japan sectionisaj/newsletter/letter-no.36.pdf · december 2010 2 isa-japan section newsletter...

December 2010 1 ISA-Japan Section Newsletter Vol.14 No.36

The International Society ofThe International Society ofThe International Society ofThe International Society of

AutomationAutomationAutomationAutomation

ISA ----Japan Sect ion NEWSLETTER

http://www.venus.dti.ne.jp/~isaj

Volume Volume Volume Volume 11114444 No. No. No. No.33336666 20 20 20 2010101010

From the Treasurer of ISA Japan Section

Yuichi Fujita

Toyo Engineering Corp.

Sustainability and ISA

In Japan, the word "sustainability" has begun to be

emphasized recently. Especially, advocated by the

World Commission on Environment and

Development in 1987 in the United Nations, the

concept of "sustainable development" has been clearly

laid out more than before.

That is to say, the social activity to eliminate the

rich-poor gap in global economic development must be

forwarded, and at the same time, caused negative

legacy for future generations, such as environmental

pollution and global environmental degradation should

be eliminated. Infinite growth is impossible in a finite

world, and economic growth in future should take

account of ecological countermeasure.

As the concept to show the combined issues on

finiteness of the world, inter-generational ethics

(inheritance to future generations), and inter-animate

beings ethics (survival of many organisms),

sustainability is attracting much attention recently.

One of the problems is that developing countries as

well as developed countries need economic

development and, at the same time, realize how to

decouple economic growth and environmental

pollution. Sustainability should not be in a concept

stage, it should be realized in global as soon as possible

considering the recent abnormal weather happenings

occurred in all over the world,

Through one seminar, I was informed of good

example related to sustainability realization for which a

pharmaceutical production facility in Europe was got

prize last year.

Here, through the whole construction, carbon

management techniques, sustainable energy, and

environmentally friendly buildings were applied and

assessment tools of sustainability was also utilized

ISA Japan forum in February in this year is under

planning closely related to these themes.

With respect to factory automation, ISA has many

opportunity to contribute to sustainability realization in

technical aspect. And then, ISA” International

Society of Automation” may become the” Institute of

Sustainability Assessment” in near future.


＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜

支部役員巻頭言

ISA 日本支部会計担当藤田雄一

東洋エンジニアリング株式会社

サスティナビリティと ISA

日本語では「持続可能性」と訳されるこの言葉が近

年重要視されはじめた。特に 1987年国連における環

境と開発に関する委員会が提唱した「持続可能な開発

という概念」はサスティナビリティの考え方をそれま

でにもまして明確に打ち出したといえる。

ひとつは地球規模での貧富の差をなくすために社

会･経済開発を進めなければならない。

一方では社会開発や経済開発が地球規模の環境汚

染や環境破壊など将来の世代にとって負の遺産を生

じてはならないということである。有限な世界での無

限の成長は不可能であり、従来型の経済成長には物理

的、生態学的な無理があるということである。

世界の有限性、世代間倫理（次世代への継承）、生

物間倫理（多種生物の生存）を統一的にとらえるもの

として最近特に注目を集め始めている。問題は先進国

にも発展途上国も経済的発展が必要であり、一方では

成長と環境汚染をいかに切り離すかということのよ

うである。

世界中で発生している異常気象の事例などを考え

るとサスティナビリィティは概念の段階から抜けて

できる限り早く実現されるべきものである。

私は最近たまたまヨーロッパの工場建設に関する

講演でこのような観点に注目し受賞した工場建設の

紹介をきいた。ここでは気候変動対策、炭素管理手法、

サステイナブル・エネルギーの活用、環境に優しい建

築物、サステナイビリィティ評価ツール等の概要につ

いて述べられていた。

ISAJでも今年２月のフォーラムにはこれらに関係

の深いテーマの講演を検討中である。

工場の自動化に関連し、ＩＳＡはサスティナビリテ

ィの実現に技術的な面から貢献する多くの機会を持

っている。将来の ISAは International Society of

Automationからさらに飛躍して Institute of

Sustainability Assessment（サスティナビリティ評

価学会）となっているかもしれない。

＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜＜

ISA 日本支部

2010-2011 年度総会報告

ISA-Japan 2010-2011 Annual Meeting

ISA日本支部2010-2011年度の支部総会は、2010年7

月2日（金）学士会館（東京都千代田区神田錦町）に

おいて開催され、会員出席者33名、委任状33名により

総会の定足数（総会員数140名の20％）を満たし、議

事及び役員改選が行われ、引き続いて記念講演会では

次の３件の講演が行われ、活発な質疑が行なわれた。

・「海外PAプラントにおける安全計装の適用事例」

日揮株式会社石川良雄

・「プラント事故事例にみる保護方策」

旭硝子株式会社津田康二

・「安全計装システムProsafe-RS」

横河電機株式会社関野宏美

午後5時30分から技術交流会が開催され、会員の交

流を深め盛会であった。総会での昨年度活動報告およ

び来年度の活動計画を以下に示す。

ISA-J 2009-2010 年度活動報告

および 2010-2011 活動計画

ISA-J支部長黒岩重雄


１．ISA-J・2009-10 年度総会（東京）：2009/7/3

a) ISA-J 総会 13:30-14:00

・ISA-J 活動報告/計画、会計報告、新役員選出承認、

賛助会員報告

b) 記念講演会 14:00-17:30

・「工業用無線の国際標準化動向」

横河電機（株）林尚典

・「ワイヤレス計装によるプロセス監視強化」

日本エマソン(株) 吉田高志

・「産業用無線技術と安全制御」

シーメンス（株）原田光雄、木村正邦

c) 技術交流会 17:30-19:00

２．ISA 本部 Nelson Ninin (ISA President-elect,

Yokogawa SA)との交流会(2009/8/3)

３．ISA District-14 Conference (2009/8/7-8/8, at

KL, Malaysia)

Jagdish Shukla (DVP), Rohit Bhardwaj

(DVP-elect, Former Director IOC)

４．ISA EXPO 2009 Houston (2009/10/6-8)

・ISA Annual Members Meeting (2009/10/5):

Nelson Ninin (New President ): ISA Future

・ISA Honors & Awards Gala：DSS 受賞(黒岩）

５．ニュースレター発行

a）第 34 号（2009/12 発行）

・支部役員巻頭言（英・和） (Web 担当：神余）

・ISA 日本支部 2009-2010 年度総会報告

・技術報告産業用無線と安全制御

（シーメンス・原田光雄）

・技術報告工業用無線「ISA SP100」の紹介

（横河電機・林尚典）

b）第 35 号（2010/6 発行）

・支部役員巻頭言（英・和）

(副支部長・出町公二）

・技術報告無線ネットワークの技術動向

（千葉大学・阪田史郎）

・技術報告 ISA100 をベースとしたプロセス

プラントのワイヤレスソリューション

（OneWireless ソリューション）

（ハネウェルジャパン・岩ヶ谷弘明）

６．ISA-J Web 更新

来年度も引き続き、ISA-Jの Webを更新していきます。

http://www.venus.dti.ne.jp/~isaj/

７．IS-J 賛助会員制度

ご支援感謝いたします。

・（株）ピーアンドエフ

・（株）ノーケン

・東洋エンジニアリング（株）

・（株）フジキン

ISA-J賛助会員のご案内

http://www.venus.dti.ne.jp/~isaj/sect/sanjyo

８．第12回フォーラム：2010/2/25（東京）

支部の活動状況の報告と、３件の講演が行なわれ、

活発な質疑があった。

1) ISA-J活動状況 (13:30-14:00)

「ISA-J/ISA概況」 ISA-J支部長黒岩重雄

「産業用ワイアレス通信規格の動向」

ISA-J副支部長出町公二

2) 技術講演会: 省エネ・環境への取り組み

（14:00～17:00）

・「ワイヤレス通信の技術動向」

千葉大学阪田史郎教授

・「プラントにおけるワイヤレスソリューション」

ハネウェルジャパン㈱岩ヶ谷弘明

・「RFIDの本質と製造現場への応用」

オムロン㈱大塚裕

3) 技術交流会 (17:00-18:30)


2009-2010 年度決算報告

ISA-J会計担当藤田雄一

2009-2010 年度決算報告書

収入支出

前年度繰越金

966,285

総会,フォーラム参加費

360,000

ISA からの戻し

117,488

賛助会員費

160,000

利息

266

会場費

367,706

印刷費

151,050

ISA への支払い

46,420

講師車代

35,000

ｲﾝﾀｰﾈｯﾄ運営費

22,044

輸送費(書類・機材)

22,240

雑費

62,000

繰越金

907,579

収入合計

1,604,039

収入合計

1,604,039

備考

1)H21 年 6 月１日より H22 年 5 月 31 日までを平成 21

年度の会計年度とする。

2)会場費には交流会費用を含む。

3)印刷費はﾆｭｰｽﾚﾀｰ印刷費。書類はニュースレター。

4)雑費は，会議費，封筒代、為替手数料など。

2010-2011 年度役員候補承認

＊総会において、下記の役員が満場一致で選出された。

支部長(President) ：出町公二（横河電機）

副支部長(Vice President)：神余浩夫（三菱電機）

会計担当(Treasurer) ：藤田雄一（東洋ｴﾝｼﾞﾆｱﾘﾝｸﾞ）

企画担当(Program Chair) ：三宅豊（ノーケン）

会報担当(Newsletter Editor)：小川和彦

（大阪産業大学）

Web担当(WebMaster) ：小野寺薫（横河電機）

会員担当(Membership Chair) ：南雲睦（富士電機）

以上

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

2011年 ISA会告(1)

56th ISA Analysis Division Symposium Sunday, 10 April 2011 through Thursday, 14 April

2011

South Shore Harbour Resort

2500 South Shore Blvd

League City, TX 77573, United States

This long-running spring symposium, sponsored by

the ISA Analysis Division, continues to offer an

outstanding forum for the discussion of new and

innovative processes and other analytical techniques,

developments, and applications. A full program will

include expert-led training, technical sessions, social

functions, vendor exhibits and more at the South

Shore Harbour Resort on Clear Lake, perfectly

positioned between Galveston and Houston.

2011 ISA Safety & Security Symposium Wednesday, 13 April 2011 through Thursday, 14

April 2011

South Shore Harbour Resort & Conference Center

2500 South Shore Blvd

League City, TX 77573, United States

Sponsored by the ISA Safety Division, the 2011

Industrial Automation Safety and Security

Symposium will provide an in-depth look at today's

safety technologies and procedures associated with

identifying and mitigating safety hazards in industrial

environments. This symposium will focus not only on

Safety Instrumented Systems (SIS) topics, but also

include material on cyber security and associated

challenges in designing and implementing SIS and

process automation solutions. We are excited to

deliver technical demonstrations and presentations

that will challenge attendees and presenters alike,

providing practical and useful guidance for designing

industrial processes, selecting SIS, and protecting

these systems against cyber threats and unsafe

dangerous failures alike.


技術報告

海外 PA プラントにおける

安全計装の適用事例

Application of SIL Study in Oversea

Process Plant

日揮株式会社石川良雄

JGC Corp. Yoshio

ISHIKAWA

１．はじめに

あらゆる産業の安全関連システムを対象に、製造者、

部品供給者向けの規格として、IEC 61508 が 1999 年

に発行された。その後 IEC 61511 が発行され、プロセ

ス産業のユーザー、システムインテグレータ向けに規

格が整備され、現在では、プロセス産業向けには、こ

の規格が安全計装の主流となった。米国においても、

ISA-S84 が IEC 以前に発行されたが、IEC が設計の主

流になるにつれて、ISA も IEC と同様の内容へと統一

が図られた。日本においては、JISC0508 が 2000 年に

発行され、安全計装の導入が進められ、2009 年に

JISC0511 も発行された。

弊社の海外プロジェクトにおける安全計装の要求

は、1990 年代前半から徐々に始まり、2000 年代に入

ってからはほとんどすべての海外プロジェクトに安

全計装の要求が見られるようになった。

ここでは当社が手がけた海外プロジェクトにおけ

る IEC61508/61511 に準拠した安全計装設計の事例に

ついて紹介する。

２．機能安全と安全ライフサイクル

安全計装設計以前では、安全というものが計器の構

造を強化する事による「構造安全」であったものが、

IEC61508/61511 では、ループ機能として安全を保障

するという「機能安全」に変わってきた。TUV

certification を持つ多重化 PLC に替えただけでは、

IEC61508/61511 に従った安全計装ではない。

安全ライフサイクルとは、「プラント装置の基本設

計からハザード、リスクを解析し、詳細設計、テスト、

装置の引渡し、運転、保守点検、廃棄に至るまで一連

のサイクルの中で安全を確保する」ことである。そし

て、安全設計の図書、データベース化を重視し、マニ

ュアル、プロセデュアの整備も安全設計の重要な要素

である。IEC 61511 では、機能概要、動作速度、アラ

ームセット、リセット方法、メンテナンス頻度などを

記載した「安全要求仕様書」の作成が要求されている。

３．SIL Study の事例

3.1 Safety Integrity Level(SIL)と Probability of

Failure on Demand(PFD)

この章では、弊社で実施している SIL Study のクラ

シフィケーションとベリフィケーションの事例を紹

介する。SIL は、安全度水準といい、安全度水準クラ

スを割り当てる作業をクラシフィケーションと呼ぶ。

また、安全計装システムが、クラシフィケーションで

割り当てられた要求 SIL クラスを満たすかどうかを

確認する作業をベリフィケーションと呼ぶ。そのベリ

フィケーションで確認する機能失敗確率の事を PFD

と呼ぶ。たとえば表-１の SIL 2 というクラスが与え

られると、そのシステムの PFD は、10-3 以上 10-2 未

満の範囲になくてはならない。

表-１安全水準度と PFD

3.2 クラシフィケーション

クラシフィケーションで使用する図書は、P&ID や

Cause & Effect Diagram、そしてクラシフィケーショ

ンを行う前には、少なくとも HAZOP などのプロセスの

潜在リスク解析が終わっていることが前提で、HAZOP

レポートを用意する。またプロセス装置に緊急遮断ロ


ジックなどの要求がある場合には、システムの概要を

理解するために、緊急遮断基本仕様書を用意する。フ

ァシリテータ（チェアマン）、プロセスエンジニア、

計装エンジニア（必要に応じて）、オペレーションの

人員構成と上記の図書をもとに、計装ループ毎にクラ

シフィケーションを行い、SIL の割付を行う。

3.2.1 リスクグラフ法

ここではIEC 61508で記載されているリスクグラフ

法を使って、クラシフィケーションを説明する。

表-2 では、C：事象の結果、F：危険にさらされる頻

度、P：その回避可能性、W：望ましくない事象の発生

確率をそれぞれ分析評価し、左のスタートポイントか

らグラフに沿って進み、得られた結果が SIL のクラス

となる。

表-2 リスクグラフ

表-3 リスクパタメータの例

リスクパラメータリスクパラメータリスクパラメータリスクパラメーターーーー分類分類分類分類((((例例例例))))

危険事象危険事象危険事象危険事象がががが起起起起こったこったこったこった場合場合場合場合のののの結果結果結果結果(C)(C)(C)(C)

C1C1C1C1C2C2C2C2C3C3C3C3C4C4C4C4

軽軽軽軽いいいい障害障害障害障害一名以上一名以上一名以上一名以上のののの重症重症重症重症またはまたはまたはまたは死亡死亡死亡死亡数名数名数名数名のののの死亡死亡死亡死亡非常非常非常非常にににに多数多数多数多数のののの死亡死亡死亡死亡

危険領域危険領域危険領域危険領域ににににさらされるさらされるさらされるさらされる頻度頻度頻度頻度(F)(F)(F)(F)

F1F1F1F1F2F2F2F2

まれにまたはまれにまたはまれにまたはまれにまたは比較的頻繁比較的頻繁比較的頻繁比較的頻繁にににに頻繁頻繁頻繁頻繁にまたはにまたはにまたはにまたは常常常常にににに

危険事象回避危険事象回避危険事象回避危険事象回避のののの可能性可能性可能性可能性(P)(P)(P)(P)

P1P1P1P1P2P2P2P2

あるあるあるある条件条件条件条件でででで回避可能回避可能回避可能回避可能ほとんどほとんどほとんどほとんど回避不可能回避不可能回避不可能回避不可能

リスクファクターリスクファクターリスクファクターリスクファクター分類分類分類分類((((例例例例))))

望望望望ましくないましくないましくないましくない事象事象事象事象のののの発生確率発生確率発生確率発生確率(W)(W)(W)(W)

W1W1W1W1W2W2W2W2W3W3W3W3

ほとんどほとんどほとんどほとんど起起起起きないきないきないきないまれにしかまれにしかまれにしかまれにしか起起起起きないきないきないきない

繰繰繰繰りりりり返返返返しししし起起起起こるこるこるこる

-：安全要求度はまったくない。a:特別な安全要求事

項はない。b：単一の E/E/PE 安全関連系では不十分

3.2.2 クラシフィケーションの適用事例

図-1 に水添脱硫の装置の例を示す。左から FEED が

送られ熱交換器を通り、反応炉に送られる。同時に水

素が添加され、FEED が右の方へ送り出される。ここ

に示されている開、閉の標記は通常運転時のバルブの

状態を示す。温度が上昇し続けると High・High(HH)

がはたらき、FEED バルブは閉じ、反応炉の出口を封

じ、H2 供給ラインも同時に Isolation する。その後

Flare へ脱圧するという全遮断のロジックを考える。

温度HHがロジックソルバを経由してFEEDバルブを

閉じるというループの SIL はいくつになるか？これ

をクラシフィケーションにおいて、議論していくこと

になる。

H2

FEED

TS

部分遮断全遮断

Flar e

H

HH

設計目的設計目的設計目的設計目的

・・・・温度温度温度温度Hig h でででで部分遮断部分遮断部分遮断部分遮断熱源熱源熱源熱源バイパスバイパスバイパスバイパス、、、、H2供給停止供給停止供給停止供給停止

・・・・更更更更にににに温度上昇温度上昇温度上昇温度上昇反応塔遮断反応塔遮断反応塔遮断反応塔遮断、、、、フレアーフレアーフレアーフレアー弁全開弁全開弁全開弁全開

S IL？？？？ロジックソルバ

水添脱硫水添脱硫水添脱硫水添脱硫

閉

閉

開

開

開

開

図-1 水添脱硫の装置(例）

以下を議論していき、パラメータを決めていく。

事象事象事象事象のののの分析分析分析分析（（（（Co ns eque nc e ））））

・・・・反応塔内反応塔内反応塔内反応塔内のののの昇圧昇圧昇圧昇圧、、、、昇温昇温昇温昇温

・・・・リスクリスクリスクリスクのののの発生確率発生確率発生確率発生確率はははは部分遮断部分遮断部分遮断部分遮断がががが機能機能機能機能しないしないしないしない場合場合場合場合

・・・・爆発爆発爆発爆発、、、、流体流体流体流体のののの放出放出放出放出のののの危険危険危険危険

C1 軽軽軽軽いいいい障害障害障害障害C2 一名以上一名以上一名以上一名以上のののの重症重症重症重症またはまたはまたはまたは死亡死亡死亡死亡C3 数名数名数名数名のののの死亡死亡死亡死亡C4 非常非常非常非常にににに多数多数多数多数のののの死亡死亡死亡死亡

F 1 まれにまたはまれにまたはまれにまたはまれにまたは比較的頻繁比較的頻繁比較的頻繁比較的頻繁にににに

F 2 頻繁頻繁頻繁頻繁にまたはにまたはにまたはにまたは常常常常にににに

P 1 あるあるあるある条件条件条件条件でででで回避可能回避可能回避可能回避可能P 2 ほとんどほとんどほとんどほとんど回避不可能回避不可能回避不可能回避不可能

・・・・熱源熱源熱源熱源バイパスバイパスバイパスバイパス・・・・H2供給停止供給停止供給停止供給停止対処済対処済対処済対処済みみみみ

・・・・このこのこのこの反応塔反応塔反応塔反応塔へのへのへのへのアクセスアクセスアクセスアクセス稀稀稀稀

W1 ほとんどほとんどほとんどほとんど起起起起きないきないきないきないW2 まれにしかまれにしかまれにしかまれにしか起起起起きないきないきないきないW3 繰繰繰繰りりりり返返返返しししし起起起起こるこるこるこる

得られたパラメータを表-2 のリスクグラフで追って

いくと、先ほどの温度 HH で FEED をとめるというルー

C = Consequence risk parameterF = Frequency and exposure time risk parameterP = Possibility of failling to avoid hazard risk parameterW = Probability of the unwanted occurrence

a

1

2

3

4

b

-

a

1

2

3

4

-

-

a

1

2

3

W3

W2

W1

C1

C2

C3

C4

F1

F2

F1

F2

F1

F2

P1

P2

P1P2

P1

P2

P1P2

Starting Point


プは SIL１であるという結果になる。(表-4 を参照）

ここでは、人的被害についてのみ評価を行っているが、

同じようなリスクグラフにより、環境被害や経済的被

害も検証し、それぞれに SIL のクラスを与え、その 3

つのクラスで一番高いクラスを、そのループの SIL

要求として採用する。

表-4

人的被害人的被害人的被害人的被害

環境被害環境被害環境被害環境被害

経済被害経済被害経済被害経済被害

表-5 は、弊社が安全計装を導入した事例で、SIL

分類の割合を比較したものである。プラントの特異性、

立地条件やキャパシティによっても違いがあり、一概

に比較はできないが、プラントでも SIL１以下が 8割

を占める。

表-5 安全計装を導入した事例での SIL 分類の割合

年年年年納入国納入国納入国納入国装置名装置名装置名装置名プラントプラントプラントプラント概要概要概要概要 ClassClassClassClass分類分類分類分類内訳内訳内訳内訳

2003200320032003 AAAA 国国国国エチレンエチレンエチレンエチレン調節弁調節弁調節弁調節弁 1055105510551055台台台台遮断弁遮断弁遮断弁遮断弁 488488488488 台台台台発信器発信器発信器発信器 4272427242724272台台台台

NonNonNonNon----SIL : 24 %SIL : 24 %SIL : 24 %SIL : 24 %SIL 1: 50 %SIL 1: 50 %SIL 1: 50 %SIL 1: 50 % SIL 3: 8 %SIL 3: 8 %SIL 3: 8 %SIL 3: 8 %SIL 2: 15 %SIL 2: 15 %SIL 2: 15 %SIL 2: 15 %

2003200320032003 ＢＢＢＢ国国国国石油精製石油精製石油精製石油精製調節弁調節弁調節弁調節弁 836 836 836 836 台台台台遮断弁遮断弁遮断弁遮断弁 663 663 663 663 台台台台発信器発信器発信器発信器 4096 4096 4096 4096 台台台台

NonNonNonNon----SIL : 0 % SIL : 0 % SIL : 0 % SIL : 0 % SIL 1: 85%SIL 1: 85%SIL 1: 85%SIL 1: 85% SIL 3: 0 %SIL 3: 0 %SIL 3: 0 %SIL 3: 0 %SIL 2: 15 %SIL 2: 15 %SIL 2: 15 %SIL 2: 15 %

2004200420042004 ＣＣＣＣ国国国国LPG/LPG/LPG/LPG/CondensCondensCondensCondens....

調節弁調節弁調節弁調節弁 230 230 230 230 台台台台遮断弁遮断弁遮断弁遮断弁 140 140 140 140 台台台台発信器発信器発信器発信器 620 620 620 620 台台台台

NonNonNonNon----SIL : 28 %SIL : 28 %SIL : 28 %SIL : 28 %SIL 1: 50 % SIL 3: 0 % SIL 1: 50 % SIL 3: 0 % SIL 1: 50 % SIL 3: 0 % SIL 1: 50 % SIL 3: 0 % SIL 2: 15%SIL 2: 15%SIL 2: 15%SIL 2: 15%

2005200520052005 ＤＤＤＤ国国国国FCCFCCFCCFCCエチレンエチレンエチレンエチレン

調節弁調節弁調節弁調節弁 650 650 650 650 台台台台遮断弁遮断弁遮断弁遮断弁 350 350 350 350 台台台台発信器発信器発信器発信器 3200 3200 3200 3200 台台台台

NonNonNonNon----SIL : 28 %SIL : 28 %SIL : 28 %SIL : 28 %SIL 1: 54% SIL 3: 2% SIL 1: 54% SIL 3: 2% SIL 1: 54% SIL 3: 2% SIL 1: 54% SIL 3: 2% SIL 2: 16 %SIL 2: 16 %SIL 2: 16 %SIL 2: 16 %

４．ベリフィケーション

クラシフィケーションが終了すると、次にベリフィケ

ーションに移る。ベリフィケーションは、PFD による

評価と PFD の評価と Hardware Constraint（システム

の堅牢性）評価の 2つの側面から行う。

4.1 PFD による評価

PFD による評価について説明する。表-6 に、1oo1、

1oo2 に対する、ISA で用いられている PFD の簡易式を

示す。

ここで λDU とは、検知不可能な危険側故障率で、

個々の計器が持つデータである。TI は Test Interval

で、どれくらいの期間でシステムのテストが出来るか

という時間で、通常プラントの連続運転の期間を用い

る。

PSF とは、Probability of Systematic Failure で

人的ミスや不適切な設計に起因する故障率である。

β とは共通原因故障率(空気源断、導圧配管のつまり

等）の事である。ある故障による事象が他の故障原因

となる故障率で、1oo2 以上になると β が必要になり

ますが、1oo1 では計算に使われない。

表-6 PFD の評価と Hardware Constraint 評価

� P FD のののの評価評価評価評価にににに基基基基づくづくづくづくSIL ベリフィケーションベリフィケーションベリフィケーションベリフィケーション

２２２２つのつのつのつの側面側面側面側面からのからのからのからのベリフィケーションベリフィケーションベリフィケーションベリフィケーションがあるがあるがあるがある！！！！

PFD = λDU2× ―

TI3

2+ β×λDU × ―

TI2 +PSF

PFD = λDU × ―TI2

+ PSF

ISA TR84.0.02のののの簡易式簡易式簡易式簡易式

１１１１oo1

１１１１oo2

�HCのののの評価評価評価評価にににに基基基基づくづくづくづくSIL ベリフィケーションベリフィケーションベリフィケーションベリフィケーション(HC : Hardw are Cons tra in t)

先ほどのクラシフィケーション事例で SIL１とな

った温度トランスミッタ HH でバルブを遮断するとい

うループの PFD 計算によるベリフィケーションを行

ってみる。検出端、ロジックソルバ、操作端からなる

１ループの PFD は、それぞれの和として PFD total と

して表される。この PFD total が要求 SIL の範囲内で

あることを確認する事になる。PFD を得るためには、

故障率 λ や PSF といったデータが必要であるが、こ

C = Consequence risk parameterF = Frequency and exposure time risk parameterP = Possibility of failling to avoid hazard risk parameterW = Probability of the unwanted occurrence

a

1

2

3

4

b

-

a

1

2

3

4

-

-

a

1

2

3

W3

W2

W1

C1

C2

C3

C4

F1

F2

F1F2

F1

F2

P1

P2

P1P2

P1

P2

P1P2

Starting Point


の事例では、これらのデータを各種安全計装関連のデ

ータハンドブックを参考に決定している。

海外では、OREDA、SINTEF、PDS Forum、OLF といっ

た団体が、データの収集及び故障率の解析を行ってお

り、各種データを提供している。故障率などのデータ

は、ベンダーが出している数字や、エンドユーザ側で

経験値として持っているデータなど様々あるが、設計

段階でのタイミングの問題もあり、このようなハンド

ブックからのデータを使用している。

上記のデータから、1oo1 の検出端、1oo1 操作端（電

磁弁と遮断弁の構成）の PFD を計算し、PFD Total を

出すと表-7 になる。PFD Total が、SIL1 の要求を満

たす結果が得られ、ベリフィケーションの終了となる。

表-7 温度遮断ループの PFD Total

Required SIL Level = SILRequired SIL Level = SILRequired SIL Level = SILRequired SIL Level = SIL----1111

((((検出端検出端検出端検出端)))) ((((ロジックソルバロジックソルバロジックソルバロジックソルバ)))) ((((操作端操作端操作端操作端)))) 結果結果結果結果

温度温度温度温度トラントラントラントランスミッタスミッタスミッタスミッタ

+(+(+(+(ロジックソルバロジックソルバロジックソルバロジックソルバ) +) +) +) + 電磁弁電磁弁電磁弁電磁弁++++遮断弁遮断弁遮断弁遮断弁

=SIL=SIL=SIL=SIL----1111

0.51E0.51E0.51E0.51E----02020202 + 1.0E+ 1.0E+ 1.0E+ 1.0E----4 +4 +4 +4 + 4.73E4.73E4.73E4.73E----02020202 =0.0525=0.0525=0.0525=0.0525

10-2< PFD <10-1P FD TOTAL計算結果計算結果計算結果計算結果

4.2 Hardware Constraintの評価

IEC 61508 に記載されている表-7 から、検証する。

表-8 は、Type B のハードウェアフォールトトレラン

スである。IEC 61508 では、Type A と Type B という

区分があるが、機械的構造が比較的あきらかなものは

Type A、電子部品や回路など複雑でからくりが明確で

ないものは Type B とされている。ハードウェアフォ

ールトトレランスというのは、冗長させたときの余裕

度を示す。例えば、1oo2 ならば、2-1=1, 2oo4 ならば、

4-2=2 となる。例えば、SFF とは、全故障率に対する

安全側故障率の割合で、ベンダーから情報を入手する。

最近 SIL Certification を持つ計器がでているが、

これは、機器単体のハードウェアフォールトトレラン

スでの SIL をいう。 SIL Certification をもってい

るから、IEC61508/61511 の安全計装に適用している

というのでなく、LOOP としての PFD による検証も行

う必要がある。

表-8 Type B ハードウェアフォールトトレランス

表-9 は、Hardware Constrain の検証結果の例です。

機器毎のSFFから得られたAllowable Max SILを出し、

一番低い SIL と要求 SIL を比べて検証する。

表-9 Hardware Constrain の検証結果の例

SIS中の各Component

各Component

Pattern(1oo2など）

HWFT

ＳＦＦ

要求されているSIL

HC検証によるSISのSIL

各ComponentのHC検証によるSIL

SIL Classification Using Hardware ConstrainSIL Classification Using Hardware ConstrainSIL Classification Using Hardware ConstrainSIL Classification Using Hardware Constrain

SR#SR#SR#SR# Tag #Tag #Tag #Tag # PatternPatternPatternPatternHardware FaultHardware FaultHardware FaultHardware Fault

ToleranceToleranceToleranceToleranceSFFSFFSFFSFF

RequiredRequiredRequiredRequiredSILSILSILSIL

AllowableAllowableAllowableAllowableMaximum SILMaximum SILMaximum SILMaximum SIL

RemarksRemarksRemarksRemarks

1111 TTTT----001001001001（（（（温度温度温度温度TrTrTrTr)))) 1001100110011001 0000 60%<90%60%<90%60%<90%60%<90% 11112222 UV UV UV UV ((((遮断弁遮断弁遮断弁遮断弁）））） 1001100110011001 0000 60%<90%60%<90%60%<90%60%<90% 11113333 SOV SOV SOV SOV ((((電磁弁電磁弁電磁弁電磁弁）））） 1001100110011001 0000 60%<90%60%<90%60%<90%60%<90% 1111　　　　 1111 1111

4. Partial Stroke Test(PST)

PFD total の内、大きな割合を占めるのが操作端で、

一般的に約 50％を示す。 PFD total を小さくしたい

ということで、運転中の遮断弁を部分的に閉める

Partial Stroke Test（PST）のやり方がある。

PSTを導入した場合のPST値はどうなるかというと、

表-10 に示す式になる。４年連続運転に対して、４

年毎にフルストロークテストを実施すると PFD の値

は大きくなる。ここで PST を導入すると、例えば 2

か月に１回のPSTを行うとすると、PFDの値が下がり、

SIL レベルが上がる。発信器やバルブの 2 重化、3重

(i) "Type B Subsystem"に適用されるテーブル

0 1 2

< 60% N.A SIL1 SIL2

60% to <90% SIL1 SIL2 SIL3

90% to <99% SIL2 SIL3 SIL4

≧99％ SIL3 SIL4 SIL4

Safety Failure Fraction (SFF)

安全側故障率の全故障率に対する割合

Hardware Tolerance (冗長余裕度)


化を考慮しなくてもよいことになる。

表-10 PST を導入した場合の PFD の式

ＰＳＴ（ＰＳＴ（ＰＳＴ（ＰＳＴ（部分作動検査部分作動検査部分作動検査部分作動検査））））実施実施実施実施によるによるによるによるＰＦＤＰＦＤＰＦＤＰＦＤ軽減軽減軽減軽減

②②②② ＰＳＴＰＳＴＰＳＴＰＳＴ実施実施実施実施（（（（FSTFSTFSTFST＋＋＋＋PSTPSTPSTPST））））

PFD = 0.7 x PFD = 0.7 x PFD = 0.7 x PFD = 0.7 x λλλλVALVEVALVEVALVEVALVE x x x x TITITITIPSPSPSPS/2/2/2/2

+ (0.3 + (0.3 + (0.3 + (0.3 ｘｘｘｘ λλλλVALVEVALVEVALVEVALVE + + + + λλλλSOVSOVSOVSOV) x TI) x TI) x TI) x TIFSFSFSFS/2/2/2/2

P STのののの項項項項

ＦＦＦＦSTのののの項項項項P STでででで故障故障故障故障のののの70%がががが検検検検出可能出可能出可能出可能

①①①① フルストロークテストフルストロークテストフルストロークテストフルストロークテスト（（（（FST））））P FD = (λ VALVE + λ SOV) x TIFS /2

５．常時非励磁での考え方

安全計装設計は、基本的には常時励磁の Normal

Close、フェールセイフ思想に基づいている。しかし、

脱圧弁などで常時非励磁の電磁弁の要求があるが、こ

の場合どう考えたらよいのだろうか。

安全計装規格には、常時非励磁の電磁弁などを用い

ざるを得ない場合は、断線や電源喪失を検知するシス

テムを設けるという記述がある。従って、設計を行う

際には、Line Monitoring による断線警報、常時開回

路の断線対応の為冗長化、オペレータによる監視及び

手動停止という対応を取ることにより、安全計装設計

としている。

６．おわりに

SIL Study には、クラシフィケーションとベリフィ

ケーションがある。クラシフィケーションとして、

・様々な専門家の意見によりハザード＆リスクを協議

する。

・統一した基準に基づき一貫した評価で、 SIL レベ

ルを決定する

・結果の記録と図書管理を実施する。

又、ベリフィケーションとして、

・PFD の評価と Hardware Constraintの評価の 2 面

より検証する。

・OREDA などのデータを参考に PFD の計算を行い、SIL

レベルを検証する。

・PFD 軽減の為に PST を導入する。

・安全計装設計は、常時非励磁のシステムでも運用次

第で適応可能である。

ということを考慮していくべきである。

本稿が、安全計装のSIL Studyについての議論・検討に

少しでも役に立てば幸いである。

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

著者略歴：石川良雄（いしかわよしお）

1974年 4月、日揮（株）に入

社。国内外の石油精製、石油化

学、ガスプラントの計装・制

御及び LNG プラントの統合化

情報システムの設計・調達・

建設・試運転業務、計装近代

化 PJ 等に従事。技術士（電気

電子、総合技術監理）、計量士

（一般）、JRCA QMS 審査員補、SICE 計測制御エンジニ

ア、Int PE(Japan)、日本技術士会、SICE 会員、ISA

会員

<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

支部役員連絡先

支部長出町公二

横河電機株式会社

IA事業部ﾏｰｹﾃｨﾝｸﾞｾﾝﾀｰﾃｸﾉﾛｼﾞｰMKGr TEL：0422-52-5519 FAX：0422-52-7048

e-mail：[email protected]

副支部長神余浩夫

三菱電機株式会社名古屋製作所 FA ｼｽﾃﾑ部

TEL:052-712-2348 FAX:052-712-2391

e-mail：Kanamaru.Hiroo@

db.MitsubishiElectric.co.jp

会計担当藤田雄一

東洋エンジニアリング株式会社

国内事業統括本部医薬ビジネスユニット

TEL: 047-454-1890 FAX: 047-454-1710

e-mail: [email protected]

事務局（企画担当）三宅豊

株式会社ノーケン海外事業本部

TEL:06-6386-8427 FAX:06-6386-6195



事務局（会報担当）小川和彦

大阪産業大学工学部交通機械工学科

TEL:072-875-3001 (Ext:7535)

FAX:072-871-1289


事務局（Web担当）小野寺薫

横河電機株式会社 IA ﾏｰｹﾃｨﾝｸﾞｾﾝﾀｰﾃｸﾉﾛｼﾞｰﾏｰｹﾃｨﾝｸﾞ Gr/

TEL：0422-52-5519 FAX：0422-52-5772 e-mail:[email protected]

事務局（会員担当）南雲睦

富士電機ホールディングス株式会社

経営企画本部経営企画室

TEL: 03-5435-7205 FAX: 03-5435-7485

e-mail：nagumo-mutsumi@ fujielectric.co.jp

2011年 ISA会告(2)

11th Annual ISA Fugitive Emissions-LDAR

Symposium

Tuesday, 17 May 2011 through Thursday, 19

May 2011

Astor Crowne Plaza

739 Canal Street

New Orleans, LA 70130, United States

ISA’s LDAR Symposium has over the past decade

become the air compliance industry’s only conference

whose sole purpose is to share best practices for Leak

Detection And Repair and Directed Inspection and

Maintenance programs and it's easy to see why:

・ It's THE conference that offers the insight and

networking you need to make sure you comply with

regulatory issues and stay current on your LDAR

programs

・It's THE place to share best-practices, learn from

others perhaps costly mistakes, and to network with

representatives from regulatory agencies for an

opportunity to find out what's in the pipeline.

54th Annual Power Industry Division

Symposium

5–10 June 2011, Charlotte, NC

Paper Abstract deadline has been extended till

Jan. 31/2011

The focus theme for the conference is Power

本号目次

支部役員巻頭言（英・和）

(会計担当・藤田雄一） ―――１

ISA日本支部 2009-2010年度総会報告

―――２

2011 ISA会告(1) ―――４

技術報告海外 PAプラントにおける

安全計装の適用事例

（日揮・石川良雄） ―――５

ISA役員連絡先 ―――９

2011 ISA会告(2) ―――１０

Generation Automation Today: Beyond the Original

Intention. No where is this theme more evident than

in the challenges facing the nuclear and fossil power

industries today. Having the conference in the

Charlotte NC area recognizes that many

industry-leading efforts, particularly in nuclear, are

focused in this are. Whether new nuclear units in

Alabama and South Carolina, life-extensions of

nuclear units in Florida, huge wind farms in Texas (as

well as innovative storage battery testing), refining

solutions for optimizing fossil plants throughout,

many of the latest innovations are finding birth in this

region.

57th International Instrumentation Symposium

Monday, 20 June 2011 through Friday, 24 June 2011

Chase Park Plaza

212 N Kingshighway Blvd

St Louis, MO 63108, United States

ISA日本支部ニューズレター

ISA Japan Section

Newsletter,Vol.14,No.36

2011年 1月 10日発行/ January 10, 2011

http://www.venus.dti.ne.jp/~isaj

E-mail: [email protected]

japan sectionisaj/newsletter/letter-no.36.pdf · december 2010 2 isa-japan section newsletter...

Documents