SIL Güvenlik standardı
SIL nedir? SIL, İngilizce Safety Integrity Level ifadesinin kısaltmasıdır ve Türkçede Güvenlik Bütünlüğü Seviyesi olarak ifade edilir. SIL, bir makinenin veya tesisin genel olarak “ne kadar güvenli” olduğunu gösteren basit bir puan değildir. Belirli bir güvenlik fonksiyonunun, gerektiğinde görevini güvenilir biçimde yerine getirmesi için gerekli güvenlik bütünlüğü seviyesini tanımlar.
SIL kavramının temelini oluşturan IEC 61508, elektriksel, elektronik ve programlanabilir elektronik güvenlikle ilgili sistemler için genel bir fonksiyonel güvenlik standardı ailesidir. IEC 61508 içerisinde SIL 1, SIL 2, SIL 3 ve SIL 4 olmak üzere dört güvenlik bütünlüğü seviyesi tanımlanır.
En Basit Haliyle SIL Nedir?
Bir makine tehlikeli bir şey yapmaya başladığında onu durduracak özel bir güvenlik sistemi olduğunu düşünün. Normal PLC arıza yapabilir, bir sensör bozulabilir veya bir kablo kopabilir. Güvenlik fonksiyonunun görevi, böyle bir durumda tehlikeyi önlemek veya sistemi güvenli duruma getirmektir. SIL bize “bu güvenlik fonksiyonunun ihtiyaç duyulduğunda çalışmama ihtimali ne kadar düşük olmalı?” sorusunun seviyesini anlatır. Risk büyüdükçe gereken güvenlik bütünlüğü de artabilir; fakat her uygulamada en yüksek SIL'i kullanmak gerekmez.
SIL Bir Cihazın Kalite Puanı Değildir
SIL'i bir PLC'nin, sensörün veya sürücünün genel kalite sınıfı olarak düşünmek yanlıştır. Örneğin üzerinde SIL 3 yazan bir safety PLC veya sürücü, tek başına bütün makineyi SIL 3 yapmaz.
Asıl değerlendirilmesi gereken şey tam güvenlik fonksiyonudur. Sensör, giriş modülü, güvenlik mantığı, haberleşme, çıkış elemanı ve son hareketi durduran aktüatör birlikte değerlendirilir. Yanlış kablolama veya yanlış mimari, yüksek seviyede sertifikalı bileşenler kullanılsa bile güvenlik fonksiyonunu yetersiz hale getirebilir.
SIL 1, SIL 2, SIL 3 ve SIL 4 Ne Anlama Gelir?
IEC 61508 dört SIL seviyesi tanımlar. SIL 1 en düşük, SIL 4 ise en yüksek güvenlik bütünlüğü seviyesidir. SIL seviyesi yükseldikçe güvenlik fonksiyonundan beklenen risk azaltma kabiliyeti ve güvenilirlik gereksinimi artar.
SIL 1, dört IEC 61508 seviyesinin ilkidir ve daha düşük risk azaltma gereksinimlerinin bulunduğu güvenlik fonksiyonlarında gündeme gelebilir.
SIL 2, SIL 1'e göre daha yüksek güvenlik bütünlüğü ve daha düşük tehlikeli arıza olasılığı gerektirir.
SIL 3, yüksek risk azaltma gerektiren birçok endüstriyel güvenlik uygulamasında karşılaşılan seviyedir. Safety PLC'ler, güvenlik röleleri veya sürücülerdeki güvenlik fonksiyonlarının dokümanlarında SIL 3 ifadesine sık rastlanabilir.
SIL 4, IEC 61508 içerisinde tanımlanan en yüksek seviyedir. Ancak sektörlere özel standartlar hangi SIL seviyelerinin pratik olarak kullanılacağını ayrıca sınırlandırabilir veya farklı yöntemler tanımlayabilir.
Yüksek SIL Her Zaman Daha İyi midir?
Hayır. Amaç her güvenlik fonksiyonunu mümkün olan en yüksek SIL seviyesine çıkarmak değildir. Önce tehlike ve risk değerlendirmesi yapılır; mevcut mekanik, elektriksel ve diğer risk azaltma önlemleri dikkate alınır ve güvenlik fonksiyonunun sağlaması gereken gerekli risk azaltma belirlenir.
Gereksiz yere yüksek SIL hedeflemek sistemi daha pahalı, karmaşık ve bakımı zor hale getirebilir. Yetersiz SIL seçmek ise gerekli risk azaltmayı sağlayamayabilir. Doğru yaklaşım, riskin gerektirdiği güvenlik bütünlüğü seviyesini belirlemektir.
SIL Nasıl Belirlenir?
SIL seviyesi yalnızca cihaz kataloğuna bakılarak seçilmez. Süreç genel olarak tehlikenin belirlenmesi, riskin değerlendirilmesi, kabul edilebilir risk seviyesinin tanımlanması ve gerekli risk azaltma miktarının hesaplanması ile başlar.
Bunun ardından gerekli güvenlik fonksiyonu tanımlanır. Örneğin aşırı basınç oluştuğunda vananın kapanması, bir koruyucu kapak açıldığında tehlikeli hareketin durması veya sürücünün motor torku üretmesinin engellenmesi ayrı güvenlik fonksiyonları olabilir.
PFDavg ve PFH'nin SIL ile İlişkisi
SIL değerlendirmesinde güvenlik fonksiyonunun çalışma biçimine göre farklı tehlikeli arıza ölçütleri kullanılır. Düşük talep modunda önemli ölçütlerden biri PFDavg – talep anında ortalama tehlikeli arıza olasılığıdır.
Yüksek talep veya sürekli çalışma modundaki güvenlik fonksiyonlarında ise PFH, yani saat başına tehlikeli arıza sıklığı/olasılığı ile ilişkili ölçüt kullanılır. SIL seviyesi yükseldikçe kabul edilebilir tehlikeli arıza değeri küçülür.
Bu nedenle “SIL 3 cihaz” ifadesi tek başına yeterli değildir. Kullanılan çalışma modu, güvenlik fonksiyonunun tamamı, arıza oranları, test aralığı ve diğer güvenilirlik parametreleri de değerlendirilmelidir.
SFF ve HFT Neden Önemlidir?
Fonksiyonel güvenlik yalnızca toplam arıza ihtimalinden ibaret değildir. Donanım mimarisinin tek bir arızaya ne kadar dayanabildiği ve meydana gelen arızaların ne kadarının güvenli veya teşhis edilebilir olduğu da önemlidir.
Bu nedenle IEC 61508 değerlendirmelerinde SFF (Safe Failure Fraction) ve HFT (Hardware Fault Tolerance) gibi kavramlarla karşılaşılır. Bunlar özellikle bir donanım alt sisteminin mimari yeterliliğini değerlendirirken önem taşır.
SIL ile SIS Aynı Şey midir?
Hayır. Eski açıklamalarda sık yapılan önemli bir hata budur.
SIL – Safety Integrity Level, güvenlik bütünlüğü seviyesidir. SIS – Safety Instrumented System ise Türkçede emniyet enstrümanlı sistem veya güvenlik enstrümanlı sistem olarak ifade edilebilen bir sistemdir. SIS bir SIL seviyesi değildir.
Proses endüstrisinde bir SIS; sensörler, mantık çözücü ve son kontrol elemanları kullanarak prosesin gerektiğinde güvenli duruma getirilmesini sağlar. SIS içerisinde bir veya daha fazla SIF – Safety Instrumented Function bulunabilir ve bu güvenlik fonksiyonlarının gerekli SIL seviyeleri birbirinden farklı olabilir.
Proses endüstrisindeki SIS uygulamalarının temel standart ailesi IEC 61511'dir. IEC 61511; SIS'in spesifikasyonu, tasarımı, kurulumu, işletilmesi ve bakımına ilişkin gereklilikler verir ve IEC 61508'in proses endüstrisine yönelik uygulamasıdır.
SIL Nerelerde Kullanılır?
SIL özellikle endüstriyel otomasyon, proses kontrolü ve güvenlikle ilgili elektrik-elektronik kontrol sistemlerinde önemlidir. Kimya tesisleri, petrokimya, enerji, proses tesisleri ve çeşitli makine uygulamalarında fonksiyonel güvenlik değerlendirmeleriyle karşılaşılabilir.
Makine otomasyonunda IEC 61508'in yanında IEC 62061 ve ISO 13849 gibi sektöre özel standartlar kullanılır. Bunların amacı, güvenlikle ilgili kontrol fonksiyonlarının risk seviyesine uygun biçimde tasarlanmasını ve doğrulanmasını sağlamaktır.
Bu nedenle SIL'i özellikle “havacılık veya otomobil standardı” olarak tanımlamak doğru değildir. Otomotiv sektöründe ISO 26262 içerisindeki ASIL, havacılıkta ise kendi sektörel güvenlik ve yazılım güvence yöntemleri gibi farklı sınıflandırmalar kullanılmaktadır.
Sürücülerde SIL ve STO
Modern motor sürücülerinde fonksiyonel güvenliğin en sık karşılaşılan örneklerinden biri STO – Safe Torque Off fonksiyonudur. STO, sürücünün motorda tork üretmesine neden olan enerjiyi güvenli biçimde engellemeyi amaçlayan bir sürücü güvenlik fonksiyonudur.
Sürücülerin fonksiyonel güvenliği konusunda IEC 61800 standart ailesi içerisinde IEC 61800-5-2 önemli bir kaynaktır. STO dışında SS1, SS2, SOS ve benzeri sürücü tabanlı güvenlik fonksiyonları da bu alanda değerlendirilir.
Ancak sürücünün STO fonksiyonunun SIL 3 veya PL e kabiliyetine sahip olması, makinenin otomatik olarak SIL 3 veya PL e olduğu anlamına gelmez. Güvenlik fonksiyonunun sensörden başlayıp son aktüatöre kadar tamamı analiz edilmelidir.
SIL ile PL Arasındaki Fark Nedir?
Makine güvenliğinde SIL ile birlikte sık karşılaşılan diğer kavram PL – Performance Level'dır. ISO 13849-1 güvenlikle ilgili kontrol sistemleri için PL a, PL b, PL c, PL d ve PL e seviyelerini kullanır.
SIL ve PL aynı adlandırma sistemleri değildir. Her ikisi de güvenlik fonksiyonlarının güvenilirliği ve risk azaltımıyla ilgilidir ancak hesaplama yöntemleri, mimari kavramları ve uygulama standartları farklıdır. Bir ürün dokümanında hem SIL 3 hem de PL e görülmesi mümkündür.
SIL Yazılım Seviyesi midir?
SIL yalnızca yazılımın güvenlik seviyesi değildir. IEC 61508; donanım, sistematik hatalar, yazılım geliştirme, doğrulama, validasyon, işletme, bakım ve güvenlik yaşam döngüsünün diğer bölümlerini birlikte ele alır.
IEC 61508-3 özellikle güvenlikle ilgili yazılımın geliştirilmesine ilişkin gereklilikleri içerir. Ancak yazılım, güvenlik fonksiyonunun yalnızca bir parçasıdır. Güvenli bir sistem için donanım mimarisi, teşhisler, sistematik hata önleme yöntemleri ve uygulamanın tamamı birlikte değerlendirilir.
Safety PLC Üzerinde SIL 3 Yazması Ne Demektir?
Bir safety PLC veya güvenlik modülünün belirli şartlarda SIL 3 uygulamalarında kullanılabilecek şekilde tasarlanmış ve değerlendirilmiş olması mümkündür. Fakat bu ifade, PLC'nin bağlandığı her sistemin otomatik olarak SIL 3 olduğu anlamına gelmez.
Örneğin acil durdurma butonu, güvenlik giriş modülü, safety PLC, kontaktör veya sürücü ve geri besleme devresi birlikte tek güvenlik fonksiyonunu oluşturabilir. Bu zincirin tamamının gerekli güvenlik seviyesine uygun tasarlanması ve doğrulanması gerekir.
SIL Değerlendirmesinde Sık Yapılan Hatalar
“SIL 3 cihaz kullandım, makine SIL 3 oldu” düşüncesi yanlıştır. SIL bir komponent etiketi olmaktan önce güvenlik fonksiyonunun gereksinimi ve elde edilen bütünlüğüyle ilgilidir.
“SIL 4 her zaman en iyi seçimdir” yaklaşımı da doğru değildir. Gerekli seviye risk değerlendirmesiyle belirlenir.
“SIL yalnızca yazılım güvenliğidir” ifadesi yanlıştır. Donanım, yazılım, mimari, teşhis, bakım ve güvenlik yaşam döngüsü birlikte değerlendirilir.
“SIS bir SIL seviyesidir” ifadesi de yanlıştır. SIS bir sistemdir; SIL ise güvenlik fonksiyonunun gerekli bütünlük seviyesini tanımlar.
Fonksiyonel Güvenlikte Hangi Standartlara Bakılmalı?
IEC 61508, genel fonksiyonel güvenlik çerçevesini oluşturur. Proses sektöründeki güvenlik enstrümanlı sistemler için IEC 61511, makine güvenliğindeki elektrik-elektronik-programlanabilir kontrol sistemleri için IEC 62061, güvenlikle ilgili kontrol sistemi parçaları için ISO 13849 ve sürücülerin fonksiyonel güvenliği için IEC 61800-5-2 önemli standartlardır.
Bu standartların hangisinin uygulanacağı makinenin, prosesin, cihazın ve güvenlik fonksiyonunun türüne göre değişir. Daha geniş konu ağı için makine güvenliği standartları ve endüstriyel standartlar rehberlerini inceleyebilirsiniz.
Önemli: SIL, yalnızca ürün kataloğundaki bir sayı değildir. Gerekli SIL seviyesinin belirlenmesi risk analiziyle başlar; elde edilen güvenlik bütünlüğünün doğrulanması ise güvenlik fonksiyonunun tamamını, donanımı, yazılımı, mimariyi, arıza olasılıklarını, testleri ve uygulama şartlarını kapsar.
SIL Konu Rehberi
PFDavg Nedir? • SFF ve HFT Nedir? • SIL 1 • SIL 2 • SIL 3 • SIL 4
İlgili Standartlar ve Otomasyon Rehberleri
Endüstriyel Standartlar • IEC Standartları • ISO 13849 • IEC 61800 • Makine Güvenliği
Endüstriyel Otomasyon • Otomasyon Nedir? • PLC ve HMI • STO Nedir?