Turvapiirit ovat välttämättömiä koneissa onnettomuuksien ehkäisemiseksi ja käyttäjien suojan varmistamiseksi. ISO 13849-1 -standardissa annetaan ohjeet näiden turvatoimintojen suunnitteluun ja todentamiseen systemaattisten laskelmien avulla. Tässä artikkelissa kuvataan vaihe vaihe vaiheelta turvapiirien suunnittelua ja todentamista varten ISO 13849-1 -standardin mukaisesti.

ISO 13849-1 -vaatimusten ymmärtäminen

Standardissa ISO 13849-1 määritellään valvontajärjestelmien turvallisuustaso. Se korostaa riskien arviointia, turvallisuustoimintojen suunnittelua ja todentamista. Standardissa turvallisuustoiminnot luokitellaan suoritustasoiksi (PL), jotka vaihtelevat PL a:sta PL e:hen (korkein). Soveltuvan PL:n saavuttaminen riippuu riskivakaudesta ja turvallisuustoiminnon luotettavuudesta.

Vaihe 1: Riskien arviointi ja turvallisuusvaatimukset

Prosessi alkaa tunnistamalla mahdollisia vaaroja ja arvioimalla niiden vakavuutta. Tämän perusteella määritellään turvallisuusvaatimukset, mukaan lukien tarvittava suorituskykytaso (PL). Tämä vaihe määrittää turvallisuuspiirin tavoiteluotettavuuden.

Vaihe 2: Turvallisuustoimintojen suunnittelu

Turvatoiminto on suunniteltu vähentämään riskejä hyväksyttävälle tasolle. Siihen kuuluu sopivien anturien, logiikkayksiköiden ja toimilaitteiden valinta. Suunnittelun on varmistettava, että turvallisuustoiminto pystyy luotettavasti havaitsemaan viat ja käynnistämään turvalliset sammutusjärjestelmät tai pysäytykset.

Vaihe 3: Diagnostisen kattavuuden laskeminen (DC)

Diagnostinen kattavuus mittaa turvajärjestelmän kykyä havaita vikoja. Se ilmaistaan prosentteina ja vaikuttaa turvallisuustietoisuuden tasoon (SIL) tai suorituskykytasoon (PL). Korkeampi tasavirta parantaa turvallisuustoiminnon luotettavuutta.

Vaihe 4: Epäonnistuminen

Komponenttien vikaluvut saadaan valmistajan tiedoista tai standardeista. Näitä nopeuksia käytetään vaarallisten vikojen todennäköisyyden laskemiseen. Tavoitteena on varmistaa, että vikatodennäköisyys on linjassa PL-tavoitteen kanssa.

Vaihe 5: Kokonaisluotettavuuden laskeminen

Turvapiirin yleinen luotettavuus lasketaan yhdistämällä yksittäiset vikaluvut ja vianmäärityssuojaus. Kaavassa otetaan huomioon vaarallisten vikojen todennäköisyys tunnissa ja varmistetaan, että se täyttää halutun PL-standardin vaatimukset.

Vaihe 6: Varmennus ja validointi

Viimeisenä vaiheena on varmistua siitä, että turvapiiri täyttää asetetut luotettavuustavoitteet. Turvatoiminnon suorituskyvyn validoinnissa käytetään testausta, vikainjektiota ja dokumentaatiota. Turvatason ylläpitämiseksi suositellaan säännöllistä huoltoa ja säännöllistä testausta.