WKS Logic Solver Emerson Tadeu

DeltaV SIS Process Safety SystemTadeu BatistaGerente de Vendas DeltaV [email protected]

DeltaV SIS IBPEmerson ConfidentialDecembert, 2011 Slide 2

DeltaV SIS Experincia ComprovadaDeltaV SIS Experincia Comprovada

ESD - 510 FGS 139 BMS - 66

Por Aplicao

Smart safety loops. Processo Confivel.

Instalaes DeltaV SIS Worldwide

739 sistemas de segurana vendidos 460 sistemas instalados e rodando >60 milhes de horas em projetos

Quimico - 353 leo&Gas - 245 Refininarias - 93 Life Sciences - 16 Outros - 32

Por Industia


DeltaV SIS no atende apenaspequenas aplicaes!DeltaV SIS no atende apenaspequenas aplicaes!

Project NameWorld Area Industry

System Status

I/O Count

Logic Solver Count Nodes

LDK PolySilicon Project AP Chemical FAT 5000 500 18

Kearl Oil Sands Project - Phase I NA Oil & Gas Design 4000 300 50

North West Upgrading NA Refining Hold 3400 260 32

OPTI Long Lake Upgrader SIS NA Refining Running 3000 245 29

Lukoil Korchagin Platform EUR Oil & Gas At site 2900 190 16

ENI Snamprogetti Isocracking EUR Refining Running 2900 224 16

Pemex Coker LA Refining FAT 2800 172 16

PDO Qarn Alam Steam Plant MEA Oil & Gas At site 2500 167 13

HanKook Silicon AP Chemical Design 2000 155 11

BP Whiting OCC Coker EUR Refining Design 2000 112 7

Camisea - Malvinas LA Oil & Gas Running 1800 158 8


Instalaes DeltaV SIS no Brasil 31 Sistemas vendidos 28 Sistemas Instalados e Rodando < 5000 pontos no Brasil

DeltaV SIS Experincia ComprovadaDeltaV SIS Experincia Comprovada

ESD - 22 ESD/FGS 7 BMS - 2

Por Aplicao

Smart safety loops. Processo Confivel.

Qumico 7 Petroquimico - 11 Oleo&Gas - 2 Refininarias - 7 Papel & Celulose 1 Biocombustveis - 3

Por Industria


DeltaV SIS ajuda atingir os requisistos de segurana em seu processoDeltaV SIS ajuda atingir os requisistos de segurana em seu processo

Confiabilidade de Processo Otimizada

Flexibilidade para atingir necessidades de Projeto

Melhoria na Visualisao do Processo

Engenharia reduzida e menos complexa

Gerenciamento Simplicado do Ciclo de Vida de Segurana


1940 1960 1980 2000 2020

Valor

Smart SIS Traz os Benefcios da era Digital para o SIS Smart SIS Traz os Benefcios da era Digital para o SIS

Tempo

Advento do DCSPainis de

Controle

ArquiteturaPlanta Digital

Rels & SwitchesPraticamenteImpossvel:Documentar, modificarTestarDetectarFalhas/Diagnstico

PLCs & DispositivosAnalgicosMelhora naDocumentao e ModificaoMelhoria nos TestesDeteo de Falhas e Diagnstico aindapobre.

Smart SISFcil documentaoe modificaoAutomatizao dos testesDeteo de Falhase DiagnsticoInteligentes


Confiabilidade de Processo OtimizadaConfiabilidade de Processo Otimizada

Leva a planta para Shutdown por segurana, mantm a planta rodando de forma segura caso

um componente entre em modo de falha.

Um componete chave no conceito SMART SIS


Enfonqueconvencional dos

SistemaInstrumentados de

Segurana

SistemasInstrumentados de

Segurana do ponto de vista de

falhas*

*Source: OREDA (Offshore Reliability Database)

Confiabilidade depende da funo de segurana completa!Confiabilidade depende da funo de segurana completa!

Somente 8% das falhas emum SIS estorelacionados aoLogic Sover*


18 mA

Monitoramento da Sade do Instrumento: Fuga de CorrenteMonitoramento da Sade do Instrumento: Fuga de Corrente

18 mAIsolator


16 mA

Monitoramento da Sade do Instrumento: Fuga de CorrenteMonitoramento da Sade do Instrumento: Fuga de Corrente

18 mA

Vazamento para terra: 2 mALimite de Trip 17 mA

Reconhecimento atravs da comparao automtica da PV

analgica e HART

Isolador


Monitoramento da Sade do Instrumento: Falha de AlimentaoMonitoramento da Sade do Instrumento: Falha de Alimentao


Transformar o Rudo do Processo em Informao valiosaTransformar o Rudo do Processo em Informao valiosa

Como visto no DCS (Taxade atualizao = 1-2 seb) como visto no 3051S (Taxa de

atualizao = 22 vezes / seg).

9797.5

9898.5

9999.5100

100.5101

101.5102

102.5

Normal

Bias

Drift

Noise

Spike

Stuck

Time

Sensor OutputSeen by the Control System

9797.5

9898.5

9999.5100

100.5101

101.5102

102.5

Normal

Alterao

Flutuao

Rudo

Spike

Plug

Time

Sada do sensor (45 mSeg)Visto pelo sistema de controle (1 Seg)


FuncionalidadesRosemount 3051S FuncionalidadesRosemount 3051S

Safety Certified

DiagnsticomA Output

Consumo do Transmissor

Deteco de Tomada Entupida

Diagnsticos Avanados o tornam o medidor de presso mais seguro do mercado

Certificao SIS para diagnsticos de potncia e processo

Mais alto Safe Failure Fraction (SFF = 98%)

Menor Dangerous UndetectedFailures

Maior impacto na reduo do PFD da Funo de Segurana

Pontos Chave


Deteo = SeguranaDeteo de Falhas

dentro da Escala

Previso = DisponibilidadeDiagnsticos possibilitam evoluo de

Manuteno Reativa & Preventiva para Preditiva

Diagnstico Avanado -Tomada de Impulso EntupidaDiagnstico Avanado -Tomada de Impulso Entupida


Temperatura Rosemount 3144PTemperatura Rosemount 3144P

Safety Certified


Exemplo Tpico de Alerta de Drift

Sensor Drift Alert Activated

Typical Drift Over Time

+

0

_

Time

InitialMinimalDifference

Limites de DriftsDefinveis

pelo usurio

T

Alerta de Drift detecta leituras duvidosas do SensorAlerta de Drift detecta leituras duvidosas do Sensor

Padro de Fbrica:3.0 C (5.4F)

Alerta Digitalquando ocorrer variao

dos limites definidos pelo usurio

Diferena de temperatura (T)entre dois sensores

monitorando o mesmo ponto de processo

O T muda quando o driftdos sensores varia.

O que faz com que ocorrao Drift do sensor?

Oscilaes extremas de temperatura Altas vibraes Ataques de umidade devido a

precariedade na construo mecnica dos sensores

Contaminao dos elementosde platina


Posicionador DVC6000SPosicionador DVC6000S

Safety Certified


Potencimtro

Modulo BaseHockey Puck(Eletrnica) I/P

Rel

Terminal

Box

Posicionador DVC6000SPosicionador DVC6000S


Diagnstico em servioDiagnstico em servio


Fisher DVC6000 SIS Partial Stroke TestingFisher DVC6000 SIS Partial Stroke Testing


Como se integrava o HART ao SISComo se integrava o HART ao SIS

HART Multiplexer

Logic Solver


Arquitetura DeltaV SISArquitetura DeltaV SIS

Vantagens: Integrado

pormSeparado

Escalonvel Modular Distribudo Redundante Seguro


DeltaV SIS is Certified for BMS ApplicationDeltaV SIS is Certified for BMS Application


DeltaV SIS permiteresoluo de lgica modularDeltaV SIS permiteresoluo de lgica modular

Logic SolverSimplex

Logic SolverRedundante

Logic Solver modular com I/O configurvel Redundncia Flexivel Certificao SIL 3 para SLS Simplex ou

Redundante Scan Rate Deterministico Proof Test automtico do Logic Solver Suporte ao HART v7

Pontos Chave

MTTFS = 33 AnosMTTFS = 3000 Anos


Impacto da contagem de I/O emPLC de seguranaImpacto da contagem de I/O emPLC de segurana


Impact of I/O count on Response timeImpact of I/O count on Response time


Arquitetura Modular vs. CentralizadaArquitetura Modular vs. CentralizadaLogic Solver Centralizado 100s de FISs em uma nica

caixa. Vantagem para projetos de

Grande porte. Ponto de Falha nico

Logic Solver Modular FISs Isoladas Escalonvel para projetos

de Pequeno e Grande porte

Elimina ponto de falhacomum.


Um n DeltaV SIS uma unidade modular de resluo de lgicaUm n DeltaV SIS uma unidade modular de resluo de lgica

32 logic solvers por n 512 I/O por n Redundncia Flexvel

Entradas conectadas a diferentes Logic Solvers

Todas as entradas esto disponveis para todos ns do Local Peer

Executa a votao em um nico mdulo, alocado em um Logic Solver Redundante, acionando as sadas.


DeltaV SIS possui ArquiteturaModular e DistribudaDeltaV SIS possui ArquiteturaModular e Distribuda


Distribuindo a Lgica entre os NsDistribuindo a Lgica entre os Ns

Transmissores em 1oo2

Safety Node 1 Safety Node 2


Lgica DistribudaLgica Distribuda

Logic in SLS (x) Node No.1

Logic in SLS (y) Node No.2

Safety Node No.1

Safety Node No.2

Secure Parameter(SIL3 rated)


O que so Parmetros Seguros?O que so Parmetros Seguros?


Aumento da visibilidadeem seu processoAumento da visibilidadeem seu processo

Oferece os benefcios da separao total e da integrao total, sem os pontos negativos do dois extremos.

Ambiente integrado para Operao, Manuteno e Engenharia

Separao de HW, SW e rede entre Controle e Segurana.

Arquitetura Integrada, porm separada


Arquitetura Integrada porm SeparadaArquitetura Integrada porm Separada

Aumento da visibilidade Reduo de Custos do Ciclo de Vida de Segurana

Custos de Equipamentos e Instalao Custos de Engenharia e Manuteno

Custos com Treinamento Fcil aderncia a Normas e Regulamentaes Segurana Robusta

Pontos Chave


Visualizao da SeparaoBPCS/SISVisualizao da SeparaoBPCS/SIS

Source: ARC Advisory Group


Engenharia reduzida e menos complexaEngenharia reduzida e menos complexa

Blocos de Funo certificados pela IEC 61508

Oferece poderosas funcionalidade out of the box, simplificando aplicaes tipicamente complexas.


Blocos de Funo Certificados conforme IEC 61508 Blocos de Funo Certificados conforme IEC 61508

Implemente lgicas complexas em um nico mdulo, eliminando a necessidade de vrias pginas de cdigo customizado.

Elimina necessidade de cdigos customizados para tarefas comuns.

Simplicao de lgica e soluo de problemasUma abordagem coerente em todas aplicaes SISReduo significante em horas de engenharia no desenvolvimento de aplicaes ESD, FGS, e BMS

Telas grficas com informaes ricas em diagsticos SIS

Sem restries para migrao futuras verses.

Pontos Chave


Blocos de Funo Certificados conforme IEC 61508 Blocos de Funo Certificados conforme IEC 61508

Analog voter Discrete voter Cause and effect matrix State transition diagram Step sequencer Digital valve controller

Blocos de Funo Avanados

Poderosa funcionalidade out of the box, de uso intuitivo Funcionalidade drag-and-drop intuitiva Propagao e gerenciamento de status inerente aos blocos Alarmes de Override e Desvios pr construdos Degradao automtica na votao por deteo de falha de dispositivos SOE pr configurado, com idenficao automtica do primeiro evento Uma poderosa mquina de estados e sequeciador de passo para BMS

Pontos Chave


Configurao de Votao 2003, utilizando blocos certicados TUV

Transmitter 1

Transmitter 2

Transmitter 3

1.- Selecione o Blocona Biblioteca

2.-Arraste os blocos Voter e AI para rea de trabalho

3.- Configura a votao2003

1

2

3 4

Tudo sendo executado dentro do SLS 1508.

4.- Resultado Votao


Bloco Entrada AnalgicaBloco Entrada Analgica

Escalomento Entrada

Converso Sinal

Filtro

Gerenciamento Status

Simulao


Bloco Votao AnalgicaBloco Votao Analgica

Bypass Manuteno

Bypass Start Up

Bypass Temporizado

Trip delay

Degradao Votao


Loop Test direto do DeltaV ExplorerLoop Test direto do DeltaV Explorer


DeltaV SIS detecta quando a acorrente fixada no loop TestDeltaV SIS detecta quando a acorrente fixada no loop Test


Bloco Matriz Causa&EfeitoBloco Matriz Causa&Efeito

Mquinas de Estado

Deteco de Primeiro Evento

Resets e forcing

Reset, start, force permits

Temporizdores


Configurao Bloco LSCEMConfigurao Bloco LSCEM


Transio de Efeitos do BlocoLSCEM Transio de Efeitos do BlocoLSCEM

Normal

Waiting for Start

Permit

Ready to Reset

Waiting for Reset Permit

Tripped

Trip Initiated-Delayed


Blocos de Funo PadroBlocos de Funo PadroBlocos de I/O

Analog and Discrete Inputs Digital Valve Controller Discrete Output

Blocos Avanados

Analog and Discrete Voters Cause and Effect Matrix State Transition Diagram Step Sequencer

BlocosMatemticos

Calculation/Logic Comparator Limit Middle Signal Select

Blocos Lgicos

Alarm Bi-Directional, Negative, and Positive Edge Triggers Boolean Fan In and Boolean Fan Out And, Not And, Not Or, Not Or, Not Exclusive Or, Exclusive Or Reset/Set and Set/Reset Flip-flops

Temporizadores Off and On-delay Timers Retentative Timer Timed Pulse


Blocos de funo BMS facilitamconfigurao e resoluo de falhasBlocos de funo BMS facilitamconfigurao e resoluo de falhas

Configure Estados e Transies no bloco State Transition Diagram

Defina o estado da sada para cada estado no bloco Step Sequencer

Defina os sinais de trip requeridos no bloco Cause and Effect Matrix.

Crie a mascara baseada nos estados ativos de trip.

Funcionalidade BMS Pr Construda

TransiesEstados

SadasEstados

Bloco de Funo de Transio de Estado

Bloco de Funo Step Sequencer


State Transition Diagram eSequencer Function BlocksState Transition Diagram eSequencer Function Blocks


BMS State Transition DiagramBMS State Transition Diagram

S01

S02

1) No Trip condition exists and all trips have been reset

S03

1) Operator initiates Purge hand switch.

S04

1) Total volume flow of nitrogen is confirmed at 200 SCFM for 5 min

1) Operator initiates pilot ignition with hand switch.

S06

1) Pilot flame detected within 15 sec

Shutdown,Not Ready

Shutdown,& Ready

Pre-Purge In progress Purge Complete

Ignite Pilot

Pilot only Running

1) At least 15 seconds elapsed2) At least 6 hours of cold restart time is elapsed OR Operator over-rides this timer.3) Operator initiates "Light Main Burner" hand switch.

Ignite Main with Pilot

Cold Start, Set Low fire position

1) Low fire positions confirmed

S09

1) Flame detectors confirm flame within 15 sec2) Additional 15 sec for flame stabilization

S10

1) Reached min temp2) Operator initiates hand switch to Mixed Gas"

S12

1) Low fire positions confirmed

1) Operator initiates Mixed Gas hand switch

1) Operator initiates "Waste Gas Only hand switch

Main without pilot, not at Temp

Mixed Gas

Mixed firing, set low fire position

Waste Gas Only

Trips from States5, 6, 7, 8, 9, 10, 12

Startup failure

S05

S07

S08

S13


BMS Trips Graphics Normal StateBMS Trips Graphics Normal State


BMS Trips Graphics Trip StateBMS Trips Graphics Trip State


BMS Ring of Fire Step S02BMS Ring of Fire Step S02


Proteja seus padres SISde EngenhariaProteja seus padres SISde Engenharia

Crie modelos em um sistema master

Proteja e os distribua a centros de engenharia

Modelos SIS protegidos s podem ser deprotegidos no sistema master.

Senha pode ser opcionalmente utilizada. Modelos podem ser embutidos em um mdulo

SIS. Referncias dos Mdulos SIS so controladas e

reportadas.


Concebido desde o inicio para facilitar o atendimento a normas e regulamentaes, eliminando erros de implementao.

Construido conforme IEC 61511

Gerenciamento simplificado do Ciclo de Vida de SeguranaGerenciamento simplificado do Ciclo de Vida de Segurana


Gerenciamento de MudanaGerenciamento de Mudana

Histrico completo de mudana de lgica

Armazenamento abrangente de eventos e diagnstico de falhas

Conformidade simplicada com regulamentaes e normas

Pontos Chave

Controle de Verses Rastreabilidade Assinatura Eletrnica

Caracterstica Chave

MOC Workflow


Segurana IntegradaSegurana Integrada

Previne modificaes no autorizadas

Garante qualificao personalizada

Conformidade Simplicada

Pontos Chave

Gerenciamento de Usurios Switches Seguros Certificao Achilles Proteo contra Invaso

Caracterstica Chave


Version Control e Audit Trail (VCAT)Version Control e Audit Trail (VCAT)


Configurao doVersion ControlConfigurao doVersion Control

authorisation


Gerenciamento de ModificaoSIS(Requisito da IEC61511-1 Seo 17)Gerenciamento de ModificaoSIS(Requisito da IEC61511-1 Seo 17)

z Objetivo Modificaes planejadas corretamente, revisada e aprovadas

antes de realizar a modificao. Manter Integridade de segurana.

authorisation and control procedures clearly identify work and hazards affected analyse impact on functional safety

return to first phase of safety lifecycle affected modifications cant start without authorisation keep records of the change carried out by qualified people, properly trained all affected should be notified and trained

Requisitos VCATProcedimentos de autorizao e controle 3Identificar claramente modificao e riscos afetadosAnalisar impacto na FISModificaes no podem iniciar sem autorizao 3Manter registros de modificao 3Realizado por pessoal treinado e qualificado 3(1)Todos os afetados devem ser informados e treinados

(1) Juntamente com uso do DeltaV Security


Segurana IntegradaSegurana Integrada

Physical Security

PossibleThreat

Secure Architecture

Demilitarized Zone (DMZ)

Firewalls

Virus Scanners

Patch Management

Policies and Procedures

Workstation Hardening

Secure Switches

Secure Write Procedure

Change Management

Electronic Signature

Separate Safety Networks

Proprietary Protocols

Account Management

Role-Based Access Control

Gateways

Intrusion Protection

Rede de Controle de Processo

Rede Sistema Instrumentadode Segurana

SafetySystemNetwork

Achilles Certified


Cetificao Achilles por 3 Cetificao Achilles por 3

The Achilles Satellite identified no vulnerabilities in the SLS 1508. The device meets the conformance requirements defined


Simule a Configurao do seuDeltaV SISSimule a Configurao do seuDeltaV SIS


Gerenciamento Integrado do Ciclo de Vida de Segurana.Gerenciamento Integrado do Ciclo de Vida de Segurana.

Analysis Implementation Operation

Hazard analysis LOPA Safety requirement

specification

SIL Verification Spares analysis

Reliability analysis Production analysis Performance analysis Cost of unreliability Integration with ERP

Document control Document repository Management of change

Document control Document repository Management of change

Document management Electronic proof tests Proof test reports

Device management Device configuration Device calibration

Engineering tools Simulation / testing Management of change

SIF execution Event recording Bypassing/overrides Management of change

Smart Pressure Smart Temperature Smart Level Smart Flow DVC6000 SIS

Device management Device configuration Device calibration Electronic loop tests

Documents

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