SIS Demand Mode와 Continuous Mode의 차이는 무엇인가요?

Demand Mode는 위험한 상황이 발생했을 때 SIF가 요구되어 작동하는 방식이며, Continuous Mode는 SIF의 기능이 지속적으로 유지되어야 안전이 확보되는 방식을 의미합니다. 이 차이에 따라 안전무결성 평가 기준인 PFDavg와 PFH가 다르게 적용됩니다.

SIS와 SIF의 차이점은 무엇인가요?

SIS(Safety Instrumented System)는 하나 이상의 SIF를 수행하기 위해 구성된 전체 안전계장시스템을 의미하며, SIF(Safety Instrumented Function)는 특정 위험을 방지하기 위해 수행하는 개별 안전기능(Sensor, Logic Solver, Final Element로 구성)을 의미합니다.

SIF는 어떤 구조로 이루어져 있나요?

일반적으로 SIF는 센서(Sensor), 로직 솔버(Logic Solver), 최종 요소(Final Element)의 구조를 가집니다. 예를 들어, 압력 전송기(Pressure Transmitter)가 위험을 감지하면 안전 PLC(Safety PLC)를 거쳐 차단 밸브(Shutdown Valve)를 작동시키는 과정이 하나의 SIF가 됩니다.

SIS에서 Demand Mode와 Continuous Mode를 구분하는 이유는 무엇인가요?

SIF가 위험을 방지하기 위해 요구되는 방식에 따라 안전무결성을 평가하는 기준이 달라지기 때문입니다. 이 차이를 이해해야 PFDavg와 PFH를 올바르게 적용하여 정확한 안전성 평가를 수행할 수 있습니다.

Demand Mode란 무엇인가요?

Demand Mode는 정상적인 상황에서는 SIF가 실제 Trip 동작을 수행하지 않고 대기하다가, 위험한 상황이 발생했을 때 비로소 SIF가 요구되어 작동하는 방식을 의미합니다.

Continuous Mode란 무엇인가요?

Continuous Mode는 SIF의 기능이 지속적으로 유지되어야 안전이 확보되는 방식을 의미합니다.

SIS와 SIF의 차이는 무엇인가요?

SIS(Safety Instrumented System)는 하나 이상의 SIF를 수행하기 위해 구성된 전체 안전계장시스템을 말하며, SIF(Safety Instrumented Function)는 특정 위험을 방지하기 위해 수행하는 센서, 로직 솔버, 최종 요소로 구성된 개별 안전기능을 의미합니다.

SIS Demand Mode와 Continuous Mode의 차이

Analyst 2026년 8월 26일 읽는 시간 약 20분

SIS(Safety Instrumented System)를 설계하거나 SIL Verification을 수행할 때 반드시 구분해야 하는 개념이 Demand Mode와 Continuous Mode입니다.

두 Mode의 차이는 단순히 SIF가 얼마나 자주 작동하느냐의 차이가 아닙니다. 중요한 것은 안전기능이 어떤 방식으로 위험을 방지하고 있는가입니다.

쉽게 구분하면 다음과 같습니다.

구분	핵심 의미
Demand Mode	위험상황이 발생했을 때 SIF가 요구되어 작동
Continuous Mode	안전기능이 지속적으로 유지되어야 안전 확보

즉, Demand Mode에서는 “필요한 순간에 제대로 작동하는가?”가 중요하고, Continuous Mode에서는 “안전기능이 계속 유지되고 있는가?”가 중요합니다.

1. SIS에서 Operating Mode를 구분하는 이유

SIF의 Operating Mode를 구분하는 이유는 SIL Verification에 사용하는 평가기준이 달라지기 때문입니다.

Low Demand Mode에서는 일반적으로 PFDavg를 사용합니다.

반면 High Demand Mode와 Continuous Mode에서는 PFH를 사용합니다.

Operating Mode	주요 평가기준
Low Demand Mode	PFDavg
High Demand Mode	PFH
Continuous Mode	PFH

따라서 Target SIL이 같더라도 Operating Mode가 다르면 SIL을 검증하는 방법과 수치기준이 달라집니다.

2. Demand Mode란?

Demand Mode는 정상운전 중에는 SIF가 실제 Shutdown 기능을 계속 수행하는 것이 아니라 대기하고 있다가, 위험상황이 발생하여 안전기능이 필요한 순간에 작동하는 방식입니다.

예를 들어 Reactor High-High Pressure Trip을 생각해 보겠습니다.

정상운전 압력이 5 bar이고 High-High Trip Set Point가 8 bar라고 가정하겠습니다.

정상운전 중에는 SIF가 실제 Feed Shutdown 동작을 수행하지 않습니다.

하지만 압력이 8 bar까지 상승하면 SIF에 Demand가 발생하고, 원료공급을 차단해야 합니다.

단계	상태
① 정상운전	Reactor Pressure 5 bar
② 이상상태 발생	Pressure 상승
③ Trip Set Point 도달	8 bar High-High
④ SIF Demand 발생	Shutdown 기능 요구
⑤ SIF 동작	Feed SDV Close
⑥ Safe State 확보	추가 원료유입 차단

이런 구조가 Demand Mode의 대표적인 예입니다.

3. Demand란 무엇인가?

여기서 말하는 Demand는 단순히 Sensor 신호가 발생했다는 의미가 아닙니다.

위험한 상황이 발생하여 SIF의 안전기능 수행이 실제로 필요한 상태를 의미합니다.

예를 들어 다음 SIF가 있다고 가정하겠습니다.

Reactor Pressure High-High → Feed SDV Close

정상운전에서는 Feed SDV를 닫을 필요가 없습니다.

하지만 Reactor Pressure가 High-High Set Point에 도달하면 실제 사고 진행을 방지하기 위해 Feed SDV를 닫아야 합니다.

이 순간이 바로 Demand입니다.

Demand Mode에서 가장 중요한 질문은 다음과 같습니다.

“실제 Demand가 발생했을 때 SIF가 정상적으로 작동할 수 있는가?”

4. Low Demand Mode란?

Demand Mode는 요구빈도에 따라 Low Demand와 High Demand로 구분할 수 있습니다.

Low Demand Mode는 SIF의 안전기능 요구가 비교적 드물게 발생하는 경우입니다.

공정산업에서 사용하는 ESD, High-High Pressure Trip, High-High Level Trip 등은 Low Demand Mode로 관리되는 경우가 많습니다.

예를 들면 다음과 같습니다.

SIF 사례	정상상태	Demand 발생조건
Reactor HH Pressure Trip	정상압력 유지	압력이 HH 도달
Tank HH Level Trip	정상 Level 유지	Level HH 도달
Furnace Flame Failure Trip	정상 연소	Flame Loss
Cooling Water Low Flow Trip	정상 Flow	Cooling Flow Low-Low

이러한 SIF는 평소에는 대기하고 있다가 위험상황에서만 실제 안전동작을 수행합니다.

5. Low Demand Mode에서 PFDavg를 사용하는 이유

Low Demand Mode에서는 SIF가 자주 작동하지 않기 때문에 중요한 것은 Demand가 발생했을 때 실패할 가능성입니다.

이때 사용하는 지표가 PFDavg입니다.

PFDavg는 Average Probability of Failure on Demand의 약자입니다.

쉽게 표현하면,

“SIF가 필요할 때 작동하지 않을 평균 확률”

입니다.

예를 들어 PFDavg가 0.01이라면 단순화해서 Demand 발생 시 약 1% 수준의 실패 가능성을 의미한다고 이해할 수 있습니다.

PFDavg 변화	의미
낮아짐	SIF 신뢰성 증가
낮아짐	RRF 증가
높아짐	SIF 신뢰성 감소
높아짐	RRF 감소

6. Low Demand Mode에서 SIL과 PFDavg의 관계

Low Demand Mode에서는 SIL을 다음과 같이 PFDavg 기준으로 평가합니다.

SIL	PFDavg 범위	RRF 범위
SIL 1	10⁻² 이상 ~ 10⁻¹ 미만	약 10 ~ 100
SIL 2	10⁻³ 이상 ~ 10⁻² 미만	약 100 ~ 1,000
SIL 3	10⁻⁴ 이상 ~ 10⁻³ 미만	약 1,000 ~ 10,000
SIL 4	10⁻⁵ 이상 ~ 10⁻⁴ 미만	약 10,000 ~ 100,000

따라서 Low Demand Mode의 SIF는 SIL Verification 시 PFDavg를 계산하여 Target SIL 요구범위에 들어오는지 확인합니다.

7. High Demand Mode란?

High Demand Mode는 SIF의 Demand가 Low Demand보다 훨씬 자주 발생하는 경우입니다.

이 경우에는 개별 Demand에서의 실패확률보다는 시간에 따른 위험고장 빈도가 중요해집니다.

따라서 High Demand Mode에서는 PFDavg보다 PFH를 사용합니다.

구분	Low Demand	High Demand
Demand 빈도	드물게 발생	자주 발생
주요 지표	PFDavg	PFH
핵심 질문	Demand 시 실패하는가?	시간에 따라 위험고장이 얼마나 발생하는가?

8. Continuous Mode란?

Continuous Mode는 안전기능이 특정 순간에 한 번 요구되는 방식이 아니라, 안전기능이 지속적으로 수행되어야 공정의 안전이 유지되는 방식입니다.

즉, 안전기능이 지속적으로 유지되지 않으면 위험한 상태로 이어질 가능성이 존재합니다.

Demand Mode가

“위험한 순간에 안전기능이 작동하는가?”

를 보는 개념이라면 Continuous Mode는

“안전기능이 계속 유지되고 있는가?”

를 보는 개념입니다.

9. Continuous Mode에서는 왜 PFH를 사용하는가?

Continuous Mode에서는 특정 Demand 순간만 보는 것이 아니라 시간의 흐름에 따라 위험한 고장이 얼마나 발생하는지가 중요합니다.

이때 사용하는 지표가 PFH입니다.

PFH는 시간당 위험고장 빈도를 나타내는 지표입니다.

따라서 High Demand Mode와 Continuous Mode에서는 SIL을 PFH 기준으로 평가합니다.

10. High Demand·Continuous Mode에서 SIL과 PFH의 관계

SIL	PFH 범위
SIL 1	10⁻⁶ 이상 ~ 10⁻⁵ 미만 /h
SIL 2	10⁻⁷ 이상 ~ 10⁻⁶ 미만 /h
SIL 3	10⁻⁸ 이상 ~ 10⁻⁷ 미만 /h
SIL 4	10⁻⁹ 이상 ~ 10⁻⁸ 미만 /h

예를 들어 Target SIL이 SIL 2라고 하더라도 Operating Mode에 따라 확인하는 기준이 달라집니다.

Mode	SIL 2 검증기준
Low Demand	PFDavg 10⁻³ 이상 ~ 10⁻² 미만
High Demand / Continuous	PFH 10⁻⁷ 이상 ~ 10⁻⁶ 미만 /h

즉, 같은 SIL 2라도 Mode에 따라 검증기준이 다릅니다.

11. Demand Mode와 Continuous Mode 비교

구분	Demand Mode	Continuous Mode
기본 개념	위험상황 발생 시 안전기능 요구	안전기능이 지속적으로 요구
정상운전 상태	SIF가 Demand를 기다림	안전기능을 지속 유지
핵심 질문	필요할 때 작동하는가?	계속 안전하게 유지되는가?
대표 평가기준	Low Demand는 PFDavg	PFH
고장 영향	Demand 순간 실패가 문제	위험고장이 지속적 위험으로 연결
공정 적용 예	ESD, HH Trip 등	지속적인 안전기능에 적용
Verification	PFDavg 중심	PFH 중심

12. Operating Mode를 먼저 정해야 하는 이유

SIL Verification을 수행할 때 바로 PFDavg 계산부터 시작해서는 안 됩니다.

먼저 해당 SIF의 Operating Mode를 확인해야 합니다.

검토단계	확인내용
① SIF 기능 확인	어떤 위험을 방지하는가?
② Demand 특성 확인	안전기능 요구가 얼마나 자주 발생하는가?
③ Operating Mode 결정	Low Demand / High Demand / Continuous
④ 평가기준 선택	PFDavg 또는 PFH
⑤ SIL Verification	Target SIL 충족 여부 확인

즉, Operating Mode 결정이 잘못되면 SIL Verification 기준 자체가 잘못 적용될 수 있습니다.

13. Proof Test와 Low Demand Mode의 관계

Low Demand Mode에서는 Proof Test가 특히 중요합니다.

SIF는 평소 실제 Trip Demand가 자주 발생하지 않기 때문에 Dangerous Undetected Failure가 오랫동안 숨어 있을 수 있기 때문입니다.

예를 들어 Shutdown Valve가 고착되어 있어도 정상운전 중에는 Valve가 계속 Open 상태이기 때문에 고장을 발견하지 못할 수 있습니다.

실제 High-High Pressure Demand가 발생했을 때 Valve가 닫히지 않으면 SIF가 실패합니다.

따라서 Low Demand Mode에서는 주기적인 Proof Test를 통해 숨은 위험고장을 찾아야 합니다.

Proof Test Interval	PFDavg 영향
짧음	숨은 고장 발견이 빨라짐
짧음	PFDavg 감소 방향
길음	숨은 고장 존재시간 증가
길음	PFDavg 증가 방향

즉, Low Demand Mode에서는 Proof Test Interval이 PFDavg와 직접적으로 연결됩니다.

14. Demand가 너무 자주 발생하면 무엇을 확인해야 하는가?

공정산업에서 Emergency Shutdown이나 High-High Trip은 일반적으로 정상운전 중 자주 작동하도록 설계하는 기능이 아닙니다.

만약 특정 SIF의 Demand가 반복적으로 발생한다면 단순히 Mode 분류만 볼 것이 아니라 공정 자체에 문제가 없는지 확인할 필요가 있습니다.

대표적으로 다음 항목을 검토할 수 있습니다.

공정 자체가 불안정한가?
Control Loop에 문제가 있는가?
Alarm Set Point가 적절한가?
Trip Set Point가 적절한가?
운전절차에 문제가 있는가?
Initiating Event가 반복되고 있는가?
설비의 신뢰성이 낮은가?

즉, SIF에 Demand가 자주 발생한다면 SIS를 정상운전 제어수단처럼 사용하고 있는 것은 아닌지도 확인해야 합니다.

15. BPCS와 SIS를 혼동하지 않아야 한다

Continuous Mode를 이해하면서 BPCS(Basic Process Control System)와 SIS를 혼동하기 쉽습니다.

BPCS는 정상적인 공정운전을 유지하기 위해 지속적으로 제어합니다.

예를 들면 다음과 같습니다.

BPCS 기능	목적
Pressure Control	정상압력 유지
Temperature Control	정상온도 유지
Flow Control	정상유량 유지
Level Control	정상액위 유지

반면 SIS는 위험한 상황을 방지하거나 완화하기 위한 Safety Function을 수행합니다.

따라서 어떤 기능이 계속 동작한다고 해서 자동으로 Continuous Mode SIF가 되는 것은 아닙니다.

중요한 것은 그 기능이 안전기능인지, 그리고 위험을 어떤 방식으로 감소시키는지입니다.

16. Demand Mode에서 Sensor–Logic Solver–Final Element의 역할

Demand Mode의 SIF를 구조로 보면 다음과 같이 이해할 수 있습니다.

구성요소	Demand 발생 전	Demand 발생 시
Sensor	정상 공정변수 감시	위험상태 감지
Logic Solver	Trip 조건 대기	Trip Logic 수행
Final Element	정상운전 위치 유지	Safe State로 이동
전체 SIF	Standby 상태	Safety Function 수행

예를 들어 Reactor High-High Pressure Trip에서는 평소 Feed SDV가 Open 상태로 유지되지만 Demand가 발생하면 Close해야 합니다.

17. Continuous Mode에서의 관점

Continuous Mode에서는 안전기능이 평소부터 지속적으로 유지되는 것이 중요합니다.

따라서 SIL Verification에서도 단순히 특정 Demand에 대한 실패확률보다는 시간에 따라 위험고장이 발생할 가능성을 봅니다.

검토항목	Continuous Mode 관점
Failure Rate	시간당 위험고장 발생 가능성
Diagnostics	고장을 얼마나 빨리 발견하는가?
Repair	고장 후 얼마나 빨리 복구하는가?
Architecture	단일고장 허용구조인가?
CCF	공통원인고장 영향은 무엇인가?
PFH	최종 시간당 위험고장 빈도

18. SIL Verification에서의 차이

Demand Mode와 Continuous Mode는 SIL Verification 접근방식에서도 차이가 있습니다.

검토항목	Low Demand Mode	High Demand / Continuous Mode
주요 지표	PFDavg	PFH
시험주기 영향	Proof Test Interval 중요	Failure Rate와 복구조건 중요
핵심 고장	Dangerous Undetected Failure	시간당 Dangerous Failure
주요 질문	Demand 때 실패하는가?	시간당 위험고장이 얼마나 발생하는가?
SIL 기준	PFDavg 범위	PFH 범위

따라서 SIL Verification Report를 검토할 때는 단순히 “SIL 2 PASS”만 확인하지 말고 어떤 Operating Mode를 기준으로 계산했는지 확인해야 합니다.

19. 실무에서 자주 발생하는 오류

SIS Operating Mode를 검토할 때 다음과 같은 오류를 주의해야 합니다.

첫째, 모든 SIF를 무조건 Low Demand Mode로 계산하는 경우입니다.

실제 Demand 특성을 확인해야 합니다.

둘째, Demand 빈도만 보고 Continuous Mode를 판단하는 경우입니다.

Continuous Mode는 단순히 작동횟수만으로 판단하는 것이 아니라 안전기능의 역할을 함께 확인해야 합니다.

셋째, 같은 SIL이면 PFDavg와 PFH가 같은 개념이라고 생각하는 경우입니다.

둘은 서로 다른 안전무결성 평가 지표입니다.

넷째, BPCS의 지속적인 Control 기능을 Continuous Mode SIF라고 판단하는 경우입니다.

정상운전 제어와 안전기능은 구분해야 합니다.

다섯째, 실제 Demand History를 확인하지 않는 경우입니다.

운전기록을 보면 설계 당시 가정한 Demand Frequency와 실제 운전상태가 다른 경우도 있습니다.

20. Operating Mode 검토 시 필요한 자료

SIF의 Operating Mode를 검토할 때 다음 자료를 함께 확인하면 도움이 됩니다.

자료	주요 확인내용
HAZOP	Hazard Scenario
LOPA	Initiating Event 및 Demand Frequency
SIF Specification	SIF 기능 및 Operating Mode
Cause & Effect Matrix	Trip 조건과 Final Action
Trip History	실제 Demand 발생빈도
Alarm History	공정 이상빈도
SIL Assessment Report	Target SIL 및 Mode
SIL Verification Report	PFDavg 또는 PFH 적용 여부
Proof Test Record	실제 Test Interval
Operation Record	실제 공정운전 상태

특히 실제 Trip History와 Demand History를 확인하면 설계 당시 가정과 실제 운전상태가 일치하는지 판단하는 데 도움이 됩니다.

21. Demand Mode와 Continuous Mode를 쉽게 기억하는 방법

두 개념을 가장 간단하게 정리하면 다음과 같습니다.

Mode	쉽게 표현하면	핵심 지표
Low Demand	필요할 때 작동하는가?	PFDavg
High Demand	자주 요구되는 기능이 시간에 따라 안전한가?	PFH
Continuous	계속 수행되어야 하는 안전기능이 유지되는가?	PFH

공정산업에서 흔히 접하는 High-High Trip이나 Emergency Shutdown은 Low Demand Mode로 평가되는 경우가 많습니다.

하지만 실제 적용 시에는 반드시 해당 SIF의 기능과 Demand Frequency를 확인해야 합니다.

22. 핵심 정리

SIS Demand Mode와 Continuous Mode의 차이는 단순한 작동횟수의 차이만으로 이해해서는 안 됩니다.

핵심은 SIF가 위험을 방지하기 위해 어떤 방식으로 작동하는가입니다.

구분	핵심 내용
① Demand Mode	위험상황이 발생했을 때 SIF 작동 요구
② Low Demand	Demand가 비교적 드물게 발생
③ High Demand	Demand가 자주 발생
④ Continuous Mode	안전기능을 지속적으로 유지해야 함
⑤ Low Demand 평가	PFDavg 사용
⑥ High Demand 평가	PFH 사용
⑦ Continuous 평가	PFH 사용
⑧ SIL Verification	Mode에 맞는 평가기준 적용

따라서 실무에서는 다음 순서로 접근하는 것이 중요합니다.

검토순서	주요 확인사항
① SIF 기능 확인	어떤 위험을 방지하는가?
② Demand 특성 확인	얼마나 자주 안전기능이 요구되는가?
③ Operating Mode 결정	Low Demand / High Demand / Continuous
④ 평가기준 선택	PFDavg 또는 PFH
⑤ SIL Verification	Target SIL 충족 여부 확인
⑥ 운전데이터 확인	실제 Demand History가 설계가정과 일치하는가?

결국 Demand Mode에서는 “필요한 순간에 SIF가 제대로 작동하는가?”가 중요하고, Continuous Mode에서는 “안전기능이 시간의 흐름 속에서 계속 신뢰성 있게 유지되는가?”가 중요합니다.

따라서 SIS를 설계하거나 SIL Verification Report를 검토할 때는 Target SIL만 확인하는 것이 아니라 Operating Mode가 무엇인지, 그 Mode에 적합한 PFDavg 또는 PFH 기준이 적용되었는지까지 함께 확인하는 것이 중요합니다.

Analyst