Development of a Safety Instrumented System for the SM18 Cluster F project at CERN

Abstract

At CERN, the functional safety team of the BE-ICS-CE section is responsible for the design of Safety Instrumented Systems (SIS) for several industrial installations. The goal of the section is to develop functional safety systems according to the International Electrotechnical Commission (IEC) standards. It is the IEC 61511 safety life-cycle that defines the necessary development procedures and requirements to ensure the safety of the installations. However, compliance with the standard is an extremely demanding and costly task, and there are many challenges faced. The experiments and industrial installations are constantly changing and many of the equipment used at CERN are not typically used in the industry. This and other challenges make the implementation of the safety life-cycle more difficult and time-consuming. Therefore, it is extremely important to enhance and standardize the development procedures adopted by the section, so that more reliable and maintainable functional safety systems are built, using fewer resources. The proposed solutions involve the creation of report templates and the usage of tools to automatize and optimize the design of SIS. These solutions bring more efficiency, traceability, and reliability to functional safety projects. The same solutions were tested in a functional safety project for the Cluster F test benches at SM18, which tests equipment that will be used in the next upgrade of the main particles accelerator, the Large Hadron Collider (LHC). The project is currently in the fourth phase of the safety life-cycle, the design and the engineering of SIS.

No CERN, a equipe de segurança funcional da seção BE-ICS-CE é responsável pelo de Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS) para diversas instalações industriais. O objetivo da seção é desenvolver sistemas de segurança funcional de acordo com as normas da Comissão Internacional de Eletrotécnica (IEC). O ciclo de vida de segurança da IEC 61511 define os procedimentos e requisitos para assegurar a segurança das instalações. No entanto, a conformidade com as normas de segurança é extremamente desafiadora e custosa, e muitos desafios são encontrados para tal. Os experimentos e instalações industriais estão em constante mudança e muitos dos equipamentos usados no CERN não são tipicamente utilizados na indústria. Esse e outros desafios fazem com que a implementação do ciclo de vida de segurança seja mais difícil e morosa. Sendo assim, é extremamente importante melhorar e normalizar os procedimentos de desenvolvimento adotados pela seção, para que sistemas de segurança sejam criados, utilizando menos recursos. As soluções propostas envolvem a criação de modelos de documentos e relatórios, e utilização de ferramentas para automatizar e aperfeiçoar o design do SIS. Essas soluções trazem maior eficiência, rastreabilidade e confiabilidade aos projetos de segurança funcional. As mesmas foram testadas em um projeto de segurança para as bancadas de teste do Cluster F nas instalações do SM18, que testa os equipamentos que serão utilizados na próxima atualização do principal acelerador de partículas, o Large Hadron Collider (LHC). O projeto de segurança se encontra atualmente na quarta fase de desenvolvimento, o design e engenharia de SIS.