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

古いものをすべて再び新しく

1899年にさかのぼる生産履歴を持つ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、ガラス製造事業の原料から、今日製造しているさまざまな特殊化学品に進化しています。また、その操作は、手動プロセスから今日のより自動化された分散制御ベースの操作に完全に変換されました。

工場でのもっとも最近の変更の1つは、作業者が安全リスクを評価および軽減する方法でした。最近、防護層解析(LOPA)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。
 

発見された安全リスク

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、工場で最高の安全リスクの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の採用により、作業者はそれらのPHAで特定された安全防護を評価して、その有効性を定量化および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。

キンシンガ－氏は次のように述べています。「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。」

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が非常に可能性が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。」

ここで紹介した成果は、PPGでの配備されたロックウェル･オートメーション製品およびサービスをその他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

商標の情報:      
AAdvance, Allen-Bradley, およびControlLogixは、Rockwell Automation Inc.の商標です。