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안전 무결성 수준(SIL)에 대한 SIL 기술 기반 및 평가 방법 이해

2025-08-25

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SIL 이해: 안전 무결성 수준의 기술적 기초 및 평가 방법

산업 자동화에서 안전은 사치가 아니라 필수입니다. 화학 반응기의 압력을 제어하든, 세라믹 가마의 흐름을 모니터링하든, 안전 시스템의 신뢰성은 원활한 작동과 치명적인 고장의 차이를 의미할 수 있습니다. 여기서 안전 무결성 수준(SIL)이 등장합니다. 이는 안전 계측 기능(SIF)의 신뢰성을 정량화하기 위한 세계적으로 인정받는 프레임워크입니다.이 블로그에서는 SIL의 기술적 논리와 이를 평가하는 데 사용되는 구조화된 방법을 살펴봅니다.

SIL이란 무엇인가?

SIL은 IEC 61508 및 IEC 61511 표준에 의해 정의된

안전 무결성 수준을 의미합니다. 이는 전기/전자/프로그래밍 가능한 시스템에서 안전 기능에 대한 요구 시 고장 확률(PFD)을 정량화합니다.SIL 수준은 4가지가 있습니다:

SIL 수준

PFD 범위 위험 감소 계수 일반적인 적용 분야 SIL 1
10⁻² ~ 10⁻¹ 10 ~ 100 기본 공정 안전 SIL 2
10⁻³ ~ 10⁻² 100 ~ 1,000 중간 위험 시스템 SIL 3
10⁻⁴ ~ 10⁻³ 1,000 ~ 10,000 고위험 환경 SIL 4
10⁻⁵ ~ 10⁻⁴ 10,000 ~ 100,000 드물고 극단적인 위험 시스템(예: 원자력) SIL의 기술적 기초

SIL은 엄격한 엔지니어링 원칙을 기반으로 합니다:

1.

신뢰성 엔지니어링위험한 고장의 확률을 최소화하는 데 중점을 둡니다.

  • MTTF(평균 고장 시간) 및 고장률(λ)과 같은 지표를 사용합니다.
  • 2.

중복성 및 아키텍처더 높은 SIL 수준은 종종 중복 시스템(예: 1oo2, 2oo3 아키텍처)을 필요로 합니다.

  • 고장 허용 오차가 핵심입니다. 구성 요소가 고장나도 시스템은 계속 작동해야 합니다.
  • 3.

진단 범위스마트 트랜스미터 및 컨트롤러는 종종 자체 진단을 포함합니다.

  • 더 높은 진단 범위는 감지되지 않은 고장을 줄여 SIL 등급을 향상시킵니다.
  • SIL 평가 방법

SIL 등급을 달성하려면 구조화된 분석과 문서화가 필요합니다. 주요 방법은 다음과 같습니다:

✅ 1.

위험 그래프결과, 빈도 및 회피 가능성을 평가하는 정성적 도구입니다.

  • 안전 기능에 필요한 SIL 수준을 결정하는 데 도움이 됩니다.
  • ✅ 2.

보호 계층 분석(LOPA)독립적인 보호 계층을 평가하는 반정량적 방법입니다.

  • 위험 감소를 계산하고 추가 안전 기능이 필요한지 여부를 결정합니다.
  • ✅ 3.

고장 트리 분석(FTA)상향식, 연역적 방법으로 고장 경로를 매핑합니다.

  • 중요한 고장 지점을 식별하고 전체 시스템 신뢰성을 계산합니다.
  • ✅ 4.

FMEDA(고장 모드, 영향 및 진단 분석)개별 구성 요소를 평가하기 위해 제조업체에서 사용하는 정량적 방법입니다.

  • 트랜스미터, 센서 및 로직 솔버에 대한 PFD 값과 진단 범위를 제공합니다.
  • 철학으로서의 SIL: 신뢰를 위한 설계

SIL은 단순한 숫자가 아니라 신뢰에 대한 약속입니다. 중국 철학에서 신뢰는 완벽함이 아니라 회복력을 바탕으로 구축됩니다. SIL 등급 시스템은 제로 고장을 약속하지 않습니다. 고장이 드물고, 예측 가능하며, 억제된다는 것을 약속합니다.

스마트 트랜스미터, 인증된 센서 및 강력한 제어 아키텍처는 이러한 신뢰의 중추를 형성합니다. 그들은 단순히 측정하는 것이 아니라 보호합니다.

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