Transcript Ladda ner presentation

Bertil Göransson, ABB AB, Process Automation
Applicering av Performance Level, PL,
(och SIL) för maskinanläggningar
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 1
Maskinsäkerhet
Säkerhetskoncept
Vilket säkerhetskoncept
- PL eller SIL ska vi använda
för anläggningar innehållande maskiner?
dvs anläggningar som
har rörliga delar
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 2
Maskinsäkerhet
Säkerhetskoncept
Vilket säkerhetskoncept
- PL eller SIL ska vi använda
för anläggningar innehållande maskiner?
Svar: Framförallt PL,
men för viss utrustning SIL
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 3
Maskinsäkerhet
Säkerhetskoncept
PL – Performance Level – Prestandanivå
SS-EN ISO 13849-1
lämpar sig väl för både
elektriska, hydrauliska, pneumatiska och mekaniska system
SIL – Safety Integrity Level – SIL-nivå
SS-EN IEC 62061,
…61508, …61511
lämpar sig bäst för
elektroniska och programmerbara, elektroniska system
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 4
Maskinsäkerhet
Säkerhetskoncept

SS-EN ISO 13849-1 definierar ett antal prestandanivåer efter
sannolikheten för farliga felfunktioner per timme
(Probabilities of dangerous Failure per Hour, PFHd).
PFHd
SS-EN ISO 13849-1:2008
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 5
Maskinsäkerhet
Säkerhetskoncept

© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 6
Samma standard (SS-EN ISO 13849-1) definierar också
förhållandet mellan prestandanivå (PL) och SIL-nivå.
Maskinsäkerhet
Säkerhetsnivå
Vilken säkerhetsnivå
ska vi uppnå
för en viss given maskintyp?

© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 7
exv för
pressar
kranar
bandtransportörer
pappersmaskiner
valsverk
Maskinsäkerhet
Säkerhetsnivå
Vilken säkerhetsnivå ska vi uppnå för en viss given maskintyp?
1. Det allmängiltiga svaret är

© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 8
“Det får riskbedömningen avgöra – den som alltid ska göras!”
Maskinsäkerhet
Säkerhetsnivå
Vilken säkerhetsnivå ska vi uppnå för en viss given maskintyp?
1. Det allmängiltiga svaret är

“Det får riskbedömningen avgöra – den som alltid ska göras!”
2. Ett annat svar är

“Finns det en harmoniserad C-standard?
Vad säger i så fall den?”
Det striktaste av resultaten i 1.
och 2. definierar kravet på
säkerhetsnivån !
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 9
Maskinsäkerhet
Prestandanivå, PL
Om det finns en harmoniserad C-standard för vår maskin/anläggning:
Några exempel:

Harmoniserade C-standarder för valsverk och behandlingslinjer:

EN 15093:2008
Safety requirements for Hot flat rolling mills

EN 15094:2008
Safety requirements for Cold flat rolling mills

EN 15061:2007+A1:2008
Safety requirements for Strip processing lines …
Dessa talar om PL, men
inte om SIL !
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 10

Det finns också en (ålderstigen) EN-standard för
Tube forming mills …

För övriga typer av maskiner:
Konsultera SIS hemsida !
Maskinsäkerhet
Prestandanivå, PL
De nämnda C-standarderna anger specifikt
två olika erforderliga prestandanivåer, PL, (Performance Level)
PL = e
PL = d
PL = c
PL = b
PL = a
Maskinen/anläggningen med inhägnade riskzoner och säkerhetsdörrar:
Riskområde
(zon) 1
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 11
Riskområde
(zon) 2
Riskområde
(zon) 3
Maskinsäkerhet
Prestandanivå, PL
De nämnda C-standarderna anger specifikt
två olika erforderliga prestandanivåer, PL, (Performance Level)
PL = e
PL = d
PL = c
PL = b
PL = a


vid körning med öppen dörr
allmänt för säkerhetsstyrkretsar
Maskinen/anläggningen med inhägnade riskzoner och säkerhetsdörrar:
PLr = c
PLr = c/d
Riskområde
(zon) 1
PLr = c/d
Riskområde
(zon) 2
PLr = c
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 12
PLr = c/d
Riskområde
(zon) 3
Maskinsäkerhet
Riskbedömning och riskreducering
En riskbedömning måste alltid utföras,
gäller för både “gamla” och “nya” maskiner (anläggningar) !



Riskbedömningen leder bl a till definierade krav på PL-nivåerna, PLr !
Här finns lagkraven!
UTGÅNGSPUNKT:
Maskindirektivets bilaga I beskriver grundläggande hälso- och
säkerhetskrav för att säkerställa att maskiner är säkra …
METOD:
En EN-standard beskriver tillvägagångssättet vid
Riskbedömning och riskreducering (finns ännu endast på engelska):
EN 12100:2010
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 13
Risk assessment and risk reduction –
General principles for design
(Tills vidare: se EN 14121-1 på svenska)
Maskinsäkerhet
Riskbedömning och riskreducering
Schema enligt
SS-EN ISO 12100: 2010
avsnitt 4
Riskanalys
4 faser
Riskbedömning
Erforderlig PL,
PLr
Utför Riskreducering
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 14
Forts.
Maskinsäkerhet – Riskbedömning och riskreducering
Forts.
Riskreducering
Bygg in säkerheten!
3 steg
Skydda!
Informera & varna!
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 15
PL-nivå på
Riskreduceringsåtgärderna
Maskinsäkerhet
Riskbedömning och riskreducering
Hur applicera Performance Level, PL?
1. Uppskatta och värdera risken

Direkt:
Required (erforderlig) Performance Level, PLr

Indirekt:
via ett Riskindex
exv
1-3
eller
1-8
PLr = e
PLr = d
PLr = c
PLr = b
PLr = a
Om Riskindex används,
mappa varje riskindexvärde mot ett PLr
2. Konstruera varje säkerhetsfunktion så att den uppfyller erforderlig PLr,
dvs så att för varje säkerhetsfunktion PL > PLr
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 16
Maskinsäkerhet
Riskbedömning och riskreducering – Direkt PLr-metod

Direktmetod för att fastställa “required Performance Level”, PLr
S
Skadans allvarlighet
S1 Lätt (vanligtvis övergående skada)
S2 Svår (vanligtvis obotlig skada eller dödsfall)
F
Frekvens och/eller exponeringstid för riskkällan
F1 Sällan till mindre ofta och/eller kort expon.tid
F2 Ofta till kontinuerlig och/eller lång expon.tid
P
Möjlighet att undvika skadan eller begränsa skadan
P1
P2
Bidrag till riskreduceringen
Möjligt under vissa omständigheter
Knappast möjligt
(Hämtad ur SS-EN ISO 13849-1:2008)
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 17
Maskinsäkerhet
Riskbedömning och riskreducering - Riskindexmetod
Indirekt Riskindexmetod - enligt EN ISO/TR 14121-2 – Tabell A.19 – med tillägg
4+2+3= 9
SEVERITY
Riskindex
(Risk matrix)
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 18
Maskinsäkerhet
Riskbedömning och riskreducering - Riskindexmetod
Förslag på
mappning
Riskindex  PLr
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 19
Maskinsäkerhet
Konstruktion av skyddskretsar
Skyddskretsar eller säkerhets-relaterade kretsar – för att uppnå PL > PLr
Ingångsenhet - Logikenhet - Utgångs- (Output-) enhet ( ”ILO-krets”)
 ”1-kanal” eller ”2-kanal”
Exv
Säkerhetsdörrlås
ABB AC800M HI Säkerhets-PLC
På denna Logikenhet
(säkerhets-PLC)
appliceras med fördel SIL !
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 20
M
Maskinsäkerhet – Konstruktion av skyddskretsar
Exempel
på kretslösning
Avstängningsventil (shut-off
valve) stängs
Läge- och/eller
tryckgivare krävs
för att
säkerställa en
hög PL
Riktningsventiler
stängs,
individuellt eller i
grupp
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 21
Maskinsäkerhet – Konstruktion av skyddskretsar
Blockdiagram för PL-beräkning enl. SS-EN 13849-1
P
S11
S12
Channel
K11
V1
K12
V2
1
B1
2
Subsystem 1
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 22
K1
Subsystem 2
Subsystem 3
Maskinsäkerhet
Prestandanivån, PL
… men hur får vi fram den
faktiska prestandanivån - PL?
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 23
Maskinsäkerhet
Prestandanivån, PL
När alla skyddskretsar är identifierade och konstruerade:

Välj apparater med säkerhetsrelevanta data (enl. EN 13849-1), t ex
- PFH-värde
- PL-nivå
- SIL-nivå
- Mission time
(Probability of Failure per Hour)
(Driftslängd, bör vara minst 20 år)
- PL-nivå
- SIL-nivå
Hydraulventiler
- MTTFd-värde
- DC-värde
Pneumatikventiler - B10d-värde
- DC-värde
El. drivsystem
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 24
M
- PL-nivå / SIL-nivå
- DC-värde
- CCF-värde
(Mean Time To dangerous Failure)
(Diagnostic Coverage, 0 – 99%)
(Antal arbetscykler innan 10% havererar)
(Common Cause Failure)
Maskinsäkerhet
Prestandanivån, PL

Konfigurera, ”mata in” och beräkna den faktiska, resulterande
prestandanivån för varje säkerhetsfunktion
i ett programvaruverktyg,
förslagsvis SISTEMA, utgivet av IFA – det tyska arbetsmiljöverket:
http://www.dguv.de/ifa/en/pra/softwa/sistema/index.jsp
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 25
Maskinsäkerhet
Verifiering och dokumentering av PL
Är uppnådd PL minst lika med PLr?
Om inte:
 Förbättra skyddskretsen och/eller apparatdata.
Om PL > PLr:
 Skyddskretsen är OK 
 Implementera konstruktionen, dokumentera och
arkivera verifikationen.
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 26
Maskinsäkerhet
Verifiering och dokumentering av PL
Verifiera och dokumentera,
så att resultatet kan visas upp
på myndigheternas begäran!
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 27
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 28
© ABB Group
April 8, 2015 | Slide 29