Vikasietoisuus koneturvallisuudessa

Riskinottohalukkuus vaihtelee henkilöittäin. Mutta se, mikä henkilökohtaisella tasolla jää kunkin henkilön itsensä päätettäväksi, on arvioitava ja standardoitava koneturvallisuuden alalla. Mikä riski on vielä hyväksyttävissä, millä virheellä voi olla kohtalokkaita seurauksia ja millä edellytyksillä on normatiivisesti sallittua, että automaatiojärjestelmä, jossa on turvallisuuskriittinen virhe, voi jatkaa toimintaansa rajoitetun ajan ?

Nämä kysymykset ovat uusi "Turvallisuus"-lähestymistapa. Esimerkiksi Toiminnallisen turvallisuuden valvontajärjestelmät eivät enää saisi yksinkertaisesti kytkeytyä pois päältä vikatilanteessa. Sen sijaan ne hälyttävät ajoissa - ja pysyvät toiminnassa "turvallisuuden kannalta kohtuullisen ajan".

Vikasietoisuudella tarkoitetaan sitä, että tekninen järjestelmä pystyy säilyttämään toimintakykynsä, vaikka virhetilanteet ja häiriöt vaikuttaisivat toimintaan. Vikasietoisessa järjestelmässä vaaditaan virheen havaitsemisen lisäksi virheen arviointi. Tällä ratkaistaan, onko havaittu vika siedettävissä vai niin vakava, että se edellyttää välittömän pysäytyksen.

Tällainen virhearviointi ei ole yleinen "klassisten tehdasautomaatiojärjestelmien" nykyversioissa. Vikasietoisuus ei kuitenkaan ole mahdollista ilman virheen arviointia. Tästä seuraa, että päätöksenteko luokiteltuja vikareaktioita varten on mahdollista vain laitteissa tai järjestelmissä, jotka on asianmukaisesti suunniteltu. Kehittäjän ja myös vikasietoisen laitteen tai järjestelmän käyttäjän on lisäksi määritettävä jatkokäyntijakson Δtdeg pituus (heikentyneessä tilassa). Lisäksi on ehkä toteutettava lisäriskien vähentämistoimenpiteitä, joista tulee sitten osa käyttöohjeita. Käytännössä voidaan sitten esimerkiksi käsittelyvaihe suorittaa loppuun.

Toiminnallisen turvallisuuden ohjausjärjestelmät auttavat kattamaan konedirektiivin (2006/42/EY) työterveys- ja turvallisuusvaatimukset kone- ja laitosrakentamisessa. Lähtökohtana on riskianalyysi ja riskinarviointi, joka perustuu standardiin EN ISO 12100. Tässä standardissa kuvataan perusvaarat ja autetaan suunnittelijaa tunnistamaan merkitykselliset ja merkittävät vaarat, jotka on vähennetty hyväksyttävään jäännösriskiin riskinhallintatoimenpiteillä.

EN ISO 13849-1:n ja/tai IEC 62061:n mukaiset suojatoimenpiteet

Jos käytetään ohjausteknisiä suojatoimenpiteitä, valmistajat suunnittelevat ne EN ISO 13849-1:n ja/tai IEC 62061:n mukaisesti. Tekniset asiakirjat sisältävät tietoja näiden toimenpiteiden rakenteesta, niiden luotettavuudesta ja määräystemukaisesta käytöstä.

Turvallinen tila toiminnallisessa turvallisuudessa

Nykyään toiminnallisen turvallisuuden ohjausjärjestelmät suunnitellaan siten, että niiden turvallinen tila on energiavapaa tila . Eli: Kaikki vaaralliset liikkeet pysäytetään. Tämä on oikea valinta kaikkiin koneisiin ja järjestelmiin, joissa energian erottaminen ja siten pysähtyminen on turvallinen tila.
Yhä useampien koneiden ja järjestelmien osalta, esimerkiksi Industry 4.0:n kontekstissa, käytettävyyden parantaminen on kuitenkin välttämätöntä tai vaadittua. Lisäksi "kova pysäytys" voi johtaa uusiin vaaroihin, jotka on otettava huomioon riskianalyysissä. Energianerotus ainoana reaktiona vikatilanteessa ei siis ole enää ajan tasalla.

ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie) -työryhmä on - Pilzin ja IFAn (työsuojeluinstituutti) tuella - kirjoittanut Whitepaperin, jossa selostetaan vikasietoisten laitteiden ja järjestelmien perusteet koneiden ja laitteiden toiminnallisessa turvallisuudessa. Niiden tarkoituksena on osoittaa, että aikarajoitetun toiminnan toteuttaminen turvallisuuteen liittyvien anturien ja käyttöjen heikentyneellä turvallisuustoiminnolla on mahdollista konedirektiivin suojaustavoitteiden mukaisesti eikä se ole ristiriidassa yhdenmukaistettujen standardien EN ISO 13849 tai EN 62061 kanssa.
Toiminta heikentyneessä tilassa rikkoo - standardin mukaan - välittömän energianerotuksen periaatetta vikatilanteessa. Tämä lisää koneiden ja järjestelmien turvallisuutta ja käytettävyyttä:

• Manipulaatiokannustimien vähentäminen
• Ei epäsopivaan aikaan tapahtuvasta sammuttamisesta johtuvia vahinkoja
• Tuottavuuden kasvu
• Tilaisuuksiin liittyvä huolto ilman seisokkiaikoja

ZVEI:n TASi-työryhmä kehottaa käyttäjiä ja valmistajia toteuttamaan nämä edut koneissa ja tekemään niistä siten käyttökelpoisia käyttäjille.
White paper on suunnattu ensisijaisesti koneenrakentajille ja järjestelmäintegraattoreille, jotka toteuttavat koneen ohjauksen turvallisuustoiminnot ja alijärjestelmät. Tätä tietoa voidaan käyttää myös turvallisuuteen liittyvien laitteiden ja järjestelmien suunnitteluun tuotekehityksessä. White paper on ladattavissa ilmaiseksi ZVEI:n verkkosivuilta

ZVEI white paperin 1. osa

White paperin ensimmäisessä osassa kuvataan heikentyneessä tilassa toimimisen perusteet. Toisen osan soveltamisen edellytyksenä on ensimmäisen osan huomioiminen.

Lataa ZVEIn white paper Osa 1

ZVEI white paperin 2. osa

Toisessa osassa kuvataan, miten toteutetaan vikasietoisia turvatoimintoja, jotka mahdollistavat koneen tai järjestelmän toiminnan jatkamisen vikatilanteissa unohtamatta henkilöiden suojelua koskevia vaatimuksia.

Lataa ZVEIn white paper Osa 2