikplanung und -betrieb, Band 1: Betriebsberwachung/Instandhaltung VDI-Handbuch Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Band 3: Verfgbarkeit/Schadenanalyse VDI-Handbuch Zuverlssigkeit Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permi

5、ttedZu beziehen durch / Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten / AllrightsreservedVerein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2013Frhere Ausgabe:11.11 Entwurf,deutschFormeredition:11/11Draft,in German onlyInhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsb

6、ereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 4 4 Grundstzliches 4 5 Gefhrdungsbeurteilung 10 6 Zuordnung von Manahmen 12 7 Gerteauswahl und -betrieb . 12 7.1 Feldgerte . 12 7.2 Logiksysteme . 13 8 Zustzliche Gesichtspunkte . 15 Schrifttum 16 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normativ

7、e references . 3 3 Terms and definitions 4 4 Basic principles 4 5 Risk assessment. 10 6 Assignment of measures . 12 7 Module selection and operation 12 7.1 Field modules 12 7.2 Logic systems 13 8 Additional aspects 15 Bibliography 16 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF88D9NormCD - Stand 2013-

8、06 2 VDI/VDE 2180 Blatt 6 / Part 6 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der

9、 elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen,

10、die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights reserved, including those of reprinting, re

11、production (photocopying, micro copying), stor-age in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/ richtlinien).

12、 We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. Einleitung Die Richtlinienreihe VDI/VDE 2180 besteht der-zeit aus folgenden Blttern: Blatt 1 Einfhrung, Begriffe, Konzeption Blatt 2 Managementsystem Blatt 3 Anlagenplanung, -errichtung und -betrieb Blatt 4 Nachweis de

13、r Hardwaresicherheitsintegri-tt einer PLT-Schutzeinrichtung Blatt 5 Empfehlungen zur Umsetzung in die Praxis Blatt 6 Anwendung der funktionalen Sicherheit im Rahmen von Explosionsschutzmanahmen Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de

14、/2180. Introduction The series of guidelines VDI/VDE 2180 consists of the following parts: Part 1 Introduction, terms, concepts Part 2 Management system Part 3 Plant engineering, realisation and operation Part 4 Verification of the hardware safety integ-rity of safety instrumented systems Part 5 Rec

15、ommendations for practical use Part 6 Application of functional safety in the con-text of explosion protection A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the Internet at www.vdi.de/2180. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinienreihe gilt fr Anlagen der Pro-zessin

16、dustrie, z. B. der chemischen und petroche-mischen Industrie, insbesondere wenn sie der Str-fall-Verordnung unterliegen. Die Richtlinien VDI/VDE 2180 Blatt 1 bis Blatt 5 beschreiben die sicherheitstechnischen Konzepte der Normen DIN EN 61508 und DIN EN 61511 und ihre praktische Realisierung fr typis

17、che An-wendungen in der Prozessindustrie. Sie behandeln keine speziellen Aspekte bestimmter Anwendun-gen. Manahmen zum Explosionsschutz sind in der Prozessindustrie oftmals integraler Bestandteil des Anlagensicherheitskonzeptes. Die Durchfhrung umfassender und detaillierter verfahrens- und anla-gens

18、pezifischer Gefhrdungsbeurteilungen (z. B. nach dem PAAG/HAZOP-Verfahren) ist Stand der Sicherheitstechnik in der Prozessindustrie und we-sentlicher Teil des Sicherheitsmanagementsystems. 1 Scope This series of guidelines applies to installations in the process industry, such as the chemical and pet

19、-rochemical industries, especially when they are subject to the German Strfall-Verordnung (Major Accidents Regulation). The guideline VDE/VDI 2180 Part 1 to Part 5 de-scribes the safety-related concepts of the standards DIN EN IEC 61508 and DIN EN IEC 61511 and their practical implementation in typi

20、cal applica-tions in process industries. Special aspects of cer-tain applications are not discussed within. Measures for explosion protection are often an integral part of plant safety concepts in process industries. The performance of comprehensive and detailed risk assessments according to process

21、 and plant specific items (e. g. by PAAG/HAZOP analy-sis) is standard practice for safety technology in process industries and a primary element of the safety management system. This systematic risk B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF88D9NormCD - Stand 2013-06All rights reserved Verein Deutsc

22、her Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 VDI/VDE 2180 Blatt 6 / Part 6 3 Bei diesen systematischen Gefahrenanalysen wer-den u. a. auch Explosionsgefahren betrachtet. An-hand von Schadensauswirkung und Eintrittswahr-scheinlichkeit werden fallspezifisch die notwendi-gen Manahmen festgelegt, um das Schutzzi

23、el zu erreichen. Handelt es sich hierbei um prozessleit-technische Manahmen, so kann die Festlegung der sicherheitstechnischen Anforderungen auf Basis der Richtlinienreihe VDI/VDE 2180 erfolgen. Fr nicht elektrische Gerte (z. B. Pumpen) zum Einsatz in explosionsgefhrdeten Bereichen sehen Regelwerke

24、zum Inverkehrbringen die Bewertung gegebenenfalls erforderlicher berwachungen vor. In den Betriebsanleitungen beschreiben die Herstel-ler nicht elektrischer Gerte die erforderliche Quali-tt der berwachung zum Teil durch einen Safety Integrity Level (SIL). Anwender nicht elektrischer Gerte setzen die

25、 Anforderungen an die berwa-chung unter Bercksichtigung der Gefhrdungsbeur-teilung durch Einsatz geeigneter Gerte um. Die vorliegende Richtlinie bildet das Bindeglied zwischen der Thematik der funktionalen Sicherheit und dem Explosionsschutz. Es werden Wege auf-gezeichnet, wie effektive Beziehungen

26、zwischen den vorliegenden Ex-Zonen, der bedarfsorientier-ten Risikominderung und den zur Verfgung ste-henden, adquaten PLT-Einrichtungen (einschlie-lich einer etwaigen SIL-Einstufung) hergestellt werden knnen. Die in dieser Richtlinie diskutierten Prinzipien sind nicht auf die Prozessindustrie besch

27、rnkt; sie kn-nen auch fr den Explosionsschutz in anderen In-dustriezweigen angewendet werden. Weitere Beispiele und nhere Erluterungen zu diesem Thema sind in NAMUR NE 138 enthalten. Aufgabe des vorliegenden Blatts ist nicht die Vor-gabe definierter Musterlsungen fr konkrete Prob-lemstellungen. Solc

28、he Lsungen mssen in indivi-duellen Gefhrdungsbeurteilungen erarbeitet wer-den. Dieses Blatt soll vielmehr die Zusammenhn-ge erlutern und als Grundlage fr solche Gefhr-dungsbeurteilungen dienen. assessment also includes an explosion risk assess-ment. The measures necessary to reach the protec-tion ta

29、rget are determined on a case-by-case basis depending on the damaging consequences and the probability of their occurrence. In the case of proc-ess control engineering measures, safety-related requirements can be defined on the basis of the series of guidelines VDE/VDI 2180. For non-electrical devic

30、es (e. g. pumps) to be used in explosion hazardous areas, regulations for bring-ing such devices onto the market call for an as-sessment of any supervision functions that may be required. The manufacturers operating manual for non-electrical devices shall describe the required quality of supervision

31、 functions, in part by means of a Safety Integrity Level (SIL). Users of non-electrical devices shall use suitable devices to im-plement the requirements for supervision functions with consideration of the risk assessment. This guideline is the link between the topics func-tional safety and explosio

32、n protection. It illustrates possibilities for establishing effective relationships between existing intrinsically safe areas, demand-oriented risk reduction and the available adequate PCE installations (including possible SIL classifi-cation). The principles discussed in this guideline are not rest

33、ricted to just process industries; they also can be used for explosion protection in other industries. Please refer to NAMUR NE 138 for further exam-ples and more detailed explanations on this subject. Specifying defined sample solutions for precise problems is not the object of this Part. Such solu

34、-tions must be developed by means of individual risk assessments. This Part instead is intended to explain the relationships and to serve as the foun-dation for such risk assessments. 2 Normative Verweise / Normative references Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlini

35、e erforderlich: / The following referenced documents are indispen-sable for the application of this guideline: Richtlinie 94/9/EG des Europischen Parlaments und des Rates vom 23. Mrz 1994 zur Anglei-chung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaa-ten fr Gerte und Schutzsysteme zur bestim-mungsgemen Ve

36、rwendung in explosionsge-fhrdeten Bereichen, (Directive 94/9/EC of the European Parliament and the Council of 23 March 1994 on the approximation of the laws of the Member States concerning equipment and protective systems intended for use in po-tentially explosive atmospheres) Anmerkung: National um

37、gesetzt in der Explosions-schutzverordnung (11. ProdSV). / B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF88D9NormCD - Stand 2013-06 4 VDI/VDE 2180 Blatt 6 / Part 6 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 Note: Converted into German law by the Explosion Pro-tection Ordina

38、nce (11. ProdSV). Verordnung ber Sicherheit und Gesundheits-schutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, ber Si-cherheit beim Betrieb berwachungsbedrftiger Anlagen und ber die Organisation des betrieb-lichen Arbeitsschutzes (Betriebssicherheitsver-ordnung Betr

39、SichV) vom 27. September 2002 TRBS 1111:2006-12 Technische Regeln fr Be-triebssicherheit; Gefhrdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung TRBS 2152 Technische Regeln fr Betriebssicher-heit; Technische Regeln fr Gefahrstoffe; Ge-fhrliche explosionsfhige Atmosphre Hinweis zu TRBS 2152 Teil 5

40、: Die Erstellung dieses Teils mit dem Titel MSR-Technik im Rahmen von Explosions-schutzmanahmen“ ist in der Bearbeitung. Der im Folgen-den hergestellte Bezug zu dieser TRBS bezieht sich aus-schlielich auf die dort definierten Begriffe Ex-Vorrichtung“, Ex-Einrichtung“ und berwachung“. Diese Begriffe

41、sollen zuknftig in den drei Regelwerken TRBS 2152, VDI/VDE 2180 und NAMUR NE 138 ein-heitlich verwendet werden. / Hint according TRBS 2152 Part 5: The preparation of this Part with title “PCE-technology in the context of explosion protection” is in progress. The reference to this TRBS de-scribed in

42、the following is only for the terms “ex-mechanism”, “ex-system” and “supervision”, defined in there. These terms shall be used in future for all three guide-lines TRBS 2152, VDI/VDE 2180 and NAMUR NE 138 consistently. VDI/VDE 2180 Blatt 1:2007-04 Sicherung von Anlagen der Verfahrenstechnik mit Mitte

43、ln der Prozessleittechnik (PLT); Einfhrung, Begriffe, Konzeption (Safeguarding of industrial process plants by means of process control engineering; Introduction, terms, concepts) VDI/VDE 2180 Blatt 2:2007-04 Sicherung von Anlagen der Verfahrenstechnik mit Mitteln der Prozessleittechnik (PLT); Manag

44、ementsystem (Safeguarding of industrial process plants by means of process control engineering; Man-agement system) VDI/VDE 2180 Blatt 3:2007-04 Sicherung von Anlagen der Verfahrenstechnik mit Mitteln der Prozessleittechnik (PLT); Anlagenplanung, -er-richtung und -betrieb (Safeguarding of indus-tria

45、l process plants by means of process control engineering; Plant engineering, realisation and operation) VDI/VDE 2180 Blatt 4:2010-07 Sicherung von Anlagen der Verfahrenstechnik mit Mitteln der Prozessleittechnik (PLT); Nachweis der Hard-waresicherheitsintegritt einer PLT-Schutzein-richtung (Safeguar

46、ding of industrial process plants by means of process control engineering; Verification of the hardware safety integrity of safety instrumented systems) VDI/VDE 2180 Blatt 5:2010-05 Sicherung von Anlagen der Verfahrenstechnik mit Mitteln der Prozessleittechnik (PLT); Empfehlungen zur Umsetzung in di

47、e Praxis (Safeguarding of in-dustrial process plants by means of process con-trol engineering (PCE); Recommendations for practical use) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Begriffe nach VDI/VDE 2180 Blatt 1. Anmerkung: Zustzlich zu den Begriffen nach VDI/VDE 2180 Blatt 1 wird im

48、 Folgenden der Begriff der hochverfgbaren berwachungseinrichtung“ verwendet. ber die in Blatt 1 definierte berwachungseinrichtung hinaus werden bei dieser Einrichtung wiederkehrende Prfungen durchgefhrt. Weitere Anforderungen an diese Einrichtungen sind in Abschnitt 7 beschrieben. 3 Terms and defini

49、tions For the use of this guideline, the terms and defini-tions of VDI/VDE 2180 Part 1 apply. Note: Additionally to the terms and definitions of VDI/VDE 2180 Part 1, the term “highly available process su-pervision system” will be used herein. In addition to the process supervision systems defined in Part 1, periodic tests must be performed for these systems. Additional requirements for these systems are described in Section 7. 4 Grundstzliches In der