Ohjausjärjestelmien modernisointi

Transkriptio

1 Ohjausjärjestelmien modernisointi Asko Heikola Senior Manager, Automation Technology Board and Paper Mills Turvallisen tekniikan seminaari 2018

2 Valmet 3,16 Mrd liikevaihto työntekijää 40% maailman paperista ja kartongista tehdään Valmetin koneilla Board and Paper Mills Automation Osallistuu yli 500 projektiin vuodessa 250 asiantuntijaa eri puolilla maailmaa Koneturvallisuus Turva-automaatiota läpi koko linjan, suoritustasovaateet PL b - PL d Haastavin tuote pituusleikkuri, jossa koneen käyttäjä toimii osana prosessia > 300 turva-i/o-pistettä Jaettu vaara-alueeseen, joista jokaiseen voi kuulua useita turvaryhmiä Useimmat turvaryhmät kytketty dynaamisesti turva-anturointiin 95% suoritustasovaateista PL d 2 (C) Valmet

3 Sisältö Ohjausjärjestelmä ja modernisointi Koneen elinkaari Kone- vai työvälinedirektiivi? Koneyhdistelmän vaikutus Sovellettavan tekniikan minimitaso Tärkeimmät vastuut Toimittajan valinnassa huomioitavaa Riskinarvioinnissa tunnistettavaa Muutosten vaikutustarkastelu Esimerkkitapauksia

4 Ohjausjärjestelmä Yleistä Konedirektiivin soveltamisopas 184: Koneen ohjausjärjestelmällä tarkoitetaan järjestelmää, joka reagoi koneen osien, käyttäjien, ulkoisten ohjauslaitteiden tai näiden yhdistelmien lähettämiin tulosignaaleihin ja luo niitä vastaavat lähtösignaalit koneen toimilaitteille, jolloin ne saavat koneen toimimaan tarkoitetulla tavalla. Ohjausjärjestelmissä voidaan käyttää monenlaista teknologiaa ja myös eri teknologioiden yhdistelmiä, kuten mekaanista teknologiaa, hydrauliikkaa, pneumatiikkaa, sähkötekniikkaa tai elektroniikkaa. Elektroniset ohjausjärjestelmät voivat olla ohjelmoitavia järjestelmiä. Ohjausjärjestelmällä tarkoitetaan tässä esityksessä PLC- tai DCStyyppistä, elektronista ohjausjärjestelmää, joka saattaa sisältää myös turva-automaatioksi luokiteltavia osuuksia Ohjausjärjestelmä itsessään ei täytä koneen tai osittain valmiin koneen tunnusmerkistöä Ei anneta 2B-liittämisvakuutusta 4 (C) Valmet

5 Ohjausjärjestelmä Turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmän osat Nykyaikainen ohjausjärjestelmä saattaa sisältää turvallisuuteen liittyviä ohjausjärjestelmien osia (EN ISO ), mutta ei aina Ohjausjärjestelmään, sellaisena kuin se valmistajalta hankitaan, eivät sisälly turvallisuuteen liittyvät Vaikutus- ja havainnointilaitteet (alla input device), ts. pakko-ohjauskytkimet, kulunvalvontalaitteet, turva-anturointi jne. Ohjauselimet (alla output device), ts. releet, kontaktorit, venttiilit, jne. 5 (C) Valmet

6 Ohjausjärjestelmän modernisointi Erityisesti jo myyntivaiheessa tunnistettavat seikat Olemassa olevan ohjausjärjestelmän rooli ohjaus- ja turvatoiminnoissa Ohjausjärjestelmän liityntä/sisältämä turva-automaatio ja käyttöliittymät (kenttä/valvomo) Olemassa olevaa ohjausjärjestelmää ei ole Koneen käyttäjä vaikuttaa suoraan ohjauselementtiin (venttiili, kontaktori) Tilaaja saattaa nähdä tämän puhtaana ohjausjärjestelmämodernisointina, vaikka laajuus on todellisuudessa suurempi Koneen käyttötapa muuttuu merkittävästi ohjelmiston vaikutuksesta Esimerkiksi täysin manuaalisesta hyvin automaattiseksi, vaikka koneeseen ei lisätä yhtäkään uutta anturia ohjauspaikkaa ohjauselintä tai toimilaitetta 6 (C) Valmet

7 Koneen elinkaari Konedirektiivi (MD) 2A + CE Koneen elinkaari jopa 50 vuotta Koneenrakentajan vastuut Uuden koneen valmistaminen Tilaajan vastuut Ohjausjärjestelmän modernisointi 0,5..2 vuotta Työvälinedirektiivi (UWED) 7 (C) Valmet

8 Ohjausjärjestelmämodernisointi = aiemmin käyttöönotetun koneen muuttamista Uuden koneen rakentaminen Aiemmin käyttöönotetun koneen muuttaminen KONEDIREKTIIVI 2006/42/EY TYÖVÄLINEDIREKTIIVI 2009/104/EY Olennaiset turvallisuus- ja terveysvaatimukset uudelle koneelle tai puolivalmisteelle Turvallisuutta ja terveyttä koskevat vähimmäisvaatimukset työntekijöiden työssään käyttämille työvälineille SITOVAT SÄÄNNÖKSET Standardit, ohjeet ja suositukset 8 (C) Valmet

9 Koneyhdistelmän ohjausjärjestelmän modernisointi Konedirektiivin soveltamisopas, 39.1 Voidaanko päätyä konedirektiivin soveltamisalaan? Tiivistettynä: Yksi tai useampi koneyhdistelmän yksikkö voidaan korvata uudella yksiköllä tai yhdistelmään voidaan lisätä uusia yksikköjä. Tällöin herää kysymys, kuuluuko koneyhdistelmä, jossa on sekä uusia että vanhoja yksikköjä, kokonaisuutena konedirektiivin soveltamisalaan? Voidaanko ohjausjärjestelmän korvaaminen tulkita yksikön korvaamiseksi? Tulkitaanko ohjausjärjestelmä yksiköksi? 9 (C) Valmet

10 Koneyhdistelmän ohjausjärjestelmän modernisointi Konedirektiivin soveltamisopas, 38 Tulkitaanko ohjausjärjestelmä yksiköksi? Koneyhdistelmä, neljä vaadetta 1. yksiköt on koottu yhteen tiettyä yhteistä toimintoa, esimerkiksi tietyn tuotteen valmistamista, varten 2. yksiköt on yhdistetty toiminnallisesti siten, että kunkin yksikön toiminta vaikuttaa suoraan muiden yksikköjen tai koko yhdistelmän toimintaan, niin että riskinarviointi on tehtävä koko yhdistelmästä 3. yksiköillä on yhteinen ohjausjärjestelmä 4. Soveltamisoppaan päivitys 7/2017: Even a single production line may be divided into separate assemblies and/or machines if there is no safety related connection between constituent assemblies or machinery Safety related connection exists Ohjausjärjestelmä EI OLE konedirektiivin soveltamisoppaan 38 ja 39 viitattu yksikkö (constituent unit), eikä konedirektiivin soveltamisalaan näin ollen päädytä. 10 (C) Valmet

11 Sovellettavan tekniikan minimitaso Kone on oletusarvoisesti rakennettu täyttämään ensimmäisen käyttöönottoajanhetken mukaiset vaatimukset EU:ssa Tarvittaessa varmistettava tekniset yksityiskohdat alkuperäiseltä koneenrakentajalta Työnantaja on ollut vastuussa koneen tai koneyhdistelmän turvallisuudesta Turvallisuustaso ei ole saanut alentua koneen koko elinkaaren aikana Jatkuva työturvallisuuden parantamisvelvoite Turvallisuustasoa on mahdollisesti nostettu erinäisin toimenpitein Vallitseva turvallisuustaso ei saa alentua modernisoinnin yhteydessä On tarpeellista tuntea ajan tasalla olevat turvallisuusvaatimukset ja käyttää niitä referenssitasona On erittäin suotavaa hyödyntää ajan tasalla olevia ratkaisuja ja tekniikkaa mahdollisuuksien mukaan 11 (C) Valmet

12 Vastuut ohjausjärjestelmämodernisoinnissa Työantajalla (= tilaaja) päävastuu (Suomessa VNa 403/2008 mukaisesti) Vastaa käytössä olevaan koneisiin tehtävistä muutoksista ja siitä että tilauksen mukainen toteutus on turvallinen Selvitettävä muutostyöhön liittyvät turvallisuusnäkökohdat Kokonaisuuden riskinarviointi (ns. final risk assessment) Käyttöohjeiden päivitys ja mahdollisesti tarvittava lisäperehdytys Toimittaja Oltava valmiudet turvallisen lopputuloksen aikaansaamiseksi, korostuu erityisesti turva-automaation osuudessa Vastaa, että toimitussisältö on sopimuksen mukainen Muutostyön riskinarviointi Antaa yleensä tilaajalle käytössä olevan koneen muutostyön turvallisuusselvityksen Sopimuksella voidaan sopia mitä toimitussisältöön kuuluu, mutta vastuita ei voida siirtää Aktiivinen yhteistyö kaikkien osapuolten kesken käytännössä välttämätöntä 12 (C) Valmet

13 Toimittajan valinnassa huomioitavaa Onko toimittajalla aiempaa kokemusta kyseisistä koneista? Koneen käyttäminen ja prosessi jota kone suorittaa Ajan tasalla olevat turvallisuusvaatimukset ja soveltuva teknologia Mikäli tarvittavan turva-automaation toimittaja on eri kuin varsinaisen ohjausjärjestelmän toimittaja, onko heillä kokemusta yhdessä toimimisesta/jatkuva yhteistyöjärjestely? Tuotteet Toimintaan liittyvät prosessit (erityisesti todentamiset ja kelpuutus) Mikäli toimitussisältö on hajautettu useamman toimittajan kesken, kenen tulisi toimia pääurakoitsijana? Toimitussisällön laajuus ja keskinäiset tilaaja-toimittaja -roolit Koordinointi (vrt. toimintaan liittyvät prosessit) ja muutostyön riskinarvointi Vuorovaikutus asiakkaan mahdollisesti käyttämän ulkoisen turvallisuusasiantuntijan kanssa 13 (C) Valmet

14 Ohjausjärjestelmämodernisoinnin riskinarviointi Tyypillisesti havaittavia vaikutuksia Muuttuuko koneen käyttötarkoitus? Ei muutu pelkän ohjausjärjestelmämodernisoinnin seurauksena Muuttuuko koneen toiminta tai käyttötapa? Käyttöikänsä päähän tulleen järjestelmän suora korvaus uudemmalla Ei muutu Automaatioasteen nosto on varsin tyypillinen tavoite Voi muuttua Muuttuvatko koneen raja-arvot? Kapasiteetti/nopeus voi muuttua ja siitä johtuen myös melutaso voi muuttua 14 (C) Valmet

15 Ohjausjärjestelmämodernisoinnin riskinarviointi Tyypillisesti havaittavia vaikutuksia, jatkoa Syntyykö uusia vaaroja? Koneen rakenne eivätkä toimilaitteet muutu Ei synny Muuttuuko käyttäjän altistuminen olemassa oleville vaaroille? Automaatioasteen nosto tai käyttötavan muutos voi muuttaa altistumistaajuutta Muuttuuko vaarallisen tapahtuman todennäköisyys? Tyypillisesti järjestelmä/osajärjestelmä/komponentti korvataan uudemmalla = parempilaatuisella Yleensä ei muutu Muuttuvatko vaarojen vältettävyydet? Liikenopeudet voivat muuttua On mahdollista, mutta ei tyypillistä 15 (C) Valmet

16 Ohjaus- ja turvatoimintojen muutosten vaikutustarkastelu SÄILYYKÖ TOIMINNALLISUUS TÄYSIN ALKUPERÄISENÄ? KYLLÄ Vaarat eivät muutu Riskit eivät muutu EI Vaarat eivät muutu Riskit voivat muuttua Kasvoivatko riskit aiempaan verrattuna? Ei pakottavia toimenpiteitä KYLLÄ Ovatko aiemmat suojaustoimenpiteet yhä riittäviä? KYLLÄ Ei pakottavia toimenpiteitä EI Toteutettava referenssitason (konedirektiivi) mukaiset lisäsuojaustoimenpiteet EI Ei pakottavia toimenpiteitä 16 (C) Valmet

17 Esimerkkitapaus 1: Koneessa ei ole ollut ohjausjärjestelmää Ohjaus- ja turvatoimintojen muutokset tarkasteltava (kts. vaikutustarkastelu) Ohjauspaikkojen ja -tapojen muutokset Alkuperäisessä toteutuksessa olevat turvatoiminnot, esim. pakkotoimiset ohjaukset ja toimintaan kytketyt suojukset Todennukset ja kelpuutukset Huomionarvoista kaikki olemassa olevat ohjauselimet vaihdetaan (venttiilit jne.) koneeseen tuodaan uusi ohjausjärjestelmä, joista nykyisin suuri osa sisältää turvaautomaatiokomponentteja (turva-plc ja I/O) koneeseen tehdään käytännössä täysimittainen sähkösuunnittelu ja varustelu Ajan tasalla olevan teknologian hyödyntämiselle erittäin matala kynnys Turvallisuuden taso ei saa alentua Minimitaso (työvälinedirektiivi), käytännössä pyrittävä lähestymään ajantasaista referenssitasoa (konedirektiivi) 17 (C) Valmet

18 Esimerkkitapaus 2: Olemassa oleva ohjausjärjestelmä korvataan uudella Ohjaus- ja turvatoimintojen muutokset tarkasteltava (kts. vaikutustarkastelu) Ohjauspaikkojen ja -tapojen muutokset Ohjausjärjestelmän osuus/vaikutus turvatoimintoihin ennen muutoksia ja muutosten seurauksena Todennukset ja kelpuutukset Korvattavan laajuuden sisältäessä turva-automaatiota, tulee huomioida Tekniikan taso Arkkitehtuuri Komponenttien MTTF d /B10 d /PFH d arvot Mahdollinen turvaohjelmisto ja sen sisältämät toiminnot Turvallisuuden taso ei saa alentua Minimitaso (työvälinedirektiivi), käytännössä pyrittävä lähestymään ajantasaista referenssitasoa (konedirektiivi) 18 (C) Valmet

19