ABB frekvensomformere. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhet

Transkript

1 ABB frekvensomformere Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhet

2 2 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

3 Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhet Copyright 2011 ABB. Alle rettigheter forbeholdt. Spesifikasjoner kan endres uten varsel. 3AUA REV D NO #15974 Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 3

4 4 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

5 Innhold Om dette dokumentet... 7 Del 1 Teori og bakgrunn... 8 Sikkerhet og funksjonssikkerhet... 9 Maskindirektiv... 9 Endringer i det nye maskindirektivet...11 Hierarki i det europeiske systemet for harmoniserte standarder...12 Del 2 Ny tilnærming...14 To standarder IEC og ISO...15 Standarder for å minimere risiko...16 Standarder for elektroniske sikkerhetssystemer...16 Produktspesifikke sikkerhetsstandarder (standarder type C)...18 Spesifikk standard for sikkerhetsrelaterte frekvensomformersystemer...18 Standardiserte sikkerhetsfunksjoner...19 Del 3 Metoder for å oppfylle kravene i maskindirektivet...22 TRINN 1: Administrering av funksjonssikkerhet...23 TRINN 2: Risikovurdering...24 TRINN 3: Risikoreduksjon...26 TRINN 4: Opprette sikkerhetskrav...28 TRINN 5: Implementering av funksjonssikkerhetssystem...32 TRINN 6: Verifisere et funksjonssikkerhetssystem...33 TRINN 7: Validering av funksjonssikkerhetssystem...37 TRINN 8: Dokumentere funksjonssikkerhetssystem...37 TRINN 9: Bevise samsvar...38 Ordliste...40 Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 5

6 Ansvarsbegrensning Dette dokumentet er en informasjonsveiledning som skal hjelpe brukerne, rådgivere og produsentene av maskiner til bedre å forstå kravene i EUs maskindirektiv, og hvilke tiltak som er nødvendig for å oppnå samsvar med direktivet og de harmoniserte standardene under det. Dette dokumentet er ikke beregnet på å brukes ordrett, men det er ment som et informativt hjelpemiddel. Informasjonen og eksemplene i denne veiledningen er kun beregnet for generelt bruk, og inneholder ikke alle nødvendige detaljer for å implementere et sikkerhetssystem. ABB påtar seg ikke noe ansvar for direkte eller indirekte personskader eller materielle skader som skyldes bruk av informasjon i dette dokumentet. Produsenten av maskinen er alltid ansvarlig for sikkerheten til produktet, at det egner seg til sitt bruk, og at gjeldene lover og regler er oppfylt. ABB fraskriver seg herved alt ansvar som kan tilbakeføres til dette dokumentet. 6 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

7 Om dette dokumentet Dette dokumentet presenterer maskindirektivet og standardene som må det må tas hensyn til ved konstruksjon av en maskin, dette for å garantere driftssikkerheten. Hensikten med dokumentet er å forklare i generelle vendinger hvordan prosessen for å oppfylle kravene i maskindirektivet utføres og hvordan CE-merking oppnås. CE-merking indikerer at maskinen er i samsvar med kravene i direktivet. Dette dokumentet gir bare en oversikt over prosessen med å oppfylle viktige krav i maskindirektivet. Produsenten av maskinen er alltid til sjuende og sist ansvarlig for sikkerheten og samsvaret til produktet. Dokumentet er delt inn i tre deler: Del 1 Teori og bakgrunn introduserer idéen bak funksjonssikkerheten og hvordan man etterkommer maskindirektivet. De kommende endringene i det nye maskindirektivet blir også presentert, og hierarkiet til det europeiske harmoniserte standardsystemet blir forklart. Del 2 Ny tilnærming presenterer de nye standardene i maskindirektivet som erstatter gamle standarder. De to standardsystemene blir også introdusert, og flere sikkerhetsrelevante standarder og sikkerhetsfunksjoner blir listet opp. Del 3 Metoder for å oppfylle kravene i maskindirektivet introduserer ni trinn som bidrar i prosessen med å oppfylle viktige krav i maskindirektivet. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 7

8 Del 1 Teori og bakgrunn De nasjonale lovene i EU krever at maskiner oppfyller Helse, Miljø og Sikkerhets krav (HMS) definert i maskindirektivet og i de harmoniserte standardene under direktivet. Dette betyr at alt nytt maskineri må oppfylle de samme lovmessige kravene når de leveres i EU. De samme standardene er også anerkjent mange steder utenfor Europa, for eksempel ved hjelp av ekvivalensdiagrammer, som forenkler handel med maskiner og forsendelse av maskiner med skip mellom land i og utenfor EU. Hvorfor må maskiner oppfylle disse kravene? Fordi samsvar bidrar til å hindre ulykker og personskader. Ved å oppfylle maskindirektivet og relevante harmoniserte standarder kan produsenter dessuten være sikre på at de har oppfylt forpliktelsene sine til design og levere sikre maskiner som oppfyller nasjonale lover. For produsenter er nye og forbedrede sikkerhetsstrategier blitt en måte å øke produktiviteten og konkurranseevnen sin i markedet på. Målet med konvensjonelle sikkerhetssystemer har vært å oppnå omfattende driftssikkerhet og oppfylle rettslige forpliktelser. Dette er gjort ved hjelp av ekstra elektriske og mekaniske komponenter, selv på bekostning av produktiviteten. Under visse omstendigheter kan operatører overstyre disse systemene når de forsøker å øke produktiviteten, noe som kan føre til ulykker. Med moderne sikkerhetssystemer kan det tas hensyn til sikkerheten til prosessene og operatøren, samtidig som produktiviteten opprettholdes. Ett eksempel på dette er å holde maskinen i gang, men med lavere hastighet for å opprettholde sikker drift. Med moderne sikkerhetsløsninger kan sikkerheten være en integrert del av maskinens funksjonalitet, og ikke bare lagt til for å oppfylle forskriftene. Sikkerhetssystemer kan implementeres effektivt gjennom definerte prosesser for å oppnå spesifikk sikkerhetsytelse og bruke sertifiserte undersystemer som byggesteiner for sikkerhetssystemer. I industrien forventes det at sikkerhetsstandardene er oppfylt, og sertifiserte undersystemer som frekvensomformere er blitt et must i markedet. Maskinsikkerhet er et av de viktigste og raskest voksende områdene innen industriell automasjon. 8 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

9 Del 1 Teori og bakgrunn Sikkerhet og funksjonssikkerhet Maskindirektiv Hensikten med sikkerhet er å beskytte mennesker og miljø mot ulykker, og i dette tilfellet mot maskiner. Funksjonelle sikkerhetssystemer gjør dette ved å redusere sannsynligheten for uønskede hendelser, slik at uhell ved betjening av maskiner reduseres til et minimum. Sikkerhetsstandarder definerer sikkerhet som frihet fra uakseptabel risiko. Hva som er akseptabelt defineres av samfunnet. Maskinbyggere skal alltid bruke de samme (de strengeste) aksept-kriteriene for alle markedsområder, uansett regionale forskjeller. Den mest effektive måten å eliminere risikoer på er å designe dem bort. Men hvis risikoreduksjon ved design ikke er mulig eller praktisk, er sikring med statiske vern eller funksjonssikkerhet ofte det beste alternativet. Når maskiner stoppes raskt og sikkert eller drives med redusert hastighet i bestemte tidsrom for å redusere risiko, kan man oppnå høyere maskinproduktivitet, oppetid og færre avbrudd i sikkerhetssystemet. Samtidig er de lovmessige forpliktelsene oppfylt, og sikkerheten til mennesker og miljø er garantert. Funksjonssikkerhet i maskineri betyr vanligvis systemer som sikkert overvåker og, ved behov, tar styringen over maskinapplikasjonene for å garantere sikker drift. Et sikkerhetsrelatert system er et system som implementerer ønskede, nødvendige sikkerhetsfunksjoner. Funksjonelle sikkerhetssystemer er konstruert for å detektere farlige forhold og for å bringe driften tilbake til en sikker tilstand, eller for å sikre at den ønskede handlingen, som f.eks. sikker stopp, finner sted. Overvåking kan omfatte hastighet, stopp, rotasjonsretning og stillstand. Når sikkerhetssystemet utfører en aktiv sikkerhetsfunksjon, for eksempel overvåker en krabbehastighet, og systemets atferd avviker fra hva som forventes (systemet går f.eks. for fort), detekterer sikkerhetssystemet avviket og bringer aktivt maskindriften tilbake til en sikker tilstand. Dette kan for eksempel gjøres ved å stoppe maskinen trygt og senke momentet til motorakslingen. Et sikkerhetssystem er ikke en del av en standard maskindrift, men enhver feil i sikkerhetssystemet vil umiddelbart øke risikoene som er knyttet til driften av maskinen. Maskindirektivet, med de harmoniserte standardene som er listet opp nedenfor, definerer Essential Helse og Sikkerhetskrav (HMS) for maskineri på EU-nivå. HMS er listet opp i vedlegg I i maskindirektivet. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 9

10 Del 1 Teori og bakgrunn Idéen bak maskindirektivet er å sikre at en maskin er sikker og at den er designet og konstruert slik at den kan brukes, konfigureres og vedlikeholdes hele levetiden, og forårsake minimal risiko for mennesker og miljø. HMS krav fastslår at når man søker etter løsninger for å designe og bygge sikre maskiner, må maskinprodusentene overholde følgende prinsipper i den gitte rekkefølgen (også kjent som 3-trinns metoden): 1. Eliminere eller minimere farene som mye som mulig ved å vurdere sikkerhetsaspekter i maskinens design- og konstruksjonsfaser. 2. Benytte nødvendige beskyttelsestiltak mot farer som ikke kan elimineres. 3. Informere brukerne om farene som gjenstår til tross for at gjennomførbare beskyttelsestiltak er iverksatt, mens det spesifi seres krav om opplæring eller personlig beskyttelsesutstyr. Når HMS krav i maskindirektivet overholdes, har maskinprodusenten lov til å feste CE-merket på maskinen. Med CE-merke garanterer produsenten at produktet oppfyller alle forskrifter om fri flyt av varer, samt de viktigste kravene i gjeldende EU-direktiver, i dette tilfellet maskindirektivet. Andre direktiver kan også gjelde, f.eks. lavspenningsdirektivet og EMC-direktivet. Kun kravene i maskindirektivet er omtalt i denne veiledningen. CE-merke iht. maskindirektivet festes bare på en komplett maskin, ikke på komponenter som maskinen består av. Derfor er produsenten av produktet, eller representanten til produsenten, ansvarlig for CE-merkingen, ikke produsenten av komponentene som utgjør en del av sluttproduktet. Maskinprodusenten er ansvarlig for å utføre den tilhørende risikoanalysen ved å følge trinnene som er presentert i del 3, samt å sikre samsvar med kravene. Komponentprodusenten er ansvarlig for å realisere sikkerhetsytelsen (SIL / PL-nivå) til den nevnte komponentens sikkerhetsfunksjon når komponenten er riktig brukt. En komponent i dette tilfellet kan være et sikkerhetsrelé eller en frekvensomformer med integrert sikkerhetsfunksjon. 10 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

11 Del 1 Teori og bakgrunn Endringer i det nye maskindirektivet Fra 29. desember 2009 erstattet et nytt maskindirektiv 2006/42/ EC det gamle direktivet 98/37/EC. Det er ingen dramatiske endringer mellom det gamle og det nye, reviderte direktivet. Målet med det nye direktivet er å forsterke virkningene til det gamle maskindirektivet og sikkerheten til maskineriet, og gjøre det lettere å anvende. De viktigste endringene i det gjeldende maskindirektivet sammenlignet med det forrige direktivet, er som følger: Endringer i hvordan overensstemmelse evalueres for farlige maskiner som er listet opp i maskindirektivets vedlegg IV. Sammen med det nye direktivet kan produsenten utføre selvsertifisering uten et godkjent testsenter. For å gjøre dette må produsenten ha en kvalitetssikringsprosedyre som er blitt implementert i henhold til kravene som er presentert i maskindirektivets vedlegg X. Endringer i Helse, Miljø og Sikkerhetskrav som er presentert i maskindirektivets vedlegg I. Nå må produsenten utføre en risikovurdering på HMS. Endringer i å bevise sikkerheten til ulike produkter. De samme maskinforskriftene vil gjelde for maskiner, utbyttbart utstyr, sikkerhetskomponenter etc. Produktene må inkludere CE samsvarsvurdering, samsvarserklæring og nødvendig brukerinformasjon. Endringer i kravene for deler av, eller ufullstendige maskiner. En del eller en ufullstendig maskin er en komponent eller en serie med komponenter som ikke selv kan utføre en bestemt funksjon. En slik del er festet til andre deler, ufullstendige maskiner eller maskiner for å utgjøre en maskin i henhold til definisjonen i maskindirektivet. I tillegg til produsenterklæringen må produsenten nå også levere en monteringserklæring som definerer hvilke krav i direktivet som gjelder for delen eller den ufullstendige maskinen. Produktdokumentasjon må også inkludere instruksjoner om installasjon. Endringer vedrørende lavspenningsdirektivet. Omfanget av lavspenningsdirektivet er nå relatert til et produkt i stedet for en risiko. Nå er det også en tydeligere differensiering mellom maskindirektivet og lavspenningsdirektivet. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 11

12 Del 1 Teori og bakgrunn Endringer i fareanalyse. Fareanalysen erstattes av obligatorisk risikovurdering og risikoevaluering. Endringer i produksjonsstyring. Nå har seriemaskiner interne produksjonskontroller som er spesifisert i maskindirektivets vedlegg VIII. Endringer i gyldighet til EC type sertifiseringer. Et anerkjent testsenter må inspisere sertifikatene hvert femte (5) år. Produsenter og testsentre må ta vare på relevante tekniske dokumenter i 15 år. Hierarki i det europeiske systemet for harmoniserte standarder Den europeiske komitéen for standardisering CEN, og den europeiske komitéen for elektroteknisk standardisering CENELEC, satte opp de harmoniserte standardene. Alle harmoniserte standarder har prefikset EN. Du finner en liste over de harmoniserte standardene på EUkommisjonens internettsider De fleste av de harmoniserte standardene blir henvist til av ett eller flere direktiver. For å sikre at de viktigste kravene i maskindirektivet overholdes anbefales det å bruke egnede harmoniserte europeiske standarder. Ved å designe maskiner i henhold til disse standardene kan produsenter vise at de følger maskindirektivet, og generelt ikke krever sertifisering av tredjepart. Legg merke til unntakene for maskinene som er oppført i vedlegg IV i maskindirektivet. 12 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

13 Del 1 Teori og bakgrunn A GRUNNLEGGENDE SIKKERHETSSTANDARDER B GRUPPE SIKKERHETSSTANDARDER Konkrete uttalelser om grunnleggende standarder C PRODUKTSTANDARDER Figur 1-1 Hierarki til de europeiske harmoniserte standardene Type-C standarder er spesifikke for en maskin eller maskinklasse. Hvis det er en type-c standard for en maskin, blir de tilhørende type-b og muligens også type-a standardene sekundære. Når man utformer sikkerhetsfunksjoner, definerer type-c standarder ekstra obligatoriske krav for maskinene de er beregnet for. Hvis det ikke finnes noen type-c standard for maskinen, tilbyr type-b og type-a standarder hjelp til å designe og konstruere maskiner som oppfyller kravene i maskindirektivet. Type-B standarder tar for seg sikkerhetskrav som er felles for designen av de fleste maskiner. Disse standardene gir informasjon om mulige risikoer og hvordan man håndterer dem ved hjelp av en risikoreduksjonsprosess. Type-B standarder kan deles inn i to grupper, B1 og B2. Type-B1 standarder tar for seg spesifikke sikkerhetsaspekter og type-b2 standarder tar for seg sikkerhetsrelatert utstyr generelt. Type-B1 standarder er for eksempel EN 62061:2005 og EN ISO :2008. Type-B2 standarder inkluderer standarder for å definere nødstopper, som EN ISO 13850:2008. Type-A standarder tar for seg designprinsipper og grunnleggende konsepter for maskinen. Ett eksempel på en type-a standard er den grunnleggende sikkerhetsstandarden EN ISO Det er ikke obligatorisk å bruk standardene, men de kommer med anbefalinger og veiledning for å oppfylle kravene i maskindirektivet, som må følges. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 13

14 Del 2 Ny tilnærming Den gamle standarden EN ble avløst av standardene EN ISO og EN i EN954-1 forutsetter fortsatt samsvar parallelt med de nye standardene EN ISO og EN i en overgangsperiode som slutter den 31. desember 2011 (den opprinnelige overgangsperioden på tre år fra 2006 til 2009 ble forlenget med to år, til slutten av 2011). 12/ /2011 Maskinbyggere EN Overgangsperiode 3 år EN ISO /2006 EN To års forlengelse 2005 Nytt maskindirektiv 2006/42/EC Figur 2-1 Overgangsperiode fra gamle til nye standarder Å erstatte EN standarden med EN ISO og EN (som kun gjelder for elektriske styresystemer), er et skifte fra en bestemt tilnærming, hvor forholdene mellom årsak og virkning var godt kjent, mot en sannsynlighets- eller pålitelighetstilnærming i sikkerhetsrelaterte systemer. De nye standardene vurderer sannsynligheten for feil for hele sikkerhetsfunksjonen, ikke bare til komponentene. Forskjellig fra den gamle standarden EN 954-1, er at disse nye standardene også tillater bruk av programmerbare sikkerhetssystemer. Den nye tilnærmingen fortsetter å bruke det angitte arkitektur konseptet til EN 954-1, og introduserer i tillegg nye konsepter, som livssyklus tenking, kvantifisering komponentpålitelighet og testkvalitet og felles årsak feil-analyse. Standard EN ISO har opprettholdt kategoriene som ble introdusert i EN Den gir metoder for design og verifisering basert på de nevnte kategoriene. Standard EN inneholder lignende angitte arkitekturer og metodikk. 14 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

15 Del 2 Ny tilnærming EN har vært en relativt enkel standard som har tilbudt en enkel og rask prosess for å bestemme en sikkerhetskategori for en maskin. Prosessen i standard EN ISO er lik, men noe mer kompleks. I tillegg til å bestemme kategorien eller arkitekturen til systemet, må maskinprodusenten nå også garantere maskinens sikkerhet ved å foreta vurderinger og beregninger. Det anbefales å bruke sertifiserte undersystemer for å bygge sikkerhet, da de spesifiserer prosessen raskere og krever færre beregninger. Grunnleggende konsepter og terminologi: EN ISO Risikovurdering: ISO Standard for å opprette sikkerhetssystem: EN ISO Standard for å opprette sikkerhetssystem: EN Prosess for å opprette sikkerhetssystem Prosess for å opprette sikkerhetssystem Sikkerhetssystem Sikker maskin CE-merking Figur 2-2 Introduserer standarder To standarder IEC og ISO Det er to alternative standarder som kan følges ved implementering av funksjonelle sikkerhetssystemer i overensstemmelse med maskindirektivet: ISO-standarden og IEC-standarden. Uansett hvilken standard man følger, fører det til svært like resultater, og de resulterende sikkerhetsintegritetsnivåene (SIL) og ytelsesnivåene (PL) er faktisk sammenlignbare. For mer informasjon, se sammenligningstabellen i del 3, punkt 6. I EN ISO and EN finner du en tabell som forklarer egnetheten til de to nye standardene for å designe systemer med bestemte teknologier. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 15

16 Del 2 Ny tilnærming Det er opp til maskinprodusenten å bestemme hvilken om noen sikkerhetssystemstandard som skal brukes (EN ISO eller EN 62061), og deretter må de følge den samme, valgte standarden hele veien fra begynnelse til slutt for å sikre samsvar med den nevnte standarden. CEN-standarder er basert på ISO-standarder, og er hovedsakelig for mekanisk utstyr nye standarder har nummer i serien. CENELEC-standarder er basert på IEC-standarder nye standarder har nummer i serien. EN ISO-standarder presenteres i dette dokumentet ved hjelp av ISO -merket. EN IEC-standarder presenteres imidlertid uten IEC -merke, i henhold til konvensjonene som brukes i listen over harmoniserte standarder. Standarder for å minimere risiko Grunnleggende sikkerhetsstandarder for minimering av risiko inkluderer: EN ISO :2003 (Maskinsikkerhet Grunnleggende konsepter, generelle prinsipper for design) og EN ISO :2007 (Maskinsikkerhet Risikovurdering). EN ISO gir designere et generelt rammeverk og veiledning, med en strategi for risikoreduksjon (tre-trinns metoden). EN ISO definerer den grunnleggende terminologien som brukes for å oppnå maskinsikkerhet. EN ISO er en ny standard for risikovurdering som brukes i risikoreduksjonsprosessen som presenteres i EN ISO standarden. EN ISO har erstattet EN 1050:1996 standarden som utløp den 24. juni Alle andre referanser til disse standardene i dette dokumentet gjelder alltid de ovenfor nevnte versjonene av standardene. Standarder for elektroniske sikkerhetssystemer Standardene for elektroniske sikkerhetssystemer er som følger: EN ISO :2008 (Maskinsikkerhet Sikkerhetsrelatert deler til styresystem Del 1: Generelle prinsipper for design), 16 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

17 Del 2 Ny tilnærming EN ISO :2008 (Maskinsikkerhet Sikkerhetsrelaterte deler til styresystem Del 2: Validering) EN 62061:2005 (Maskinsikkerhet Funksjonssikkerhet til sikkerhetsrelaterte elektriske, elektroniske og programmerbare elektroniske styresystemer), IEC ver. 2.0:2010 (Funksjonssikkerhet til elektriske / elektroniske / programmerbare elektroniske sikkerhetsrelaterte systemer), og EN :2006 (Maskinsikkerhet Elektrisk utstyr til maskiner Generelle krav). Alle andre referanser til disse standardene i dette dokumentet gjelder alltid de ovenfor nevnte versjonene av standardene. EN ISO er en standard som gir instruksjoner til designere om å gjøre maskiner sikre. Disse instruksjonene inkluderer anbefalinger for design, integrering og validering av systemene. Den kan brukes for de sikkerhetsrelaterte delene i styresystemer og forskjellige typer maskiner, uansett hvilken teknologi og energi de bruker. Standarden inkluderer også spesielle krav til sikkerhetsrelaterte deler som har programmerbare elektroniske systemer. Denne standarden dekker hele sikkerhetsfunksjonen for alle enheter som er inkludert (en fullstendig sikkerhetskjede, for eksempel sensor logikk aktuator). Standarden definerer hvordan nødvendig ytelsesnivå (PL) er bestemt og oppnådd PL verifisert i et system. PL beskriver hvor bra et sikkerhetssystem kan utføre en sikkerhetsfunksjon, under forutsigbare forhold. Det er fem mulige ytelsesnivåer: a, b, c, d og e. Ytelsesnivå e har den høyeste sikkerhetspåliteligheten, mens PL a har den laveste. EN ISO spesifiserer valideringsprosessen for sikkerhetsfunksjoner som er designet iht. EN ISO EN er en standard for å designe elektriske sikkerhetssystemer. Det er en maskinsektor spesifikk standard innenfor rammeverket til IEC EN inkluderer anbefalinger for design, integrering og validering av sikkerhetsrelatert elektrisk, elektronisk og programmerbare elektroniske styresystemer for maskineri. Hele sikkerhetskjeden for eksempel sensor logikk aktuator dekkes av denne standarden. Individuelle undersystemer må sertifiseres så lenge hele sikkerhetsfunksjonen oppfyller de definerte kravene. Det anbefales imidlertid på det sterkeste å bruke sertifiserte undersystemer som byggesteiner, da dette kan spare betydelige anstrengelser i designprosessen. I motsetning til EN ISO , dekker ikke EN kravene for ikke-elektrisk sikkerhetsrelatert kontrollutstyr for maskineri. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 17

18 Del 2 Ny tilnærming Denne standarden definerer hvordan et sikkerhetsintegritetsnivå (SIL) defineres. SIL representerer påliteligheten til sikkerhetsfunksjonene. Det er fire mulige sikkerhetsintegritetsnivåer: 1, 2, 3 og 4. SIL 4 er det høyeste sikkerhetsintegritetsnivået og SIL 1 er det laveste. Kun nivå 1-3 brukes i maskineriet. IEC er en grunnleggende funksjonssikkerhetsstandard. Den dekker livssyklusen til systemer som består av elektriske og/ eller elektroniske og/eller programmerbare elektroniske komponenter som brukes til å utføre sikkerhetsfunksjoner. IEC er ingen harmonisert standard, men det er hovedstandarden som skisserer kravene og metodene for å designe sikkerhetsrelaterte kontrollsystemer med kompleks maskinvare og programvare. IEC brukes generelt ved design av sikkerhetsundersystemer som kan sertifiseres. Standarder EN ISO og EN er basert på prinsippene i IEC EN kommer med anbefalinger og krav til det elektriske utstyret i maskiner for å øke sikkerheten og anvendeligheten. Produktspesifikke sikkerhetsstandarder (standarder type C) Produktspesifikke sikkerhetsstandarder, kjent som type-c standarder, håndterer en bestemt maskin eller maskinklasse, og er basert på en antakelse av samsvar med tanke på HMS dekket av standarden. Man må være oppmerksom på at: Kravene som er spesifisert i type-c standardene generelt overstyrer kravene som er satt av de generelle sikkerhetsstandardene (EN 62061, EN ISO , etc.). Type-C standarder kan ha satt SIL / PL krav for noen sikkerhetsfunksjoner. I det minste må disse kravene oppfylles, uansett resultatene av risikoanalysen. Selv om listene over farer som kan påvirke maskinen, satt sammen under risikovurderingen, og type-c standarden er identiske, er det ikke sikkert at standarden vurderer alle relevante HMS aspekter. Standarden må alltid undersøkes grundig for å fastslå hvilke farer som kan være unntatt fra listen. Spesifikk standard for sikkerhetsrelaterte frekvensomformersystemer En spesifikk standard for sikkerhetsrelaterte frekvensomformersystemer er: EN :2007 (Elektriske drivsystemer med variabel hastighet - krav til funksjonssikkerhet). 18 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

19 Del 2 Ny tilnærming Alle andre referanser til disse standardene i dette dokumentet gjelder alltid de ovenfor nevnte versjonene av standardene. EN gir spesifikasjoner og anbefalinger for drivsystemer i sikkerhetsrelaterte applikasjoner. Det er en produktstandard som presenterer sikkerhetsrelaterte aspekter når det gjelder rammeverket til IEC 61508, og introduserer krav for slike systemer når de brukes som undersystemer i sikkerhetssystemer. Standardiserte sikkerhetsfunksjoner Standard EN inkluderer definisjoner for flere sikkerhetsfunksjoner. Et drivsystem kan ha én eller flere av disse funksjonene. Her er noen eksempler: Sikker momentutkobling (Safe torque-off - STO) Denne funksjonen bringer maskinen sikkert i en tilstand hvor den ikke har noe drivmoment og / eller hindrer den i å starte utilsiktet. n Funksjon forespurt 0 t Sikkerhetsstopp 1 (Safe stop 1 -SS1) Denne funksjonen stopper motoren sikkert, initierer STO-funksjonen under en angitt hastighet eller etter en definert tidsgrense. n Funksjon forespurt 0 t Sikker stopp 2 (Safe stop 2 -SS2) Denne funksjonen stopper motoren sikkert, initierer SOS-funksjonen under en angitt hastighet eller etter en definert tidsgrense. Sikker driftsstopp (Safe operation stop - SOS) Denne funksjonen holder motoren i en sikker stillstand mens motormomentet opprettholdes. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 19

20 Del 2 Ny tilnærming Sikkerhetsbegrenset hastighet (Safe limmited speed - SLS) Denne funksjonen hindrer motoren i å overskride den definerte hastighetsgrensen. n Funksjon forespurt 0 t Sikker retning (Safe direction - SDI) Denne funksjonen hindrer motorakslingen i å bevege seg i uønsket retning. n Funksjon forespurt 0 t Sikkerhets-bremsestyring (Safe brake control - SBC) Denne funksjonen sørger for en sikker utgang for å styre eksterne (mekaniske) bremser. Sikker hastighetsovervåking (Safe speed monitoring - SSM) Denne funksjonen gir en sikker utgang som indikerer at hastigheten er under den angitte hastighetsgrensen. n Funksjon forespurt 0 Utgang aktiv t Se standard EN for flere eksempler om sikkerhetsfunksjoner. Nødstoppdrift Standard EN introduserer to nødoperasjoner, nødavstenginger og nødstopp. Nødutkobling Nødutkoblings-funksjonen kobler fra strømmen til et system eller del av det hvis det oppstår en fare for elektrisk støt. Denne funksjonen krever eksterne svitsjekomponenter, og kan ikke oppnås med frekvensomformerbaserte funksjoner som Sikker momentutkobling (STO). 20 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10

21 Del 2 Ny tilnærming Nødstopp En nødstopp må når den aktiveres fungere på en slik måte at den farlige bevegelsen til maskineriet stoppes, og at maskinen ikke kan starte under noen som helst omstendighet, selv etter at nødstoppen er frigjort. Utløsing av nødstoppen tillater kun at maskinen restartes. Nødstoppen kan stoppe en farlig bevegelse på følgende måter: optimal retardasjonshastighet til maskinen stopper ved å bruke én eller to nødstoppkategorier, 0 eller 1, eller ved å benytte en forhåndsdefinert nedstengingssekvens. Nødstoppkategori 0 betyr at effekten til motoren kuttes umiddelbart. Stoppkategori 0 tilsvarer sikkerhetsutkoblings (STO)-funksjonen, som definert av standard EN Nødstoppkategori 1 betyr at maskinhastigheten er stanset via kontrollert retardasjon og deretter ble strømmen til motoren kuttet. Stoppkategori 1 tilsvarer sikkerhetsstopp (SS1)- funksjonen, som definert av standard EN Når nødstoppfunksjonen aktiveres, må den ikke utgjøre tilleggsfarer eller kreve ytterligere involvering av maskinoperatøren. Prinsippene for design av en nødstoppfunksjon introduseres i standard EN ISO 13850:2008. Hindring av uventet oppstart Å sikre at en maskin forblir i ro når det befinner seg personer i fareområdet er en av de viktigste betingelsene i sikre maskiner. Funksjonen Sikker momentutkobling (STO) kan brukes til effektivt å implementere forebygging av uventet oppstart, og dermed gjør stopp trygt ved å hindre strømmen bare til motoren, mens det fortsatt er strøm til hoveddrifts-styrekretsene. Forebygging av uventet oppstart krever for eksempel en låsbar bryter i tillegg til STO-funksjonen. Prinsippene og kravene for å forebygge uventet oppstart er beskrevet i standarden EN 1037:1995+A1. Teknisk veiledning nr. 10 Funksjonssikkerhety 21

22 Del 3 Metoder for å oppfylle kravene i maskindirektivet Maskindirektivet krever at maskinen er sikker, men det eksisterer ingen nullrisiko. Målet er å minimere risikoen. Samsvar med maskindirektivet kan oppnås: ved å oppfylle kravene som er fastsatt av de harmoniserte standardene eller ved å få utført en maskin godkjenning av en autorisert tredjepart. Prosessen for å oppfylle HMS krav i maskindirektivet ved å bruke harmoniserte standarder kan deles inn i ni trinn: Trinn 1: Håndtering av funksjonssikkerhet håndtere funksjonssikkerhet så lenge maskinen varer. Trinn 2: Risikovurdering analysere og evaluere risikoer. Trinn 3: Risikoreduksjon eliminere eller minimere risikoer gjennom design og dokumentasjon. Trinn 4: Etablere sikkerhetskrav definere hva som er nødvendig (funksjonalitet, sikkerhetsytelse) for å eliminere risikoen eller redusere den til et akseptabelt nivå. Trinn 5: Implementere funksjonelt sikkerhetssystem designe og skape sikkerhetsfunksjoner. Trinn 6: Verifisere sikkerhetssystem sikre at sikkerhetssystemet oppfyller de definerte kravene. Trinn 7: Validere sikkerhetssystem gå tilbake til risikovurderingsprosessen og sørge for at sikkerhetssystemet virkelig lyktes i å redusere risikoer som angitt. Trinn 8: Dokumentere dokumentere designen, produsere brukerdokumentasjon. Trinn 9: Samsvar bevise maskinens samsvar med HMS krav i maskindirektivet gjennom samsvarsvurdering og en teknisk fil. Hvert av disse trinnene blir forklart nærmere i de følgende kapitlene. 22 Funksjonssikkerhet Teknisk veiledning nr. 10