Applicering av Performance Level, PL, (och SIL) för maskinanläggningar

En presentation över ämnet: "Applicering av Performance Level, PL, (och SIL) för maskinanläggningar"— Presentationens avskrift:

1 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

2 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

3 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

4 Maskinsäkerhet Säkerhetskoncept
PL – Performance Level – Prestandanivå SS-EN ISO lämpar sig väl för både elektriska, hydrauliska, pneumatiska och mekaniska system SIL – Safety Integrity Level – SIL-nivå SS-EN IEC 62061, …61508, … lämpar sig bäst för elektroniska och programmerbara, elektroniska system © ABB Group April 3, 2017 | Slide 4

5 Maskinsäkerhet Säkerhetskoncept
SS-EN ISO definierar ett antal prestandanivåer efter sannolikheten för farliga felfunktioner per timme (Probabilities of dangerous Failure per Hour, PFHd). PFHd SS-EN ISO :2008 © ABB Group April 3, 2017 | Slide 5

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

7 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

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

9 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

10 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: Safety requirements for Hot flat rolling mills EN 15094: 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

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 Maskinen/anläggningen med inhägnade riskzoner och säkerhetsdörrar: Riskområde (zon) 1 Riskområde (zon) 2 Riskområde (zon) 3 © ABB Group April 3, 2017 | Slide 11

12 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

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

14 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

15 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

16 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 eller PL > PLr © ABB Group April 3, 2017 | Slide 16

17 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 :2008) © ABB Group April 3, 2017 | Slide 17

18 Maskinsäkerhet Riskbedömning och riskreducering - Riskindexmetod
Indirekt Riskindexmetod - enligt EN ISO/TR – Tabell A.19 – med tillägg = 9 SEVERITY Riskindex (Risk matrix) © ABB Group April 3, 2017 | Slide 18

19 Maskinsäkerhet Riskbedömning och riskreducering - Riskindexmetod
Förslag på mappning Riskindex  PLr © ABB Group April 3, 2017 | Slide 19

20 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

21 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

22 Maskinsäkerhet – Konstruktion av skyddskretsar
Blockdiagram för PL-beräkning enl. SS-EN 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

23 Maskinsäkerhet Prestandanivån, PL
… men hur får vi fram den faktiska prestandanivån - PL? © ABB Group April 3, 2017 | Slide 23

24 Maskinsäkerhet Prestandanivån, PL
När alla skyddskretsar är identifierade och konstruerade: Välj apparater med säkerhetsrelevanta data (enl. EN ), 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

25 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: © ABB Group April 3, 2017 | Slide 25

26 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

27 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

28 © ABB Group April 3, 2017 | Slide 28

29 © ABB Group April 3, 2017 | Slide 29