Sicurezza Funzionale: applicazioni pratiche sui dispositivi

Se cerchi risposte sintetiche ma accurate alle domande fondamentali sulla sicurezza funzionale dei componenti, sistemi e impianti industriali, sei nel posto giusto. Scopri il significato di SIF e tanto altro di utile per le operazioni quotidiane, approfondito e verificato dai nostri assessor, specialisti certificati FS Engineer (TÜV Rheinland).

1. Cos’è un SIF e come si realizza?

SIF (Safety Instrumented Function) è una funzione strumentata di sicurezza, ossia una funzione che ha un’attinenza con la sicurezza, per la quale è indispensabile garantire un dato livello SIL (Safety Integrity Level).
Prendiamo ad esempio il caso di un controllo di temperatura di una caldaia. Ogni singolo componente all’interno di questa funzione del sistema di controllo, dalla sonda di temperatura fino al sistema di arresto dei bruciatori della caldaia, ha un grado SIL.
 
Allo stesso modo uno qualunque degli oggetti che compongono questa funzione, come ad esempio la sonda di temperatura, può essere adoperato per più funzioni di sicurezza, ciascuna con livello SIL diverso.
Questo significa che all’interno di un impianto esistono molteplici funzioni di sicurezza, ciascuna associata a un determinato pericolo e ciascuna associata a un determinato livello SIL. Perciò l’insieme dei componenti di ogni sistema dovrà rispettare il livello SIL complessivo da raggiungere secondo gli standard stabiliti dalla IEC 61508.
 
Per progettare un SIF in conformità con IEC 61508, si eseguono le analisi del rischio e di affidabilità, ai fini del calcolo del SIL, corredate dalla documentazione delle specifiche di sicurezza, e dalla verifica e validazione della funzione, per collaudarne la performance. Scopri di più su cosa possiamo fare per te.

2. Quali dispositivi devono essere valutati per il SIL?

Fra i dispositivi sensibili alla normativa IEC 61508, e norme di settore, rientrano:

• Sensori: pressostati, trasmettitori di temperatura o di livello
• Logiche di controllo: PLC di sicurezza, safety relays, safety controllers
• Attuatori: valvole di emergenza, motori, interruttori di sicurezza

Ossia, ogni componente che rappresenti un anello della catena Input – Logica – Output deve essere valutato per SIL richiesto dalla funzione di sicurezza.

3. Come si eseguono le analisi come LOPA o FMEDA?

Le analisi LOPA e FMEDA sono strumenti fondamentali per valutare il rischio e l’affidabilità dei sistemi di sicurezza negli impianti industriali, in conformità, rispettivamente, alle norme IEC 61511 e IEC 61508 e norme collegate:

• LOPA (Layer of Protection Analysis), analisi quantitativa del rischio secondo lo standard IEC 61511-2 per uno o più scenari accidentali classificati in base alla gravità delle conseguenze e alla frequenza di accadimento. L’analisi aiuta a identificare i rischi presenti in sistemi complessi o interi processi produttivi, effettuando l’analisi del rischio al fine della determinazione del livello SIL.
• FMEDA (Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis), analisi secondo lo standard IEC 60812 basata sulla scomposizione sistematica del prodotto nei suoi componenti per i quali valutare i tassi di guasto e i relativi effetti sulle funzioni di sicurezza. L’analisi aiuta a comprendere come il guasto di un singolo dispositivo si riversi sull’intero sistema e con quali conseguenze. Lo studio dell’affidabilità è consigliato per dispositivi il cui corretto funzionamento risulti basilare per la disponibilità dell’intero sistema o processo industriale. Scopri di più.

4. Cos’è e cosa contiene un SRS (Safety Requirement Specification)

L’SRS (Safety Requirement Specification) è il documento tecnico che definisce cosa deve fare una funzione di sicurezza. Deve essere redatto, per una giusta impostazione, secondo gli standard di functional safety prima della progettazione del dispositivo.
 
Qui un esempio dei contenuti di un SRS redatto secondo lo standard ISO 13849:

• Scenari di rischio attesi e conseguenti rischi da ridurre
• PLr e categoria da realizzare
• Requisiti derivanti da altri standard applicabili (ad es. Standard di tipo C)
• Stato di sicurezza della macchina da raggiungere dopo l’intervento di ciascuna funzione di sicurezza
• Il comportamento della macchina in caso di interruzione dell’alimentazione
• Requisiti software
• Tasso di domanda delle funzioni di sicurezza
• Tempo di risposta delle funzioni di sicurezza
• Uso previsto e misure contro l’uso scorretto ragionevolmente prevedibile
• La priorità delle funzioni che possono essere attive contemporaneamente e che possono causare azioni in conflitto
• Condizioni ambientali
• Vincoli di manutenzione

5. Come si integra la cybersecurity OT con la sicurezza funzionale?

La cybersecurity OT è una condizione necessaria per garantire l’affidabilità delle funzioni di sicurezza SIL in impianti connessi o digitalizzati. Sono gli standard normativi stessi a evidenziare la stretta connessione fra safety e security: un attacco cyber a un sistema di controllo può compromettere le funzioni di sicurezza con conseguenze impattanti sul business e sulla tutela degli asset.
Per questo, la IEC 62443 si innesta nel mondo safety (IEC 61511, Regolamento Macchine UE 1230/2023) suggerendo, come punto di partenza, un approccio basato sul rischio. L’implementazione dello standard IEC 62433 è un’innovazione di cui potersi fidare pienamente.
 
Alcune delle azioni consigliate sono:

• Segmentazione di rete
• Protezione degli accessi
• Controllo delle modifiche
• Monitoraggio continuo di anomalie
• Gestione degli aggiornamenti e delle patch

 
L’integrazione fra cybersecurity e safety si snoda lungo l’intero ciclo di vita dei dispositivi. Leggi l’approfondimento.

6. Perché i PLC certificati SIL devono essere anche cyber secure?

Perché un PLC certificato SIL, come ogni altro dispositivo di sicurezza connesso in rete, garantisce affidabilità in caso di guasti accidentali, ma non protegge automaticamente dalle minacce informatiche. L’attacco cyber verso un dispositivo safety automatizzato può far sì che la funzione di sicurezza non si attivi, vanificandone l’intervento.
La soluzione ideale per avere dispositivi sicuri sotto ogni punto di vista è mantenere la certificazione SIL, secondo gli standard di sicurezza funzionale, e conformare il sistema alle norme di cybersecurity IEC 62443.

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