Satamanosturien turvallisuus ja PLC-toiminnot

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selventää, etenkin automaatiosuunnittelijan työn kannalta, Konecranes Oyj:n oleellisia osia turvallisuuteen liittyvistä ohjausjärjestelmistä satamanostureissa. Työssä tutkittiin, millaisia vaatimuksia satamanostureiden standardeissa on turvatoiminnoille ja miten ne on käytännössä toteutettu. Opinnäytetyössä pyritään antamaan perustieto ja ymmärrys siitä, miten turvallisuuteen liittyviä ohjausjärjestelmiä arvioidaan. Työssä selvitetään, millä keinoilla turvatoimintoihin liittyvät vaatimukset voidaan täyttää. Turvalogiikalla ohjelmointi ja operointi on oleellinen osa automaatiosuunnittelijan työtä, joten selvityksen kohteena oli myös sen tarkoituksenmukainen käyttö.

Kokonaisuutena opinnäyte toimii informatiivisena ohjeena, joka avaa turvallisuuteen liittyvien ohjausjärjestelmien maailmaa. ISO 13849 -standardi, teoria turvallisuuteen liittyvien ohjausjärjestelmien osista sekä niiden suunnitteluperiaatteista määrittelevät, miten turvallisuuteen liittyvän ohjausjärjestelmän suoritustasoa arvioidaan. Tieto auttaa soveltamaan satamanostureita koskevia turvastandardeja. Turvaohjelmoinnin oleelliset asiat, etenkin Siemensin turvalogiikan suhteen, on poimittuna tähän opinnäytetyöhön. Työssä osoitetaan, että turvaohjelmointiin sisältyy myös laitteiston konfigurointia. Turvaohjelmoinnin teoriatietoa havainnollistavat ohjelmointiesimerkit.

Työssä esitellään kattavasti turvallisuuteen liittyvien ohjausjärjestelmien suunnittelu ja vaatimukset. Siinä selvitettiin, mitä suoritustason vaatimukset satamanosturien turvatoiminnoille tarkoittavat. Turvaohjelmoinnin oikeellisuus varmistettiin kerronnan perusteella. Opinnäytetyö tarjoaa perustiedot turvaohjelmoinnista käyttäjälle, joka ei ole aikaisemmin aihepiirin parissa työskennellyt. Turvalogiikan ohjelmointia havainnollistettuna käytännön esimerkeillä olisi voinut olla työssä enemmän, mutta se ei ollut mahdollista, jotta työssä ei paljasteta liian yksityiskohtaisesti toimeksiantajan turvallisuuteen liittyviä toteutuksia.

The purpose of this thesis was to collect information on safety related control systems in port cranes at Konecranes Plc. As an automation engineer working with port cranes software design, it is necessary to know about functional safety. In this thesis it was investigated which requirements are there for safety functions in port cranes according to standards and how were they implemented in practice. It was essential to produce a thesis that provides basic knowledge and understanding of how safety-related control systems are evaluated. This helped to understand how safety functions in port cranes were fulfilled in a way standards dedicate. This thesis examines the appropriate use of safety logic controllers. Safety programming is an essential part of the automation engineer's work.

The theoretical section of safety-related control systems was carried out by studying safety related standards. The standards gave the base for the topic, and they guided towards other literature. The thesis is an informative guide that opens the world of safety-related control systems. The theory of safety-related control systems and their basic design principles with standard ISO 13849 gave instructions on how to evaluate the performance level of a safety-related control system. This helped to understand how safety standards for port cranes such as EN 13135 and EN 15011 should be applied. The essential points of safety programming with Siemens’ safety logic were collected and examined in this thesis. Safety programming includes not only the safety programming itself but the configuration of the hardware. A theory-oriented narrative about safety programming is clarified with the help of programming examples.

Despite the scope of the topic, it was possible to highlight the design and requirements of safety-related control systems. At this point it was easier to understand what performance level requirements mean in practice for certain safety functions. The correct way of the safety programming was confirmed based on the narrative. This gives a good guide to the user who is inexperienced in safety programming and working with safety logic controllers. There could have been more safety programming with the safety logic itself in a form of practical application. However, at this level of safety programming of Konecranes Plc the safety-related implementations are not disclosed in too great of detail.