Safety Integrated: Praktische invulling van machineveiligheid

Transcriptie

1 Safety Integrated: Praktische invulling van machineveiligheid Introductie in het risicobeoordelingstraject en normen voor functionele veiligheid EN ISO (PL) / EN (SIL) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 1

2 Safety Integrated: Oplossingen Ondersteuning Tools Ruud Dofferhoff Siemens Nederland N.V. Sales Support Specialist - Machineveiligheid Telefoon: ruud.dofferhoff@siemens.com Jeroen van der Kooij Siemens Nederland N.V. Productmanager SIRIUS Safety Telefoon: jeroen-vander.kooij@siemens.com Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 2

3 Doelstellingen 1 U bewust maken van het belang van machineveiligheid, alsmede om de voordelen ervan te herkennen. Uitleg aan de hand van voorbeelden over de te nemen noodzakelijke stappen om uw machine veilig genoeg 2 te maken voor de uiteindelijke CE markering. 3 U ondersteunen bij de praktische implementatie en het ontwikkelen van management voor functionele veiligheid (Functional Safety Management), zodat u de beste oplossing veiligheidstechnologie kunt kiezen voor elke levensfase van de machine. 4 U praktijkinformatie en tools aanbieden waarmee u in uw dagelijkse werkzaamheden direct mee aan de slag kunt gaan: functionele aansluitvoorbeelden, normeninformatie en de Safety Evaluation Tool. Dit alles eenvoudig binnen online handbereik. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 3

4 Waarom moeten machines veilig zijn? ernstige arbeidsdsongevallen per jaar, waarvan incidenten door het werken met machines! (bron: Ministerie van Sociale Zaken en Werkgelegenheid) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 4

5 Sociale aspecten: noodzaak van een veilige werkplek en voorkomen van letsel Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 5

6 Economische aspecten: voorkomen van productiestilstand. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 6

7 . voorkomen van claims en reputatieverlies Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 7

8 Noodzaak van veilige machines en productie-installaties Juridisch dwingende bepalingen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 8

9 Europese wet voor veiligheid van machines Machinerichtlijn Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 9

10 Veiligheid moet essentieel onderdeel zijn van elk machine-ontwerp Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 10

11 Wat is er nodig om een machine veilig te maken?! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 11

12 Stappenplan Risicobeoordelingstraject 3 fasen Risico-analyse Risicoreductie Validatie Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 12

13 Het risico reduceren tot een acceptabel rest-risico Risico-analyse Risicoreductie Validatie Oorspronkelijk ri isico Acceptabel restrisico Risicoreductie Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 13

14 Geharmoniseerde normen zijn leidraad voor een veilig machine-ontwerp Risico-analyse Risicoreductie Validatie Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 14

15 Opbouw benodigde veiligheidsfuncties is afhankelijk van het risico Risico-analyse Risicoreductie Validatie... groot risico Vereenvoudigde weergave van... klein risico... kleinste risico Herstelbaar, minimale verwondeing (EHBO) Te voorkomen, Kleine kans van minimale verwonding optreden Kleinste kans van optreden PL a SIL 1 PL b PL c (grootste faalkans)... gemiddeld risico Geringe tot ernstige verwonding Blijvend letsel (verlies van vinger) Redelijke kans van optreden SIL 2 PL d Zeer zware verwonding of dood Blijvend letsel (verlies van oog / ledemaat / ) Grote kans van optreden SIL 3 PL e (kleinste faalkans) Let op: Het daadwerkelijk benodigd veiligheidsniveau kan uitsluitend bepaald worden door normspecifieke criteria (risiograaf) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 15

16 Hoe gaat de praktische invulling eruit zien? Risico-analyse Risicoreductie Validatie Veiligheidsfuncties Detecting Evaluating Reacting Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 16

17 Valideren: Testen - Verifiëren - Documenten het bewijs Risico-analyse Risicoreductie Validatie Software Veiligheidsfuncties Omgevingscondities Bedieningsinstructies Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 17

18 Is machine in overeenstemming met de Machinerichtlijn? Risico-analyse Risicoreductie Validatie Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 18

19 Zijn het Technisch Dossier en CE-markering van de machine gereed? Risico-analyse Risicoreductie Validatie Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 19

20 . Zoja, dan mag de machine op de markt gebracht worden! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 20

21 Praktijkvoorbeeld risicobeoordelingstraject Theorie Veiligheid, hoe en waarom? Normstructuur en belangrijkste wijzigingen Proces-flow Praktijk Risico-analyse Risicoreductie Validatie SIL en PL en Categorie Uitgebreide informatie PL in detail (EN ISO ) SIL in detail (EN 62061) Welke methode kiezen: SIL of PL? Siemens als uw Safety-partner Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 21

23 Waarom moet een machine veilig zijn? +! Er is wettelijke verplichting! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 23

24 Veilige machines Wat maakt een machine veilig? Veilig ontwerp Additionele veiligheidsmaatregelen Bescherming voor het bedieningspersoneel! + Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 24

26 Richtlijnen Bepaal welke richtlijnen van toepassing zijn voor het CE-comformiteitsproces van de applicatie Machines (2006/42/EC) EMC (2014/30/EU) Laagspanning (2014/35/EU) Drukapparatuur Eenvoudige drukvaten ATEX (97/23/EC) (2014/29/EU) (2014/35/EU) Outdoor machines (2000/14/EC) Meetinstrumentatie (2014/32/EU) Belangrijk: alvorens het risicobeoordelingstraject in te gaan, zal eerst bepaald moeten worden welke richtlijn(en) er van toepassing is/zijn! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 26

27 Basiskennis normeringen Normen Normen maken abstract geformuleerde doelstellingen van richtlijnen concreet. Elke norm is ontworpen voor inzet in een bepaald toepassingsgebied ( scope ). Dit wordt in de norm omschreven (b.v. EN ISO Par. 1, Scope ). De norm zelf is geen verplichting om toe te passen, maar wel om state of the art technieken te gebruiken (volgens Machinerichtlijn, item 14). Geharmoniseerde normen Geharmoniseerde normen zijn nodig om conformiteit te kunnen verifiëren. Algehele toepassing van normen Vermoeden van overeenstemming Als geharmoniseerde normen zijn gebruikt, zijn de autoriteiten verplicht om overeenstemming met de eisen van de richtlijn te veronderstellen (vermoeden van overeenstemming) Alle lidstaten zetten deze normen (veelal 1:1) om in nationale normen en zij worden in het Europese Official Journal gepubliceerd als geharmoniseerde norm ten behoeve van een bepaalde richtlijn. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 27

28 Hiërarchische structuur EN - Normen IEC Fundamentele basisveiligheidsnormen A-TYPE normen EN ISO (EN ISO EN ISO 14121) Generieke veiligheidsnormen Specifieke productnormen B1-normen Behandelen specifieke veiligheidsaspecten Algemene ontwerpbeginselen, risicobeoordeling en risicoreductie B-TYPE normen C-TYPE normen B2-normen Behandelen toepasbare veiligheidsvoorzieningen Gedetailleerde veiligheidseisen voor een bepaalde machine(groep) EN (El.veiligheid v.machines) EN ISO / -2 (EN 954) EN b.v. EN ISO (EN 418) (Noodstops) b.v. EN 1870 (houtbewerkingsmachines / cirkelzagen) b.v. EN 693 (hydraulische persen) b.v. EN 415 (verpakkingsmachines) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 28

29 EU-Richtlijnen, wetten en normen Artikel 95 EG-verdrag (vrij verkeer van goederen) Europese veiligheidseisen Artikel 137 EG-verdrag (sociale veiligheid) b.v.: Machines Kaderrichtlijn veiligheid werknemers (89/391/EG) b.v.: EMC-richtlijn (2014/30/EU) Machinerichtlijn (2006/42/EG) Richtlijn Arbeidsmiddelen (2009/104/EG) Eventueel andere richtlijnen Geharmoniseerde Europese normen EN ISO Nationale wetsvoorschriften Fabrikant Gebruiker Scope vandaag: functionele veiligheid volgens EN en EN ISO Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 29

30 Uittreksel van de Machinerichtlijn (2006/42/EG) Machinerichtlijn 2006/42/EG De fabrikant of haar wettelijk vertegenwoordiger moet ervoor zorgen dat een risibeoordeling uitgevoerd is om de veiligheids- en gezondheidsmaatregelen te kunnen bepalen die van toepassing zijn voor de machine. De machine moet vervolgens zodanig ontworpen en gecontrueerd worden dat deze in overeenstemming is met de resultaten van deze risicobeoordeling. De fabrikant is gebonden aan de Machinerichtlijn 2006/42/EG. Dit geldt voor zowel een completeen ook voor een niet-voltooide machine! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 30

31 Scope van de Machinerichtlijn (2006/42/EG) De machinerichtlijn is van toepassing op de volgende producten (Artikel 1): a) Machines b) Verwisselbare uitrustingsstukken (b.v werkstukken, gereedschappen op of aan een machine) c) Veiligheidscomponenten d) Hijs- en hefgereedschappen e) Kettingen, kabels en banden f) Verwijderbare mechanische overbrengingssystemen g) Niet voltooide machines (gedeeltelijk voltooide machines) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 31

32 Overzicht normen en richtlijnen met betrekking tot functionele veiligheid Relevante machineveiligheid-normen voor functionele veiligheid Machinerichtlijn 98/37/EG 2006/42/EG EN 954-1: 1996 (Cat) Overgangsfase tot EN ISO (PL) PL EN (SIL) SIL Al vanaf 2012 mag EN (Cat.) niet meer toegepast worden! Het uitfaseren van de EN naar EN en EN ISO heeft tot gevolg dat u nu SIL of PL moet gebruiken Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 32

33 Overzicht belangrijkste geharmoniseerde normen Machinerichtlijn Geharmoniseerd onder de EU Machinerichtlijn: EN ISO (samenvoeging van EN ISO en EN ISO 14121, overgangstermijn 3 jaar) - Leidraad voor risicobeoordeling - Basisbegrippen en algemene ontwerpbeginselen EN Veiligheid van machines - Elektrische onderdelen - Deel 1: algemene eisen EN ISO (voorheen EN 418) Veiligheid van machines - Noodstop - Ontwerpbeginselen EN ISO /-2 (EN 954-1/-2) Veiligheid van machines - Veiligheidgerelateerde gedeelten van besturingssystemen (SRP-CS) EN Veiligheid van machines - Aanrakingsvrije elektrische beveiligingsinrichtingen - Deel 1: algemene eisen en beproevingen EN Veiligheid van machines Functionele veiligheid van veiligheidgerelateerde elektrische-, elektronischeen programmeerbare elektronische besturingssystemen (SRECS) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 33

34 Niet-geharmoniseerde normen Machinerichtlijn Niet geharmoniseerd onder de EU Machinerichtlijn maar wel toepasbaar! Onder andere: IEC Functionele veiligheid van veiligheidgerelateerde elektrische/-elektronische/- programmeerbare elektronische systemen IEC , -3, -4 Veiligheid van machines - Aanrakingsvrije elektrische beveiligingsinrichtingen - Deel 2, -3, -4 - Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 34

35 Geharmoniseerde normen vermoeden van overeenstemming Basisnormen voor veiligheidgerelateerde besturingsfuncties Ontwerp- en risicobeoordeling van de machine EN ISO Veiligheid van machines: Basisbegrippen, algemene principes, risicobeoordelingtraject Functionele- en veiligheidsrelevante eisen voor veiligheidgerelateerde besturingssystemen Ontwikkeling en realisatie van veiligheidgerelateerde besturingssystemen EN 62061: 2005 Veiligheid van machines Functionele veiligheid van veiligheidgerelateerde elektrische-, elektronischeen programmeerbare elektronische besturingssystemen EN ISO : 2015 Veiligheid van machines Veiligheidgerelateerde gedeelten van besturingssystemen, deel 1: algemene principes (opvolger van EN 954-1: 1996 ) Willekeurige opbouwstructuren (architecturen) Safety Integrity Level (SIL), SIL 1, SIL 2 SIL 3 Bepaald architectuur (categorie) Perfomance Level (PL) PL a, PL b, PL c, PL d, PL e Elektrische veiligheid EN Veiligheid van machines Elektrische onderdelen van machines, deel 1: algemene eisen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 35

36 EN 60204: Hoofdnorm elektrische veiligheid van machines EN elektrische veiligheid van machines Elektrische installaties Besturingen Testen, keuren/valideren, documenteren NEN 1010 voor specifiek de Machinebouw m.b.t. de elektrische aspecten van machines Afstemming tussen normen voor besturingen met een veiligheidsfunctie EN ISO (EN 954) en EN Procedures, markeringen / waarschuwingen en Specifieke elektrische invulling van het Technisch Dossier van de machine Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 36

37 Meer informatie over EU-normen en richtlijnen Europese normen en richtlijnen voor machineveiligheid: : Controleren aangemelde instantie (NoBo) via: NANDO Information System (New Approach Notified and Designated Organisations): Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 37

39 Vandaag de dag: Methode volgens EN en EN ISO Er is een berekenbare methode geintroduceerd voor veiligheidgerelateerde aspecten: de Safety Performance - EN 62061: Safety Integrity Level (SIL) - EN ISO : Performance Level (PL) EN en EN ISO definiëren beiden veiligheid: - Een gevaarlijke situatie van een machine kan beschreven worden in gedefinieerde veiligheidsfuncties. - Voor de gedefinieerde veiligheidsfuncties kan de vereiste Safety Performance bepaald worden. - De hoogte van de Safety Performance is afhankelijk van de kwaliteit van de gebruikte componenten, de gebruikscyclus èn de mate van diagnosemogelijkheden binnen de veiligheidsfuncties. Met SIL en PL is veiligheid meetbaar geworden! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 39

40 Opbouw van veiligheidsfuncties/-systemen Technische beveiligingsmaatregelen worden in normen EN ISO en EN gedefinieerd in veiligheidsfuncties (-systemen) Er zijn een aantal verschillende basisuitvoeringen veiligheidsfuncties realiseerbaar. In de basis zijn deze te herleiden tot: Een veiligheidsfunctie (Safety Function) wordt uitgevoerd als een veiligheidssysteem Een veiligheidsfunctie is opgebouwd uit subsystemen Een subsysteem bestaat uit subsysteem-elementen Veiligheidsfunctie (Sensor 1) Input / Detecting (Sensor 2) Logic / Evaluating (F-PLC / veiligheidsrelais) Output / Reacting (Relais / drive) Subsysteem-elementen Subsysteem Systeem Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 40

41 Veiligheidsfuncties/-systemen in de praktijk De subsystemen van de veiligheidsfunctie Detecting Evaluating Input / detecting Logic / evaluating Output / reacting (sensor, eindschakelaar, lichtscherm,. ) (veiligheidsrelais, veiligheidsbesturing, ) (contactor, frequentieregelaar, ) Veiligheidsfunctie (-systeem) Reacting Veiligheidsdeur Subsysteem 1: input / detecting (sensoren) Subsysteem 2: logic / evaluating (besturing) Subsysteem 3: output / reacting (schakelen) Motor of Voor elke veiligheidsfunctie moet een veiligheidsniveau bepaald worden (hoe groot is de uitvalkans) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 41

42 Parametervergelijk veiligheidsfuncties SIL versus PL EN SIL - Safety Integrity Level EN ISO PL - Performance Level Structuur HFT Cat. (architectuur) Betrouwbaarheid PFH D / λ MTTF D / PFY D / λ Diagnose SFF (DC) DC Resistentie CCF (ß-factor) CCF Proof-Test-Interval Processen T1 (gebruiksduur/ levensduur) T2 (diagnose/test) Handelwijze Verificatie T1 (= 20 jaar fixed ) T2 (afh.v.d. Cat.) Handelwijze Verificatie Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 42

43 Waarschijnlijkheid van gevaarlijke uitval per jaar (PFYD *) / per uur (PFHD**) EN ISO : PL EN : SIL PL Gemiddeld gevaarlijk falen per jaar (PFY D )* Gemiddeld gevaarlijk falen per uur (PFH D )** SIL a 0,1 PFYd < PFHd < b 0,03 PFYd < 0,1 3 x 10-6 PFHd < c 0,01 PFYd < 0, PFHd < 3 x 10-6 d 0,001 PFYd < 0, PFHd < e 0,0001 PFYd < 0, PFHd < * PFYD = Probability of dangerous failure per year ** PFHD = Probability of dangerous failure per hour 1 jaar uur In Amendment EN ISO : PFHD waarde wordt nu ook binnen PL-norm geïntroduceerd! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 43

44 Riscograaf voor bepaling van het vereiste Performance Level (PL) Bepaling vereiste Performance Level volgens EN ISO 13849: PL a t/m PL e Ernst van letsel ernstig, (meestal blijvend), incl. dood licht, vaak herstelbaar letsel S S2 S1 Frequentie / duur van blootstelling Lang / frequent tot continu ( 1x per 15 min.) Kort / zelden tot soms (< 1x per 15min. en < 5% v.d. bedrijfstijd) F F2 F1 Mogelijkheid tot voorkomen nauwelijks mogelijk Mogelijk onder bepaalde voorwaarden P P2 P1 Startpunt voor schatting van risicoreductie F1 P1 P2 S1 P1 F2 F1 P2 P1 S2 P2 F2 P1 P2 Laag risico Hoog risico PLr a PLr b PLr c PLr d PLr e Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 44

45 Bepaling van het vereiste veiligheidsniveau: Safety Integrity Level (SIL) Bepaling vereiste Safety Integrity Level (SIL 1 t/m SIL 3) Frequentie / duur van blootstelling aan gevaar Fr (Frequency) 1 uur 5 > 1 uur tot 1 dag 5 > 1 dag tot 2 wkn. 4 > 2 wkn. tot 1 jaar 3 > 1 jaar 2 Waarschijnlijkheid van optreden van gevaarlijke situatie Pr (Probability) erg hoog 5 vaak 4 mogelijk 3 zelden 2 verwaarloosbaar 1 Mogelijkheid tot voorkomen gevaar Av (Avoidance) onmogelijk 5 in bijzondere gevallen mogelijk 3 mogelijk = Waarschijnlijkheidsklasse Ernst van letsel (Severity) Dood, verlies van oog of ledematen 4 Permanent, verlies van vingers 3 Herstelbaar, medische behandeling door arts 2 Herstelbaar, eerste hulp 1 Se Ernst van letsel Se Waarschijnlijkheidsklasse optreden letsel (Class, CL): CL = Fr + Pr + Av 3 tot 4 5 tot 7 8 tot tot tot 15 SIL 2 SIL 2 SIL 2 SIL 3 SIL 3 SIL 1 SIL 2 SIL 3 SIL 1 SIL 2 SIL 1 Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 45

46 Praktijkvoorbeelden van veiligheidsfuncties - noodstopcircuit Maximaal realiseerbare PL/SIL-niveau in relatie tot DC- / CCF-waarden: Veiligheidsfunctie: - Noodstopcircuit Betrouwbaarheid Structuur Diagnose Resistentie PL/SIL: Opbouw: DC (SFF): CCF: (is maximaal realiseerbaar veiligheidsniveau) (*Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) (**Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) Veiligheidsfunctie noodstop (dubbelpolig) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting (2NC) of (2x) (vb: 2NC-noodstop - veiligheidsrelais - 2 magneetschak.) PL e / SIL 3 Dubbelpolig (redundant) - Cat.4 (PL) - 2 channels/kanalen - 2 componenten/contacten Hoog (99 %)* 65 pt** (PL) 1%-10%** (SIL) Veiligheidsfunctie noodstop (enkelpolig) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting (1NC) of (1x) PL c / SIL 1 Enkelpolig - Cat.1 (PL) - 1 channel/kanaal - 1 component/contact Geen (0)* n.v.t. (vb: 1NC-noodstop - veiligheidsrelais - 1 magneetschak.) Veiligheidsfunctie noodstop (noodstoppen, dubbelpolig, in serie geschakeld) Subsysteem Subsysteem 1a: Subsysteem 2: Subsysteem 3: 1b: detecting 1a evaluating reacting detecting 1b PL e / Dubbelpolig Hoog 65 pt** (PL) SIL 3 (redundant) (99 %)* 1%-10%** (SIL) (2NC) (2NC) of - Cat.4 (PL) (2x) - 2 channels/kanalen Noodstop 1 Noodstop 2-2 componenten/contacten (vb: 2 noodstoppen in serie veiligheidsrelais - 2 magneetschak.) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 46

47 Praktijkvoorbeelden van veiligheidsfuncties - toegangscontrole Maximaal realiseerbare PL/SIL-niveau in relatie tot DC- / CCF-waarden: Veiligheidsfunctie: - Toegangscontrole Betrouwbaarheid Structuur Diagnose Resistentie PL/SIL: Opbouw: DC (SFF): CCF: (is maximaal realiseerbaar veiligheidsniveau) (*Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) (**Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) Veiligheidsfunctie hekbewaking (enkelpolig) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting (1x) (1NC) of (1x) PL c / SIL 1 Enkelpolig - Cat.1 (PL) - 1 channel/kanaal - 1 component/contact Geen (0)* n.v.t. (vb: 1NC-hekschak. - veiligheidsrelais - 1 magneetschak.) Veiligheidsfunctie hekbewaking (1-schakelaar per hek) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting (1x) (2NC) of (2x) (vb: 1 hekschak.met 2NC - veiligheidsrelais - 2 magneetschak.) PL d / SIL 2 Dubbelpolig - max.cat.3 (PL) - 2 channels/kanalen (SIL) - 1 component/schakelaar Gemiddeld (90 %)* 65 pt** (PL) 1%-10%** (SIL) - beperkingen in architectuur voor schakelaar (SIL) Veiligheidsfunctie hekbewaking (2-schakelaars per hek) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting PL e / Dubbelpolig Hoog 65 pt** (PL) SIL 3 (redundant+divers) (99 %)* 1%-10%** (SIL) + (2x) of (2x) - Cat.4 (PL) - 2 channels/kanalen (SIL) - 2 componenten/schak (vb: 2 schak.met 1-/2NC - veiligheidsrelais - 2 magneetschak.) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 47

48 Aandachtspunt: serieschakeling van hekken Maximaal realiseerbare PL/SIL-niveau in relatie tot DC- / CCF-waarden: Veiligheidsfunctie: - Toegangscontrole met twee hekken (beide hekken worden niet frequent (< 1/uur) geopend/gebruikt) Betrouwbaarheid Structuur Diagnose Resistentie PL/SIL: Opbouw: DC (SFF): CCF: (is maximaal realiseerbaar veiligheidsniveau) (*Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) (**Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) Veiligheidsfunctie hekbewaking (hekken in serie geschakeld) Subsysteem 1a: detecting 1a Subsysteem 1b: detecting 1b Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting + + of (2x) (hek 1) (hek 2) (vb: 1-/2 schak.p/hek met 1-/2NC veiligheidsrelais - 2 magneetschak.) PL d / SIL 2 Dubbelpolig (redundant/divers) - Cat.3 (PL) - 2 channels/kanalen (SIL) - 1 of 2 componenten/schak. Laag (60 %)* 65 pt** (PL) 1%-10%** (SIL) Serieschakeling van meerdere hekken op één veiligheidszone is niet aan te bevelen, Er kan een gevaarlijke situatie ontstaan: een persoon kan ingesloten raken in het gevaarlijke gebied! - als na openen van het 1 e hek een persoon ongemerkt door het 2 e hek naar binnen gaat en dit hek achter zich sluit, - kan de machine gestart worden zodra iemand het 1 e hek sluit en het veiligheidscircuit reset! Let op: bij andere opbouw en gebruiksfrequentie van veiligheidsfuncties met hekken gelden afwijkende voorwaarden! Voorbeelden: - 2 hekken in serie geschakeld, welke beiden frequent ( 1/uur) geopend/gebruikt worden: DC = geen (0) / Cat. 2 / max. PL c / SIL 1-5 hekken in serie geschakeld, waarvan er 1 frequent en 4 sporadisch geopend/gebruikt worden: DC = laag (60 - < 90 %) / Cat. 3 / max. PL d / SIL 2-5 of meer hekken in serie geschakeld, ongeacht gebruik: altijd DC = geen (0) / Cat. 2 / max. PL c / SIL 1 - per situatie zal de DC/CCF-waarde bepaald moeten worden voor een correcte invulling van het veiligheidsniveau van de toepassing Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 48

49 Aandachtspunt: veiligheidsfuncties met gewone eindschakelaars Maximaal realiseerbare PL/SIL-niveau in relatie tot DC- / CCF-waarden: Veiligheidsfunctie: - eindschakelaars (met mechanisch gedwongen verbreekcontacten! ) Betrouwbaarheid Structuur Diagnose Resistentie PL/SIL: Opbouw: DC (SFF): CCF: (is maximaal realiseerbaar veiligheidsniveau) (*Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) (**Indicatieve waarden. Exacte waarde moet bepaald worden m.b.v. tabel in de norm) Veiligheidsfunctie hekbewaking (enkelpolig) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting (1x) (1NC) of (1x) PL c / SIL 1 Enkelpolig - Cat.1 (PL) - 1 channel/kanaal - 1 component/contact Geen (0)* n.v.t. (vb: 1NC-eindschak. - veiligheidsrelais - 1 magneetschak.) Veiligheidsfunctie hekbewaking (1-schakelaar per hek) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting (1x) (2NC) of (2x) (vb: 1 eindschak.met 2NC - veiligheidsrelais - 2 magneetschak.) PL c / SIL 1 Dubbelpolig - Cat.1 (PL) - 2 channels/kanalen (SIL) - 1 component/schakelaar Geen (0)* n.v.t. (PL) 1%-10%** (SIL) - beperkingen in architectuur voor schakelaar (SIL) Veiligheidsfunctie hekbewaking (2-schakelaars per hek) Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting PL e / Dubbelpolig Hoog 65 pt** (PL) SIL 3 (redundant+divers) (99 %)* 1%-10%** (SIL) (2x) of - Cat.4 (PL) + (2x) - 2 channels/kanalen (SIL) - 2 componenten/schak (vb: 2 eindschak.met 1-/2NC - veiligheidsrelais - 2 magneetschak.) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 49

50 Aandachtspunt: terugkoppeling actuator (feedback-circuit) en maximaal realiseerbare PL/SIL-niveau in relatie tot DC- / CCF-waarden Het terugkoppelcircuit (feedback) van de magneetschakelaars heeft directe invloed op het max.realiseerbare PL/SIL-niveau Indien geen terugkoppeling: - Max. Cat.1 / PLc / SIL1 - DC-waarde / SFF = 0 (geen) - CCF-waarde: < 65 % (geen) Indien wel terugkoppeling: Voor Cat.2 / PL c / SIL 1: - Enkelpolige opbouw (1-channel) - Terugkoppeling: 1 x magneetschakelaar - Benodigde DC-waarde / SFF: 60 % (laag) - Te realiseren CCF-waarde: 65 % (PL) / 1%-10%(SIL) Voor Cat.3 / PL d / SIL 2: - Dubbelpolige opbouw (2-channels) - Terugkoppeling: 2 x magneetschakelaars - Benodigde DC-waarde / SFF: 90% DC< 99% (gemiddeld) - Te realiseren CCF-waarde: 65 % (PL) / 1%-10%(SIL) Voor Cat.4 / PL e / SIL 3: - Dubbelpolige opbouw (2-channels) - Terugkoppeling: 2 x magneetschakelaars - Benodigde DC-waarde / SFF: 99 % (hoog) - Te realiseren CCF-waarde: 65 % (PL) / 1%-10%(SIL) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 50

51 Aandachtspunt: aansluiting sensor-ingangen SIL2 / PLd versus SIL3 / Ple Voorbeeld hekbewaking SIL2 / PLd SIL2 / PLd 2NC: redundantie 1 x dubbelpolige veiligheids-hekschakelaar (2NC) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 51

52 Aandachtspunt: aansluiting sensor-ingangen SIL2 / PLd versus SIL3 / Ple Voorbeeld hekbewaking SIL3 / PLe SIL3 / PLe 2 x 1NC: redundantie 2 x schakelaars: diversiteit 2 x schakelaars (enkel- of dubbelpolig 1NC of 2NC) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 52

53 Maximaal realiseerbaar SIL- / PL-niveau voor veiligheidsfuncties met SIRIUS 3SE veiligheids-/eindschakelaars Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 53

54 Maximaal realiseerbaar SIL- / PL-niveau voor veiligheidsfuncties met SIRIUS 3SE veiligheids-/eindschakelaars Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 54

56 Welke methode kiezen: SIL of PL? Beide normen beschrijven eisen aan de veiligheidsniveaus van veiligheidsfuncties / veiligheidssystemen EN (SIL) en EN ISO (PL) beschrijven de vereisten voor de betrouwbaarheid van veiligheidsfuncties / veiligheidssystemen: SIL 1 SIL 2 SIL 3 PL a PL b PL c PL d PL e Toenemende eisen aan de betrouwbaarheid van veiligheidsfuncties / veiligheidssystemen Alle fasen van de machine life-cycle moeten hierbij in acht genomen worden: Vanaf het ontwerp en engineering Tot en met buitenbedrijfstellen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 56

57 Welke methode kiezen: SIL of PL? De eisen omvatten: Techniek (sterk afhankelijk van vereist veiligheidsniveau) Handelwijze Eisen ten aanzien van techniek: (laag hoog veiligheidsniveau) Structuur van de hardware (éénkanalig tweekanalig) Mogelijkheid van foutherkenning (geen omvangrijke diagnose) Betrouwbaarheid van de onderdelen (toenemend) Structuur Betrouwbaarheid Eisen ten aanzien van de handelwijze: Projectmanagement Testconcept Technische documentatie,. Diagnose Resistentie Proof-Test-Interval Processen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 57

58 Toepassingsgebieden EN EN ISO : Performance Level (PL) Toepasbaar voor alle veiligheidgerelateerde onderdelen van besturingssystemen. Naast elektrische- kunnen ook hydraulische-, pneumatische- en elektromechanische systemen zonder beperkingen worden toegepast. Gebruik van programmeerbare veilige elektronica kan, echter met beperkingen: Voor bepaalde opbouwstructuren (architectuur) Tot en met PL d resp. SIL 2. Programmeerbare veiligheidsbesturingen (F-PLC, etc.) moeten voor PL e voldoen aan IEC Berekeningsconcept van EN ISO is gebaseerd op (beperkt aantal) vast gedefinieerde opbouwstructuren (architecturen). Minder uitgebreide berekeningen dan EN maar daardoor wel eenvoudiger. PL kan zowel voor een gehele veiligheidsfunctie en ook voor onderdelen van een veiligheidsfunctie verkregen worden (Detecting Evaluating Reacting). Het uiteindelijk haalbare PL-niveau van de gehele veiligheidsfunctie is echter wel afhankelijk van het laagste PL-niveau èn het aantal subsystemen binnen de veiligheidsfunctie. Voor niet-complexe machines. Complexe veiligheidsfuncties zijn lastiger te berekenen.. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 58

59 Toepassingsgebieden EN EN 62061: Safety Integrity Level (SIL) Toepasbaar voor alle elektrische-, elektronische bestuingssystemen met elk mogelijke opbouwstructuur (architectuur is minder gedefinieerd): van SIL 1 tot n met SIL 3. Programmeerbare veiligheidsbesturingen (F-PLC) moeten voldoen aan IEC Is nauwkeuriger dan EN ISO maar vraagt meer rekenwerk. Biedt goede mogelijkheden voor machines met veiligheidsfuncties met een complexe opbouw maar kan ook uitstekend gebruikt worden voor compacte eenvoudige machines. Uitgebreide procedures maar men ziet hierdoor minder snel zaken over het hoofd. Alle fasen van de life-cycle van de machine worden beschreven: ontwerp inbedrijfstelling gebruik upgrades - uitbedrijfname. SIL kan alleen voor een gehele veiligheidsfunctie verkregen worden (Detecting Evaluating Reacting). Voor afzonderlijke onderdelen geldt SIL CL. Uitvalkanswaarden (PFHd-waarden) van hydrauliek en pneumatiek kunnen ook in de berekeningen van EN worden meegenomen.. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 59

60 Verschillen in toepassingsgebieden EN en EN ISO Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 60

61 Mate van gevaarlijke uitval is leidraad bij beide normen Er zijn overeenkomsten tussen de uitvalkanswaarden van SIL en PL PerformanceLevel EN ISO (PL) Waarschijnlijkheid gevaarlijke uitval per uur (PFHD) Safety Integrity Level EN (SIL) PL a 10-5 < PL b 3x10-6 < 10-5 SIL 1 PL c 10-6 < 3x10-6 SIL 1 PL d 10-7 < 10-6 SIL 2 PL e 10-8 < 10-7 SIL 3 Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 61

62 Valkuilen Minder voorspelbaar en daarmee functioneel gedrag Bij een ontwerp kan men zich rijk rekenen op basis van faalkansen Nog prille ervaring in faalkans-cijfers en faalkans-berekeningen met betrekking tot machinebesturingen (verificatie-tools zijn niet heilig) Engineeringfouten Vergt vooral in het begin de nodige studie en extra werk Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 62

63 Belangrijkste termen en definities op een rij PFH D PL Probability of dangerous Failure per Hour: De waarschijnlijkheid van een gevaarlijk falen per uur Performance Level: Prestatieniveau / veiligheidsniveau PL r Required Performance Level: Minimaal vereist veiligheidsniveau van een veiligheidsfunctie (met PL PL r ) SIL SIL CL Safety Integrity Level: Niveau van betrouwbare veiligheid / veiligheidsniveau Safety Integrity Level Claim: Maximaal haalbaar veiligheidsniveau van een onderdeel of subsysteem MTBF Mean Time Between Failure: Gemiddelde tijd tussen (twee) fouten MTTF D Mean Time To dangerous Failure: Gemiddelde tijd tot een (eerste) gevaarlijke fout λ D Lambda: Kans van gevaarlijke uitval van een subsysteem(element), (λ D = 1/ MTTF D ) CCF Common Cause Failure: (ook wel ß-factor genoemd), resistentie tegen (veel)voorkomende fouten DC Diagnostic Coverage: ( SFF), diagnosegraad of dekkinggraad tegen fouten/falen SFF Safe Failure Fraction: (verhouding tussen veilig en niet-veilig falen DC), het percentage van falen wat leidt tot niet-gevaarlijk falen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 63

65 Praktijkvoorbeeld risicobeoordelingstraject Metaalbewerkingsmachine met materiaalinvoer (zaagmachine) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 65

67 Minimum vereisten voor het uitvoeren van de risicobeoordeling Voor het uitvoeren van een risicobeoordeling zijn een aantal organisatorische- en technische zaken vereist: Organisatorische vereisten B.v. volgens ISO 9001, maar is niet verplicht: Toewijzen van verantwoordelijke personen voor elk afzonderlijk projectdeel Technisch ontwerp (mechanisch, elektrisch, pneumatiek, hydrauliek) Software ontwerp Documenteren / documentatieproces Kwalificatie van medewerkers Kennis van processen en normering (is wel aan te raden) Technische vereisten Infrastructuur (internet, intranet) Toegang tot de normen Tool om risicobeoordeling te documenteren Productinformatie De risicobeoordeling moet in de processen van het bedrijf geborgd zijn! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 67

68 Het CE-conformiteitsproces in de product-lifecycle De risico-analyse is een integraal onderdeel van het CE-conformiteitsproces. Dit proces wordt in 9 fasen doorlopen: Idee Ontwerp & engineering Installatie & inbedrijfname In bedrijf Onderhoud & service Uit bedrijf / ontmanteling Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Definieer welke richtlijnen van toepassing zijn Definieer welke normen van toepassing zijn Bepaal het beoordelingstraject voor het conformiteitsproces (bijlage IV machine?) a) Analyseer het risico b) Reduceer het risico Fase 5 Stel technische documenten samen Fase 6 Stel conformiteitsverklaring op of Inbouwverklaring Fase 7 Fase 8 Kwaliteitswaarborging Fase 9 Product bewaking, product-volg-richtlijnen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 68

69 Leg de processen voor risicobeoordeling binnen de organisatie vast Verantwoordelijkheid moet gegeven worden aan personen die het productieproces kunnen beïnvloeden of met het systeem werken. Mechanica & Hydrauliiek Electrotechniek & Automatisering Team en Projectcoördinator Onderhoud & Service Installatie & Productie Veiligheid Kwaliteit waarborging Doel: De projectcoördinator zal samen met het team een Veiligheidsplan (Safety Plan) moeten gaan opstellen voor elk projectdeel. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 69

70 Proces-flow en leidraad voor risicobeoordeling: EN ISO (opvolger van EN ISO en EN ISO 14121) Principe voor risicobeoordeling: Start Risicoanalyse Risicobeoordeling Risicoreductie, door het kiezen van de juiste beveiliging(en) Bepaling van de grenzen van de machine/installatie Identificatie van de gevaren van de machine/installatie Voor elk gevaar: risicoschatting en risico-evaluatie NEE Is het risico voldoende gereduceerd? JA Einde De machine is veilig, het gevaar is teruggebracht tot een aanvaardbaar restrisico Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 70

71 Procesverloop - stappenplan Het proces met de noodzakelijk te doorlopen stappen om een veilige machine te kunnen realiseren heet het risicobeoordelingstraject. Risicobeoordelingstraject 3 fasen Risico-analyse Risicoreductie Validatie Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 71

72 Risicobeoordelingstraject - procedure Risico-analyse Beschrijf de machine Identificeer de gevaren Evalueer de risico s Risicoreductie Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen (3-stapsmethode) Ontwerp de architectuur van de veiligheidsfuncties Implementeer het veiligheidsconcept en neem in bedrijf Validatie Documenteer de maatregelen Voer de validatie uit Bewijs naleving van de richtlijn CE-markering aanbrengen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 72

73 Hoe maak je een machine veilig? Voorkomen van gevaarlijke situaties RIE (Risico Inventarisatie en Evaluatie) Stappenplan: 1. Identificeren van het gevaar (analyse) 2. Risicobeoordeling van het gevaar (schatting / -evaluatie) 3. Bepaling maatregelen voor risicoreductie (reductie: definities / maatregelen) 1 e Ontwerp / mechanische oplossingen (b.v. afscherming met hek of beschermkap) 2 e Elektronische en elektrische oplossingen 3 e Organisatorische maatregelen (b.v. gebruikershandleiding, training machine-operators) De volgorde van uitvoering is dwingend voorgeschreven! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 73

74 Risicobeoordeling begint met gebruiksgrenzen aangeven van de machine! Waarvoor te gebruiken Onder welke omstandigheden Door wie te bedienen. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 74

75 De daadwerkelijke risicobeoordeling - uitvoering Ernst van de verwonding Hoe ernstig Zwaar licht Frequentie en duur van verblijf in de gevaarlijke zone Hoe vaak Vaak Zelden Mogelijkheid om schadelijk effect te beperken of uit te sluiten Hoe waarschijnlijk Bijna onmogelijk Mogelijk Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 75

77 Het risico-analyse proces Risico-analyse Beschrijf de machine Identificeer de gevaren Evalueer de risico s De risico-analyse is de eerste stap naar een veilige machine. De Machinerichtlijn stelt een risico-analyse verplicht voor een nieuw te bouwen- of aan te passen machine of machinedeel. De risico-analyse dient uitgevoerd- en gedocumenteerd te worden door ter zake kundige personen. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 77

78 Identificeer de gevaren Gevarenzones van de zaagmachine Risico-analyse Zaagblad > snijden / afsnijden Metaalsplinters > Snijden, schaven Klemplaten > Beknellen Transportrollen > Beknellen en meetrekken Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 78

79 Evalueer de risico s Wat is risico-evaluatie? Risico-analyse Risico-evaluatie is een uitgebreide beoordeling van de waarschijnlijkheid aan- en omvang/duur van blootstelling aan gevaarlijke situaties. Voor elk gevaar dient het risico afzonderlijk beoordeeld te worden. De machine wordt bekeken in originele uitvoering, zonder rekening te houden met enige beveiligingsmaatregelen. Het resultaat van de eerste evaluatie van een gevaar is het oorspronkelijk risico. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 79

80 Evalueer de risico s Risico-componenten Risico-analyse RISICO is de combinatie van Ernst van schade/letsel Waarschijnlijkheid van optreden schade/letsel Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 80

81 Evalueer de risico s De volgende stap: risicoreductie Risico-analyse Als het oorspronkelijke risico hoog is, zullen maatregelen getroffen moeten worden om dit terug te brengen tot een acceptabel rest-risico. Oorspronkelijk risico Risicoreductie Acceptabel restrisico Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 81

82 Risico-analyse Samenvatting Risico-analyse Beschrijf de machine Identificeer de gevaren Evalueer de risico s De machine en de risico s die deze met zich voorbrengt worden beschreven en geëvalueerd. Het risico van de risicobeoordeling is de basis voor het veiligheidsconcept voor risicoreductie (= volgende stap in het risicobeoordelingtraject). Met een correct uitgevoerde risicobeoordeling kan in geval van een claim beschuldiging van nalatigheid verworpen worden. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 82

84 Het risicoreductie proces Risicoreductie Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen (3-stapsmethode) Ontwerp de architectuur van de veiligheidsfuncties Implementeer het veiligheidsconcept en neem in bedrijf Het doel van de risicoreductie is het verkrijgen van een acceptabel rest-risico. Om dit te bereiken definieert het CE team passende veiligheidsmaatregelen met behulp van de 3-stapsmethode. In vervolgstappen worden de veiligheidsfuncties ontworpen (architectuur) en het algehele veiligheidsconcept geïmplementeerd en in bedrijf genomen. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 84

85 Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen De 3-stapsmethode volgens EN ISO hoofdstuk 6 Risicoreductie Als eerste Algemene ontwerpbeginselen: Het wegnemen van gevaren of minimaliseren van het risico dat verbonden is aan het gevaar. Start Stap 1: Stap 2: Stap 3: Risicoreductie door veilige mechanische constructie/opbouw JA Is het risico voldoende verminderd? NEE Risicoreductie door technische beveiligingsmaatregelen JA Is het risico voldoende verminderd? NEE Risicoreductie door gebruikersinformatie over restrisico s Is het risico voldoende verminderd? NEE Risico-analyse opnieuw uitvoeren JA Einde Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 85

86 Ontwerpproces voor veiligheidsfuncties Risicoreductie Vervolgens Basis-ontwerpproces voor veiligheidsfuncties: 1. Specificeer de veiligheidsfuncties (functionele beschrijving, benodigde reactietijd, gebruiks-cycli, foutreactie, ) 2. Bepaal het benodigd veiligheidsniveau (SIL / PL) 3. Ontwerp de veiligheidsfuncties (detecting-/evaluating-/reacting-deel, architectuur, enkel-/dubbelpolig, HW-/SW-ontwerp) 4. Verifieer behaalde veiligheidsniveau van de veiligheidsfuncties (Safety Evaluation Tool) 5. Realiseer en test de veiligheidsfuncties (validatie) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 86

87 Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen Technische beveiligingsmaatregelen voor de machine Risicoreductie Hekbewakings-schakelaars De deur wordt bewaakt en met een vergrendelbare hekschakelaar. Zodra het zaagblad stilstaat (aanvraag), zal de deur ontgrendeld- en geopend kunnen worden. Als de deur geopend is moet voorkomen worden dat de machine gestart kan worden. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 87

88 Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen Technische aanvullende maatregelen voor de machine Risicoreductie Noodstopbediening De bedieningsconsole wordt voorzien van een noodstopknop. Zodra deze ingedrukt wordt moet het zaagblad direct stilgezet worden. Let op: een noodstop is slechts een aanvullende maatregel en geen vervanging voor noodzakelijke beveiligingsmaatregelen! (dient als laatste redmiddel ) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 88

89 Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen Huidig risico na genomen technische maatregelen Risicoreductie Oorspronkelijk risico Risicoreductie Acceptabel restrisico De technische maatregelen reduceren het risico nu zodanig dat geen verdere technische maatregelen noodzakelijk zijn. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 89

90 Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen Gebruikersinformatie over restrisico s Risicoreductie Breng waarschuwingen aan voor de gebruiker Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 90

91 Ontwerp de achitectuur van de veiligheidsfuncties Opbouw en technische implementatie Risicoreductie Voor de kwaliteit en betrouwbaarheid van de technische beveiligingsmaatregelen worden verschillende veiligheidsniveau s gedefineerd Afhankelijk van het risico-niveau is een bepaald veiligheidsniveau vereist. Bepaling van het risico en het resulterende veiligheidsniveau s wordt uitgevoerd volgens specifiek hiervoor bestemde normen voor functionele veiligheid. De manier van bepaling van het risico en het resulterende veiligheidsniveau verschilt echter per norm. De fabrikant zal een keuze moeten maken welke norm te hanteren. Voor functionele veiligheid zijn onder de Machinerichtlijn twee geharmoniseerde normen beschikbaar met elk hun eigen methodiek en veiligheidsniveau s EN ISO : Performance Level PL a t/m PL e EN 62061: Safety Integrity Level SIL 1 t/m SIL 3 Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 91

92 Ontwerp de achitectuur van de veiligheidsfuncties Vergelijking veiligheidsniveau s normen functionele veiligheid Risicoreductie Vereenvoudigde weergave van... groot risico... gemiddeld risico Zeer zware verwonding of dood... kleinste risico Te voorkomen, minimale verwonding... klein risico Herstelbaar, minimale verwondeing (EHBO) Kleine kans van optreden Geringe tot ernstige verwonding Blijvend letsel (verlies van vinger) Redelijke kans van optreden Blijvend letsel (verlies van oog / ledemaat / ) Grote kans van optreden Kleinste kans van optreden PL a (grootste faalkans) SIL 1 PL b PL c SIL 2 PL d SIL 3 PL e (kleinste faalkans) Let op: Het daadwerkelijk benodigd veiligheidsniveau kan uitsluitend bepaald worden door normspecifieke criteria (risiograaf) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 92

93 Risicoreductie Riscograaf voor bepaling van het vereiste Performance Level (PL) Risicoreductie Bepaling vereiste Performance Level volgens EN ISO 13849: PL a t/m PL e Ernst van letsel ernstig, (meestal blijvend), incl. dood licht, vaak herstelbaar letsel S S2 S1 Frequentie / duur van blootstelling Lang / frequent tot continu ( 1x per 15 min.) Kort / zelden tot soms (< 1x per 15min. / < 1/20 v.d. bedrijfstijd) F F2 F1 Mogelijkheid tot voorkomen nauwelijks mogelijk Mogelijk onder bepaalde voorwaarden P P2 P1 Startpunt voor schatting van risicoreductie F1 P1 P2 S1 P1 F2 F1 P2 P1 S2 P2 F2 P1 P2 Laag risico Hoog risico PLr a PLr b PLr c PLr d PLr e Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 93

94 Risicoreductie Bepaling van het vereiste veiligheidsniveau: Safety Integrity Level (SIL) Risicoreductie Bepaling vereiste Safety Integrity Level (SIL 1 t/m SIL 3) Frequentie / duur van blootstelling aan gevaar Fr (Frequency) 1 uur 5 > 1 uur tot 1 dag 5 > 1 dag tot 2 wkn. 4 > 2 wkn. tot 1 jaar 3 > 1 jaar 2 + Waarschijnlijkheid van optreden van gevaarlijke situatie Pr (Probability) erg hoog 5 vaak 4 mogelijk 3 zelden 2 verwaarloosbaar 1 + Mogelijkheid tot voorkomen gevaar Av (Avoidance) onmogelijk 5 in bijzondere gevallen mogelijk 3 mogelijk 1 Ernst van letsel (Severity) Dood, verlies van oog of ledematen 4 Permanent, verlies van vingers 3 Herstelbaar, medische behandeling door arts 2 Herstelbaar, eerste hulp 1 Se Ernst van letsel Se Waarschijnlijkheidsklasse optreden letsel (Class, CL): CL = Fr + Pr + Av 3 tot 4 5 tot 7 8 tot tot tot 15 SIL 2 SIL 2 SIL 2 SIL 3 SIL 3 SIL 1 SIL 2 SIL 3 SIL 1 SIL 2 SIL 1 Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 94

95 Ontwerp de achitectuur van de veiligheidsfuncties Selecteer benodigde componenten voor de veiligheidsfuncties Risicoreductie Selecteer de benodigde componenten in overeenkomstig de vereisten van de toegepaste norm: Veiligheidsfuncties Detecting Evaluating Reacting 1 e : hekbewaking + + SIRIUS Contactloze schakelaar + hekvergrendelingsschakelaar SIMATIC Failsafe controller SIRIUS Magneetschakelaar SINAMICS Failsafe Drive 2 e : noodstop SIRIUS Noodstopknop SIMATIC Failsafe controller + SIRIUS Magneetschakelaar SINAMICS Failsafe Drive Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 95

96 Ontwerp de achitectuur van de veiligheidsfuncties Realiseer het hardware-ontwerp van de veiligheidsfuncties Risicoreductie SIRIUS-ACT 3SU1 noodstop Noodstop Detecting 2 SIRIUS 3SE5 hekschakelaars Stop Reset Start L1L2 L3 + SIMATIC F-PLC S7-1500F SIRIUS magneetschakelaar 3RT20 Schuifdeur Detecting 1 Evaluating SINAMICS F-Drive G120 Praktische opbouw van de componenten in de machine Reacting Motor zaagblad Aansluitschema s, stuklijst, EPLAN-data Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 96

97 Ontwerp de achitectuur van de veiligheidsfuncties Realiseer het software-ontwerp van de veiligheidsfuncties Risicoreductie Functionele beschrijving en structuur F-programma Veilig ontwerp van het F-programma Configuratiesettings F-DI / F-DQ Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 97

98 Implementeer het veiligheidsconcept en neem in bedrijf Test en verifieer de veiligheidsfuncties Risicoreductie Verificatie van de veiligheidsfuncties is een MUST! Hoe kunt u controleren dat het veiligheidsniveau van uw veiligheidsfuncties voldoet aan dat wat in de risicobeoordeling vereist is? Verificatie van veiligheidsfunctie met de Safety Evaluation Tool (SET) Vereist door de normen EN ISO en EN Het veiligheidsconcept moet geëvalueerd- en gedocumenteerd worden door middel van faalkansberekeningen Gebruik van deze online tool is kosteloos: Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 98

99 Implementeer het veiligheidsconcept en neem in bedrijf Opbouw en technische implementatie Risicoreductie Implementatie van het ontwerp en constructie Zet een omkasting om de zaagmachine Monteer de veiligheidscomponenten Technische implementatie Bedraad de veiligheidscomponenten Programmeer en wijs parameters toe aan de veiligheidscomponenten Inbedrijfname (t.b.v. testdoeleinden) Neem de veiligheidscomponenten in bedrijf Test de veiligheidsfuncties Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 99

100 Risicoreductie Samenvatting Risicoreductie Definieer en evalueer de veiligheidsmaatregelen (3-stapsmethode) Ontwerp de architectuur van de veiligheidsfuncties Implementeer het veiligheidsconcept en neem in bedrijf Het ontwerp en technische maatregelen hebben het risico zodanig geminimaliseerd dat geen verdere technische maatregelen noodzakelijk zijn. De gebruike actuele stand der techniek technologie garandeert juridische zekerheid. Gebruikersinformatie, waarschuwingen en training, moeten de nog overgebleven rest-risico s duidelijk maken. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 100

102 Het proces van bewijslast en validatie Validatie Documenteer de maatregelen Voer de validatie uit Bewijs naleving van de richtlijn CE-markering aanbrengen De validatie is slechts één van de onderdelen van de algehele veiligheids bewijslast. Daarnaast zal naleving van de relevante richtlijnen aangetoond moeten worden aan de hand van een normconforme procedure. Vervolgens kan de conformiteitsverklaring worden opgesteld en de CE-markering aangebracht worden op de machine. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 102

103 Wat is validatie? Volgens EN ISO (2012) en EN62061 (hoofdstuk 8) is validatie bevestiging door middel van onderzoek van een veiligheid-gerelateerd systeem voor de volgende aspecten: Zijn de vereisten van de Safety Requirements Specifications (SRS) correct en op juiste wijze geïmplementeerd? Zijn de veiligheidsfuncties voor de machine op juiste wijze geïmplementeerd? Voldoet de implementatie aan de vereiste kwaliteit van veiligheid? Doel van validatie Het doel van validatie is te verifiëren dat geïmplementeerde veiligheidsfuncties de vereiste bijdrage leveren aan de risicoreductie, zodanig dat de machine veilig wordt èn veilig blijft. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 103

104 Wat moet gevalideerd worden en hoe dient dit te worden uitgevoerd? De scope van analyse en procedure is volgens EN ISO (2012) en EN62061 als volgt gedefiniëerd: Scope van validatie - Veiligheidsfuncties, inclusief het behaalde Safety Integrity Level (SIL) of Performance Level (PL) en categoriën. Overeenstemming met het ontwerp-proces Validatie-procedure - Analyses en tests uitvoeren, gebaseerd op een validatieplan. Afwijkingen In geval van afwijkingen ten opzichte van de verwachte resultaten, zullen aanpassingen moeten worden gemaakt in het ontwerp en relevante tests dienen opnieuw te worden uitgevoerd. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 104

105 Validatie Logische volgorde voor de validatie Validatie Documenteer de maatregelen Voer de validatie uit Bewijs naleving van de richtlijn CE-markering aanbrengen Basis stappen Verificatie en validatie Voorbereiden validatie-plan inclusief test-plan Software Voorbereiden validatierapport Veiligheidsfuncties Omgevingscondities Bedieningsinstructies De uiteindelijke validatie wordt uitgevoerd tijdens de verificatiefase van het overall-proces! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 105

106 Voer de validatie uit Verificatie- en validatieproces van besturingstechnische veiligheidsfuncties (V-model) Validatie Start Risicobeoordeling vd machine vlgs EN ISO Machinevalidatie Einde Machine gevalideerd Veiligheidsspecificaties SRS* Test van specificaties SRS Ontwerp en engineering Besturingstechnische veiligheidsfuncties Architectuur HW** en SW*** HW-ontwerp SW-ontwerp SW-test Integratie test HW en SW HW-test Verificatie / Test Resultaat Evaluatie / Review Verificatiie en Validatie Realisatie * SRS = Safety Requirement Specification ** HW = Hardware Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid *** SW = Software 106

107 Voer de validatie uit Tests en verificatie van veiligheidsfuncties documenteren Validatie Zorg ervoor dat de tests en verificatie van de veiligheidsfuncties goed gedocumenteerd wordt. Dit is een verplichting! Het is een vereiste van normen EN ISO en EN Het veiligheidsconcept moet geëvalueerd- en gedocumenteerd worden door middel van faalkansberekeningen Verificatie van veiligheidsfunctie met de Safety Evaluation Tool (SET) Gebruik van deze online tool is kosteloos: De Safety Evaluation Tool genereert een TÜV-geteste, norm-conforme rapportage! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 107

108 Validatie Voorbereiden validatierapport Validatie! BELANGRIJK: Wat niet vastgelegd en gedocumenteerd is, wordt geïntrepeteerd als niet uitgevoerd! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 108

109 Samenvatting: validatie van de overall-toepassing Validatie Typische validatie-activiteiten met betrekking tot de overall toepassing: Functionele tests van de veiligheidsfuncties Black-box test van de (applicatie) software Fout-simulatie uitvoeren (bewust veroorzaken van fouten en syteemreacties testen) Review van gebruikersinformatie, inclusief onderhoudsvereisten Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 109

110 Validatie Samenvatting Validatie Documenteer de maatregelen Voer de validatie uit Bewijs naleving van de richtlijn CE-markering aanbrengen In het geval van een claim kan de fabrikant bewijzen dat hij de machine gebouwd heeft in overeenstemming met de Machinerichtlijn. Daarmee is hij ingedekt voor eventuele aansprakelijkheid en het verwijt van nalatigheid, welke zouden kunnen leiden tot hoge schadeclaims. Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 110

111 Samenvatting Risicobeoordelingstraject Risico-analyse Risicoreductie Validatie De Machinerichtlijn heeft dezelfde eigenschappen als een wet! De Machinerichtlijn is bindend voor alle machinefabrikanten en is van toepassing op alle gebruikte veiligheidsoplossingen. Het gebruik van geharmoniseerde normen, reduceert het risico van aansprakelijkheid door het vermoeden van overeenstemming. Het gebruik van gecertificeerde producten voor toepassingen volgens EN en EN ISO vergemakkelijken de implementatie van veiligheidsfuncties. Zorg dat u aan de veilige kant zit: veilige machine, kostenbesparing, juridische zekerheid! Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 111

113 Safety Integrated: stand-alone of geïntegreerde oplossing Stan nd-alone veiligheid Compacte machine: Flexibele stand-alone machine: Geïntegreerde veiligheid Machine met centrale besturing: Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid Modulaire machine of complete productie-installatie 113

114 Safety Integrated - Stand-alone oplossingen Stand-alone veiligheid - separaat van de machinebesturing Compacte machine: Flexibele stand-alone machine: Veiligheidsrelais (SIRIUS 3SK1) Parametreerbare veiligheidsrelais (SIRIUS 3SK2 / 3RK3) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 114

115 Safety Integrated - Geïntegreerde oplossingen Veiligheid geïntegreerd - direct in de machinebesturing Machine met centrale besturing: Modulaire machine of complete productie-installatie Basic-controller (SIMATIC S7-1200F) Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 115

116 Oplossingen voor de gehele veiligheidsketen: Safety Integrated Vanaf de sensoren, besturingen tot en met een veilige (af)schakeling Detecting SIRIUS eindschakelaars SIRIUS signaalzuilen SIRIUS noodstopknoppen SIRIUS hekbewaking ASIsafe failsafe I/O-modules SIMATIC Mobile Panel Evaluating SIRIUS veiligheidsrelais SIRIUS Parametreerbaar veiligh.relais SIRIUS Toerental-/stilstandbewaking SIMATIC failsafe controllers SIMATIC failsafe Remote I/O ASIsafe / PROFIsafe Reacting SIRIUS magneetschakelars SIRIUS compact-motorstarter SIRIUS 3RM1-motorstarters SIMATIC ET200 motorstarters SINAMICS drives V90 / -G / -S SINUMERIK CNC-besturingen Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 116

117 Safety workshops en cursussen Safety Workshops en -cursussen - Normen - Safety Evaluation Tool - Praktijkcursus Functionele Veiligheid voor ontwerpers Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 117

118 Machineveiligheid-workshops: Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 118

119 Trainingsaanbod Machineveiligheid: Trainingsmogelijkheden voor machineveiligheid: Praktijkcursus Risicobeoordelingstraject en Functionele Veiligheid (ST-FASAFN) - Het risicobeoordelingstraject (Risk Assessment Management): normconforme methodiek voor het uitvoeren van de risicobeoordeling volgens EN ISO 12100: Conformiteit volgens de Machinerichtlijn (2006/42/EG) - Betekenis van CE-markering - Ontwerpen van besturingstechnische veiligheidsfuncties (functionele- veiligheid) volgens normen EN (SIL) en EN ISO (PL) - Vanaf het opstellen van de Safety Requirements Specifications tot en met de verificatie en validatie van veiligheidsfuncties - Oefening en uitwerking aan de hand van praktijkcases - Templates en checklist die direct in de dagelijkse praktijk kunnen worden toegepast - Persoonlijk TÜV-certificaat voor Functionele Veiligheid: TÜV-SÜD, SFSP (betreft optionele aanvullende examen-module) Product-/systeemtrainingen - PROFIsafe / F-PLC / FH-PLC - Modulair Safety Systeem / ASIsafe / Drives Technische Workshops Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 119

120 Safety App - The way to a safe machine Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 120

121 Safety Evaluation Tool: Toetsing / verificatie van gerealiseerde veiligheidsfuncties Risico-analyse Risicoreductie Validatie Veiligheidsfunctie (-systeem) Veiligheidsdeur Subsysteem 1: detecting Subsysteem 2: evaluating Subsysteem 3: reacting Motor TÜV getest Online verificatie van veiligheidsfuncties volgens EN-ISO (PL) en EN (SIL) Gebruik ervan is kosteloos Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 121

122 Safety specialisten Projectbegeleiding door Safety Specialisten - Applicatiekennis - Normenkennis - TÜV-gecertificeerde specialisten Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 122

123 Functionele aansluitvoorbeelden Functional Examples - Aansluitvoorbeelden - CAx engineering productdata - Voorbeeld softwareprogramma s Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 123

124 Ondersteuning en ontwerpgemak: Functional Examples : Compleet uitgewerkte applicatievoorbeelden met veiligheidsfuncties - inclusief softwareprogramma s Functiebeschrijving van de veiligheidsfunctie Hardware opbouw Uitgewerkte softwareprogramma van de beschreven veiligheidsfunctie (indien van toepassing; beschrijvend, te downloadenen op DVD) SIL en PL-berekeningen Aansluitschema s Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 124

125 Functionele aansluitvoorbeelden: Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 125

126 Functionele aansluitvoorbeelden: Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 126

127 Relevante documentatie en informatie Praktische uitvoering nieuwe machinerichtlijn - Nederlandstalige normen overzichtsbrochure EN en EN ISO / EN Overzichtsposter normen (A0-formaat) - Relatie SIL versus PL Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 127

128 Normen informatie op site Machineveiligheid: Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 128

129 Technische support en service Technical Support - On-Site ondersteuning - Online Support - Service Safety Integrated Risicobeoordelingsttraject - Normen Functionele Veiligheid 129

Nog meer weergeven