Kestotestien kehittäminen toiminnallisen turvallisuuden laitteille

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli rakentaa ABB Oy:lle kestotestijärjestelmä FSO-turvamoduulin testausta varten. Moduulin toukokuussa 2014 julkaistava versio tuo uutena ominaisuutena mahdollisuuden käyttää PROFIsafe-turvaväylää, mikä erityisesti tarvitsee testausta. Kestotesti rakennettiin neljälle ACS880-taajuusmuuttajalle, turvalogiikkaohjelmointia hyväksikäyttäen.

Työn kannalta suurin haaste oli logiikkaohjelmointi, joka oli myös työn suurin osuus. Ohjelmoinnin opiskelu ja ongelmat toimivat hyvänä harjoituksena, vaikka aikataulu venyi ja haasteet näyttivät välillä ylitsepääsemättömiltä. Asennustyöt onnistuivat hyvin ammattikorkeakoulussa opittujen asioiden pohjalta, eikä tässä osuudessa ollut suurempia ongelmia. Kestotestin kehityksen aikana pidetyt projektipalaverit toimivat erittäin hyvänä harjoituksena projektityöskentelystä.

Teoriaosuudessa käydään läpi tärkeimpiä toiminnallisen turvallisuuden käsitteitä. Nykyyhteiskunnassamme turvallisuus nostetaan yhä useammin esille ja standardit sekä direktiivit määräävät jo laajasti miten teollisuusprosessit pitää suojata. Tuotekehityksen kannalta testaaminen on hyvin tärkeää tuotteen luotettavuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi. Kestotestilaitteiston pääominaisuudet esitellään työn näkökulmasta tärkeimmiltä osin ja toiminnallista turvallisuutta silmällä pitäen.

Työn tuloksena rakennettiin testiympäristö, joka on valmis siirrettäväksi kestotestiympäristöön ympärivuorokautiseen käyttöön. Kestotestin kehitystyö tulee jatkumaan ja uusien versioiden valmistuessa myös kestotestiä pitää jatkuvasti päivittää. Kestotesti tulee tarpeeseen myös uusien turvamoduulien ja -enkoodereiden valmistuessa. Työn liitteenä on työn logiikkaohjelmisto kokonaisuudessa, projektipuu sekä viestikehykset kartoitettunne muuttujineen.

The goal of this thesis was to build a long term test suite for the FSO safety module for ABB Oy Low Voltage Drives. The modules new version, the release of which is in May 2014, introduces a new option for the PROFIsafe technology, that especially needs testing. The long term test platform was built for four ACS880 drives using a safety PLC.

The biggest challenge was the PLC programming, which also was the major part of the thesis work. The problems and learning related to the programming were excellent practice, even though the schedule did not quite hold and the challenges seemed to be a bit too much at times. The installation work was fluent with the skills learned at the university. The project meetings regarding the long term test served as good practice for project work.

In the theoretical part the most important concepts of functional safety are introduced. In our society today safety is ever more important, standards and directives already widely legislate how to secure industrial processes. From the R&D perspective testing is crucial for ensuring the products reliability and safety. The main features of the devices used in the long term test are presented from the test environment point of view as well as functional safety characteristics in general.

As a result of the thesis a long term test set-up, which is ready to be moved into the final testing location for continuous running, was created. The development of the set-up will be ongoing and with new versions, the test will see constant updates. The long term test will also be useful with the completion of new modules and encoders. Attached to the thesis you will find the PLC program, project tree and the message telegrams with mapped variables in its entirety.