Applicering av Performance Level, PL, (och SIL) för maskinanläggningar Bertil Göransson, ABB AB, Process Automation Applicering av Performance Level, PL, (och SIL) för maskinanläggningar © ABB Group April 3, 2017 | 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 3, 2017 | 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 3, 2017 | 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 3, 2017 | 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 3, 2017 | Slide 5

Maskinsäkerhet Säkerhetskoncept Samma standard (SS-EN ISO 13849-1) definierar också förhållandet mellan prestandanivå (PL) och SIL-nivå. © ABB Group April 3, 2017 | Slide 6

Maskinsäkerhet Säkerhetsnivå Vilken säkerhetsnivå ska vi uppnå för en viss given maskintyp? exv för pressar kranar bandtransportörer pappersmaskiner valsverk © ABB Group April 3, 2017 | Slide 7

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!” © ABB Group April 3, 2017 | Slide 8

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 3, 2017 | 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 … Det finns också en (ålderstigen) EN-standard för Tube forming mills … För övriga typer av maskiner: Konsultera SIS hemsida ! Dessa talar om PL, men inte om SIL ! © ABB Group April 3, 2017 | Slide 10

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 Riskområde (zon) 2 Riskområde (zon) 3 © ABB Group April 3, 2017 | Slide 11

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 Riskområde (zon) 1 Riskområde (zon) 2 Riskområde (zon) 3 PLr = c/d PLr = c/d PLr = c/d PLr = c © ABB Group April 3, 2017 | Slide 12

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 ! 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 Risk assessment and risk reduction – General principles for design (Tills vidare: se EN 14121-1 på svenska) Här finns lagkraven! © ABB Group April 3, 2017 | Slide 13

Maskinsäkerhet Riskbedömning och riskreducering Schema enligt SS-EN ISO 12100: 2010 avsnitt 4 Riskanalys 4 faser Riskbedömning Erforderlig PL, PLr Utför Riskreducering Forts. © ABB Group April 3, 2017 | Slide 14

Maskinsäkerhet – Riskbedömning och riskreducering Forts. Bygg in säkerheten! 3 steg Skydda! PL-nivå på Riskreducerings- åtgärderna Informera & varna! © ABB Group April 3, 2017 | Slide 15

Maskinsäkerhet Riskbedömning och riskreducering Hur applicera Performance Level, PL? 1. Uppskatta och värdera risken Direkt: Required (erforderlig) Performance Level, PLr Indirekt: via ett Riskindex Om Riskindex används, mappa varje riskindex- värde mot ett PLr 2. Konstruera varje säkerhetsfunktion så att den uppfyller erforderlig PLr, dvs så att för varje säkerhetsfunktion PLr = e PLr = d PLr = c PLr = b PLr = a exv 1 - 3 eller 1 - 8 PL > PLr © ABB Group April 3, 2017 | Slide 16

Maskinsäkerhet Riskbedömning och riskreducering – Direkt PLr-metod Direktmetod för att fastställa “required Performance Level”, PLr Bidrag till risk-reduceringen 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 Möjligt under vissa omständigheter P2 Knappast möjligt (Hämtad ur SS-EN ISO 13849-1:2008) © ABB Group April 3, 2017 | 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 3, 2017 | Slide 18

Maskinsäkerhet Riskbedömning och riskreducering - Riskindexmetod Förslag på mappning Riskindex  PLr © ABB Group April 3, 2017 | 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” M Exv Säkerhetsdörrlås ABB AC800M HI Säkerhets-PLC På denna Logikenhet (säkerhets-PLC) appliceras med fördel SIL ! © ABB Group April 3, 2017 | Slide 20

Maskinsäkerhet – Konstruktion av skyddskretsar Exempel på krets- lösning Avstängnings-ventil (shut-off valve) stängs Läge- och/eller tryckgivare krävs för att säkerställa en hög PL Riktningsventiler stängs, individuellt eller i grupp © ABB Group April 3, 2017 | Slide 21

Maskinsäkerhet – Konstruktion av skyddskretsar Blockdiagram för PL-beräkning enl. SS-EN 13849-1 P B1 K1 K11 K12 V1 V2 S11 Subsystem 1 Subsystem 3 Subsystem 2 S12 Channel 1 2 © ABB Group April 3, 2017 | Slide 22

Maskinsäkerhet Prestandanivån, PL … men hur får vi fram den faktiska prestandanivån - PL? © ABB Group April 3, 2017 | 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 (Probability of Failure per Hour) - PL-nivå - SIL-nivå - Mission time (Driftslängd, bör vara minst 20 år) - PL-nivå - SIL-nivå - MTTFd-värde (Mean Time To dangerous Failure) - DC-värde (Diagnostic Coverage, 0 – 99%) - B10d-värde (Antal arbetscykler innan 10% havererar) - DC-värde - PL-nivå / SIL-nivå - DC-värde - CCF-värde (Common Cause Failure) Hydraulventiler Pneumatikventiler M El. drivsystem © ABB Group April 3, 2017 | Slide 24

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 3, 2017 | Slide 25

Maskinsäkerhet Verifiering och dokumentering av PL Är uppnådd PL minst lika med PLr? Om inte:  Förbättra skyddskretsen och/eller apparatdata.  Skyddskretsen är OK   Implementera konstruktionen, dokumentera och arkivera verifikationen. Om PL > PLr: © ABB Group April 3, 2017 | Slide 26

Maskinsäkerhet Verifiering och dokumentering av PL Verifiera och dokumentera, så att resultatet kan visas upp på myndigheternas begäran! © ABB Group April 3, 2017 | Slide 27

© ABB Group April 3, 2017 | Slide 28

© ABB Group April 3, 2017 | Slide 29