...
Vikasietoisuus tarkoittaa koneen kykyä jatkaa toimintaansa mekaanisen tai sähköisen vian ilmetessä. Turva-automaatiolaitteilta vaaditaan suurta sietokykyä vikaantumisille, jotta turva-automaatiojärjestelmä voi luotettavasti pysäyttää tai muutoin saattaa koneen tai prosessin turvalliseen tilaan häiriö- tai vaaratilanteessa. Vikasietoisuuden vähimmäisvaatimukset on määritetty prosessin turvallisuuden eheystason (TET, eng. SIL) mukaan. Turva-automaatiojärjestelmän (TAJ) sisäänrakennettua vikasietoisuutta voidaan parantaa redundanssilla niin, että kaikkien rinnakkaisten suojauskanavien laitteiden ja järjestelmien toiminta tulee varmuudella todetuksi.
...
TLJ/TAJ vaatimusmäärittely
...
- Vaatimukset Edellytys manuaaliselle alasajolle
- Vaatimukset Edellytys TLJ/TAJ resetoimiselle alasajon jälkeen
- Vaatimukset Edellytys sähköjen päälle- ja poiskytkemisestä
Vikatilat ja muu suunniteltu käytös TLJ/TAJ:lle (esim. hälytykset ja automaattinen sammutus)
Ei lainkaan erikoisvaatimuksia TLJ/TAJ:n käynnistämiseen tai uudelleen käynnistämiseen
- Kaikki käyttöliittymät TLJ:n ja minkä tahansa muun systeemin välillä (???)
Kuvaus jokaisesta toimintatilasta tehtaan operaatioissa ja tunnistus turvalaitteiden toiminnoista joka toimintatilassa
- Äärirajat kaikista ympäristön olosuhteista, joille TAJ voi altistua, täytyy tunnistaa. Tämä voi sisältää: lämpötilan, kosteuden, epäpuhtaudet, maadoitukset, sähkömagneettiset häiriöt (EMI/RFI), värinät, sähköstaattiset purkaukset (ESD), sähköisen alueen luokitukset, tulvat, salamaniskut ja muut vastaavat.
- Tunnistus normaaleille ja epänormaaleille tiloille koskien koko tehdasta (esim. tehtaan käynnistys) ja yksittäisiä operaatioita (kuten laitehuolto, mittarien kalibrointi tai korjaus). Ylimääräiset turvatoiminnot voivat olla vaadittuja näiden tilojen toteuttamiseksi.
- Määrittely vaatimuksista jokaisella turvatoiminnolla, jotka vaaditaan selviytymiseen vakavasta onnettomuudesta, esim. venttiilin vaadittu toimivuusaika tulipalossa
...
Vaatimukset ohituksille, estoille ja sivuuttamisille mukaanlukien niiden poistaminen
Selitys jokaisesta vaaditusta toimenpiteestä, kun TAJ:ssä havaitaan turvatila
Keskimääräinen aika huoltotoimenpiteille TLJ liityen, ottaa huomioon matka-ajan, sijainnin, varaosatilanteen, huoltosopimukset ja ympäristörajoitteet
Tunnistus TAJ:n lähdöissä vaarallisille kombinaatioille, joita pitää välttää
Ohjelmiston vaatimusmäärittely on johdettu turvavaatimusmäärittelystä ja TAJ:n valitusta arkkitehtuurista
TLJ/TAJ suunnittelu
...
Vikasietoisuusvaatimukset
Turvallisuustoimintoja (SIF) varten on antureilla, logiikoilla ja päätelaitteilla (final elements) oltava Taulukko 1 - Ohjelmoitavien logiikoiden vikasietoisuuden vähimmäisvaatimukset (eng. HFT, hardware fault tolerance).
Taulukko 1 - Ohjelmoitavien logiikoiden (PE logic solvers) vikasietoisuuden vähimmäisvaatimukset
Taulukko 2 - Vikasietoisuuden vähimmäisvaatimukset antureille ja muille turvalaitteille pl.ohjelmoitavat logiikat
Kaikille alisysteemeille, pl. ohjelmoitavat logiikat, vikasietoisuuden vähimmäisvaatimusta taulukossa 2 voidaan pienentää yhdellä, mikäli kaikki seuraavat ehdot toteutuvat:
- Laitteen komponentit ovat todettu toimiviksi
- Laite sallii vain prosessikohtaisten parametrien, kuten mittausalueen tai ylä- ja alahäiriörajojen säädön
- Laitteiston prosessikohtaisten paremetrien parametrien säätö on suojattu esimerkiksi salasanalla tai jompilla
- Toiminnolla on alle 4 SIL/TET vaatimus
Vaihtoehtoisia vikasietoisuusvaatimuksia voidaan käyttää IEC 61508-2 standardin mukaisesti
Taulukko 2 - Vikasietoisuuden vähimmäisvaatimukset (eng. HFT, hardware fault tolerance) antureille ja muille turvalaitteille pl.ohjelmoitavat logiikat
...
Komponenttien valinta
- Komponentit ja alisysteemit, joita käytetään osana SIL 1 - SIL 3 tasoisessa TAJ:ssä täytyy olla yhtäpitävä IEC 61508-2 ja IEC 61508-3 standardien kanssa, tai muutoin niiden on oltava yhtäpitävä HFT:n (hardware fault tolerance) ja aikaisempien käyttövaatimusten kanssa
- Komponentit ja alisysteemit, joita käytetään osana SIL 4 tasoisessa TAJ:ssä täytyy olla yhtäpitävä IEC 61508-2 ja IEC 61508-3 standardien kanssa
- Valittujen komponenttien sopivuus tulee esittää laitteiston sekä siihen sulautetun ohjelmiston valmistajien dokumentaatioissa ja jos mahdollista soveltuva kieli- ja työkaluvalikoima
- Komponenttien ja alisysteemien on oltava yhtenäisiä TAJ/TLJ vaatimusmäärittelyn kanssa
- Kts. Vaatimukset komponenteille
...
- Todennäköisyys vikaantumiselle jokaisessa turvallisuustoiminnossa pitää olla yhtä suuri tai vähemmän kuin vaatimusmäärittelyssä esitetty. Tämä selvitetään vikaantumislaskennalla
IEC 61508
...
Kansainvälinen standardi, jota sovelletaan teollisuudessa sisältäen:
- Yksityiskohtaiset vaatimukset toiminnallisesta turvallisuudesta kaikille teknisille systeemeille
- Ohjeita ja ratkaisumalleja automaatiojärjestelmän suunnitteluun
- Ohjeita ja ratkaisumalleja automaatiojärjestelmän toteutukseen
- Ohjeita ja ratkaisumalleja automaatiojärjestelmän testaukseen
- Ohjeita ja ratkaisumalleja automaatiojärjestelmän käyttöönottoon
- Esityksen yksityiskohtaisesti edellytyksistä saavuttaa tietty turvallisuuden eheyden taso ja vaihtoehtoja siihen
Lähteet
...
- Inspecta Prosessiteollisuuden turva-automaatio ja IEC 61511 -kansio
- http://www.tukes.fi/Tiedostot/kemikaalit_kaasu/Turva-automaatio_prosessiteollisuudessa.pdf
- http://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/40745/Loikkanen_Eetu.pdf?sequence=1
- http://en.wikipedia.org/wiki/Fault_tolerance
- http://en.wikipedia.org/wiki/Safety_instrumented_system
- http://en.wikipedia.org/wiki/Spurious_trip_level
...