Turvallisuuden eheyden tason tarkastelu ja toteutus kaasunvalvontalaitteille

Abstract

Nykypäivänä tarkemmiksi muuttuneet turvallisuusvaatimukset luovat paineita teollisuuden yrityksille omien ohjelmien ja laitteistojen turvallisuuden eheystasojen suhteen. Tämä edellyttää, että laitteiden turvallisuutta ja luotettavuutta tulee seurata laitteiden koko eliniän ajan. Jotta asiakkaiden turvallisuusvaatimuksiin pystyttäisiin vastaamaan entistä paremmin, on yrityksen syytä kehittää laitteidensa turvallisuustasoa ja näin ollen mahdollistettava niiden käyttö mahdollisimman monille teollisuuden asiakkaille.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tarkastella turvallisuuteen liittyvälle sähköiselle ohjaus-järjestelmälle ja sen ohjaustoiminnoille luotua turvallisuuden eheyden vaatimusten mukaista laskentatapaa SIL (Safety Integrity Level). Työssä tarkasteltiin eri standardien SIL2-tason turvallisuusvaatimuksia ja niiden toteuttamista Detector Oy:n kaasunvalvontalaitteissa. Tarkastelussa käytiin läpi kaasunvalvontalaitteiden ohjelmiston ja järjestelmän yhteensopivuutta standardeihin IEC 61508 ja SFS-EN 50402, ja selvitettiin keinoja niiden täyttämiseksi.

Työ toteutettiin tutkimalla katalyyttisten kaasunilmaisimien mahdollisuutta turvallisuuden eheyden tasoon kaksi. Kaasunilmaisimien toimintaa ja dokumentaatiota verrattiin turvallisuusstandardien vaatimuksiin.

Kaasunvalvontajärjestelmästä tuotettiin vikapuumalli ja toteutettiin vika- ja vaikutusanalyysi. Kaasunilmaisimien ohjelmistolle suoritettiin testauksia, koodin kommentointia ja dokumentaatiota parannettiin. Työn tuloksena saatiin laskettua vikaantumisaikoja kaasunilmaisimien komponenteille ja tuotettiin tuotteiden turvallisuuskäsikirja. Työ toi yritykselle paljon uutta tietoa turvallisuuteen liittyvien laitteiden suunnittelusta ja toteutuksesta.

The security requirements that have changed present create pressures for industrial companies with respect to their products safety integrity levels. The devices safety and reliability should be monitored troughout their lifetime. In order to meet customer requirements in terms of safety, the company needs to develop the safety of its equipment and thus enable them to be used by many industrial customers.

The subject of the thesis was to study a safety-related electronic control system and the method of calculation for the safety requirements for its control functions. This thesis examines the safety requirements of the different standards for SIL2 level and their implementation in Detector Ltd gas control equipment. Gas control equipment software and system are compared to the IEC 61508 and SFS-EN 50402 and are investigated to determine whether and how they meet the standard requirements.

The investigation was carried out by examining the potential of the catalytic gas detectors on the safety integrity level two. The operation and documentation of the gas detectors were compared to the requirements of safety standards.

The gas control system fault tree analysis was produced and failure mode and effect analysis was performed. The gas detectors software was tested, the code was annotated and documentation was improved. As a result of the work, the failure times for gas detector components were calculated and a product safety manual was produced. The work brought a great amount new information for the company about the design and implementation of the safety related systems.