PPGは新しい安全計装システム(SIS)で化学プラントのリスクを軽減
化学メーカはLOPAを採用した後、リスクを減らし、その他の重要なプラントのニーズに対応するために、スケーラブルで新しい安全計装システムの必要性を感じていました。
1899年に製造を開始したオハイオ州バーバートンにあるPPGの産業用の生産工場は変化に対応してきました。
その製品は、ガラス製造用の原料から、現在製造されているさまざまな特殊化学品へと進化してきました。また、そのオペレーションは、手動プロセスから今日のより自動化された分散制御のオペレーションへと完全に変化しました。
最近の工場の変化のひとつに、作業者による安全リスクの評価と軽減があります。最近、防護層解析(LOPA)と呼ばれるリスクアセスメント手段を採用したことにより、作業者は工場の安全防護の効果をより良く理解できるようになり、それらの保護手段をさらに強化できる分野を特定するのに役立つことさえ証明されました。工場内の安全対策の有効性をより深く理解できるようになり、さらに安全対策を強化できる箇所を特定するのにも役立っています。
安全リスクが明らかに
クロロギ酸エステルユニットはバーバートン工場の最小のプロセスユニットの1つですが、工場の安全リスクが最も高いユニットの1つです。
工場の作業者は、OSHAのプロセス安全管理基準(29CFR1910.119)に従って、数十年にわたってユニットのプロセス危険分析(PHA)を実施してきました。LOPAの導入に伴い、作業者はPHAで特定された安全防護を評価し、その有効性を定量化して検証する必要がありました。
PPGインダストリーズ社のシニアプロセス制御エンジニアであるマット･キンシンガ－氏は次のように述べています。「私たちは現在のインターロックを評価し、それらが保護する可能性のあるシナリオを調べることから始めました。次に、PHAで既に高リスクとしてランク付けされているものをすべて再評価し、適切に保護されるようにしました。これにより、既存の制御システム、機器、制御デバイスを改善して、許容可能なリスクレベルを満たす機会を特定することができました。」
ここから、キンシンガー氏と彼のチームはISA-84/IEC-61511規格に従って新しい安全計装システム(SIS)のための要件を開発しました。新しい安全計装システムは、プロセスユニットのリスクを削減するだけではなく、他の主要なプラント要件に対応するためにも必要でした。
これらの要件は以下の通りです。
- 使いやすさ: チームは、既存の分散制御システム(DCS)インターフェイスと簡単に統合できる使いやすいオペレータインターフェイスを望んでいました。
- スケーラビリティ: SISシステムは、新規または改造されたプラントの機器をサポートできることが必要でした。
- 拡張性: チームは、将来の分析または将来のPHAに基づいて、SISに簡単に追加したり、またはより高いレベルの保護の要件を追加できることを望んでいました。
スケーラブルなSISソリューション
チームは、その技術が既に工場で使用されている2つのベンダーのSISの製品を再検証しました。
決着はロックウェル･オートメーションのAADvance®システムになりました。柔軟でスケーラブルなシステムは、少量のI/Oから大規模システムまでの運用で使用でき、アプリケーションでの複数のSILレベルを満たすことができます。また、工場の既存のAllen Bradley®のControlLogix®コントローラへの簡単で標準的な通信も提供しました。
「AADvanceシステムはSISのすべてのケースで有効でした。価格もよかったし、最初の要件を満たしていました。さらに、必要に応じて簡単に拡張したり拡大することができます」と、キンシンガ－氏は述べています。
注文が出されると、チームは4カ月という短いスケジュールで新しいシステムを開発し、計画停止中にそれを実装しました。
まず、ロックウェル･オートメーションはプロジェクトマネージャとプロジェクトエンジニアをアサインして、アップグレードをサポートしました。プロジェクトマネージャはチームのミーティング、コミュニケーション、および文書作成を調整して、プロジェクトを継続して、中間目標(マイルストーン)が達成されているかを確認します。プロジェクトエンジニアは、キンシンガー氏と彼のチームに直接協力して、彼らのニーズのすべてを満たすシステムを開発しました。
工場受入テスト(FAT)のために、キンシンガー氏はSIS通信を搭載するように変更されたスペアのコントローラをもってロックウェル･オートメーションのヒューストンの施設にやってきました。ロックウェル･オートメーションのチームは、すべての安全計装機能(SIF)、I/Oポイント、およびバイパスとリセット条件のシミュレーションを含む詳細なFATを実施しました。
その後、SISはバーバートン工場に出荷され、そこでPPGの担当者が外部のサポートなしでの施設受入テスト(SAT)としてFATを複製しました。これにより、ISA-84/IEC-61511規格で必要なシステムの妥当性確認が行なわれます。
ギャップを埋める
キンシンガ－氏と彼のチームは、AADvanceシステムの設置と、スケジュールされたタイムラインに従って稼働するという目標を達成しました。
新しい安全計装システムは、クロロギ酸エステル･プロセス･ユニット用の工場の許容可能なリスクレベルを満たすために必要な保護を提供し、工場とともに成長または進化する柔軟性も提供します。これはプロセスがすでに容量に達しているために拡張が必要になる可能性が高いため、重要です。また、工場内のプロセスの危険源の継続的な再評価は、安全計装システムの変更の可能性が非常に高いことを意味します。
キンシンガ－氏は次のように述べています。「私たちは現在のシステムの包括的な再検証であると思われるものを実施しました。しかし、安全計装システムに追加アイテムを追加したり、将来のPHAに基づくより高いレベルの保護の要件を追加する余地も必要でした。」