Funktionssäkerhet är mer än certifierade säkerhetskomponenter

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

Innan utformningen av säkerhetsrelaterade system påbörjas måste den acceptabla risknivån och tillämpliga metoder, samt standarder för riskbedömning definieras i enlighet med företagets säkerhetspolicy. De olika parternas roller och ansvarsområden bör definieras och hela systemets livscykel inkluderas, särskilt i projekt med flera intressenter.

Allt börjar med riskbedömning

Risker kan minskas med olika skyddsåtgärder, såsom inbyggd säkerhet, passiva och aktiva tekniska skyddsåtgärder samt säkra arbetsmetoder. För att uppnå en acceptabel risknivå krävs ofta en kombination av åtgärder. Säkerhetsrelaterade system minskar identifierade risker genom att implementera säkerhetsfunktioner som är utformade för att upprätthålla och/eller sätta maskinen eller processen i ett säkert tillstånd om en riskfylld händelse indikeras. Riskbedömningen ska också beakta så att implementering av säkerhetsfunktion inte medför andra faror.

En säkerhetsfunktion kan till exempel vara en stoppfunktion som utlöses av ett förreglat rörligt skydd. Om skyddet manövreras från säkert läge under drift så skickas ett stoppkommando till motorn genom säkerhetsfunktionen, så att farliga rörliga delar stoppas innan en person når riskområdet. Riskbedömningen bör specificera de relevanta egenskaperna hos säkerhetsfunktionen som krävs, inklusive - men inte nödvändigtvis begränsat till:

• Utlösande händelse
• Säkerhetsrelaterad reaktion
• Farlig del av maskinen
• Tillämpligt driftläge, i förekommande fall

I riskbedömningar tas olika åtgärder fram för att eliminera eller reducera risker. I de fall då säkerhetsfunktioner nyttjas så behöver också säkerhetsfunktionens nivå bestämmas. Nivån beror på risken och vilken tillförlitlighet på komponenterna som krävs. När det gäller funktionssäkerhet används ofta begreppen prestandanivå (PL) och säkerhetsintegritetsnivå (SIL).  

Båda begreppen används och är relevanta inom funktionssäkerhets området. Säkerhetsfunktioner ger riskreduktion på en PL- eller SIL-nivå. De är diskreta nivåer som beskriver förmågan hos säkerhetsrelaterade delar att utföra en säkerhetsfunktion. Riskbedömningen måste fastställa antingen ett PL- eller SIL-krav för säkerhetsfunktionen. Ju högre PL- eller SIL-krav, desto större riskreduktion krävs från systemet.

Från riskbedömning till realisering av säkerhetsfunktioner

När riskbedömningen är genomförd och kraven fastställda tas ett specifikationsdokument (en så kallad SRS) fram för att beskriva säkerhetsfunktionerna. Dokumentet fungerar som ett ramverk där säkerhetsfunktionens egenskaper beskrivs i detalj. De identifierade delarna av systemet som implementerar säkerhetsfunktionen dokumenteras också. I exemplet med säkerhetsfunktionen som nämndes tidigare kan säkerhetsfunktionens arkitektur se ut som i figuren nedan:

För att en säkerhetsfunktion ska kunna uppfylla målen med riskreducering, är det viktigt att hänsyn tas till både kvantitativa och kvalitativa aspekter. Konstruktionen av en säkerhetsfunktion måste ta hänsyn till både enstaka komponentfel som till systematiska och säkerhetsrelaterade programvarufel. Det är viktigt även om de komponenter som utför säkerhetsfunktionen är PL- eller SIL-certifierade av tillverkarna. Enbart gränslägesbrytarens höga tillförlitlighetsvärde är inte tillräckligt om komponenten inte tål förhållandena i installationsmiljön. En tvåkanalslösning kan kräva alternativ hårdvara, där den ena kanalen använder en annan teknik än den andra. Livscykeln för utveckling av säkerhetsrelaterad programvara måste vara styrd, vilket understryker dokumentationens betydelse. Betydelsen av kvalitativa aspekter bör inte underskattas.

Utöver konstruktionen måste stor vikt läggas vid verifiering och validering av säkerhetsfunktioner, som utförs av personer som är oberoende av konstruktionen. Verifieringsförfaranden ska utföras i varje fas av den funktionella säkerhetslivscykeln. Vid verifiering kontrolleras att säkerhetsfunktionerna uppfyller PL- eller SIL-kraven samt andra mål som fastställts för den specifika livscykelfasen. Validering utförs för att visa att säkerhetsfunktionerna har implementerats i enlighet med säkerhetskravspecifikationen och är lämpliga för sin avsedda användning. Lämpliga metoder för att genomföra verifierings- och valideringsaktiviteter inkluderar bland annat dokumentationsgranskning och provning.

Vägledning för utformning av säkerhetsfunktioner

Både maskinsäkerhets- och processäkerhetssektorn har standarder för funktionssäkerhet att följa för att uppfylla de säkerhetsrelaterade systemkraven. Antingen EN ISO 13849 del 1 och 2 eller IEC 62061, kan användas inom maskinsäkerhet, medan IEC 61511 är den primära standarden för funktionssäkerhet inom processäkerhet. Som framgår av figuren nedan är både IEC 61511 och IEC 62061 sektorsspecifika implementeringar av IEC 61508, som är en allmän standard för funktionssäkerhet.

Funktionssäkerhet är en del av den övergripande säkerheten

Det är viktigt att komma ihåg att funktionssäkerhet är en del av den övergripande säkerheten för en maskin eller process, vilket gör sambandet mellan funktionssäkerhet och riskbedömning viktigt. De säkerhetsrelaterade ledningssystemen måste bland annat omfatta förändringshantering, strävan efter ständiga förbättringar och förfaranden för att välja en organisation med rätt kompetens. Liksom säkerhetsstyrning i allmänhet kräver även funktionssäkerhet en ledningsstrategi, där högsta ledningen tar ansvar för processen och uppmuntrar till engagemang på alla nivåer i organisationen.

AFRYs tjänster inom funktionssäkerhet

Våra certifierade säkerhetsexperter är kompetenta ingenjörer, de förstår betydelsen av egenskaper och funktioner i industriella processer, maskiner och anläggningar. Med vår hjälp säkerställer ni bästa möjliga kompetens inom säkerhetsrelaterade tjänster. Med hjälp av AFRYs experter inom funktionssäkerhet säkerställer vi att säkerhetsrelaterade funktioner är lämpliga och effektiva, samt att processerna för funktionssäkerhet uppfyller relevanta standarder. Där även hänsyn tas till hela livscykeln för maskinen och dess funktionssäkerhet.

• Funktionssäkerhets strategier och förvaltningsplaner
• Verifiering och dokumentation av funktionssäkerhet
• Process- och maskinsäkerhetsriskbedömningar
• Design och utveckling för riskreducering
• Implementeringsprocedurer för säkerhetsrelaterade system (SRS)
• Fastställande av säkerhetsintegritetsnivå (SIL) (IEC 61508 / IEC 61511 / IEC 62061) och fastställande av prestandanivå (PL) (EN ISO 13849)
• Tilldelning av säkerhetsfunktioner
• Specifikation av säkerhetskrav för säkerhetsinstrumenterade system (SIS)
• Design och konstruktion av säkerhetsinstrumenterade system (SIS)
• Verifiering
• Hantering av funktionssäkerhet vid drift och underhåll

Kontakta våra experter om du vill veta mer om hur vi kan hjälpa dig att garantera att funktionssäkerheten uppfyller relevanta standarder och att säkerhetsfunktionerna är lämpliga och effektiva.