Tedbiri Elden Bırakma: Süreç analizinde hata ve risk azaltma - Bölüm 3

31 Ağu 2020

Ürün

tr_TR

Riskleri en aza indirerek, proses analiz sisteminizin operasyonel güvenliğini en üst düzeye çıkarabilirsiniz.

Yaşam boyu, her birimiz tehlikeli veya riskli görünen durumlardan kaçınmak için içgüdülerimize veya deneyimlerimize güvenmeyi öğreniriz. Potansiyel tehlikeleri kelimenin tam anlamıyla huzursuz bir hisle algılarız. Sıcak bir soba üstüne dokunmanın iyi bir fikir olmadığını acı bir şekilde öğrenmemiş kim var ki? Ya da kasırga sırasında gönüllü olarak dışarı çıkan kim var?

İnsanlar tehlikelerden kaçınmak veya koruyucu stratejiler kullanmak için sezgilerine ve öğrenilmiş kalıplarına güvenebilirken, elektronik sistemler veya makineler söz konusu olduğunda bu çok daha karmaşıktır. Bir sistemin tüm bileşenleri sürekli olarak güvenli bir durumda olmalıdır. Tek tek bileşenlerin arızalanması ve hatalı çalışması, üretim süreçleri ve operatörlerin güvenliği için yıkıcı sonuçlar doğurabilmektedir.

Bunun bir örneği, 1976 yılında meydana gelen Seveso felaketidir. Bu felakette, kontrolsüz bir reaksiyon sonucu yüksek derecede toksik dioksin TCDD sızmış ve flora ve fauna kalıcı olarak zehirlenmiştir. Diğer büyük kimyasal kazalarla ilgili olarak, büyük kazaları önlemek için büyük kaza tehlikelerini kontrol etmek amacıyla 2012 yılında Avrupa Seveso III Yönetmeliği yürürlüğe girmiştir.

Hataları tanımlamak, yönetmek ve önlemek

Sürekli olarak işletilen proses mühendisliği sistemleri, kullanım ömrü boyunca aşınabilecek veya arızalanabilecek sayısız bileşen içermektedir. Ancak, ölçme, kontrol veya düzenleme devresinden birinin etkilenmesi durumunda, bu arızalar önemli zararlar doğurabilir. Hiçbir koşulda ne insanların ne de çevrenin herhangi bir tehlikeye maruz kalmaması gerekmektedir. Bu nedenle, bileşenlerin fonksiyonel güvenliği garanti altına alınmalı ve risk ile tehlike potansiyelleri detaylı bir şekilde analiz edilmelidir.

Mekanik bileşenlerin kullanım ömrü, mekanik aşınma gözlemleriyle değerlendirilebilir. Ancak, elektronik bileşenlerin yıpranma davranışını değerlendirmek oldukça zordur. Risk azaltımı ve dolayısıyla fonksiyonel güvenliği ölçülebilir kılan bir ölçü birimi, söz konusu Güvenlik Bütünlüğü Seviyesi (Safety Integrity Level, SIL)’dir.

Aşağıdaki prosedür takip edilir:

Risk analizi
Risk azaltmanın gerçekleştirilmesi
Gerçekleştirilen risk azaltımının, en azından gerekli risk azaltımına karşılık geldiğinin kanıtlanması

Risk değerlendirmesi: Mevcut risk tolere edilebilir risk seviyesinin altına düşürülmüşse bir proses güvenli kabul edilir. Güvenlik teknik önlemlerle sağlanıyorsa, işlevsel güvenlikten söz edilir.

Proses analiz sistemleri açısından önemi

Hatalar her yerde meydana gelebilir ve tamamen önlenmeleri mümkün değildir. Olası hataları en aza indirmek için, bir risk analizi kapsamında hatanın meydana gelme olasılığı ve yol açabileceği zarar tahmin edilmelidir. Bu noktada, sistematik hatalar ile rastgele hatalar arasında bir ayrım yapılmalıdır.

Sistematik hatalar, potansiyel olarak önlenebilir olup yazılım hataları veya konfigürasyon eksiklikleri gibi nedenlerden kaynaklanır. Bu tür hatalar, devreye alma sırasında veya öncesinde zaten var olmaktadır.

Buna karşılık, rastgele hatalar, meydana gelme biçimleri öngörülemediği için potansiyel olarak önlenmesi daha zordur. Bununla birlikte, hata oranı veya arıza olasılığı istatistiksel ve deneysel olarak belirlenebilir.

Rastgele hatalar genellikle donanımdan kaynaklanır ve işletim sırasında ortaya çıkar. Sonuç olarak, sistematik hatalardan kaçınılmalı ve rastgele hatalar kontrol altına alınarak, sistemin sorunsuz çalışması güvence altına alınmalıdır.

Genel proses analizörü kurulumu

Proses analiz sistemleri, manuel laboratuvar analizleri ile endüstriyel süreçler arasında bir köprü görevi görmektedir. Kritik parametrelerin sürekli ve tam otomatik olarak izlenmesi gereken uygulamalarda, proses analizörleri vazgeçilmezdir. Laboratuvar ve proses ortamlarındaki farklı analiz koşulları nedeniyle, ölçüm teknolojisinin laboratuvardan prosese aktarılması sırasında bazı zorluklar ortaya çıkmaktadır. Belirleyici faktörler, proses analizörlerinin tasarım, malzeme seçimi ve bileşen güvenilirliği açısından karşılaması gereken çalışma ve çevresel koşullardır (örneğin yüksek sıcaklıklar, korozif atmosferler, nem, toz veya potansiyel patlayıcı ortamlar). Analizör, donanım veya yazılım bileşenlerinin arızalanmasını önlemek için sistem ve tanılama verilerini otomatik ve sürekli olarak iletir. Bu, rastgele hataların oluşma olasılığını önemli ölçüde azaltmaktadır.

Proses analizörleri, özellikle zorlu ve agresif endüstriyel ortamlarda kullanım için özel olarak geliştirilmiştir. IP66 korumalı gövde iki parçaya ayrılmış olup, ayrı ıslak çalışma ve elektronik bölümlerden oluşmaktadır. Elektronik bölüm, proses analizörünü kontrol etmek ve çalıştırmak için gerekli tüm bileşenleri içermektedir. Büret, valf, pompa, örnekleme sistemi, titrasyon kabı ve elektrot gibi modüler bileşenler ise analizörün ıslak çalışma bölümünde bulunmaktadır. Böylece, proses ölçüm noktasından birkaç metre uzakta temsilî numuneler alınabilmektedir. Analiz prosedürü, kullanılacak yöntemler ve yöntem hesaplamaları serbestçe programlanabilir.

Sezgisel menü navigasyonuna sahip dokunmatik ekran, kolay kullanım sağlamaktadır; böylece üretim süreçleri her zaman optimize edilebilir. Ölçüm süreci, tüm tayin boyunca grafiksel olarak gösterilir ve belgelenir, böylece analiz süreci tamamen kontrol altında tutulur. Ölçüm sonuçları 7/24 üretilebilir ve prosesi yakın ve tamamen otomatik olarak izlemeye olanak tanır. Limitler, alarmlar veya sonuçlar güvenilir bir şekilde proses kontrol sistemine aktarılır.

Analizör işletilirken, yazılım hatalarının arızalara yol açma riski bulunmaktadır. Bunu önceden fark edebilmek için sistem, enerji verildiği anda ve işletim sırasında otomatik tanılama prosedürleri sunmaktadır. Bu, örneğin pompa ve büretlerin kontrolü, kaçak kontrolleri veya I/O kontrolörü, human-interface arayüzü ve ilgili analiz modülü arasındaki iletişimin kontrolünü kapsamaktadır.

Bir proses analizörünün merkezi bileşeni, kullanılan ölçüm tekniğidir. Sensörler veya elektrotlar söz konusu olduğunda, karşılamaları gereken kimyasal direnç, bakım kolaylığı, sağlamlık ve hassasiyet gibi bir dizi gereksinim bulunmaktadır. Ölçüm sensörlerinin yıpranma nedeniyle arızalanması veya hasar görerek yanlış ölçüm sonuçları vermesi, güvenlikle ilgili riskleri ortaya çıkarmaktadır.

Elektrot arızası, kontaminasyon veya hasar durumları derhal raporlanmalıdır. Online analiz sistemlerinde analiz, harici bir ölçüm hücresinde gerçekleştirilir. Ayrıca, tekrarlayan kalibrasyon ve koşullandırma işlemleri önceden tanımlanmıştır ve otomatik olarak yürütülür. Elektrotun durumu sistem tarafından sürekli olarak izlenir.

Ölçümler arasında, elektrot zarar görmeyecek bir saklama çözeltisine daldırılır; bu çözeltinin görevi hem kurumasını önlemek hem de membran yüzeyi yeniden canlandırmaktır. Böylece elektrot her zaman kullanıma hazırdır ve bakım için süreçten çıkarılmasına gerek kalmaz. Bu özellik, zorlu endüstriyel koşullar altında bile güvenilir proses kontrolünü mümkün kılar.

Proses analizörleri, numuneleri geniş bir konsantrasyon aralığında (% seviyelerinden eser seviyelere kadar) analiz edebilmelidir ve bu süreçte numune taşması (carry-over) veya çapraz duyarlılık (cross-sensitivity) gibi sorunlara yol açmamalıdır. Birçok durumda, bir sistemdeki farklı analiz teknikleri kullanılarak, birden fazla ölçüm noktasından alınan farklı numuneler paralel olarak belirlenir. Numune hazırlama işlemleri (ör. filtrasyon, seyreltme veya ıslak kimyasal sindirim) ile ölçüm sonuçlarının proses kontrol sistemine tam otomatik olarak aktarılması, hızlı bir yanıt sağlanabilmesi açısından aynı derecede güvenilir ve sorunsuz olmalıdır.

Yanlış ölçüm sonuçları, tüm sistem için potansiyel tehlikeler oluşturabilir. Riski en aza indirmek amacıyla, numunenin kaptaki varlığını sisteme bildiren bir dedektör kullanılmaktadır. Analiz veya titrasyon eğrilerindeki / fotometrik ölçümlerdeki renk gelişimindeki başlangıç potansiyeli testleri, sürekli olarak kaydedilen ve yorumlanan tanılama verileridir. Sonuçlar, referans analizleriyle doğrulanabilir veya standart ve kontrol çözeltileri kullanılarak geçerlilikleri açıklığa kavuşturulabilir.

Hataları ortaya çıkmadan önce tespit edin

Proses mühendisliği tesisleri için yapılan SIL sınıflandırması kapsamında yürütülen risk değerlendirme prosedürleri, nihayetinde matematiksel hesaplamalara dayanmaktadır. Ancak, bir tesisin 7/24 işletiminde, rastgele hatalar tamamen önlenemez. Her zaman bir artık risk (residual risk) mevcuttur. Bu nedenle, işletim sırasında donanım ve yazılım arızalarını önlemek için önleyici bakım faaliyetlerinin önemi giderek artmaktadır.

Proses analizörünün ve tanılama verilerinin düzenli olarak kontrol edilmesi, sürekli ve sorunsuz işletim için temel bir gerekliliktir. İhtiyaca uygun bakım ve servis konseptleri ile analizör, tüm kullanım ömrü boyunca sertifikalı servis mühendisleri tarafından desteklenmektedir. Düzenli bakım planları, uygulama desteği, kalibrasyon veya performans sertifikaları, onarımlar, orijinal yedek parçalar ve doğru devreye alma işlemleri bunun yalnızca birkaç örneğidir.

Avantajlar

Metrohm Process Analytics'ten önleyici bakım:

Yatırımınızın korunması
En aza indirgenmiş arıza riski
Güvenilir ölçüm sonuçları
Hesaplanabilir maliyetler
Orijinal yedek parçalar
Hızlı onarım
Uzaktan Destek

Buna ek olarak, proses kontrol sistemi ile analizör arasındaki şeffaf iletişim, dijitalleşme bağlamında da önemlidir. Kontrol sisteminin durumunu değerlendirmek amacıyla analizörden performans verilerinin toplanması, yalnızca bir bileşeni temsil etmektedir. İlgili sistem bileşenlerinin sürekli izlenmesi, gerekli bakım çalışmalarına dair çıkarımlar yapılmasını sağlar ve bu çalışmalar ideal olarak düzenli aralıklarla gerçekleştirilmelidir. Burada önemli olan, toplanan verilerin nasıl yorumlanacağı ve müdahalenin ne kadar hızlı yapılması gerektiğidir. Yazılım bakım paketleri, yazılımın üretici tarafından belirlenen şartlara uygun olarak test edilmesine, veri yedeklemesine ve yazılım bakımının gerçekleştirilmesine yardımcı olmaktadır.

Hızlı hata analizinin gerekli olduğu gerçek acil durumlarda, üreticiler uzaktan bakım çözümlerini kullanarak operatörü uzaktan kolayca destek verebilirler. Sistem kullanılabilirliği artırılır, pahalı arızalar ve kesintiler önlenir ve analizörün optimum performansı sağlanır.

Bilgi birikiminiz

Metrohm Proses Analizörleri hakkında daha fazla bilgi edinin

Bir Bakışta Kaliteli Hizmet

Yazar

Dr. Kerstin Dreblow

Islak Kimyasal Proses Analizörleri Ürün Müdürü
Deutsche Metrohm Prozessanalytik (Almanya)