Teollisuusautomaation standardit. Osio 3:



Samankaltaiset tiedostot
Toiminnallinen turvallisuus

Teollisuusautomaation standardit. Osio 2:

Teollisuusautomaation standardit. Osio 5:

ida IEC61508 turvastandardi ja sen merkitys prosessiteollisuudelle Dr. William M. Goble exida Sellersville, PA USA

Teollisuusautomaation standardit. Osio 6:

Teollisuusautomaation standardit Osio 9

Teollisuusautomaation standardit. Osio 4:

Teollisuusautomaation standardit Osio 10

Turvallisuusseminaari Silja-Line

Riskin arviointi. Peruskäsitteet- ja periaatteet. Standardissa IEC esitetyt menetelmät

Teollisuusautomaation standardit. Osio 8:

Toiminnallinen turvallisuus

Teollisuusautomaation standardit

ABB Drives and Controls, Koneenrakentajan ja laitetoimittajan yhteistoiminta toiminnallisen turvallisuuden varmistamisessa

PSK:N KEVÄTSEMINAARI PÖRSSITALOSSA TORSTAINA MUUTOSTEN HALLINTA TEOLLISUUDESSA. Muuttuvat turvallisuusvaatimukset

Standardi IEC Ohjelmisto

KONEAUTOMAATION LAATU JA TURVALLISUUS Marko Varpunen

Tässä tiivistelmässä standardi tarkoittaa standardia SFS-EN

Teollisuusautomaation standardit. Osio 7:

Riskienhallinta ja turvallisuus FORUM 2012

IEC osa 4, ed. 2

Standardisarja IEC Teollisuuden tietoliikenneverkot Verkkojen ja järjestelmien tietoturvallisuus

Teollisuusautomaation standardit Osio 1

Standardit IEC (perustandardi) ja IEC (prosessit)

MetSta ry» Verkkojulkaisut» Koneturvallisuus» Artikkelit» Nro 09/2010» » Matti Sundquist, Sundcon Oy

Esimerkki Metson ESD-ventiilidiagnostiikasta (osaiskutesti)

Standardisointikatsaus

Tekn. lis. Matti Sundquist, Sundcon Oy Turvallisuusvastuut koneiden modernisoinnissa eurooppalaiset turvallisuusvaatimukset

Turvallisen tekniikan pääseminaarin lisäksi järjestetään torstaina 7.6 työpajapäivä, jossa keskitytään kolmeen aihealueeseen.

Rautateiden turva-automaatiojärjestelmät ja eroavaisuudet teollisuuden turva-automaatioon

Lyhyt yhteenveto ohjelmistovaatimuksista standardissa ISO

Copyright METSTA Artikkelisarja turvallisen koneen suunnittelusta Osa 4: Turvallisuuteen liittyvien ohjausjärjestelmien suunnittelu

Verkkodatalehti. FX3-ANA Flexi Soft / Safe EFI-pro System TURVAOHJAIMET / TURVAJÄRJESTELMÄT

Turvallisuus koneautomaatiossa

IEC sisältö ja rakenne

Toimilohkojen turvallisuus tulevaisuudessa

Toiminnallisen turvallisuuden arviointi

Verkkodatalehti. C20E A21 C2000 sarjaankytkettävä TURVAVALOVERHOT

Verkkodatalehti. FX3-XTIO84002 Flexi Soft / Safe EFI-pro System TURVAOHJAIMET / TURVAJÄRJESTELMÄT

Ohjausjärjestelmien modernisointi

Verkkodatalehti. IN40-D0304K IN4000 Standard KOSKETUKSETTOMAT TURVARAJAKYTKIMET

Turva-automaation suunnittelu

Verkkodatalehti. IN40-D0304K IN4000 Standard KOSKETUKSETTOMAT TURVARAJAKYTKIMET

Verkkodatalehti. IN40-D0202K IN4000 Standard KOSKETUKSETTOMAT TURVARAJAKYTKIMET

Kemikaaliturvallisuus

Verkkodatalehti. IN40-E0109K IN4000 Direct KOSKETUKSETTOMAT TURVARAJAKYTKIMET

IEC Sähköisten/eletronisten/ohjelmoitavien elektronisten turvallisuuteen liittyvien järjestelmien toiminnallinen turvallisuus

Laki terveydenhuollon laitteista ja tarvikkeista velvoitteita välinehuollolle. Kimmo Linnavuori

Verkkodatalehti. UE410-MM3 Flexi Classic TURVAOHJAIMET

Verkkodatalehti. UE I0000 Moduulit ja väyläliitynnät LISÄTARVIKKEET

Verkkodatalehti. FX3-MOC Flexi Soft / Safe EFI-pro System TURVAOHJAIMET / TURVAJÄRJESTELMÄT

Verkkodatalehti. M20S-091A3A220, M20E-091A3A221 M2000 sarjaankytkettävä MONISÄTEISET TURVAVALOPUOMIT

Standardit tutuksi Standardit osana tekniikan osaajan ammattitaitoa. Kokemäkijokilaakson ammattiopisto Sinikka Hieta-Wilkman

Koneyhdistelmät. Kiwa & Kiwa Inspecta Lukuina. Turvallisen tekniikan seminaari Kiwa Inspecta. Kiwa Inspecta Suomi. Kiwa Inspecta.

Koneturvallisuus. Uusi konedirektiivi ja sitä vastaava koneasetus. Tekn. lis. Matti Sundquist, Sundcon Oy

SÄHKÖTEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA 2010

Koneturvallisuus: Uuden konedirektiivin toiminnallinen turvallisuus & täytäntöönpano

Tietojärjestelmän osat

Hakuohje Hitsauskoordinoijat

Turvallisen tekniikan seminaari 2015 Työpajapäivä, keskiviikko 3.6.

Verkkodatalehti. FLN-OSSD Flexi Loop TURVA-ANTURIEN SARJAANKYTKENTÄ

ATEX-direktiivit. Tapani Nurmi SESKO ry

Verkkodatalehti. UE410-XU3T0 Flexi Classic TURVAOHJAIMET

Verkkodatalehti. FLN-EMSS Flexi Loop TURVALLINEN SARJAANKYTKENTÄ

Kemikaaliturvallisuus

Taitaja 2013, Mekatroniikka Turvalaitteet

Avoimen ja yhteisen rajapinnan hallintamalli

Vastuullisuusmallin tausta ja tavoitteet

Verkkodatalehti UE10-2FG3D0 UE10-2FG TURVARELE

Ohjelmointitekniikka lyhyesti Survival Kit 1 Evtek KA ELINKAARIMALLEISTA

Avoimen ja yhteisen rajapinnan hallintasuunnitelma v.1.4

Auditointi. Teemupekka Virtanen

Mitä vanhan laitteen modernisoinnissa kannattaa huomioida? Kiwa Inspecta Katri Tytykoski

Verkkodatalehti. C4P-SA06010A00 detec TURVAVALOVERHOT

VTT EXPERT SERVICES OY VTT EXPERT SERVICES LTD.

Verkkodatalehti UE10-3OS2D0 UE10-3OS TURVARELE

Verkkodatalehti UE42-2HD2D2 UE42-2HD TURVARELE

Verkkodatalehti. L40E-33MA2A L4000 järjestelmät YKSISÄTEISET TURVAVALOKENNOT

Verkkodatalehti UE10-4XT2D2 UE10-4XT TURVARELE

Suomen Automaatioseuran turvallisuusjaosto (ASAF) Teemasarja Toiminnallinen turvallisuus - standardisarja IEC 61508

Verkkodatalehti. FLN-EMSS Flexi Loop TURVALLINEN SARJAANKYTKENTÄ

Verkkodatalehti. L40S-21MA1A L4000 järjestelmät YKSISÄTEISET TURVAVALOKENNOT

Verkkodatalehti UE43-3AR3D2 UE43-3AR TURVARELE

Kolmannen osapuolen valvonta betonikiviainesten valmistuksessa

Esimerkki Metson ESDventtiilidiagnostiikasta. (osaiskutesti) SAS Turvajaoston teemapäivä Jari Kirmanen

Verkkodatalehti. FX3-MOC Flexi Soft TURVAOHJAIMET

Verkkodatalehti STR1-SASU03P5 STR1 KOSKETUKSETTOMAT TURVARAJAKYTKIMET

Osastonjohtaja Heidi Niemimuukko

Sähkölaitteiden ja sähkölaitteistojen standardien mukainen dokumentointi

Verkkodatalehti. FX3-MOC Flexi Soft TURVAOHJAIMET

Verkkodatalehti STR1-SAFU10P5 STR1 KOSKETUKSETTOMAT TURVARAJAKYTKIMET

Käytännöntoimenpiteet. Hasse Lönnberg Sapa Building System

THEME osaamismatriisi - elektroniikka/sähkötekniikka osakompetenssien/oppimistulosten kanssa

Teemat. Vaativien säätösovellusten käyttövarmuus automaation elinkaarimallin näkökulmasta Tampere. Vaativat säätösovellukset

Verkkodatalehti UE10-3OS2D0 UE10-3OS TURVARELEET

Verkkodatalehti UE48-2OS2D2 UE48-2OS TURVARELE

Suomen Automaatioseuran turvallisuusjaoston teemasarja Toiminnallinen turvallisuus - uusittu standardisarja IEC 61508

Työpajapäivä Kuva: VTT

Agenda. Johdanto Ominaispiirteitä Kokonaisjärjestelmän määrittely Eri alojen edustajien roolit Sulautetut järjestelmät ja sulautettu ohjelmointi

Transkriptio:

Teollisuusautomaation standardit Osio 3 Osio 1: SESKOn Komitea SK 65: Teollisuusprosessien ohjaus Osio 2: Toiminnallinen turvallisuus: periaatteet Osio 3: Toiminnallinen turvallisuus: standardisarja IEC 61508 Osio 4: Koneiden ohjausjärjestelmät: standardi IEC 62061 Osio 5: Riskin arviointi ja turvallisuuden eheyden tason SIL määrittäminen: standardit IEC 61508-5 ja IEC 62061 Osio 6: Koneiden ohjausjärjestelmien suunnittelutyökalu SISTEMA Osio 7: Hätäpysäytys: standardit ISO 13850 ja IEC 60947-5-5 Osio 8: Turvaväylät ja niiden valinta: tekninen raportti IEC/TR 62513 Osio 9: Logiikat: standardi IEC 61131-1 ja 61131-3 Osio 10: Turvallisuuteen liittyvän elektroniikan asennus- ja muutostyöt matti.sundquist@sundcon.fi 1

Toiminnallinen turvallisuus: standardisarja IEC 61508 Matti Sundquist Sundcon Oy matti.sundquist@sundcon.fi 2

Standardisarjan IEC 61508 laajan käytön perusteet Standardisarjassa IEC 61508 esitetään yksityiskohtaiset vaatimukset toiminnallisesta turvallisuudesta kaikille teknisille järjestelmille. Standardissa esitetään ohjeita ja ratkaisuesimerkkejä siitä, miten turvallisuuteen liittyvä automaatiojärjestelmä suunnitellaan, toteutetaan, testataan, otetaan käyttöön ja miten sen muutokset hallitaan. Standardi esittää yksityiskohtaisesti, mitä edellytetään tietyn turvallisuuden eheyden tason saavuttamiseksi ja esittää siihen vaihtoehtoja. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 3

Standardisarjan IEC 61508 käytön etuja Standardin IEC 61508 avulla automaatiojärjestelmän vaatimustenmukaisuus on helpompi osoittaa, koska teollisuus ja viranomaiset käyttävät sitä referenssinä. Standardia käytetään teknisenä laatumäärittelynä ja standardiviittaus kattaa useita satoja vaatimuksia. Globaalisti toimivat yritykset (sekä käyttäjät että prosessi-/laitevalmistajat) haluavat sen vähitellen korvaavan vastaavat kansalliset standardit. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 4

Perusstandardi IEC 61508 Standardi IEC 61508 on perusstandardi ( kattostandardi ) koskee kaikkien turvallisuuteen liittyvien teknisten järjestelmien (TLJ) suunnittelua ja toteutusta, joissa käytetään sähköistä/elektronisia ja ohjelmoitavia elektronisia ohjausjärjestelmiä. Sen soveltamisstandardeja on laadittu mm.: prosessiteollisuuteen, koneille, rautateille, voimalaitoksille, lääkintälaitteille jne. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 5

IEC 61508 Turvallisuuden kattostandardi IEC EN 61508 EN IEC 61511: Prosessiteollisuus EN 50128: Rautatiet EN IEC 61513, 62138: Ydinvoimalat (EN IEC 61226) EN IEC 62061: Koneet ja laitteet SFS-EN ISO13849-1 (korvaa ISO 13849-1:2003 ja EN 954) EN IEC 61131-x: (Turva)logiikat Teollisuusautomaation standardit Osio 3 6

Perusstandardi IEC 61508 Perusstandardi IEC 61508 velvoittaa muut standardointielimet ottamaan sen periaatteet, vaatimukset ja menetelmät huomioon uusien standardien valmistelussa ja vanhojen päivittämisessä. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 7

Perusstandardi IEC 61508 Standardia IEC 61508 käytetään myös sellaisenaan, esimerkiksi jos ei ole sovellusstandardia tai sellaista ei voida soveltaa. Siten standardia IEC 61508 sovelletaan muun muassa sen soveltamisalaan kuuluvien komponenttien ja alajärjestelmien valmistukseen (esim. anturit, logiikat jne.) tai sitä käytetään vaatimustenmukaisuuteen ja sertifiointiin liittyvän arvioinnin perustana. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 8

IEC 61508 osat 1 ja 2 Osassa 1 esitetään yleiset vaatimukset, mm. vaatimukset ohjausjärjestelmän vuorovaikutuksesta turvallisuuteen liittyvän prosessin kanssa, esim. tehdas, liikenneväline, koneyhdistelmä. Osassa 2 esitetään ohjausjärjestelmän liittäminen ohjattavaan järjestelmään (laitteistot, ohjelmistot), esimerkiksi turvatoimintoa toteuttavan järjestelmän vaarallisten satunnaisvikaantumisten suurin taajuus. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 9

IEC 61508 osat Osassa 3 esitetään ohjelmistovaatimukset. Osassa 4 esitetään käsitteet. Osassa 5 (opastava) esitetään riskin arvioinnin menetelmiä. Osassa 6 (opastava) esitetään ohjeita osien 1...3 soveltamisesta. Osassa 7 (opastava) esitetään menetelmiä ja työkaluja. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 10

Turvallisuuden hallinnan lähtökohta Turvallisuus on yhdistettävä saumattomasti muihin toimintoihin ja se on otettava huomioon heti suunnittelun alussa Tarvitaan laatujärjestelmä (välttämätön) Projektinhallinta- ja turvallisuussuunnitelma (Safety Plan) turvallisuuden elinkaaritarkastelu ja turvallisuusjohtaminen koko elinkaaren ajan. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 11

Standardisarjan IEC 61508 sovellusalueita Prosessien ja koneiden ohjaus Koneiden ohjaus ja turvalaitteet Vesi- ja jätevesijärjestelmät Ydinvoimaloiden ja muiden voimalaitosten automaatio Rautatiejärjestelmien ohjaus Ajoneuvojen sulautettu ohjaus Kaivosteollisuuden laitteet Hissien ohjaus. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 12

IEC 61508 ja IEC 61511 osien käyttäjiä Prosessiteollisuuden turvaautomaatio Turva-automaation laitteiden valmistajat ja toimittajat IEC 61508-2 ja -3 Turva-automaation suunnittelijat, toteuttajat ja käyttäjät IEC 61511-1 3 Teollisuusautomaation standardit Osio 3 13

IEC 61508 peruskonsepti Turvallisuuden elinkaari Tarkat yksilöidyt suunnittelumenetelmät Systemaattiset viat ja suunnitteluvirheet Todennäköiseen suorituskykyyn perustuva järjestelmä Satunnaisvikaantumiset Ohjelmistokehitys Laitteiston suunnittelu Teollisuusautomaation standardit Osio 3 14

Sertifioidut komponentit Komponenttien sertifioinnilla tarkoitetaan riippumattoman osapuolen tekemää arviointia siitä, että tuote täyttää sitä koskevat vaatimukset sekä rakenteen että dokumentaation osalta. Nämä vaatimukset voivat olla lakisääteisiä vaatimuksia tai standardien ja muiden erittelyjen vaatimuksia. Sertifioinnista annetaan todistus eli sertifikaatti. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 15

Laitteiden IEC 61508-sertifiointi Sertifiointi tarkoittaa puolueettoman tahon varmistusta siihen, että laite täyttää sille asetetut vaatimukset. Sertifiointi osoittaa hyvää suunnittelutasoa ja sillä perustellaan laitevalintoja. IEC 61508 sertifioidut anturit Sertifioitujen tuotteiden määrä on nopeassa kasvussa. Lähde: Exidan raportti sertifioiduista tuotteista. 30 25 20 15 10 5 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 200'2 2003 2004 2005 2006 2007 Teollisuusautomaation standardit Osio 3 16

IEC 61508:n mukainen analyysi turvasertifiointia varten Laitteiston suunnitteluprosessin arviointi Laitteiston vikaantumistapojen analyysi Laitteiston diagnostisten ominaisuuksien analyysi Laitteiston luotettavan käyttöiän analyysi Ohjelmistovaatimusten arviointi Ohjelmiston suunnittelumenetelmien arviointi Ohjelmiston testausmenetelmien arviointi Konfiguroinnin hallinnan arviointi Suunnittelun versiohistorian arviointi Käyttökokemusten arviointi Toimintatestauksen kattavuuden analyysi Turvaohjeistuksen arviointi jne. Lähde: Exida Teollisuusautomaation standardit Osio 3 17

Toiminnallisen turvallisuuden saavuttaminen Toiminnallisen turvallisuuden saavuttaminen: toiminnallisen turvallisuuden hallinta henkilöstön pätevyys teknisten vaatimusten täyttäminen elinkaaren eri vaiheissa toiminnallisen turvallisuuden arviointi. Sovellettavat elinkaarimallit: Overall Safety Lifecycle (koko järjestelmän elinkaari) E/E/PES System Safety Lifecycle (sähköisen ohjausjärjestelmän elinkaari) Software Safety Lifecycle (ohjelmiston elinkaari). Teollisuusautomaation standardit Osio 3 18

Järjestelmällinen lähestymistapa (ohjelmistot) Rakenteinen (puolustuksellinen) ohjelmointi (esim. V-malli) Moduulirakenne ja yhteensopivuus: testatut (sertifioidut) komponentit ja ohjelmistomoduulit (COTS, toimilohkokirjastot) rajapintojen määritykset (standardit: mm. laitekuvaukset, protokollat jne.) dokumentaation hallinta. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 19

Elinkaarimalli IEC 61508-1 (kuva 2) 20

Vaatimusten luokittelu Vaatimukset valmistajille laadun hallinnasta Elektroniikan toiminnalliset vaatimukset Muut kuin toiminnalliset vaatimukset Vaatimukset valmistajalle todentamisesta ja kelpuutuksesta Vaatimukset kolmannen osapuolen käyttämisestä todentamiseen ja kelpuutukseen. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 21

Turvallisuuden eheys SIL (Safety Integrity Level) Todennäköisyys sille, että turvallisuuteen liittyvä järjestelmä toteuttaa hyväksyttävästi vaadittavat turvatoiminnat kaikissa määritellyissä olosuhteissa ja määriteltynä ajanjaksona ( Turvatoiminnon luotettavuus ). SIL 1...4 tasot on määritelty kvantitatiivisesti satunnaisvikaantumisille eli kuinka usein korkeintaan turvatoiminnon saa menettää kun sitä tarvitaan (= vaade). Myös ohjelmistovaatimukset on luokiteltu SIL-tasojen mukaisesti. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 22

Turvallisuuden eheyden tasojen SIL käyttö Turvallisuuden eheyden tasoja käytetään seuraavilla tavoilla: SIL 4 SIL 3 SIL 2 SIL 1 1. Määrittämään vaaran vähentämistarpeet. 2. Asettamaan todennäköiset rajat laitteiden satunnaisvioille. 3. Määrittämään suunnittelumenetelmät, joilla estetään systemaattiset suunnitteluvirheet (mm. ohjelmistot). Lähde: W. Goble, Exida Teollisuusautomaation standardit Osio 3 23

Turvatoiminnot ja vaadetaajudet Kone tai laite: lievät tapaturmat vs. vakavat ja kuolemaanjohtaneet tapaturmat käyttö- ja turvatoimintoja ei aina voi erotella (jatkuvien vaateiden toimintamuoto). Prosessit: seurausanalyysit (esim. lukuisia altistuneita, kemikaalipäästön leviäminen) käyttö- ja turvajärjestelmät toisistaan erotetut (harvojen vaateiden toimintamuoto). Teollisuusautomaation standardit Osio 3 24

Tiheiden tai jatkuvien vaateiden toimintatapa Tiheiden tai jatkuvien vaateiden toimintatapa on kyseessä kun vaade turvatoiminnolle tulee useammin kuin kerran vuodessa tai jatkuvasti. Turvatoiminnon epäonnistumisen todennäköisyyttä mitataan käsitteellä PFH d (Probability of Dangerous Failure/hour), joka on myös vikatajuus λ (Failure Rate) seuraavasti: PFH d = λ [1/h] Teollisuusautomaation standardit Osio 3 25

Turvallisuuden eheyden tasot Tiheiden vaateiden tai jatkuvan toiminnan toimintatapa. Vaarallisen vikaantumisen todennäköisyys tuntia kohden PFH d : SIL = 4 10-9 10-8 (ei tavallisesti konesovelluksissa) SIL = 3 10-8 10-7 SIL = 2 10-7 10-6 SIL = 1 10-6 10-5 Teollisuusautomaation standardit Osio 3 26

Harvojen vaateiden toimintatapa Harvojen vaateiden toimintatapa on kyseessä kun vaade turvatoiminnolle tulee harvemmin kuin kerran vuodessa. Turvatoiminnon onnistumisen todennäköisyyttä mitataan käsitteellä PFD (Probability of Failure on Demand). Prosessiteollisuudessa käytetään 95 %:sti PFD:tä. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 27

Turvallisuuden eheyden tasot Harvojen vaateiden toimintatapa. Keskimääräinen vaarallisen vikaantumisen todennäköisyys turvatoimintoa vaadittaessa PFD avg : SIL 4: 10 5 < 10 4 SIL 3: 10 4 < 10 3 SIL 2: 10 3 < 10 2 SIL 1: 10 2 < 10 1 Teollisuusautomaation standardit Osio 3 28

Dokumentaatio Ohjausjärjestelmän suunnittelijan olisi erotettava toisistaan käyttäjälle merkityksellinen dokumentaatio turvallisuuden suunnitteluun liittyvästä dokumentaatiosta Dokumentaation on oltava tarkka ja täydellinen (jäljitettävyys) käyttäjien helposti ymmärrettävissä (kuvaukset, termit ja kommentit) käyttötarkoitukseen soveltuvaa käytettävissä ja ylläpidettävissä. Versioiden hallinnan on oltava kunnossa. Teollisuusautomaation standardit Osio 3 29