607_gettyimages-915132544 Safe collaboration EHS Machinery safety CE Marking green helmets from above construction workplace

Toiminnallinen turvallisuus on muutakin kuin sertifioituja turvakomponentteja

Artikkelin kirjoittaja: Mikael Peltonen, CMSE® Certified Machinery Safety Expert, HSE Engineer, Process Industries Finland

Toiminnallisen turvallisuuden tavoitteena on taata, että turvallisuuteen liittyvät järjestelmät tarjoavat tarvittavan riskinvähennyksen vaadittavan turvallisuustason saavuttamiseksi.

Toiminnallinen turvallisuus on käsite, jota sovelletaan kaikilla teollisuuden aloilla. Komponenttien luotettavuuden lisäksi on tärkeää, että suunnittelussa huomioidaan laadullisia näkökohtia, kuten toimenpiteet systemaattisten vikojen varalle.

Ennen kun voidaan lähteä suunnittelemaan turvallisuuteen liittyviä järjestelmiä, on määritettävä siedettävä riskitaso sekä käytettävät riskianalyysimenetelmät ja standardit. Toimijoiden vastuut ja roolit on selvennettävä järjestelmän koko elinkaaren ajalta, ja tämä korostuu etenkin projekteissa, joissa on useita toimijoita.

Kaikki alkaa riskinarvioinnista

Riskejä voidaan pienentää erilaisilla suojaustoimenpiteillä, kuten luontaisesti turvallisilla suunnitteluratkaisuilla, passiivisilla ja aktiivisilla suojausteknisillä toimenpiteillä, sekä turvallisilla työmenetelmillä. Usein tarvitaan näitä kaikkia, jotta voidaan saavuttaa siedettävä riskitaso. Turvallisuuteen liittyvät järjestelmät alentavat havaittuja riskejä suorittamalla turvatoimintoja, joiden tarkoitus on ylläpitää ja/tai tuoda kone tai prosessi turvalliseen tilaan, mikäli järjestelmä havaitsee vaarallisen tapahtuman. Riskinarvioinnissa tulee lisäksi arvioida, aiheutuuko turvatoiminnon toteuttamisesta muita vaaroja.

Turvatoimintona voi olla esimerkiksi toimintaan kytketyn, avattavan suojuksen aiheuttama pysäytystoiminto. Mikäli suojus avataan vaarallisten toimintojen aikana, turvatoiminto lähettää pysäytyskäskyn moottorille, jotta vaaralliset toiminnot voidaan pysäyttää ennen kuin henkilö pääsee yltämään vaara-alueelle. Riskinarvioinnissa olisi määriteltävä vaadittavan toiminnon olennaiset ominaisuudet, mukaan lukien ainakin:

  • Turvatoiminnon laukaiseva tapahtuma
  • Turvallisuuteen liittyvä reaktio
  • Koneen vaaralliset osat
  • Toimintatapa

Sen jälkeen, kun riskinarvioinnissa on tunnistettu tarve turvatoiminnolle ja sen ominaisuudet on kirjattu, on määriteltävä toiminnolta vaadittava riskinvähennyksen taso. Toiminnallisesta turvallisuudesta puhuttaessa törmätään usein lyhenteisiin PL sekä SIL. PL kuvaa suoritustasoa ja tulee sanoista performance level, kun taas SIL tarkoittaa turvallisuuden eheyden tasoa ja tulee sanoista safety integrity level. Molemmat ovat tosiaankin olennaisia toiminnallisen turvallisuuden maailmassa: turvatoiminnot toteuttavat riskinvähennystä määritetyllä suoritustasolla tai turvallisuuden eheyden tasolla. Nämä ovat tasoja, joilla kuvataan turvallisuuteen liittyvien järjestelmien kykyä suorittaa turvatoimintoa. Riskinarvioinnin tulee määrittää joko PL- tai SIL-vaatimus turvatoiminnolle. Mitä suurempi PL- tai SIL-vaatimus on, sitä suurempi riskinvähennys järjestelmältä vaaditaan.

Riskinarvioinnista turvatoiminnon toteuttamiseen

Turvatoiminnon suunnitteluprosessi alkaa turvatoimintojen vaatimusmäärittelystä, joka suoritetaan sen jälkeen, kun riskinarviointi on saatu valmiiksi ja turvatoiminnolle on määritetty vaadittava riskinvähennys. Vaatimusmäärittely toimii määritysdokumenttina turvatoiminnon suunnitteluprosessille, sillä siinä turvatoiminnon ominaisuudet kuvataan yksityiskohtaisemmin, mukaan lukien turvatoiminnon suorittavat järjestelmän osat. Aikaisemmin mainitussa esimerkissä turvatoiminnon rakenne voisi näyttää alla olevan kuvan mukaiselta.

Turvatoiminnon rakenne
Turvatoiminnon rakenne

Jotta turvatoiminto voi täyttää sille asetetut riskinvähennyksen tavoitteet, on olennaista käsitellä sekä määrälliset että laadulliset näkökohdat. Toiminnon suunnitteluprosessin tulee täten huomioida satunnaiset laiteviat, systemaattiset viat ja turvallisuuteen liittyvän ohjelmiston viat. Tämä on tärkeä ottaa huomioon, vaikka turvatoiminnon suorittavat osat olisivatkin jo PL- tai SIL-sertifioituja valmistajien toimesta. Rajakytkimen korkea luotettavuusarvo ei yksin riitä, mikäli komponentti ei siedä asennusympäristön olosuhteita. Kaksikanavainen ratkaisu voi vaatia erilaisten teknologioiden käyttöä, kuten esimerkiksi yhtä sähkömekaanisella teknologialla toteutettua kanavaa ja toista ohjelmoitavalla elektroniikalla toteutettua kanavaa. Turvallisuuteen liittyvän ohjelmiston kehittämisen elinkaarimalli tulee olla suunnitelmalähtöinen, korostaen dokumentaation merkitystä. Laadullisten näkökohtien merkitystä ei tule aliarvioida.

Suunnittelun lisäksi on pidettävä huolta turvatoiminnon todennus- ja kelpuutustoimista, joita suorittavat suunnittelusta riippumattomat pätevät henkilöt. Todennustoimenpiteet suoritetaan kaikille toiminnallisen turvallisuuden elinkaaren vaiheille. Todennuksessa tarkistetaan, että määritetyt turvatoiminnot täyttävät kokonaisuudessaan niille asetetut PL- tai SIL-tasot sekä muut elinkaaren vaiheelle asetetut tavoitteet. Kelpuutus suoritetaan sen osoittamiseksi, että turvatoiminnot on toteutettu vaatimusmäärittelyn mukaisesti ja että ne soveltuvat käyttötarkoitukseen. Sopivia menetelmiä todennus- ja kelpuutustoimien suorittamiseen ovat muun muassa dokumentaatiokatselmukset sekä testaukset.

Ohjeistusta turvatoimintojen suunnitteluun

Sekä kone- että prosessiturvallisuuden puolella on toiminnallisen turvallisuuden standardeja, joita voidaan seurata järjestelmille asetettujen vaatimusten täyttämiseksi. Joko EN ISO 13849 -standardin osia 1 ja 2 tai IEC 62061 -standardia voidaan käyttää koneturvallisuuden alalla, kun taas IEC 61511 -standardi on prosessialan toiminnallisen turvallisuuden standardi. Alla olevan kuvan mukaisesti, sekä IEC 61511 että IEC 62061 ovat alakohtaisia toteutuksia IEC 61508 -standardista, joka on geneerinen toiminnalliseen turvallisuuteen liittyvä standardi.

Toiminnallisen turvallisuuden standardit
Toiminnallisen turvallisuuden standardit

Toiminnallinen turvallisuus on osa kokonaisturvallisuutta

On tärkeä muistaa, että toiminnallinen turvallisuus on yksi osa koneen- tai prosessin kokonaisturvallisuutta. Täten on elintärkeää huomioida toiminnallisen turvallisuuden ja riskinarvioinnin välinen merkittävä yhteys. Toiminnalliseen turvallisuuteen liittyviin johtamisjärjestelmiin on sisällytettävä muun muassa muutosten hallinta, on pyrittävä jatkuvaan parantamiseen sekä menettelyt asiantuntevan organisaation ja henkilöiden valintaan. Kuten turvallisuusjohtaminen yleisesti ottaen, myös toiminnallinen turvallisuus vaatii ylhäältä alaspäin suuntautuvan lähestymistavan, jossa ylin johto ottaa vastuun prosessista ja rohkaisee sitoutumista kaikilla organisaation tasoilla.

AFRYltä toiminnalliseen turvallisuuteen liittyvät palvelut

Sertifioiduilla turvallisuusasiantuntijoillamme on tekninen tausta ja he ymmärtävät siten asiakkaan prosessien, koneiden ja laitosten ominaisuudet ja toiminnot. AFRYn monialainen asiantuntemus antaa kokonaisvaltaisen näkemyksen toiminnallisesta turvallisuudesta. Tarjoamme ​​turvallisuuspalveluita prosessien ja koneiden kaikkiin toiminnallisen turvallisuuden elinkaaren vaiheisiin:

  • Toiminnallisen turvallisuuden strategiat ja hallintasuunnitelmat
  • Toiminnallisen turvallisuuden vaatimustenmukaisuus ja dokumentointi
  • Prosessien ja koneiden riskien arvioinnit
  • Muiden riskien vähentämiskeinojen määrittäminen ja suunnittelu
  • Turvallisuuteen liittyvien järjestelmien (TLJ) toteutus
  • Turvallisuuden eheyden tason (SIL) arviointi (IEC 61508 / IEC 61511 / IEC 62061) ja suoritustason (PL) määritys (EN ISO 13849)
  • Turvatoimintojen kohdentaminen
  • Turva-automaatiojärjestelmän (TAJ) vaatimusten määrittely
  • Turva-automaatiojärjestelmän (TAJ) suunnittelu ja toteutus
  • Todennus
  • Toiminnallisen turvallisuuden johtaminen käytössä ja kunnossapidossa

Asiantuntijamme antavat lisätietoa siitä kuinka voimme auttaa varmistamaan toiminnallisen turvallisuuden prosessien standardinmukaisuuden ja turvatoimintojen soveltuvuuden.

Ota yhteyttä

Anna Savunen - Head of Global HSE Services

Anna Savunen

Head of Global HSE Services

Ota yhteyttä: Anna Savunen

AFRY huolehtii yksityisyydensuojastasi pitämällä henkilötietosi turvassa. Käsittelemme henkilötietoja tietosuojaselosteemme mukaisesti noudattaen aina soveltuvia lakeja ja säännöksiä.

Laura Lehtonen - CMSE® Certified Machinery Safety Expert, HSE Technology Manager, Process Industries Division

Laura Lehtonen

CMSE® Certified Machinery Safety Expert, HSE Technology Manager, Process Industries Division

Ota yhteyttä: Laura Lehtonen

AFRY huolehtii yksityisyydensuojastasi pitämällä henkilötietosi turvassa. Käsittelemme henkilötietoja tietosuojaselosteemme mukaisesti noudattaen aina soveltuvia lakeja ja säännöksiä.