Koneautomaation ohjelmistojen toiminnallisen turvallisuuden kehittäminen

Abstract

Sähköisillä turvajärjestelmillä pyritään tekemään koneista turvallisempia käyttää. Usein turvallisuutta suunniteltaessa keskitytään fyysisen järjestelmän osien turvallisuuteen, sillä ilman niitä turvajärjestelmä ei kykene suojelemaan käyttäjiä. Turvajärjestelmän ohjelmistoa ei saisi kuitenkaan jättää huomioimatta, sillä sen epäluotettava toiminta voi estää turvalaitteiden toiminnan.

Opinnäytetyön tavoitteena oli parantaa automaatioalalla toimivien henkilöiden ja yritysten osaamista turvaohjelmistojen kehittämisessä. Tavoitteen saavuttamiseksi opinnäytetyössä tutkittiin turvaohjelmointiin kehitettyä standardia SFS-EN 61508 ja referoitiin sen pääkohdat ymmärrettävämpään muotoon.

Opinnäytetyössä keskityttiin standardissa esitetyn turvaohjelmiston kehitysprosessin, eli turvallisuuden elinkaaren, ymmärrettäväksi tekemiseen. Työn aikana selvisi, että turvaohjelmiston elinkaari lähtee sen toiminnalle asetettavista vaatimuksista ja etenee useiden ohjelmiston kehitys- ja testausvaiheiden kautta lopulta ohjelmiston käyttöönottoon, ylläpitoon ja muutostöihin. Tutkimustyössä havaittiin standardin kiinnittävän erityistä huomiota testauksen suunnitteluun sekä siihen, kuinka ohjelman kehitystyö täytyy aloittaa uudelleen kohdasta, jossa testaus havaitsi virheen.

Opinnäytetyössä vertailtiin myös Siemensin TIA-Portal-ohjelmistoympäristön turvaohjelmointiopasta standardin vaatimuksiin. Tarkoituksena oli selvittää ja havainnollistaa, millaista apua valmiin ohjelmistoympäristön käyttö voi tarjota turva ohjelman kehitykseen. Vertailussa todettiin, että valmis ohjelmistoympäristö voi tarjota monia etuja, mutta sen käytössä täytyy huomioida myös, kuinka valmiita ominaisuuksia tulee käyttää ja kuinka niiden turvallisuus varmistetaan.

Opinnäytetyöstä ilmenee, että turvaohjelmointi on merkittävä asia, johon olisi hyvä kiinnittää jatkossa lisää huomiota. Tulevaisuudessa olisi hyödyllistä kehittää oppaita yksittäisiin turvallisuuden elinkaaren vaiheisiin, vaiheiden dokumentointia sekä menetelmiä, joilla voitaisiin arvioida valmiiden turvaelementtien standardin mukaisuutta.

The primary objective of this thesis was to help safety software developers understand how the safety programming standard EN 61508 advises to make safety software. The secondary objective of this thesis was to find out how to use safety programming software of the safety logic manufacturers.

The key points of the standard were summarized to make the guide that helps understand the standard. The standard was also compared with the safety programming guide of TIA-Portal to find out what kind of pre-existing safety elements safety programming software can offer. TIA-Portal is a logic programming software for the S7 programmable logics of Siemens.

Software developers can use the guide to get a better understanding of the standard. The second possible use of the guide is help design the lifecycle of a safety software. However, it is not possible to use the guide alone to design the lifecycle of a safety software because it is not reliable and wide enough to replace a standard. Comparing the safety programming guide of TIA-Portal with the standard helps use the pre-existing software for safety programming.