Source: http://slideflix.net/doc/2898871/siirrett%C3%A4v%C3%A4n--henkil%C3%B6nostimen--turvallisuuteen--liit-
Timestamp: 2019-02-23 18:03:32+00:00
Document Index: 17346536

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Download SIIRRETTÄVÄN HENKILÖNOSTIMEN TURVALLISUUTEEN LIIT-
SIIRRETTÄVÄN HENKILÖNOSTIMEN TURVALLISUUTEEN LIITTYVÄN AUTOMAATION VAATIMUSTENMUKAISUUDEN ARVIOINTIOHJE
Diplomi-insinööri Harri Joki
Inspecta Tarkastus Oy, ohjaajana toimialapäällikkö Markku
Tampere 5/2010
Ylinen, Antti
DI Harri Joki
Inspecta Tarkastus Oy, Toimialapäällikkö, Insinööri Markku
Kehittämistehtävässä tarkasteltiin siirrettävien henkilönostimien turvallisuuteen liittyvän ohjelmoitavan automaation arviointia uuden konedirektiivin 2006/42/EY ja sitä vastaavan Valtioneuvoston koneasetuksen 400/2008 pohjalta. Työn kuluessa perehdyttiin
siirrettävän henkilönostimen laitestandardiin ja turva-automaation toteutusta koskeviin
standardeihin. Niissä esitetyt samankaltaiset vaatimukset ja mahdolliset erot huomioiden laadittiin tarkastusohje.
Tarkoituksena on, että tarkastusohjetta seuraamalla tulee standardien keskeiset vaatimukset huomioitua ja arviointityön laatu sekä tehokkuus paranevat. Pelkästään laaditun
ohjeen käyttö ei kuitenkaan voi taata täydellistä, kattavaa arviointia, vaan tarkastusinsinöörin kokemus ja ammattitaito ratkaisevat työn kokonaislaadun. Henkilönostimen automaation vaatimustenmukaisuuden arviointi on osa suurempaa, Inspecta Tarkastus
Oy:n suorittamaa, henkilönostimen tyyppitarkastusprosessia.
henkilönostin, turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmät,
turva-automaatio, tyyppihyväksyntä
Mobile elevating work platforms. A plan for the functional
safety assessment of the safety-related programmable electronic control system.
Harri Joki (MSc)
Commissioning Company Inspecta Tarkastus Oy, Business Area Manager, Markku
The main goal was to develop guidelines and instructions for assessment of safety related systems of mobile elevating working platforms (MEWP). The first stage of this
study was to read up on regulations of The New Machine Directive 2006/42/EC and directions of associate standards. The next stage was to notice similarities and divergences
of the directions and to formulate a guideline for assessment work. The goal is to ensure
at essential requirements will be noticed by following this instructions. That guideline
alone will not ensure a comprehensive assessment. The quality of the assessment work
depends still from the skills and experience of the inspection engineer. The assessment
of safety related systems of mobile elevating working platforms is a part from a larger
task of inspection carried out by Notified Body, Inspecta Tarkastus Oy.
safety assessment, safety related, work platforms
Kiitos Inspecta Tarkastus Oy:lle ja esimiehelleni Markku Virtaselle, jotka mahdollistivat tämän opinnäytetyön toteuttamisen.
Kiitän Lehtori Harri Jokea opinnäytetyön ohjaamisesta ja arvokkaista kommenteista.
Tampereella 3.5.2010
Sisällysluettelo ..................................................................................................................5
Lyhenteiden ja merkkien selitykset...................................................................................7
Johdanto ....................................................................................................................8
1.1. Yleistä ...............................................................................................................8
1.2. Inspecta Tarkastus Oy .......................................................................................9
1.3. Työn tavoitteet ................................................................................................10
Konedirektiivin ja lainsäädännön asettamat vaatimukset .......................................12
2.1. Uusittu konedirektiivi 2006/42/EY ja Koneasetus 400/2008 .........................13
2.2. Käyttöasetus 403/2008 ....................................................................................14
2.3. Elektronisia ja ohjelmoitavia turvalaitteita sisältävän henkilönostimen EYtyyppitarkastus ........................................................................................................14
Standardit ................................................................................................................16
3.1. Standardisointi ................................................................................................18
3.2. SFS-EN 1200-1 ja 2 ........................................................................................19
3.3. SFS-EN 280 A2 ..............................................................................................19
3.4. SFS-EN 60204 ................................................................................................22
3.5. SFS-EN 954-1 .................................................................................................22
3.6. SFS-EN 13849 ................................................................................................26
3.7. SFS-EN 62061 ................................................................................................29
3.8. SFS-IEC EN 61508 .........................................................................................31
Standardien soveltaminen .......................................................................................34
4.1. Tyyppitarkastusprosessi ..................................................................................34
4.2. Automaation arviointiprosessi ........................................................................36
4.3. Laitteisto..........................................................................................................38
4.4. Ohjelmisto .......................................................................................................42
4.5. Turvaväylät .....................................................................................................43
4.6. Integraatio .......................................................................................................44
4.7. Kelpuutus ........................................................................................................44
Ohjeet, tutkimukset, julkaisut .................................................................................45
Tulokset, automaation arviointiohje........................................................................46
6.1. Alustan siirron estäminen, kun työtaso ei ole kuljetusasennossa....................51
6.2. Alustan kallistuman ilmaisu............................................................................51
6.3. Työtason liikealueen rajoittaminen .................................................................52
6.4. Työtason liikealueen rajoittaminen, rajoitettu käyttöasento ...........................52
6.5. Nostotukien liikkeiden esto.............................................................................54
6.6. Siirtonopeuden rajoitus ...................................................................................55
6.7. Kuorman mittausjärjestelmä ...........................................................................55
6.8. Aseman valvonta.............................................................................................56
6.9. Momentin mittausjärjestelmä..........................................................................57
Maston lukitus kuljetusasentoon .............................................................58
Nostorakenne...........................................................................................58
Loukkuun jäämisen estäminen................................................................58
Ketjujen ja hihnojen valvonta .................................................................59
Köysien höltymisen valvonta..................................................................60
Ketjujen höltymisen valvonta .................................................................60
Hammastankojen nopeuden valvonta .....................................................61
Työtason kallistuman rajoitus .................................................................62
Suojuksien lukitukset ..............................................................................62
Siirron hallintalaiteet...............................................................................63
Ohjauspaikan valinta...............................................................................64
Tulosten tarkastelu ja arviointi................................................................................65
Lähteet.............................................................................................................................66
LYHENTEIDEN JA MERKKIEN SELITYKSET
Electromagnetic compatibility. Sähkömagneettinen yhteensopivuus
Hazard and Operability Study. Poikkeamatarkastelu.
S/E/EO
Sähköinen/elektroninen/ohjelmoitava elektroninen järjestelmä (SFS-IEC 61508-4).
Siirrettävä henkilönostin.
Turvallisuuden eheyden taso (yksi neljästä mahdollisesta).
Turvallisuuden eheyden tasolla 4 on korkein turvallisuuden
eheys ja TET 1:llä matalin (SFS-IEC 61508-1).
Vikapuuanalyysi.
Vika- ja vaikutusanalyysi.
Standardin EN 280 A2 mukaisesti siirrettävä henkilönostin on kone, jonka tarkoituksena
on nostaa henkilöt työkohteeseen työtasolta tehtävää työtä varten. Työtasolle ja sieltä
pois päästään yhdessä määritellyssä työtason asennossa. Kone koostuu vähintään työtasosta hallintalaitteineen, nostorakenteesta ja alustasta. /6/ Kuvassa 1 on esitetty periaateratkaisut muutamista tyypillisistä siirrettävistä henkilönostimista.
Inspecta Tarkastus Oy suorittaa ilmoitettuna laitoksena (Notified Body) siirrettävien
henkilönostimien tyyppitarkastuksia, joista putoamisvaara on yli 3 metriä. Tyyppitarkastus perustuu konedirektiiviin ja sitä vastaavaan Suomen lainsäädäntöön. Koneasetuksessa säädetään koneiden suunnitteluun ja rakentamiseen liittyvistä olennaisista terveys- ja turvallisuusvaatimuksista sekä niiden vaatimuksenmukaisuuden osoittamisesta,
markkinoille saattamisesta ja käyttöön otosta. /20/ Tyyppitarkastuksessa verrataan tarkastettavaa henkilönostinta standardiin SFS-EN 280 A2. Se asettaa automaatiotekniikalla toteutettaville turvalaitteille vaatimuksia, jotka puolestaan ovat saavutettavissa muita
soveltuvia standardeja noudattamalla.
Opinnäytetyössä tarkastellaan siirrettävien henkilönostimen turvallisuuteen liittyvien sähköisten, elektronisten ja ohjelmoitavien elektronisten järjestelmien (S/E/OE) vaatimustenmukaisuuden arviointia ja kehitetään arvioinnin ohjeistusta tyyppitarkastusta varten.
Kuva 1. Tyypillisiä henkilönostintoteutuksia.
Aiemmin henkilönostimien sähköiset turvallisuuteen liittyvät toiminnot oli toteutettu
perinteisillä sähkömekaanisilla kojeilla kuten releillä ja rajakytkimillä. Tällaisen teknii-
kan vikaantumismuodot ovat hyvin tunnettuja, joten laitteiden luotettavuus on hyvin
ennustettavissa. Automaatiotekniikan kehityksen myötä ovat monimutkaiset, ohjelmoitavat elektroniset järjestelmät tulleet myös henkilöturvallisuuteen liittyvien järjestelmien
osiksi. Niiden vikaantumistapoja ei tunneta hyvin, eikä siten toiminnan luotettavuutta
pystytä ennustamaan, kuten on laita käytettäessä sähkömekaanisia komponentteja. Ohjelmoitavien turvallisuuteen liittyvien järjestelmien suunnittelua on ohjeistettu eri standardeilla, jotka painottavat systemaattisten toimintatapojen merkitystä suunnittelussa ja
testauksesta. Inspecta Tarkastus Oy arvioi ulkopuolisena, riippumattomana laitoksena
mm. standardien noudattamista henkilönostintoteutuksissa tyyppitarkastusten yhteydessä. Turva-automaation vaatimustenmukaisuuden arviointiin tarvitaan ohjeistus, jotta
tyyppitarkastuksessa voidaan varmistua turva-automaation toteutuksen asianmukaisuudesta.
Tehtävä rajataan koskemaan ainoastaan ohjelmoitavia elektronisia (OE) turvaautomaatiojärjestelmiä. Tarkastelun ulkopuolelle jätettiin perinteiset reletekniikalla toteutetut ratkaisut sekä hydrauliset, pneumaattiset ja mekaaniset järjestelmät.
Inspecta Oy on Pohjoismaiden johtava asiantuntija laadussa ja luotettavuudessa. Inspecta tarkastaa, testaa, neuvoo, sertifioi ja kouluttaa yli 1200 osaajan voimin Skandinaviassa ja Baltian maissa.
Inspecta Oy:n tytäryhtiö Inspecta Tarkastus Oy tarkastaa painelaitteita, nostureita ja
nostolaitteita, hissejä ja nosto-ovia, sammutuslaitteistoja, paloilmaisulaitteistoja, sähkölaitteistoja sekä mittauslaitteistoja. Inspecta Tarkastus Oy tekee määräaikaistarkastuksia
hyväksyttynä laitoksena ja tyyppihyväksyntöjä ilmoitettuna laitoksena (Notified Body).
Ilmoitetut laitokset tekevät direktiivien mukaisia tuotteiden vaatimustenmukaisuuden
arviointeja ja menetelmien pätevöintejä. Ilmoitetut laitokset toimivat ETA-alueella ja
niiden hyväksymisestä vastaavat kansalliset ministeriöt. Euroopan komissio ylläpitää
NANDO -rekisteriä kaikista ilmoitetuista laitoksista. Inspecta Tarkastus Oy:n tunnusnumero on 0424.
Opinnäytetyön tavoitteena on tehdä arviointiohje, jota noudattamalla voidaan mahdollisimman luotettavasti tarkistaa siirrettävän henkilönostimen ohjelmoitavan elektronisen
turva-automaation vaatimustenmukaisuus. Turvalaitteiden vaatimukset on määritelty
yksityiskohtaisesti siirrettäviä henkilönostimia koskevassa standardissa SFS-EN 280
Turvalaitteiden vaatimustenmukaisuus voidaan osoittaa neljän erilaisen ohjausjärjestelmien toteutusta käsittelevän standardin perusteella:
SFS-EN 954-1
SFS-EN ISO 13849
SFS-EN 62061
SFS-EN IEC 61508
Sovellettavan
automaatioratkaisun monimutkaisuuden vuoksi arvioinnissa voidaan joutua soveltamaan
edellä mainituista standardeista useaakin samaan kohteeseen. Lisäksi arvioinnissa tulee
huomioida koneiden sähkölaitteita ja sähkömagneettista yhteensopivuutta (EMC) koskevat standardit.
Yhteenveto tavoitteista.
Jokaiselle standardissa EN 280 A2 luetellulle turvalaitteelle määritellään sovellettavan turva-automaatiostandardin mukaiset tarkastettavat kohdat.
Tarkastelun kohteena ovat ohjelmoitavat elektroniset järjestelmät. Muita tekniikoita ei tarkastella.
Tarkastelu kohdistuu standardeihin EN 954-1, EN 13849, EN 62061 ja EN
Perehdytään edellä lueteltujen standardien arviointityölle asettamiin vaatimuksiin ja ohjeisiin.
Työn tuloksena on arviointiohje, jota seuraamalla pyritään varmistamaan, että
keskeiset asiat tulee huomioitua turva-automaation vaatimustenmukaisuutta arvioitaessa. Taulukkomuotoista arviointiohjetta voidaan käyttää liitteenä arviointiraportissa, joka luovutetaan henkilönostinkokonaisuuden tyyppihyväksyntäprosessista vastaavalle Inspecta Tarkastus Oy:n insinöörille ja tilaajalle. Raportti on
vapaamuotoinen tarkastusseloste, johon on kirjattu vähintään arvioinnin kohde,
laajuus, perusteet ja johtopäätökset.
2. Konedirektiivin ja lainsäädännön asettamat vaatimukset
Euroopan unionin ja komission julkaisuissa on direktiivin määrittely mutta ehkä selkeimmin se on kirjoitettu Wikipediassa: Direktiivi on Euroopan unionin jäsenvaltioille
tarkoitettu lainsäädäntöohje. Se ei suoraan muuta jäsenvaltion lainsäädäntöä, vaan antaa
kansalliselle lainsäätäjälle (Suomessa eduskunnalle) toimintaohjeita. Lainsäätäjän velvollisuus on toteuttaa direktiivin sisältö maansa lainsäädännössä, mutta kussakin jäsenvaltiossa voidaan valita toteuttamisen muoto ja keinot. Jos valtion lainsäädäntö ennestään täyttää direktiivin vaatimukset, mitään lainsäädäntötoimia ei tarvita. /22/
Konedirektiivi on yksi EU:n tuotteita koskevista direktiiveistä, jotka tähtäävät tavaroiden vapaaseen liikkuvuuteen ja kaupan esteiden poistamiseen yhdenmukaistamalla jäsenmaiden tuotevaatimukset. Tuotedirektiivin vaatimukset kohdistuvat tuotteiden valmistajiin. Kun kone, esimerkiksi siirrettävä henkilönostin, täyttää kaikki sitä koskevat
direktiivit, sitä voidaan vapaasti markkinoida EU:n alueella ilman maakohtaista erillishyväksyntää.
Siirrettävää henkilönostinta voivat koskea useat eri direktiivit kuten kone-, pienjänniteja EMC-direktiivi. Laitteeseen kiinnitetty CE-merkki ja siihen liittyvä vaatimustenmukaisuusvakuutus ovat osoituksena, että valmistaja takaa koneen täyttävän kaikki sitä
koskevat direktiivit. Tyyppitarkastetussa laiteessa on CE-merkin yhteydessä ilmoitetun
laitoksen numerotunnus (esimerkiksi Inspecta Tarkastuksen tunnus on 0424).
Konedirektiivi määrittelee kolme hyväksymismenettelyä, joista valmistaja voi valita.
Useimmat valmistajat ovat valinneet kohdan 2 mukaisen menettelytavan.
1. Jos nostin kokonaisuudessaan valmistetaan harmonisoidun standardin EN 280
A2 mukaisesti ja nostimen vaaroja pienennetään noudattamalla täysin EN 280
A2:n vaatimuksia, valmistaja voi saattaa koneen EU:n markkinoille itsenäisesti
ilman tarkastuslaitoksen mukana olemista.
2. Tarkastuslaitos suorittaa nostimelle tyyppitarkastuksen ja antaa tästä EU:n tyyppitarkastustodistuksen.
3. Valmistaja käyttää täydellistä laadunvarmistusmenettelyä. Tarkastuslaitos sertifioi laatujärjestelmän ja valvoo sitä määräajoin tehtävillä auditoinneilla.
Uusittu konedirektiivi 2006/42/EY ja Koneasetus 400/2008
Konedirektiivi uusittiin vuonna 2006 ja Suomessa se on saatettu voimaan valtioneuvoston asetuksella koneiden turvallisuudesta (400/2008), ns. koneasetuksella. Tämä uusi
koneasetus astui voimaan 29.12.2009 ja kumosi samalla aiemman konepäätöksen
(1314/1994).
Koska tehtävänä on turvallisuuteen liittyvän ohjausjärjestelmän toteutuksen arviointiohje, on siinä huomioitava koneasetuksen 400/2008 liitteessä 1 olevat ohjausjärjestelmän
suunnittelua koskevat vaatimukset. Mainitussa liitteessä on myös muita tärkeitä, koneen
suunnittelua koskevia määräyksiä (esimerkiksi ohjauslaitteet, käynnistys ja hätäpysäytys), jotka jo huomioidaan Inspecta Tarkastuksen työohjeessa. Automaation arvioinnin
yhteydessä niitä ei tarkastella. Seuraavassa on koneasetuksesta lainaus, joka on huomioitu arviointiohjetta laadittaessa. /20/
1.2. OHJAUSJÄRJESTELMÄT
1.2.1. Ohjausjärjestelmien turvallisuus ja toimintavarmuus
Ohjausjärjestelmät on suunniteltava ja rakennettava sellaisiksi, että ne estävät vaaratilanteiden syntymisen. Ennen kaikkea ne on suunniteltava ja rakennettava sellaisiksi, että
ne kestävät tarkoitetut käyttörasitukset ja ulkoiset vaikutukset
ohjausjärjestelmän laitteisto- tai ohjelmistovika ei aiheuta vaaratilanteita
virheet ohjausjärjestelmän logiikassa eivät aiheuta vaaratilanteita
kohtuudella ennakoitavissa oleva inhimillinen erehdys käytön aikana ei aiheuta
Erityistä huomiota on kiinnitettävä seuraaviin seikkoihin:
Kone ei saa käynnistyä odottamattomasti.
Koneen ominaisarvot eivät saa muuttua hallitsemattomasti, jos tällainen muutos
saattaa aiheuttaa vaaratilanteita.
Koneen pysähtymistä ei saa estää, jos pysäytyskäsky on jo annettu.
Mikään koneen liikkuva osa tai koneen kiinni pitämä kappale ei saa pudota tai
sinkoutua.
Minkään liikkuvan osan automaattinen tai käsikäyttöinen pysäyttäminen ei saa
estyä.
Turvalaitteiden on pysyttävä täysin toimintakykyisinä tai annettava pysäytyskäsky.
Turvallisuuteen liittyviä ohjausjärjestelmän osia on käytettävä yhtenäisellä tavalla koneiden tai osittain valmiiden koneiden muodostamaan koko kokoonpanoon.
Langattomassa ohjauksessa on aikaansaatava automaattinen pysäytys, jos oikeita ohjaussignaaleja ei saada tai jos yhteys menetetään.
Käyttöasetuksen soveltamisala määräytyy työturvallisuuslain (738/2002) mukaan. Käyttöasetusta sovelletaan vain työturvallisuuslain soveltamisalalla kaikkiin työvälineisiin.
Käyttöasetusta ei siten suoraan sovelleta tyyppitarkastukseen, mutta se on luonnollisesti
huomioitava työskenneltäessä tarkastettavan koneen kanssa ja tehtäessä tarkastukseen ja
arviointiin kuuluvia testejä. Työturvallisuus pitää aina varmistaa. Erityisesti laitteen vikatilakäyttäytymistä testattaessa on varauduttava koneen odottamattomiin liikkeisiin.
Elektronisia ja ohjelmoitavia turvalaitteita sisältävän henkilönostimen EY- tyyppitarkastus
Kun käytetään perinteisiä releitä, johdotusta ja pakkotoimisia rajakytkimiä nostimen
turvatoimintojen suorittamiseen, tunnetaan seuraavat asiat, jotka lisäksi voidaan määritellä ilman epävarmuustekijöitä.
Tiedetään kaikki komponenttien ja järjestelmän vikaantumistavat.
Vikatestaus voidaan suorittaa 100-prosettisen kattavasti ja kyetään määrittämään
vaadittu luotettavuus ja vikakäyttäytyminen.
Turvatoiminnon todentaminen voidaan helposti suorittaa valmistuspaikalla nostimen tyyppitarkastuksen yhteydessä.
Kun käytetään elektronisia ohjelmoitavia järjestelmiä nostimen turvatoimintojen suorittamiseen, on huomioitava seuraavat tosiasiat:
Järjestelmän kaikkia vikaantumistapoja ja käyttäytymistä ei voida määrittää tarkasti.
Erityisesti ohjelmiston virheettömäksi todistaminen on mahdotonta.
Järjestelmän luotettavuus ja sen todentaminen perustuu pitkälti järjestelmän
suunnittelussa, laadunhallinnassa ja testauksessa käytettyihin menetelmiin.
Jos standardien EN 61508, EN 62061, EN 13849 tai EN 954-1 menetelmiä sovelletaan oikein, voidaan olettaa, että järjestelmällä on riittävä luotettavuus ja oikea
vikakäyttäytyminen.
Pienjännite- ja EMC-direktiivien vaatimusten on myös täytyttävä.
3. Standardit
Työsuojeluhallinnon julkaisussa 91, Käyttöasetuksen soveltamissuosituksia, määritellään käyttöasetuksen suhde standardeihin seuraavasti: Konedirektiivin (konepäätöksen)
vaatimusten noudattamisen helpottamiseksi on laadittu ns. yhdenmukaistettuja eli harmonisoituja standardeja koneen suunnittelijoiden käyttöön. Jos kone suunnitellaan ja
rakennetaan kaikilta osin yhdenmukaistettujen standardien mukaisesti, katsotaan, että
kone täyttää konedirektiivin ja säädösten vaatimukset. /18/ On huomattava, että standardien noudattaminen ei kuitenkaan ole pakollista. On kuitenkin pystyttävä osoittamaan,
että tehty ratkaisu täyttää direktiivin vaatimukset.
Koneita koskevat standardit ryhmitellään kolmitasoisesti. Ylinnä ovat kaikkia koneita
koskevat yleiset A-tyypin standardit. Seuraavana ovat B-tyypin standardit, jotka koskevat tiettyä ominaisuutta, esimerkiksi melua. C-tyypin standardit puolestaan koskevat
tiettyä konetta tai koneryhmää. Siirrettäviä henkilönostimia varten on laadittu C-tyypin
standardi SFS-EN 280 A2, jota tarkasti noudattamalla laitteen vaatimustenmukaisuus
tulee osoitettua.
Kuvassa 2 on selvennetty siirrettävien henkilönostimien automaation arviointia ohjaavia
keskeisiä direktiivejä ja standardeja sekä niiden keskinäisiä suhteita. Ylimpinä, määräävinä asiakirjoina ovat direktiivit ja niitä vastaavat kansalliset lait. Standardit ohjaavat
täyttämään lain vaatimukset. Ohjeet tulevat yksityiskohtaisimmiksi, kun siirrytään Atyypin standardeista kohti C-tyyppiä.
A-tyypin standardeja
SFS-EN ISO 12100
Harmonisoidut
std:t väritetty
B-tyypin standardeja
SFS-EN ISO 13849-1 ja 2
Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvi-
Koneturvallisuus. Turvalli-
en S/E/OE ohjausjärjestelmien toiminnal-
suuteen liittyvät ohjausjärjestel-
linen turvallisuus
SFS-EN 60204
Koneturvallisuus. Koneiden sähkölaitteistot
Turvallisuuteen liittyvien S/E/OE ohja-
Turvallisuuteen liittyvät ohjausjär-
usjärjestelmien toiminnallinen turvalli-
jestelmät. Kumottu. Sovellettavissa
31.12.2012 saakka.
C-tyypin standardeja
SFS-EN 280 A2
Kuva 2. Siirrettävien henkilönostimien ohjausjärjestelmien arviointia ohjaavat direktiivit ja standardit.
Standardisointi on yhteisten toimintatapojen laatimista, ja se on luotu helpottamaan viranomaisten, elinkeinoelämän ja kuluttajien elämää. Standardisointi perustuu pitkälti eri
osapuolten vapaaehtoistyöhön, jota kansalliset ja kansainväliset standardisointijärjestöt
ohjaavat. Standardisointityöryhmiin kuuluu valmistajien, käyttäjien, viranomaisten ja
muiden vaikuttajatahojen edustajia. Standardi on siten näiden eri osapuolten näkemysten konsensus. Seuraavassa on lueteltu eri standardisointijärjestöjä.
ISO (International Organization of Standardization) on laaja-alaisin standardisointijärjestö, joka laatii ISO-standardit. ISOssa Suomea edustaa SFS.
CEN (European Committee for Standardization) on eurooppalainen standardisointijärjestö, joka laatii EN-standardit. CENissä Suomea edustaa SFS.
IEC (Kansainvälinen Sähköteknillinen Komissio) on maailmanlaajuinen standardisointiorganisaatio, johon kuuluvat kaikki kansalliset sähköteknilliset komiteat (IEC:n Kansalliset komiteat). IEC:n tavoite on edistää kansainvälistä yhteistoimintaa kaikissa sähkö- ja elektroniikka-alueiden standardointia koskevissa
kysymyksissä. IEC:ssä Suomea edustaa SESKO.
CENELEC (Comité Européen de Normalisation Electrotechnique) on eurooppalainen sähköalan standardisointijärjestö, joka laatii EN-standardit sähköalalle.
Suomi on yksi jäsenistä. Järjestö toimii Euroopan komission ja EFTAn CENELECille antamin valtuutuksin. CENELECissä Suomea edustaa SESKO.
ISO ja CEN sekä vastaavasti IEC ja CENELEC ovat sopineet laajasta yhteistyöstä, jolla pyritään vähentämään päällekkäistyötä standardien laadinnassa.
SFS (Suomen Standardisoimisliitto) on standardisoinnin keskusjärjestö maassamme. Se laatii oman alansa SFS-standardit ja vahvistaa yleiseurooppalaiset
standardit kansallisiksi.
SESKO on maamme sähkö- ja elektroniikka-alan kansallinen standardisoimisjärjestö, joka laatii ja vahvistaa oman alansa SFS-standardit.
MetSta on Suomen metalliteollisuuden standardisoimisjärjestö, joka myös merkittävästi vaikuttaa koneturvallisuutta koskeviin automaatiostandardeihin.
Suomen Standardisoimisliiton mukaan EN-standardi on useimmiten (EN 6xxxx) pelkkä
voimaansaattamisilmoitus, jolla on saatettu eurooppalaiseksi standardiksi vastaavannumeroinen IEC-standardi. Merkintä xxxx kuvaa IEC-standardin numerotunnusta. SFSstandardista ei aina ole olemassa kansallista painettua julkaisua, vaan EN-standardi on
saatettu kansallisen standardin asemaan ilmoittamalla siitä SFS-tiedotuksessa ja lisäämällä se standardiluetteloon tunnuksella SFS-EN 6xxxx. /23/ ja /24/. Yksinkertaisuuden
vuoksi tässä opinnäytetyössä standardeista käytetään pääosin vain EN-tunnusta.
SFS-EN 1200-1 ja 2
SFS-EN 1200-1 ja 2 standardin nimi on Koneturvallisuus. Perusteet ja yleiset suunnitteluperiaatteet. Tämän A-tyypin standardin EN 12100 ensisijaisena tarkoituksena on esittää suunnittelijoille yleiset puitteet sekä ohjeet, jotta nämä voivat valmistaa koneita, jotka ovat turvallisia niiden tarkoitetussa käytössä. /14/ Standardissa viitataan sähköisten
ohjausjärjestelmien osalta standardeihin EN 62061, EN 61508 ja EN 13849-1. Siirrettäviä henkilönostimia käsittelevässä standardissa EN 280 A2 on huomioitu tämän koneturvallisuusstandardin vaatimukset. EN 12100-2:n kohdassa 5 käsitellään teknisiä suojaustoimenpiteitä, jotka saattavat vaikuttaa turva-automaation vaatimustenmukaisuuden
arviointiin erikoistapauksia ratkottaessa. Muutoin nämä standardisarja ei anna automaation arviointia koskevia ohjeita.
SFS-EN 280 A2 standardin nimi on Siirrettävät henkilönostimet. Tämä C-tyypin standardin tarkoituksena on määritellä turvallisuusohjeet henkilöiden ja omaisuuden suojaamiseksi siirrettävien henkilönostimien käyttöön liittyviltä onnettomuusriskeiltä.
Standardi antaa yksityiskohtaiset suunnitteluohjeet mekaniikalle sekä sähkö- ja turvalaitteille./17/ Siinä on myös viittauksia moniin muihin suunnittelussa ja toteutuksessa
huomioon otettaviin standardeihin.
Standardin muutoksessa EN 280 A2 turvalaitteiden luokat on esitetty jo kumotun, mutta
yhä 31.12.2011 saakka sovellettavissa olevan standardin EN 954-1 mukaan. Henki-
lönostinstandardia ollaan uusimassa ja siitä on Teknillinen Komitea CEN/TC 98 julkaissut työversion prEN 280:2009. Siinä toimintojen vaatimukset on esitetty EN
13849:n mukaisina suoritustasoina. Tässä opinnäytetyössä on oletettu, että valitut suoritustasot julkaistaan sellaisenaan tulevassa henkilönostinstandardissa.
Toimintojen luokittelu tai suoritustasojen asettaminen tarkoittaa, että standardin tekijä
on jo tehnyt riskianalyysin kyseisen laitteen toiminnoille ja päätynyt tiettyyn tarvittavaan riskin vähennyksen tasoon. Tämä helpottaa merkittävästi turva-automaation suunnittelutyötä. Vaikka standardin laatijat ovatkin tehneet vaara- ja riskianalyysin, voidaan
olettaa, että koneasetus silti edellyttää vaarojen arviointia. Nostimessa voi olla joitain
uusia toimintoja, ominaisuuksia tai lisälaitteita, joita ei EN 280 A2:n laatijoilla ole ollut
tiedossa. Niiden vaikutukset tulee analysoida ja tarvittaessa huomioida turvaautomaation toteutuksessa.
Kuvassa 3 on esitelty eräitä tyypillisiä antureiden sijoituskohteita siirrettävässä henkilönostimessa. Useimmat niistä ovat rajakytkimiä mutta esimerkiksi kuorman tai asennon mittauksessa saatetaan käyttää erityyppisiä antureita.
Kuva 3. Siirrettävän henkilönostimen automaatiojärjestelmän eräitä antureita.
SFS-EN 60204 standardin nimi on Koneturvallisuus. Koneiden sähkölaitteistot. EN
60204-1 on yhdenmukaistettu standardi ja kattaa EU:n konedirektiivien 2006/42/EC
olennaiset vaatimukset. Standardissa on lueteltu velvoittavat viittaukset julkaisuihin,
soveltamiseksi.
Viittauksissa
automaatiostandardit IEC 62061, ISO 13849-1:2006 ja ISO 13849-2:2003. /9/
Inspecta Tarkastus Oy:n työohjeessa on huomioitu EN 60204 vaatimukset. /2/ Seuraavaan koosteeseen on poimittu standardin EN 60204 kohdat, jotka tulee myös käsitellä
ohjelmoitavan turva-automaation vaatimustenmukaisuutta arvioitaessa. /9/
Kohta 6.4. Suojaus käyttämällä PELV-jännitettä.
Kohta 7.24. Ohjauspiirit, ylivirtasuojaus.
Kohta 7.9. Suojaus ukkos- tai kytkentäjännitteiltä.
Kohta 8. Potentiaalin tasaus. Herkkiin sähkölaitteistoihin kohdistuvien sähköisten häiriöiden seuraukset, jotka vaikuttavat koneen toimintaan.
Kohta 9. Ohjauspiirit, käynnistys, pysäytys, hätäpysäytys, langaton ohjaus.
Kohta 9.4. Ohjaustoiminnot vikatapauksissa.
Kohta 10. Käyttäjän rajapinta.
Kohta 11. Ohjauslaitteisto: sijoitus, asennus ja kotelointi.
Kohta 12. Johtimet ja kaapelit.
Kohta 13. Johdotustavat.
Kohta 17. Dokumentaatio.
Kohta 18. Todentaminen.
SFS-EN 954-1 standardin nimi on Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmien osat. EN 954-1 on vuodelta 1996 ja sen voimassaoloaika on päättynyt, mutta
Euroopan komissio julkaisi viime hetkillä 29.12.2009 eli uuden konedirektiivin ensimmäisenä soveltamispäivänä EU:n virallisessa lehdessä standardin siirtymiskauden pituuden. EN 954-1 pysyy kumottuna, mutta siirtymiskauden aikana standardia soveltamalla voi edelleen saada vaatimustenmukaisuusolettaman 31.12.2011 saakka. Tämä
kahden vuoden siirtymiskausi antaa lisäaikaa siirtyä standardin uuteen versioon EN ISO
13849-1. Metalliteollisuuden Standardisointiyhdistys ry (MetSta) on julkaissut taulukossa 1 esitetyn, Matti Sundqvistin laatiman, standardien EN 954-1 ja ISO 13849-1 vertailun. Siinä todetaan, että standardi EN 954-1 ei käsittele lainkaan ohjelmoitavaa automaatiotekniikkaa eikä ohjelmistoja, eikä siten sovellu niiden suunnitteluun. /25/
Standardin keskeinen ajatus on turvallisuuteen liittyvien ohjausjärjestelmien luokittelu.
Siinä otetaan huomioon ohjausjärjestelmän vikakestoisuus ja käyttäytyminen vikatilanteessa. Vikakäyttäytymiseen vaikutetaan osien rakenteellisella järjestelyllä, vian paljastamisella ja osien luotettavuudella. Luokittelun avulla voidaan määritellä eri tekniikoilla
toteutettujen turvatoimien luotettavuus.
Kuvassa 4 on esitetty suunnittelun iteratiivinen prosessi. Se on standardin EN 954-1 kuvan 1 pohjalta muokattu sopivaksi kuvaamaan siirrettävän henkilönostimen turvaautomaation suunnittelua.
Turvalaitteiden kelpuutukseen eli testien, analyysien ja tarkastusten suorittamiseen on
annettu standardia EN 954-1 koskevia ohjeita standardissa EN 13849-2. Turvaautomaation toteuttajan tulisi noudattaa määriteltyjä kelpuutusmenetelmiä ja esittää niistä pöytäkirjat ja muut todisteet arvioijalle.
Yhteenvetona voidaan todeta, että EN 954-1:tä ei enää tulisi käyttää suunnittelussa, jos
turvatoiminnot on tehty ohjelmoitavalla tekniikalla. Tässä standardissa on ohjelmoitava
tekniikka huomioitu niin suppeasti, että se väistämättä johtaa soveltamaan myös EN
61508:n vaatimuksia. Tällöin olisi parempi soveltaa heti alusta alkaen joko EN 13849-1
- tai EN 62061 -standardeja. Ohjelmoitavassa tekniikassa EN 954-1:tä voidaan soveltaa
lähinnä ohjelmoitavilla turvareleillä toteutettuun automaatioon, sillä niiden ohjelmointi
on lähinnä parametrointia.
Standardi EN 954-1 ei anna ohjeita turva-automaation vaatimustenmukaisuuden arviointiin. Siihen on sovellettava EN 61508-1:n kohdassa 8 esitettyä toiminnallisen turvallisuuden arviointimenetelmää.
Taulukko 1. Standardien EN 954-1 ja ISO 13849-1 vertailu. /25/
Valitaan nostimessa tarvittavan sähköisen turvatoiminnon luokka 1, 2 tai 3
standardin EN 280 A2 mukaan.
Määritellään turvatoimintojen ominaisuudet (ks. EN 954-1 kohta 5).
Käytetään standardissa luetteloituja tyypillisiä turvatoimintoja (ks. EN 954-1
taulukko1). Siinä viitataan yksityiskohtiin, jotka on esitetty taulukon viitestandardeissa.
Toteutetaan turvatoiminnot (ks. EN 954-1 kohta 4.2). Suunnittelijan on ilmoitettava
suunnittelun vertailukohtana käytettävä luokka
täsmälliset kohdat, jossa turvallisuuteen osa alkaa ja loppuu
suunnittelun loogiset perusteet, joiden avulla valittu luokka saavutetaan.
komponenttien luotettavuustaso
komponenttien järjestely vikojen välttämiseksi, sietämiseksi tai havaitsemiseksi.
Valitaan luokat, jotka ovat vähintään standardin EN 280 A2 mukaisia.
Suunnitellaan ohjausjärjestel-
Todennetaan suunnittelun jo-
män osat (ks. EN 954-1 kohdat
kaisessa vaiheessa, että vaati-
4 ja 6).
mukset täyttyvät.
Toiminnot ja luokat on kelpuutettu
hyväksytysti? (ks. EN 954-1 kohta 8 ja
EN 13849-2)
Onko henkilönostimen sähköiset turvalaitteet suunniteltu ja kelpuutettu?
Täydellisen dokumenttitiedoston kokoaminen kaikista vaiheista
(ks. EN 13849-2 taulukko 2)
Kuva 4. Suunnittelun iteratiivinen prosessi EN 954-1:n mukaan sovellettuna.
SFS-EN 13849
SFS-EN 13849 standardin nimi on Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmän osat. Se on kaksiosainen. Osassa EN 13849-1 esitetään turvallisuusvaatimukset ja opastusta ohjausjärjestelmän suunnittelun ja integroinnin periaatteista, tähän kuuluu myös hyvin rajoitetusti ohjelmistokehitys, lähinnä rajoitetun käskykannan sovellusohjelmointi tikapuukaavioilla, toimilohkokaavioilla tai vastaavilla menetelmillä. Standardi koskee koneiden turvallisuuteen liittyviä ohjausjärjestelmän osia riippumatta käytetystä teknologiasta tai energiasta (sähköinen, hydraulinen, pneumaattinen, mekaaninen). EN 13849-1 määrittään erityisvaatimukset koneiden turvallisuuteen liittyville osille, joissa käytetään ohjelmoitavia elektronisia järjestelmiä. /7/
Standardi määrittää ohjausjärjestelmän osille ominaisuudet, joihin kuuluu turvatoiminnon
suoritustaso,
automaatiojärjestelmän kyky suorittaa turvatoiminto ennakoitavissa olevissa olosuhteissa. Standardi määrittelee viisi suoritustasoa (a - e). Tasolla a on suurin ja tasolla b pienin
todennäköisyys sille, että turvajärjestelmään tullut vika estää turvatoiminnon suorittamisen. Siirrettävissä henkilönostimissa suoritustasovaatimus on turvatoiminnon mukaan
joko b, c tai d. Taulukossa 2 on esitetty suoritustasojen vikaantumisen todennäköisyys
tuntia kohden ja vastaavuus standardeissa EN 62061 ja EN 61508 käytettyihin turvallisuuden eheystasoihin (TET). /7/ Vastaavuuksien määrittely helpottaa standardin soveltamista, sillä ohjausjärjestelmä voidaan jakaa osiin ja käsitellä kutakin osaa eri standardilla. Esimerkiksi ohjelmoitavaan logiikkaosaan voidaan soveltaa EN 62061 standardia
ja käyttää EN 13849-1:tä antureita ja ohjauslaitteita koskevissa osioissa.
Vaarallisten vikojen todennäköisyyttä vähentävät luonnollisesti luotettavat komponentit,
joiden vikataajuus on pieni. Merkittävä vaikutus on myös nykyaikaisten laitteiden itsediagnostiikalla. Jos laitteet testaavat omat toimintonsa kattavasti ja vian ilmetessä suorittavat aina vaaditun turvatoiminnon, niin silloin on saavutettavissa korkea suoritustaso.
Tätä parantava seikka on myös yhteisvikaantumisen todennäköisyyden pienentäminen.
Yhteisvikaantumisella tarkoitetaan vikoja, jotka johtuvat samasta syystä, mutta eivät ole
toisiensa seurauksia. Yhteisvikaantuminen voi johtua suunnittelun inhimillisestä virheestä, ympäristöolosuhteista, yhteisistä kaapelointireiteistä tai muusta vastaavasta
syystä. Standardi antaa ohjeita yhteisvikaantumisen pienentämiseen, systemaattisen vikojen välttämiseen, diagnostiikan kattavuuden arviointiin ja komponenttien luotettavuu-
den määrittämiseen. Standardin mukainen suunnittelu tulisi edetä kuvan 5 mukaisena,
iteratiivisena prosessina.
Taulukko 2. Suoritustasot (PL) ja vastaava eheystaso. Harmaalla korostettua aluetta sovelletaan henkilönostimiin. /7/
Suoritustaso (PL)
vaarallisen vian to-
Vastaavuus eheys-
dennäköisyys tuntia
vikaväli (vuotta)
tasoihin (TET)
1,14 – 11,4
11,4 – 38,1
38,1 - 114
> 10-5…< 10-4
> 3 x 10-6…< 10-5
> 10 …< 3 x 10
> 10-7…< 10-6
114 - 1412
> 10-8…< 10-7
1142 - 11416
Standardi EN 13849-1 soveltuu parhaiten turvakäyttöön sertifioiduista komponenteista
koottujen ohjausjärjestelmien toteuttamiseen, joiden ohjelmointi tehdään tikapuukaavioilla, toimilohkoilla tai muulla rajoitetun käskykannan kielellä. Vapaasti ohjelmoitavien
ohjausjärjestelmien suunnitteluun se ei sovellu.
Turvalaitteiden kelpuuttamiseen eli testien, analyysien ja tarkastusten suorittamiseen on
annettu standardia EN 13849-1 koskevia ohjeita standardissa EN 13849-2. Turvaautomaation toteuttajan tulisi noudattaa näitä määriteltyjä kelpuutusmenetelmiä ja esittää niistä suunnitelmat, mittauspöytäkirjat ja muut todisteet arvioijalle.
Standardi EN 13849-1 ei anna ohjeita turva-automaation vaatimustenmukaisuuden arviointiin. Siihen on sovellettava EN 61508-1:n kohdassa 8 esitettyjä toiminnallisen turvallisuuden arviointimenetelmää.
Valitaan nostimessa tarvittavan sähköisen turvatoiminnon suoritustaso (b, c tai
d) standardin prEN 280 mukaan.
Suunnitellaan turvatoiminto teknisesti:
Tunnistetaan turvallisuuteen liittyvät osat, jotka toteuttavat turvatoiminnon
(ks. EN 13849-1 kohta 4.4).
Arvioidaan suoritustaso, PL, (ks. EN 13849-1 kohta 4.5) ottaen huomioon:
luokka (ks. EN 13849-1 kohta 6)
vaarallinen keskimääräinen vikaantumisaika MTTFd (ks. EN 138491 liitteet C ja D)
diagnostiikan kattavuus, DC (ks. EN 13849-1 liite E)
yhteisvikaantuminen, CCF (ks. EN 13849-1 liite F)
systemaattinen vikaantuminen
mahdolliset edellä mainittujen turvallisuuteen liittyvien osien ohjelmistot (ks. EN 13849-1 kohta 4.6 ja liite J).
Onko suoritustasovaatimus toteutunut?
(ks. EN 13849-1 kohta 4.7)
Kelpuutus. Testataan, täyttyvätkö
kaikki vaatimukset? (ks. EN 13849-1
kohta 8)
Kuva 5. Suunnittelun iteratiivinen prosessi EN 13849-1:n mukaan sovellettuna.
SFS-EN 62061 standardin nimi on Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvien sähköisten, elektronisten ja ohjelmoitavien elektronisten ohjausjärjestelmien toiminnallinen
turvallisuus. SFS-EN 62061 on IEC 61508-standardin sovellus koneiden ohjausjärjestelmiin. Se antaa ohjeita turvatoimintojen määrittelyyn. Määrittely edellyttää kaksiosaista turvatoimintojen erittelyä: toiminnalliset vaatimukset ja turvallisuuden eheystason
määrittely. /8/
EN 62061:ssa on toiminnalliset vaatimukset eritelty seuraavasti:
koneen olosuhteet (esimerkiksi toimintatapa), jossa turvallisuuteen liittyvän ohjaustoiminnon on oltava aktivoituna tai pois toiminnasta
niiden toimintojen ensisijaisuus, joka voivat olla samanaikaisesti aktiivisena ja
jotka voivat johtaa ristiriitaiseen toimintatilaan
jokaisen turvallisuuteen liittyvän ohjaustoiminnon toimintojen taajuus
vaadittava vasteaika jokaiselle turvallisuuteen liittyvälle ohjaustoiminnolle
turvallisuuteen liittyvän ohjaustoiminnon ja muiden koneen toimintojen väliset
vaadittavat vasteajat (esimerkiksi tuloihin ja lähtöihin liittyvät laitteet)
jokaisen turvallisuuteen liittyvän ohjaustoiminnon kuvaus
kuvaus vikaan reagoivista toiminnoista ja kaikki niiden rajoitukset, esimerkiksi
uudelleen käynnistys tai koneen jatkuva toiminta niissä tapauksissa, joissa alkuperäinen reagointi vikaan on koneen pysäyttäminen
kuvaus käyttöympäristöstä (esimerkiksi lämpötila, kosteus, pöly, kemikaalit,
mekaaninen tärinä ja iskut)
testaukset ja kaikki niihin liittyvät laitteet (esimerkiksi testauslaitteet ja niiden
liitäntäportit)
toimintajaksojen taajuus, käyttöjakso ja käyttöluokka sähkömekaanisille laitteille, joita on tarkoitus käyttää turvallisuuteen liittyvissä ohjaustoiminnoissa.
Standardeissa EN 62061 ja EN 61508 toiminnan luotettavuutta kuvataan turvallisuuden
eheystasolla. Se on todennäköisyys sille, että turvallisuuteen liittyvä järjestelmä suorittaa tyydyttävästi vaaditut turvatoiminnot kaikissa annetuissa olosuhteissa ja annettuna
aikana. Mitä korkeampi turvallisuuden eheyden taso, sitä pienempi on todennäköisyys,
että järjestelmät epäonnistuvat turvatoimintojen toteuttamisessa. Turvallisuuden eheys-
tasoja on kolme TET 1, TET2 ja TET3. Eheystaso kuvaa vaarallisen vikaantumisen todennäköisyyttä tunnissa. Henkilönostimen turvalaitteille on EN 280 A2:ssa asetettu taulukossa 2 esitettyjä eheystasojen 1 ja 2 mukaisia vaatimuksia.
Valitaan nostimessa tarvittavan sähköisen turvatoiminnon standardin prEN
280 suoritustasoa vastaava TET.
Suunnitellaan turvatoiminnon toimilohko, rakenne ja turvallisuusvaatimukset
sekä kohdennetaan alajärjestelmille (ks. EN 62061 kohta 6.6.2).
Todennetaan vaatimusten täyttyminen.
Valitaan laitteet (ks. EN 62061 kohta 6.7.3).
Suunnitellaan ja kehitetään alajärjestelmät (ks. EN 62061 kohta 6.7.4).
Suunnitellaan diagnostiikkatoiminnot (ks. EN 62061 kohta 6.8).
Määritellään suunnitellun rakenteen saavuttama TET (ks. EN 62061 kohta
Suunnitellaan toteutus (ks. EN 62061 kohta 6.9).
Dokumentoidaan ohjausjärjestelmän rakenne (ks. EN 62061 kohta 6.6.2.1.5).
Onko henkilönostimen sähköiset turva-
laitteet suunniteltu ja kelpuutettu?
Kuva 6. Suunnittelun iteratiivinen prosessi EN 62061:n mukaan sovellettuna.
Standardin mukainen suunnittelu tulisi edetä kuvan 6 mukaisena iteratiivisena prosessina. Standardi EN 62061 ei anna ohjeita turva-automaation vaatimustenmukaisuuden arviointiin. Siihen on sovellettava EN 61508-1:n kohdassa 8 esitettyjä toiminnallisen turvallisuuden arviointimenetelmää.
SFS-IEC EN 61508
SFS-IEC EN 61508 standardin nimi on Sähköisten/Elektronisten/Ohjelmoitavien Elektronisten (S/E/OE) turvallisuuteen liittyvien järjestelmien toiminnallinen turvallisuus. Se
koostuu seitsemästä osasta:
Osa 1. Yleiset vaatimukset.
Osa 2. Vaatimukset sähköisille/elektronisille/ohjelmoitaville elektronisille turvallisuuteen liittyville järjestelmille.
Osa 3. Ohjelmiston vaatimukset.
Osa 4. Määritelmät ja lyhenteet.
Osa 5. Esimerkkejä menetelmistä turvallisuuden eheyden tasojen määrittelemiseksi.
Osa 6. Sovellutusohjeet osille EN 61508-2 ja EN 61508-3.
Osa 7. Tekniikoiden ja toimenpiteiden yleiskatsaus.
Standardisarjalle IEC 61508 on annettu IEC:n turvallisuuden perusstandardin asema.
Sitä voidaan käyttää joko itsenäisenä standardina tai pohjana sovellutusstandardille. Sitä
on hyödynnetty muun muassa laadittaessa standardeja EN 62061 ja EN 13849. Standardi mahdollistaa S/E/OE -järjestelmien kehittämisen, jos sovellussektorin kansainvälisiä
standardeja ei ole /12/. Standardia EN 61508 ei ole harmonisoitu, vaikka sitä käytetään
edellä mainittuna normatiivisena viitteenä yhdenmukaistetuissa standardeissa.
Standardi perustuu toiminnallisen turvallisuuden lähestymistapaan ja elinkaariajatteluun. Toiminnallinen turvallisuus tarkoittaa laitteen tai järjestelmän kykyä toimia oikein, kun sen tuloviesteihin vaikutetaan. Toiminnalliseen turvallisuuteen vaikuttaa sekä
itse järjestelmä, että sen käyttöympäristö. Elinkaariajattelussa huomioidaan järjestelmän
kaikki vaiheet: määrittely, suunnittelu, toteutus, asennus, ylläpito ja käytöstä poistaminen, jotta toiminnallinen turvallisuus säilyisi vaatimusten mukaisena.
EN 61508 ei sovellu hyvin koneautomaation toteutukseen. Se on tarkoitettu laitevalmistajille monimutkaisten elektronisten ohjausjärjestelmien suunnitteluun. Esimerkkeinä
voidaan mainita turvakäyttöön sertifioitavat logiikkayksiköt, älykkäät anturit ja niiden
ohjelmistot. Lisäksi EN 61508:aa käytetään tarvittaessa muiden standardien soveltamisen apuna esimerkiksi ohjelmiston kehittämisessä. Koska tätä standardia ei suoraan käytetä henkilönostimien turvalaitteiden suunnitteluun, ei EN 61508:lle tässä opinnäytetyössä katsottu tarpeelliseksi laatia suunnittelun iteratiivista prosessikuvausta. Tarvittaessa voidaan suunnitteluun soveltaa kuvan 6 mukaista toimintatapaa.
Standardin EN 61508:n yksi keskeisistä määrittelyistä on turvallisuuden eheystaso. Se
on todennäköisyys sille, että turvallisuuteen liittyvä järjestelmä suorittaa tyydyttävästi
vaaditut turvatoiminnot kaikissa annetuissa olosuhteissa ja annettuna aikana. Mitä korkeampi turvallisuuden eheyden taso sitä pienempi todennäköisyys, että järjestelmät epäonnistuvat turvatoimintojen toteuttamisessa. Turvallisuuden eheyden taso (TET, engl.
SIL) 4 on korkein ja taso 1 matalin. Kone-automaatiossa käytetään tasoja 1-3, sillä taso
4 on katastrofiluokan onnettomuuksien estämiseen asetettu taso. Koneen vika ei voi aiheuttaa niin laajaa onnettomuutta. Henkilönostimen turva-automaatiolle on EN 280
A2:ssä asetettu eheystasojen 1 ja 2 mukaisia vaatimuksia.
Standardi EN 61508-1 antaa ohjeet toiminnallisen turvallisuuden arviointiin kohdassa 8.
Siinä on arvioinnin tavoitteeksi määritelty ottaa selko ja päätyä arvioon S/E/OE turvallisuuteen liittyvien järjestelmien saavuttamasta toiminnallisesta turvallisuudesta. /12/
Opinnäytetyönä laadittu arviointiohje perustuu tämän standardin vaatimuksiin.
Standardista EN 61508-1 on poimittu seuraavat keskeiset vaatimukset arvioinnin suorittamiselle:
Arvioija on nimitettävä suorittamaan arviointia.
Arvioijan on oltava riippumaton.
Arvioijan on päästävä kaikkien asiaan kuuluvien henkilöiden puheille ja käsiksi
kaikkeen informaatioon ja välineistöön.
Toiminnallisen turvallisuuden arviointiin on ryhdyttävä ennen kuin määritellyt
vaarat ovat käsillä.
Arviointi on kohdistuttava kaikkiin elinkaaren vaiheisiin.
On arvioitava elinkaaren vaiheessa suoritettuja toimia ja saatuja lähtötietoja.
On arvioitava missä laajuudessa sovellettavan standardin tavoitteet ja vaatimukset on täytetty.
On arvioitava edellisen elinkaaren vaiheen arvioinnin jälkeen tehty työ ja seuraavien vaiheiden suunnitelmat.
On tutkittava edellisen vaiheen arviointien suositukset ja missä laajuudessa muutoksia on tehty.
Arvioinnin toimien tulee olla johdonmukaisia ja suunniteltuja.
Arvioinnin päättyessä on annettava suositukset hyväksymisestä, varauksellisesta
hyväksymisestä tai hylkäämisestä.
4. Standardien soveltaminen
Tyyppitarkastusprosessi
Siirrettävän henkilönostimen turvallisuuteen liittyvän ohjausjärjestelmän suunnitteluprosessi on esitetty kuvassa 7. Yksityiskohtaiset ohjeet ovat Inspecta Tarkastus Oy:n
sisäisessä työohjeessa QMW150.8. /2/
Tyyppitarkastusprosessi käynnistyy laitteen valmistajan hakemuksesta, jossa hakija
myös vakuuttaa, ettei hae tarkastusta toiselta ilmoitetulta laitokselta. Tällä lainsäätäjä on
halunnut varmistaa, ettei valmistaja yritä ”kokeilemalla” saada hyväksyntää laitteelleen.
Toisessa vaiheessa tutkitaan, että saatu aineisto on riittävä ja kattava. Kolmannessa osiossa perehdytään aineistoon ja tehdään tarvittavat tarkistuslaskelmat ja vertailut sovellettaviin standardeihin. Neljännessä vaiheessa todetaan ohjelmoitavan automaation käyttö turvatoiminnoissa ja tarve käynnistää automaation arviointiprosessi. Jos turvatoiminnot on toteutettu muulla kuin ohjelmoitavalla elektroniikalla, voidaan jatkaa suoraan viidenteen kohtaan.
Viidennessä kohdassa tutkitaan tarkastettava nostin ja tehdään tarvittavat kokeet. Automaation arviointiprosessista tulee olla suoritettuna ainakin määrittely- ja suunnitteluvaiheiden osuudet taulukkojen 3 ja 4 mukaisesti. Asennus-, kelpuutus- ja ylläpitovaiheen
arvioinnit voidaan suorittaa nostimen tarkastuksen yhteydessä.
Lopuksi laaditaan tarkastusseloste, jonka yhtenä osana on lausunto turva-automaation
vaatimustenmukaisuudesta. Tarkastusselosteen perusteella tyyppitarkastuksesta vastaava henkilö viime kädessä päättää henkilönostimen tyyppitarkastuksen hyväksymisestä
tai hylkäämisestä.
1. Tarkastushakemus saapuu laitteen valmistajalta.
2. Tarkastushakemuksen tutkiminen
3. Rakennetiedostosta tutkitaan:
piirustukset, laskelmat ja todistukset tai selvitykset
sähkötekniset piirustukset, kaaviot ja komponenttiluettelot sekä turvallisuuteen liittyvän ohjausjärjestelmän luokkien tutkiminen
hydrauli- ja paineilmajärjestelmän piirustukset, kaaviot ja komponenttiluettelot
selvitys sarjavalmisteisen koneen laadunvalvonnasta, mahdollisesta laatu-
järjestelmästä ja tuotannon ja laadunvalvonnan organisaatiosta.
4. Onko turva-automaation to-
7. Automaation arvi-
teutuksessa elektronisia tai oh-
ointiprosessi
jelmoitavia laitteita?
5. Tyyppitarkastukseen kuuluvat toimet:
osallistujien ja tarkastusympäristön turvallisuuden varmistaminen
laitteen tunnistaminen
tarvittavat esivalmistelut tarkastuspaikalla
laitteen kilpien ja merkintöjen tarkastus
laitteen toiminnallisten osien ja päämittojen tarkastus
laitteen kantavan rakenteen tarkastus
koneistojen tarkastus
sähkö- ja ohjausjärjestelmän tarkastus
hydrauli- ja/tai paineilmajärjestelmän tarkastus
työtasojen, kulkuteiden, turvavälien tarkastus
hallintalaitteiden tarkastus
turvalaitteiden toimintakokeet sekä laitteen koekäyttö- ja kuormitus
ohjekirjan tarkastus.
6. Laaditaan tarkastusseloste ja annetaan tyyppihyväksyntätodistuksen, jos nostin
täyttää vaatimukset.
Kuva 7. Tyyppitarkastettavan nostimen tarkastusprosessi
Automaation arviointiprosessi
Laaditun arviointiohjeen mukainen, henkilönostimen sähköisten turvajärjestelmien
suunnittelu ja kelpuutusprosessi on esitetty kuvassa 8. Prosessi alkaa tarkasteltavaksi
valitusta, kyseisessä henkilönostimessa käytetystä turvatoiminnosta.
Seuraavassa vaiheessa 2 valitaan sovellettava standardi. Valinnan on jo aiemmin tehnyt
turvatoiminnon automaatiototeutuksen suunnittelija mutta toisinaan apuna joudutaan
käyttämään useaa standardia.
Kolmannessa vaiheessa perehdytään tehtyihin suunnitelmiin, toteutukseen, testaukseen
ja dokumentointiin yhdessä suunnittelijan kanssa. Havainnoidaan ja rajataan tarkasteltavan, yksittäisen turvatoiminnon toteutus kokonaisuuden joukosta.
Meneillään olevan arviointivaiheen (määrittely, suunnittelu, asennus tai ylläpito) mukaisesti tutkitaan asianomaiset kohteet. Turvatoimintokohtaisesti laadittuja tarkastuslistoja
käytetään systemaattisena menetelmänä ja arviointisuunnitelmana.
Vaiheessa 5 ratkaistaan täyttyykö vaatimukset tehtyjen selvitysten perusteella vai tarvitaanko muutoksia suunnitelmiin. Seuraavassa osassa tarkistetaan myös testaamalla toiminnot ja ratkaistaan onko toiminto hyväksyttävä vai vaatiiko se korjausta.
Viimeisessä kaavion ehdossa tutkitaan, onko kaikki turvatoiminnot arvioitu. Jos kaikki
on tutkittu, päätetään arviointi kirjalliseen raporttiin (tarkastusselosteeseen) tyyppihyväksynnästä vastaavalle tarkastajalle.
1. Valitaan tarkasteltavan standardin EN 280 A2 mukainen, nostimessa tarvittava sähköinen turvatoiminto.
2. Turvatoiminnolle on valittu sovellettavan standardin mukaan:
EN 280A1:n mukainen luokka (EN 954-1; B, 1, 2 tai 3) tai
prEN 280:n määrittämä suoritustaso (EN 13849-1; b, c tai d) tai
vastaava turvallisuuden eheystaso (EN 62061; SIL 1 tai 2).
3. Perehdytään turvatoiminnon suunnitteluun, toteutukseen, testaukseen ja
dokumentointiin. Tunnistetaan turvallisuuteen liittyvät osat, jotka toteuttavat
turvatoiminnot (tulot, logiikka, lähdöt tai tehonohjauselimet, liitäntävälineet
kuten kaapelit).
4. Arvioidaan täyttääkö suunniteltu turvatoiminto asetetun luokka-, suoritustaso- tai eheystasovaatimuksen.
Arvioinnissa on huomioitava muun muassa seuraavat asiat:
osien vikaantumisvälit
itsediagnostiikan kattavuus
yhteisvikaantuminen
turvatoiminnon käyttäytyminen vikatilanteessa
ympäristöolosuhteiden vaikutukset.
5. Turvatoiminnolle
asetetut vaatimukset täyttyvät?
6. Kelpuutus. Testataan, täyttyvätkö
7. Onko henkilönostimen sähköiset
arvioitu ja kelpuutettu?
8. Tyyppihyväksynnän tarkastusprosessi
Kuva 8. Automaation arviointiprosessi
Henkilönostinstandardissa EN 280 A2 on määritellyille turvatoiminnoille asetettu EN
954-1 mukaiset luokat B, 1, 2 tai 3. Vastaavia luokkia käytetään turvatoiminnon perusrakenteena sovellettaessa standardia EN 13849-1. Eheystasojen määrittelyyn perustuvat
standardit EN 62061 ja EN 61508 ohjaavat käyttämään luokan 3 toiminnoissa eheystasoa TET 2 ja alemmissa luokissa eheystasoa TET 1. Luokassa B on matalin vaatimustaso ja toteuttamiseen voidaan katsoa riittävän asianmukaisen, hyvän suunnittelu- ja asennustyön sekä laadukkaiden komponenttien käytön. Luokassa 1 käytetään niin sanottuja
hyvin koeteltuja komponentteja ja hyvin koeteltuja turvallisuusperiaatteita. Hyvin koeteltu komponentti on esimerkiksi pakkotoiminen rajakytkin, jossa mekaaninen voima
pakottaa kosketinkärjet auki, vaikka niissä olisi tapahtunut kiinnihitsautumista. Monimutkaista ohjelmoitavaa elektroniikkaa ei voida pitää hyvin koeteltuna tekniikkana.
Hyvin koeteltu turvallisuusperiaate on esimerkiksi koneen energiansyötön (sähkön tai
muun vastaavan) katkaisu, kun turvatoimintoa tarvitaan. Luokissa B ja 1 ei vaadita itsediagnostiikkaa, joka paljastaisi turvatoiminnon vikaantumisen. Nämä luokat ovat yksikanavaisia. Käytännössä luokan B ja 1 ratkaisuja ei toteuteta, kun käytetään nykyaikaisia ohjelmoitavia logiikkoja. Jos logiikkayksikkö on tyyppihyväksytty turvakäyttöön,
niin sen luokka on korkeampi kuin 1, esimerkiksi 4. Ilman riittävää vikadiagnostiikkaa
oleva logiikka ei täytä vaatimuksia eikä voi saada tyyppihyväksyntää. Vastaavasti diagnostiikan lisääminen nostaa toteutuksen vähintään luokan 2 mukaiseksi.
Luokan 2 ja TET 1 turvatoiminnoissa edellä mainittuja hyvin koeteltuja turvallisuusperiaatteita pitää myös noudattaa. Tässä luokassa turvatoiminto toteutetaan yksikanavaisena eli tuloissa, lähdöissä tai logiikkaosassa ei ole rinnakkaisia, redundanttisija yksiköitä.
Merkittävin ero B ja 1 luokkiin on toteutukseen sisältyvä itsediagnostiikka. Se tarkistaa
ohjausjärjestelmän koneen käynnistyksen yhteydessä ja aina ennen vaaraa aiheuttavan
toiminnan alkamista. Nykyaikaisissa järjestelmissä tarkistustoiminta toimii niin usein,
että sitä voidaan pitää jatkuvana. Paljastunut vikaa tulee johtaa siirtymiseen turvalliseen
tilaan kuten liikkeen pysäyttämiseen tai käynnistymisen estämiseen. Lisäksi havaittu
vika ilmaistaan käyttäjälle esimerkiksi merkkivalolla tai äänimerkillä. Jos se ei ole mahdollista, on järjestelmän varoitettava vaarasta. Kuvassa 9 on EN 13849-1:ssä esitetyn
mukainen periaatekaavio luokan 2 toteutuksesta. /5, 7/ Arvioitavan kohteen turvatoiminnon toteutus on hyvä yksinkertaistaa kuvan mukaiseksi periaatekaavioksi. Sen perusteella on helpompi arvioida toiminnon vaatimustenmukaisuutta.
Katkoviivat esittävät kohtuudella mahdollista vikojen paljastamista.
Merkintöjen selitys:
kytkentävälineet
valvonta (itsediagnostiikka)
tuloyksikkö (esim. anturi)
lähtöyksikkö (esim. pääkontaktori)
testauslaitteiston lähdöt (vikatiedot)
Kuva 9. Luokan 2 ja TET 1 mukainen rakenne
Luokassa 3 edellytetään aiemmin esitettyjen hyvien turvallisuusperiaatteiden noudattamista. Lisäksi asetetaan vaatimus, että yksittäinen vika missä tahansa ohjausjärjestelmän
osassa ei johda turvatoiminnon menettämiseen. Lisäksi yksittäinen vika tulisi paljastua
käyttäjälle, jos se vain on kohtuudella mahdollista. Tässä luokassa hyväksytään mahdollisuus, että paljastumattomien vikojen kerääntyminen voi johtaa turvatoiminnon menettämiseen. Se ei silti ole luonnollisesti suotavaa. Kuvassa 10 on EN 13849-1:ssä esitetyn
mukainen periaatekaavio luokan 3 toteutuksesta. /5, 7/
Koska yksittäinen vika ei saa aiheuttaa turvatoiminnon menettämistä, johtaa se käytännössä kuvan 10 mukaiseen rinnakkaiseen rakenteeseen, jossa on riittävä itsediagnostiikka. Logiikkayksiköt valvovat toisiaan ja tulojen kuntoa sekä takaisinkytkentäpiirin avulla tulojen ja lähtöjen tilaa. Vian ilmetessä suoritetaan turvatoiminto, esimerkiksi katkais-
taan lähtöyksikön avulla sähköenergian syöttö koneelta ja sovelluskohtaisin menetelmin
(esimerkiksi merkkivalolla) informoidaan käyttäjää havaitusta viasta. Redundanttisuus
(kahdentaminen) varmistaa, että vaikka toinen lähtöyksikkö olisi toimintakyvytön, niin
rinnakkainen ohjaus vielä kykenee pysäyttämään koneen.
Standardit EN 13849-1, EN 62061 ja EN 61508 antavat mahdollisuuden toteuttaa ilman
redundanssia edellä mainitun 3-luokan vaatimustason. Se edellyttää itsediagnostiikalta
käytännössä sataprosenttista vikojen paljastumista ja myös vahvoja menetelmiä suunnittelun ja toteutuksen laadunhallinnassa.
Luokan 3 ja TET 2 toiminnan luotettavuutta voidaan parantaa merkittävästi lisäämällä
kanavien erilaisuutta eli diversiteettiä. Erilaistaminen vähentää merkittävästi yhteisvikaantumisen mahdollisuutta. Yhteisvikaantuminen tarkoittaa samasta syystä eri yksiköihin aiheutunutta vikaa. Syynä voi olla ohjelmavirhe logiikoissa, määrittelyvika
suunnittelussa tai esimerkiksi ympäristön lämpötila. Kuvan 10 toiminnossa voitaisiin
käyttää asentomittausta tulona I1 ja rajakytkintä tulossa I2. Vastaavasti O1 voisi ohjata
hydrauliventtiilin kiinni ja O2 hydraulipumpun seis. Tämä muutokset aiheuttaisivat
myös logiikan ohjelmistoon erilaisuutta. Kokonaisuutena turvatoiminnon luotettavuus
lisääntyisi merkittävästi.
ristiinvalvonta
Kuva 10. Luokan 3 ja TET 2 mukainen rakenne /5, 7/
Useilta laitetoimittajilta on saatavissa valmiiksi johonkin turvallisuusluokkaan tai eheystasoon tyyppihyväksyttyjä eli sertifioituja laitteita ja logiikkoja. Usein sertifikaatin on
myöntänyt ulkomainen tarkastuslaitos kuten esimerkiksi TUV Saksasta. Sertifioitujen
tuotteiden käyttö on suositeltavaa, sillä se yksinkertaistaa ja nopeuttaa henkilönostimen
tyyppihyväksyntäprosessia. Nostinvalmistajan kannattaisi tarkkaan harkita oman tai ti-
laustyönä tehtävän ohjausjärjestelmän käytön järkevyyttä. Uuden laitteen vaatimustenmukaisuuden osoittaminen on työlästä, hidasta ja kallista. Elektroniikan lisäksi myös
ohjelmisto pitää pystyä osoittamaan vaatimusten mukaiseksi.
Turva-automaation ohjelmiston laadulla on oleellinen merkitys toiminnalliseen turvallisuuteen. Ohjelmistot eivät vikaannu kuten laitteet, sillä ne eivät vanhene sanan fysikaalisessa merkityksessä, eivätkä ne kulu tai väsy. Laitteistoon voi syntyä satunnainen vika
kuten esimerkiksi elektroniikkakomponentin oikosulku. Ohjelmiston vika ei ole koskaan satunnainen, vaan sen virhetoiminnan syy on aina systemaattinen. Virhetoiminnan
syntymiseen tarvitaan aina laukaiseva tekijä eli heräte. Virhetoiminta näkyy ulospäin
toimintona, joka poikkeaa määritellystä tai käyttäjän odottamasta käyttäytymisestä. Ohjelmiston virheellinen toiminta ei välttämättä johda virhetoimintaan eikä sitä aina edes
Systemaattiset viat ovat ihmisten tekemiä virheitä. Niitä ovat esimerkiksi määrittelyvaiheessa tehdyt virheet, järjestelmän suorituskyvyn yliarviointi, suunnittelu ja koodausvirheet. Standardi EN 61508-3 antaa menetelmä laadukkaan ohjelmiston tuottamiselle ja
keinot ohjelmiston laadun varmistamiseen.
Automaatiojärjestelmien ohjelmistokehitys -kirjassa on käsitelty virheiden lähteitä. Kuva 11 on kehitetty kirjassa esitetyn vastaavan kaavion pohjalta. Siinä esitetään eri virhemekanismit. Kuvassa esitetyn tapahtumaketjun ei tarvitse tapahtua välittömästi, vaan
järjestelmä voi olla virheellisessä tilassa pitkäänkin ajan. Laukaisevana herätteenä voi
olla väärä syöte tai väärä ajoitus. Heräte voi aiheutua esimerkiksi ihmisen tekemästä
väärästä ohjauksesta, ympäristön vaikutuksesta, laitteen rikkoutumisesta tai ohjelmiston
sisältä. /1/
Ohjelmiston vaatimustenmukaisuuden arvioinnissa sovelletaan standardissa EN 615081 kohdan 8 määrittelyjä. Lisäksi EN 61508-3:n taulukossa A.10 on lueteltu eri menetelmiä ja tekniikoita ohjelmiston toiminnallisen turvallisuuden arviointiin.
Laukaiseva
Suunnitteluvir-
Piilevä ohjelmistovirhe
mistusvirheet
lait-
teistovirhe
koinen rasitus
laitteistovirhe
Kuva 11. Virhemekanismit
Turvaväylät -kirjassa Matti Sundqvist määrittelee turvaväylän seuraavasti: ”Turvaväylällä tarkoitetaan joko kokonaan erillistä turvallisuuteen liittyvälle tiedonsiirrolle
tarkoitettua väylää tai olemassa olevaa kenttäväylään tehtyä turvalaajennusta, johon
voidaan liittää turvalaitteita. Turvaväyläksi kutsutaan siis niitä kenttäväyliä, joihin on
lisätty turvallisuusominaisuuksia estämään tietoliikenteen virheisiin liittyviä vaaroja”.
Kaupalliset turvaväylät perustuvat olemassa oleviin väyläratkaisuihin, joihin on lisätty
sanomien eheyttä varmistavia diagnostiikkatoimintoja sekä suurimman sallitun siirtoviiveen valvonta. Diagnostiikan havaitsemasta viasta käynnistetään määritelty toiminta
esimerkiksi koneen liikkeen pysäytys.
Vaatimustenmukaisuuden arvioinnissa tarkastetaan, että suunnittelija on huomioinut
määrittelyissä ja luotettavuuslaskelmissa väylän vaikutuksen turvatoimintojen suorituskykyyn sekä turvaväylä on toteutettu ja testattu suunnitelmallisesti.
Integraatiossa ohjelmisto, väylät, laitteisto ja käyttäjäliityntä yhdistetään toimivaksi kokonaisuudeksi. Tässä vaiheessa tarkistetaan laitteiden oikea toiminta, tehdään suunnitellut testit ja mittaukset. Laitevalmistaja määrittelee mittaukset ja tarkastukset, joita ovat
esimerkiksi syöttöjännitteet ja -virrat, maadoitusvastukset, väylien signaalitasot ja virhelaskurien lukemat sekä itsediagnostiikan toiminta. Turvatoimintoja ei tässä vaiheessa
vielä tarkisteta, vaan tarkoituksena on varmistaa laite- ja ohjelmistoalustojen oikea toiminta. Tarkastuksista ja testauksista tulee laatia suorittajien allekirjoittamat pöytäkirjat.
Jos turvallisuuteen liittyvässä järjestelmässä on toteutettu muita toimintoja, on kokonaisuutta käsiteltävä turvallisuuteen liittyvänä järjestelmänä.
Vaatimustenmukaisuuden arvioinnissa tarkastetaan, että suunnitellut ja määritellyt testit
on suoritettu ja niistä on laadittu asianmukaiset asiakirjat. Tarkistetaan myös turvallisuuteen liittyvän automaation riippumattomuus muista toiminnoista.
Kelpuutusvaiheessa tarkistetaan, että kokonaisuus vastaa kaikkia määrittelyvaiheessa
turva-automaatiolle asetettuja vaatimuksia ja järjestelmä toimii moitteettomasti ja luotettavasti. Kelpuutuksessa on osoitettava, että kukin turvallisuuteen liittyvä osa vastaa
sovellettavassa standardissa esitettyjä vaatimuksia. Laitevalmistajan pitää suunnitella
kelpuutusprosessi, jossa kuvaillaan turvatoimintojen vaatimukset ja kelpuutuksessa käytettävät keinot ja menetelmät. Sen lisäksi, että tarkistetaan suunniteltujen turvatoimintojen oikea toiminta, kelpuutusprosessissa pyritään löytämään kaikki väärät ja puutteelliset toiminnot ja korjaamaan ne.
Vaatimustenmukaisuuden arvioinnissa kiinnitetään huomio kelpuutussuunnitelman
noudattamiseen ja dokumentointiin. Arvioinnissa on myös tarkastettava löydettyjen virheiden ja vikojen korjaus- ja uudelleenkelpuutusmenetelmät. Arvioijan tulisi olla mukana kelpuutusvaiheessa seuraamassa työskentelyä.
5. Ohjeet, tutkimukset, julkaisut
Turvallisuuteen liittyvät järjestelmät seuraavat yleistä tietotekniikan kehitystä pienellä
viipeellä. Tämä jatkuva muutos vaatii arvioijalta aktiivista tekniikan seuraamista ja
opiskelua. Seuraavassa luetelmassa on joitakin lähteitä ja julkaisuja, jotka standardien
lisäksi voivat olla avuksi arviointityössä.
Koneiden ohjausjärjestelmien turvallisuussuunnitteluun on kehitetty toimintamalli KOTOTU-hankkeessa (Koneiden ohjausjärjestelmien toiminnallinen turvallisuus). Siinä on perehdytty vaatimusmäärittelyyn, kehitetty turvallisuusprosessin toimintamalli ja tutkittu turvallisuussuunnittelun työkaluja. KOTOTUhankkeen tulokset on koottu VTT tiedotteeseen 2485. /3/
Työsuojeluhallinnon julkaisu Käyttöasetuksen soveltamissuosituksia (Työsuojelujulkaisuja 91) tarkastelee työvälineiden (koneiden) turvallista käyttöä mutta
siinä selvennetään myös käyttö- ja koneasetuksen välistä suhdetta. /18/
Tapio Siirilän kirja Koneturvallisuus, EU:n direktiivien ja standardien soveltaminen käytännössä käsittelee muun muassa koneturvallisuuden periaatteita ja
määräyksiä sekä ohjausjärjestelmiä. Kirjan kappaleessa 25.6 on käsitelty siirrettävien henkilönostimien turvallisuusvaatimuksia ja erilaisia nostintyyppejä. /13/
Suomen Automaatioseuran turvallisuusjaoston toiminta, teemapäivien luennot
sekä internet-sivut antavat monipuolista tietoa turva-automaatioalalta. /26/
6. Tulokset, automaation arviointiohje
Kuten edellä on jo todettu, standardin EN 280 A2 laatija on asettanut siirrettävän henkilönostimen turvalaitteiden luotettavuudelle ja käytettävyydelle vähimmäisvaatimukset.
Standardissa EN 280 A2 vaatimukset on esitetty EN 954-1:n mukaisina luokkina ja uudistustyön alla olevassa versiossa prEN 280 käyttöön on otettu EN 13849-1:n mukaiset
suoritustasot.
Standardin EN 13849-2 mukaan yksittäistä elektronista laitetta ei pidetä hyvin koeteltuna komponenttina, joten yksikanavaisella elektronisella laitteella ei voida toteuttaa standardin EN 13849-1 (tai EN 954-1) luokkaa 1. Näin ollen elektronisista laitteista kootut
turvatoiminnot pitää toteuttaa vähintään luokan 2 mukaisesti eli vikadiagnostiikalla varustettuina. Edellä mainitusta syystä, ja koska tässä ohjeessa käsitellään vain elektronisten ja ohjelmoitavien turvalaitteiden arviointia, myös luokan 1 turvatoiminnot arvioidaan luokan 2 mukaisesti, joka vastaa eheystasoa TET 1.
Automaatiotekniikalla toteutetun turvalaitteen käyttötarve riippuu nostimen tyypistä,
rakenteesta ja muista seikoista ja se tulee koneen valmistajan kanssa erikseen selvittää.
Turvalaite on saatettu toteuttaa esimerkiksi mekaanisesti tai hydraulisesti, joita tekniikoita ei tässä ohjeessa ole käsitelty. Perinteisellä reletekniikalla toteutetut ratkaisut on
myös jätetty tarkastelun ulkopuolelle.
Seuraavissa kappaleissa 6.1-6.20 perehdytään mitä turva-automaatiojärjestelmän arvioinnissa tulisi huomioida turvalaitekohtaisesti. Tarkastelujärjestys on standardeissa EN
280 A2 ja prEN 280 esitetyn taulukon 4 mukainen ja turvatoiminnon määrittelyteksti on
lainaus standardista EN 280 A2. Siinä on viitattu standardin EN 280 A2 kohtaan 5.11,
jossa puolestaan viitataan standardiin EN 954-1. Siinä annetaan esimerkin luokkien käytöstä yhdistämällä sähkötekniikkaa, hydrauliikkaa ja mekaniikkaa. Lisäksi määrätään,
että turvalaitteen ohittaminen saa olla mahdollista vain turvallisella tavalla, käyttäen
erillistä laitetta, jonka luokka on sama tai parempi kuin turvalaitteen luokka.
Standardin EN 61508-1 mukaisesti arviointi on kohdistuttava kaikkiin elinkaaren vaiheisiin. Näissä vaiheissa huomioitavat asiat on koottu vaihekohtaisesti taulukkoihin 3, 4,
5 ja 6.
Taulukoissa testauksella (verifiointi) tarkoitetaan toteutetun työn tuloksen vertaamista
ennalta asetettuihin määrittelyihin. Kelpuutuksella (validointi) puolestaan tarkoitetaan
toteutettujen turvatoimintojen vertailua standardissa EN 280 A2 asetettuihin vaatimuksiin.
Taulukko 3. Määrittelyvaiheen arviointikohteet
Määrittelyvaiheen kohde
Turvatoiminto määritelty EN 280
Käytön aiheuttaman rasituksen
Ympäristön aiheuttaman rasituksen
Turvatoimintojen kuvaukset
Tärinät, kiihtyvyydet, mekaaniset
Lämpötila kylmä/kuuma, kosteus,
EMC (EN 62061 Liite E), energian
Komponenttien vaatimusten määrit- Valmistettu ao. standardin mukaitely
sesti, mitta-alue ja -tarkkuus, asennettavuus, kaapelointi, kotelointi
Ohjelmistojen vaatimusten määrittely
Sertifioitu turvakäyttöön, ohjelmointikielet, työkaluohjelmat, työmenetelmät
Tiedonsiirtotekniikoiden vaatimusten määrittely
Itsediagnostiikan vaatimusten määrittely
Systemaattisten virheiden välttämisen määrittely
Yhteismuotoisten vikojen välttämisen määrittely
Turvaväylätekniikat
Testaustarpeiden määrittely laitteille
Testaustarpeiden määrittely ohjelmille
Testaustarpeiden määrittely itsediagnostiikalle
Huolto- ja ylläpitotarpeiden määrittely
Hyvin koeteltuja turvallisuusperiaatteiden noudattaminen
Toteutuskuvaus
Muutosten hallinnan määrittely
Dokumentointivaatimusten määrittely
Hyväksytty / hyväksytty varauksin / hylätty
Asiakirjat (EN 62061 Kohta 9)
Asiakirjat (EN 13849-2 Taulukko 2)
Diagnostiikan kattavuus, seuraukset havaitusta viasta
Laatujärjestelmä, menetelmät laitteisto ja ohjelmisto, testaukset
Käyttöympäristön vaikutus, kahdennus, erilaistaminen (EN 62061
Liite F)
EN 13849-2, Liite D taulukot D.2 ja
Taulukko 4. Suunnittelu- ja toteutusvaiheen arviointikohteet
Suunnittelu- ja toteutusvaiheen
Komponentit on valittu määrittelyn
Ohjelmistot on valittu määrittelyn
Tiedonsiirtotekniikat on valittu määrittelyn mukaisesti.
Itsediagnostiikka on valittu määrittelyn mukaisesti.
Huolto ja ylläpito on huomioitu määrittelyn mukaisesti.
Laitevalmistajien ohjeet on huomioitu.
Toiminnallinen turvallisuus on tarkistettu laskelmilla.
Suunnitelmat on tarkastettu analyysien avulla.
Suunnitellut testaukset on tehty
Suunnitellut on testaukset tehty
itsediagnostiikalle.
järjestelmälle, väylälle, käyttäjäliitynnälle ja muille osille.
Laskentatyökalut ja tulokset
Asennus on suunniteltu.
Kelpuutus on suunniteltu.
Tekniset asiakirjat on laadittu.
asennusdokumentit
Suunnitelmat, EN 13849-2
Määrittelyn mukaisesti, (historia,
päivitykset, revisiointi, tekijät) EN
13849-1 kohta 10 EN 62061 kohta
Osat ja komponentit on suunniteltava, rakennettava, valittava, kokoonpantava ja yhdistettävä asiaankuuluvien standardien mukaisesti, että ne voivat kestää odotettavissa olevat vaikutukset. On käytetty hyvin koeteltujen komponentteja.
Suunnitelmat, valmistajan asennusja käyttöohjeet, logiikan Safety Manual
Toiminto- ja kommunikointianalyysi,
HAZOP, VVA, VPA
Pöytäkirjat, tekijät, aika, paikka,
Taulukko 5. Asennus- ja kelpuutusvaiheen arviointikohteet
Asennus ja kelpuutusvaiheen
Turva-automaatio on asennettu
Tarkistettu, että ohjelmat ja parametrit eivät muutu sähkökatkossa.
Testausasiakirjat
Vertailu suunnitelmiin, mittauspöytäkirjat, väylien mittaukset, jännitetasojen tarkistukset, maadoitusmittaukset, EMC-vaatimukset
Toteutus on tarkastettu EN 60204
Erillinen ohje, Inspecta Tarkastus
Kelpuutus on tehty suunnitelman
Toimintakokeet ja testaustulokset
Tekniset asiakirjat ovat ajan tasalla. Asiakirjat on laadittu ja päivitetty
sekä revisioitu.
SHN:n toiminnalliset kokeet
Testaus tehdään tarkastajan ohjeiden mukaisesti ja laaditaan pöytäkirjat.
Hyväksytty / hyväksytty varauk- Arviointipäivä
sin / hylätty
Taulukko 6. Ylläpitovaiheen arviointikohteet.
Ylläpito ja muutosten hallinnan
Käyttöohjeet on laadittu.
Ylläpito-ohjeet on laadittu.
Muutosten hallinnan ohjeita on
Käyttäjille, huoltohenkilöstölle
Määräaikaistestit, korjausohjeet
Muutoksen syy, vaikutusarvio, testaussuunnitelma, hyväksyntä, testauspöytäkirja
On suojauduttu ohjelmien ja paraSalasanat tai muut menettelyt
metrien muutoksilta.
Tekniset asiakirjat ovat ajan tasalla. Asiakirjat on laadittu ja koottu suunnitelman mukaisesti.
Alustan siirron estäminen, kun työtaso ei ole kuljetusasennossa
EN 280 A2 kohta 5.3.1: Kävellen ohjattavat ja tyypin 1 mukaiset konekäyttöiset SHN:t
on varustettava EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisella automaattisesti toimivalla turvalaitteella, joka estää SHN:n siirron, kun työtaso ei ole kuljetusasennossa. Itsekulkevan
SHN:n ajonopeuden rajoittimen on toimittava automaattisesti, kun työtaso ei ole kuljetusasennossa. Taulukon 7 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 7. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Suoritustaso c
Kahdentamattoman järjestelmän turvallisen vikaantumisen osuus pitää olla yli 60 %:a
kaikista vikaantumisista. Jos ohjelmointi tehdään rajoittamattoman käskykannan ohjelmointikielellä, on sovellettava standardin EN 61508-3 vaatimuksia.
Arviointisuunnitelmana käytetään taulukkoja 3, 4, 5 ja 6.
Alustan kallistuman ilmaisu
EN 280 A2 kohta 5.3.2: Kaikissa SHN:issä on oltava EN 280 A2 kohdan 5.11 mukainen
turvalaite (esim. vesivaaka), joka ilmaisee onko alustan kallistuma valmistajan sallimissa rajoissa. Tämä laite on suojattava vahingoittumiselta ja vahingossa tapahtuvalta asetusarvon muutokselta. Konekäyttöisillä nostotuilla varustetussa SHN:ssä tämän laitteen
on oltava selvästi havaittavissa jokaisesta nostotukien ohjauspaikasta. Kun tyypin 3
(siirtoa työtaso nostettuna ohjataan työtasolla olevalta ohjauspaikalta) mukainen SHN
saavuttaa suurimman sallitun alustan kallistumansa, se on ilmaistava työtasolle kuuluvalla äänimerkillä. Taulukon 8 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun
käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 8. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Työtason liikealueen rajoittaminen
EN 280 A2 kohta 5.3.8.1: SHN:t on varustettava EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisella
turvalaitteella, joka estää työtason käyttämisen sallittujen asentojen ulkopuolella, ellei
nostotukia ole asetettu käyttöohjeiden mukaisesti. Taulukon 9 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 9. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Työtason liikealueen rajoittaminen, rajoitettu käyttöasento
EN 280 A2 kohta 5.3.8.2: SHN:t, jotka on suunniteltu käytettäväksi ilman nostotukia
tietyissä rajoitetuissa käyttöasennoissa, on varustettava kohdan turvalaitteilla, jotka estävät käytön ilman nostotukia näiden rajoitettujen asentojen ulkopuolella. Taulukon 10
mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Kuvassa 12 on esimerkki edellä mainitusta toiminnasta. Siinä toisen puolen nosto- eli
maatuet on mahdollista vetää vain osittain ulos, jolloin puomin liikealue rajoittuu automaattisesti turvalliselle osuudelle. Tämä ominaisuus mahdollistaa esimerkiksi lähellä
seinää työskentelyn. Toiminnon suorittamiseen saatetaan tarvita useita tulotietoja, kuten
nostotukien levitysasento, tieto, että tukijalat on laskettu maahan, puomin ulottuma,
puomin kääntö- ja nostokulma. Myös korikuorman mittaus saattaa olla liikealuetta rajoittavana tietona. Standardi edellyttää myös, ettei yksi vika turvatoiminnoissa saa johtaa vaaratilanteeseen. Tämä edellyttää toimintojen kahdentamista.
Kuva 12. Puomin liikeradan rajoitetun käyttöasennon periaate
Taulukko 10. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Suoritustaso d
Arvioinnissa huomioitava erityisesti, että luokan 3 ja TET 2 mukaiset ohjausjärjestelmät
on suunniteltava siten, ettei yksittäinen vika missä tahansa osassa ei johda turvatoimintojen menettämiseen. Jos kohtuudella on mahdollista, yksittäinen vika paljastuu. Kahdennetun järjestelmän turvallisen vikaantumisen osuus pitää olla yli 60 %:a kaikista vikaantumisista. Jos ohjelmointi tehdään rajoittamattoman käskykannan ohjelmointikielellä, on sovellettava standardin EN 61508-3 vaatimuksia.
Nostotukien liikkeiden esto
EN 280 A2 kohta 5.3.10: SHN:t, joissa on konekäyttöiset nostotuet, on varustettava EN
280 A2 kohdan 5.11 mukaisella turvalaitteella, joka estää nostotukien liikkeet, kun työtaso ei ole kuljetusasennossa tai EN 280 A2 kohdan 5.3.8 mukaisessa rajoitetussa käyttöasennossa. Kun työtaso on tällaisessa rajoitetussa asennossa, ei nostotukien käyttö saa
vaarantaa vakavuutta. Taulukon 11 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 11. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Siirtonopeuden rajoitus
EN 280 A2 kohta 5.3.16: EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisia turvalaitteita käytettäessä
tyyppien 2 ja 3 mukaisten SHN:ien siirtonopeudet eivät saa ylittää seuraavia arvoja, kun
työtasolla on henkilöitä ja työtaso ei ole kuljetusasennossa:
a) 1,5 m/s ajoneuvoalustaisille SHN:ille, kun siirron ohjauslaitteita käytetään ajoneuvon
ohjaamosta käsin
b) 3,0 m/s kiskoille asennetuille SHN:ille
c) 0,7 m/s kaikille muille tyyppien 2 ja 3 mukaisille itsekulkeville SHN:ille.
Taulukon 12 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea
käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 12. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Kuorman mittausjärjestelmä
EN 280 A2 kohta 5.4.1.2: Kuorman mittausjärjestelmä on turvalaite, jonka on toimittava seuraavasti:
a) Sen on estettävä kaikki työtason normaalit liikkeet paikaltaan työskentelyasennosta,
kun nimelliskuorma on saavutettu ja ennen kuin 120 % nimelliskuormasta ylitetään.
b) Kun normaalit liikkeet estetään kohdan a mukaisesti, pitää valitulla ohjauspaikalla
vilkkua punainen merkkivalo, johon liittyy äänimerkki, joka on kuultavissa kaikilla ohjauspaikoilla. Merkkivalon on vilkuttava jatkuvasti ja varoitusäänimerkin on oltava
kuultavissa vähintään 5 sekuntia minuutissa niin kauan, kun kohdassa a kuvattu tilanne
c) Normaalit liikkeet voivat käynnistyä uudelleen vasta, kun ylikuorma on poistettu.
Ryhmän A tyypin 1 SHN:illä sallitaan, että kuorman mittauslaitteen on vaikutettava
vain nostettaessa työtasoa kulkuasennosta. Tässä tapauksessa on EN 280 A2 kohdan
6.1.4.3 mukaisessa kokeessa käytettävän koekuorman oltava 150 % nimelliskuormasta.
Taulukon 13 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea
Taulukko 13. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Arvioinnissa huomioitava erityisesti, että luokan 3 ja TET2 mukaiset ohjausjärjestelmät
Aseman valvonta
EN 280 A2 kohta 5.4.1.3.3: Jos käytetään ei-mekaanisia rajoitinlaitteita, on nostorakenteen sallittuja asentoja rajoitettava laitteella, joka mittaa nostorakenteen asemaa ja toimii
ohjausjärjestelmän kautta niin, että liikkeet pysyvät työskentelyalueen sisäpuolella. Tämä laite on varmistettava EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisella turvalaitteella. Taulukon
14 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa,
ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 14. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Momentin mittausjärjestelmä
EN 280 A2 kohta 5.4.1.4: Momentin mittausjärjestelmä on turvalaite, jonka on toimittava seuraavasti. Kun sallittu kaatava momentti (ks. EN 280 A2 kohta 5.2.4.4) saavutetaan, on annettava näkyvä varoitus ja estettävä muut paitsi kaatavaa momenttia pienentävät liikkeet. Momentin mittauslaitteen on täytettävä EN 280 A2 kohdan 5.11 vaatimukset. Taulukon 15 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän
oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 15. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Maston lukitus kuljetusasentoon
EN 280 A2 kohta 5.4.3 (poistunut luonnoksesta prEN 280): SHN:t, jotka on varustettu
taittuvalla mastolla, on varustettava laitteella, joka varmistaa maston lukittumisen kuljetus- ja työskentelyasentoon. Työtason nostaminen työskentelyasentoonsa ei saa olla
mahdollista ennen kuin masto on työskentelyasennossa. Taittuvilla mastoilla varustetut
SHN:t on varustettava EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisella turvalaitteella, joka estää
maston taittumisen, kun työtaso ei ole kulkuasennossa. Taulukon 16 mukainen taso on
saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä,
käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 16. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Nostorakenne
EN 280 A2 kohta 5.4.2: Mikäli nostorakennetta täytyy nostaa tai laskea tietyssä järjestyksessä ylikuormituksen tai kaatumisen välttämiseksi, on tämän tapahduttava automaattisesti. Tämän automaattisen toiminnon on oltava osa aseman valvontaa (ks. EN
280 A2 kohta 5.4.1.3) tai momentin mittausjärjestelmää (ks. EN 280 A2 kohta 5.4.1.4).
Arviointi suoritetaan samalla, kun tarkastetaan edellä mainittujen toimintoja.
Loukkuun jäämisen estäminen
EN 280 A2 kohta 5.4.4 (pr280 5.4.3). SHN:ille, jotka on suunniteltu mahtumaan n. 1,2
m leveistä ja n. 2 m korkeista kulkuaukoista, sallitaan jäykän tai joustavan suojuksen
sijasta seuraava ratkaisu: Alaspäin suuntautuvan liikkeen on pysähdyttävä automaatti-
sesti EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisen turvalaitteen avulla asentoon, jossa saksien ulkoreunojen välinen pystysuora etäisyys on vähintään 50 mm, jolloin sormet eivät voi
joutua puristuksiin tai leikkautua. Liikkeen jatkuminen alaspäin saa olla mahdollista
vain riittävän pitkän ajan kuluttua, jolloin käyttäjällä on tilaisuus havaita SHN:n vieressä olevien henkilöiden mahdollinen loukkaantumisvaara. Liike saa jatkua vain käyttäjän
toimesta. Taulukon 17 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän
Taulukko 18. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Ketjujen ja hihnojen valvonta
EN 280 A2 kohta 5.5.1.3: Käyttöjärjestelmissä saa käyttää voimansiirtoketjuja tai hihnoja vain sillä edellytyksellä, että työtason odottamattomat liikkeet on automaattisesti estetty ketjun tai hihnan vaurioituessa. Tämä voidaan saavuttaa itsepidättävällä vaihteella tai EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisella ketjuja/hihnoja valvovalla turvalaitteella.
Taulukon 19 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea
Taulukko 19. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Köysien höltymisen valvonta
EN 280 A2 kohta 5.5.2.7: SHN:t, joissa työtaso nousee ja laskee köysien avulla, on varustettava EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisella turvalaitteella, joka keskeyttää köysien
höltymisen aiheuttavat liikkeet. Vastakkaiseen suuntaan tapahtuvien liikkeiden on oltava mahdollisia. Tätä laitetta ei tarvita, jos köysien höltyminen ei ole mahdollista. Taulukon 20 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 20. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Ketjujen höltymisen valvonta
EN 280 A2 kohta 5.5.3.7: SHN:t, joissa työtaso nousee ja laskee ketjujen avulla, on varustettava EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisella turvalaitteella, joka keskeyttää ketjujen
höltymisen aiheuttavat liikkeet. Vastakkaiseen suuntaan tapahtuvien liikkeiden on oltava mahdollisia. Tätä laitetta ei tarvita, jos ketjujen höltyminen ei ole mahdollista. Taulukon 21 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 21. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Hammastankojen nopeuden valvonta
EN 280 A2 kohta 5.5.5.2: Hammastankokäytöissä on oltava nopeudenrajoittimella laukaistava turvalaite. Tämän turvalaitteen on hallitusti pysäytettävä ja pidettävä pysäytettynä nimelliskuormainen työtaso nostomekanismin pettäessä. Jos tämä turvalaite käynnistyy, on energiansyötön katkettava automaattisesti. Taulukon 22 mukainen taso on
Taulukko 22. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Työtason kallistuman rajoitus
EN 280 A2 kohta 5.6.1: Työtason lattia saa kallistua enintään 5° vaakatasosta tai alustan
tai pyörivän kääntölaitteen tasosta nostorakenteen liikkeiden aikana tai käytön aiheuttamien kuormien ja voimien vaikutuksesta. Työtason vaakasuorassa pitävään järjestelmään on sisällyttävä EN 280 A2 kohdan 5.11 mukainen turvalaite, joka järjestelmän
vikaantuessa sallii työtason kallistua enintään 5° lisää. Taulukon 23 mukainen taso on
Taulukko 23. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Suojuksien lukitukset
EN 280 A2 kohta 5.6.3: Suojuksen osa, joka voidaan siirtää paikaltaan työtasolle tultaessa, ei saa taittua tai avautua ulospäin. Se on suunniteltava niin, että se joko sulkeutuu
ja lukittuu automaattisesti, tai että se on kytketty SHN:n toimintaan EN 280 A2 kohdan
5.11 mukaisen turvalaitteen avulla siten, että SHN:n käyttö on estetty kunnes se on suljettu ja lukittu. Tahaton avaaminen ei saa olla mahdollista. Liukuvien tai pystysuoraan
saranoitujen välijohteiden, jotka palautuvat automaattisesti suoja-asentoonsa, ei tarvitse
olla lukittuvia ja koneen toimintaan kytkettyjä. Taulukon 24 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 24. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Siirron hallintalaiteet
EN 280 A2 kohta 5.7.2: Tyyppien 2 ja 3 mukaisten SHN:ien siirron hallintalaitteet eivät
saa toimia samanaikaisesti muiden hallintalaitteiden kanssa. Tämä ei koske kiskoille
asennettuja SHN:iä. Tämä on saatava aikaan EN 280 A2 kohdan 5.11 mukaisen turvalaitteen avulla. Taulukon 25 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä koulutetun
Taulukko 25. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
Suoritustaso b
Luokan B vaatimukset täyttyvät käyttämällä hyväksi koettuja komponentteja ja menetelmiä. Jos toteutus tehdään ohjelmoitavalla tekniikalla, sovelletaan seuraavia TET 1:n
mukaisia vaatimuksia. Kahdentamattoman järjestelmän turvallisen vikaantumisen osuus
pitää olla yli 60 %:a kaikista vikaantumisista. Jos ohjelmointi tehdään rajoittamattoman
käskykannan ohjelmointikielellä, on sovellettava standardin EN 61508-3 vaatimuksia.
Ohjauspaikan valinta
EN 280 kohta 5.7.4. Jos liikettä voidaan ohjata useilta ohjauspaikoilta, on hallintalaitteet
kytkettävä muilta ohjauspaikoilta niin, että SHN:iä voidaan ohjata vain yhdeltä ennalta
valitulta ohjauspaikalta kerrallaan. Tämä on saatava aikaan EN 280 A2 kohdan 5.11
mukaisen turvalaitteen avulla. Taulukon 26 mukainen taso on saavutettava yhdistämällä
koulutetun käyttäjän oikea käyttötapa, ohjausjärjestelmä, käyttöjärjestelmä ja turvajärjestelmä. /6/
Taulukko 26. Vaatimustasot turvatoiminnon luotettavuudelle
7. Tulosten tarkastelu ja arviointi
Kehittämistehtävän tuloksena luotiin ohjelmoitavan turva-automaation arviointityöhön
tarkistuslistat, taulukot 3,4,5 ja 6. Tarkistuslistojen käyttö on useissa standardeissa ja
laatujärjestelmissä suositeltu menetelmä, jolla pyritään varmistamaan tarkastuksen riittävä kattavuus. Lisäksi laadittiin siirrettävän henkilönostimen turvalaitekohtainen arviointiohje. Alkuperäinen tavoite, että kaikille neljälle turva-automaatiota ohjaavalle standardeille laadittaisiin omat yksityiskohtaiset ohjeet ja tarkistuslistat, ei toteutunut. Tämä
johtui siitä, että ainoastaan standardi EN 61508-1 antaa ohjeistusta vaatimustenmukaisuuden arviointiin. Toisaalta, pitkien standardikohtaisten listausten laatiminen arviointia
varten osoittautui työn edetessä hyödyttömäksi, sillä niistä alkoi muodostua kelpuutusta
käsitteleviä ohjeita. Kelpuutuksen suunnittelu ja suoritus ovat koneen valmistajan tehtäviä, ei arvioijan.
Sekä laaditut tarkistuslistat, että ohjeet antanevat hyvän, systemaattisen lähestymistavan
arviointitehtävään. Niissä on varmasti myös kehitettäviä osioita, jotka löytyvät ja tarkentuvat käytettäessä ohjeita arviointityössä. Tarkastuslistat soveltuvat myös muiden
koneiden turva-automaation arviointiin, sillä ne ovat yleiskäyttöisiä. Turvatoimintokohtaiset arviointiohjeet ovat laiteriippuvaisia ja ne pitää suunnitella vastaamaan tarkasteltavaa konetta, ellei sille ole C-tyypin standardia valmiina.
Automaation arvioinnin perimmäinen tarkoitus on aikaansaada turvallinen nostoväline
ihmisten käyttöön.
1. Hannu Asmala, Kari Koskinen, Mika Koskela, Teemu Mätäsniemi, Antti Soini,
Mika Strömman, Teemu Tommila, Janne Valkonen. Automaatiosovellusten ohjelmistokehitys. Suunnittelu työtavat, välineet ja sovellusarkkitehtuuri. Suomen
Automaatioseura ry. Helsinki 2005.
2. Inspecta. Työohje. Henkilönostimet. Tyyppitarkastus. QMW150.8. Inspecta
Tarkastus Oy. Espoo 2009. Julkaisematon lähde.
3. Marita Hietikko, Timo Malm, Jarmo Alanen. Koneiden ohjausjärjestelmien toiminnallinen tuvallisuus. Ohjeita ja työkaluja standardien mukaisen turvallisuusprosessin luomiseen. VTT tiedotteita 2485. VTT. Helsinki 2009.
4. Matti Sundqvist (toim.). Teollisuusautomaation tiedonsiirtoliikenne. Turvaväylät. Inspecta Koulutus Oy. Espoo 2008.
5. Metalliteollisuuden Standardisoimiskeskus. Koneturvallisuus. Turvallisuuteen
liittyvät ohjausjärjestelmien osat. Osa 1: Yleiset suunnitteluperiaatteet. Suomen
standardisoimisliitto SFS. SFS-EN 954-1. Helsinki 1997.
6. Metalliteollisuuden Standardisoimisyhdistys ry. Siirrettävät henkilönostimet,
suunnittelulaskelmat, vakavuus, rakenne, turvallisuus, tarkastukset ja testit.
Standardi SFS-EN 280 A2. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2009.
7. Metalliteollisuuden Standardisoimisyhdistys ry. Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmän osat. Osa 1: Yleiset suunnitteluperiaatteet. Standardi SFS-EN ISO 13849-1. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2007.
8. SESKO ry. Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvien sähköisten, elektronisten
ja ohjelmoitavien elektronisten ohjausjärjestelmien toiminnallinen turvallisuus.
Standardi SFS-EN 62061. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2005.
9. SESKO ry. Koneturvallisuus. Koneiden sähkölaitteistot. Osa 1: Yleiset vaatimukset SFS-EN 60204-1. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2006.
10. Suomen Sähköteknillinen Standardisoimisyhdistys SESKO. Functional safety of
electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems. Part 2: Requirements for electrical/electronic/programmable safety-related systems. Standardi SFS-EN 61508-2. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2002.
11. Suomen Sähköteknillinen Standardisoimisyhdistys SESKO. Functional safety of
electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems. Part 3:
Software requirements. Standardi SFS-EN 61508-3. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2002.
12. Suomen Sähköteknillinen Standardisoimisyhdistys SESKO. Standardin täydennys SFS-IEC 61508-1. EN 61508-1. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki
13. Tapio Siirilä. Koneturvallisuus. EU:n direktiivien ja standardien soveltaminen
käytännössä. 2. uudistettu painos. Inspecta Koulutus Oy. Keuruu 2008.
14. Teknologiateollisuus ry. Standardisointi. Koneturvallisuus. Perusteet ja yleiset
suunnittelueriaateet. Osa 1: Peruskäsitteet ja menetelmät. Standardi SFS-EN ISO
12100-1. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2003.
15. Teknologiateollisuus ry. Standardisointi. Koneturvallisuus. Perusteet ja yleiset
suunnittelueriaateet. Osa 1: Tekniset periaatteet. Standardi SFS-EN ISO 121002. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2003
16. Teknologiateollisuus ry. Standardisointi. Koneturvallisuus. Turvallisuuteen liittyvät ohjausjärjestelmän osat. Osa 1: Kelpuutus. Standardi SFS-EN ISO 138492. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2004.
17. Teknologiateollisuus ry. Standardisointi. Siirrettävät henkilönostimet, suunnittelulaskelmat, vakavuus, rakenne, turvallisuus, tarkastukset ja testit. Standardi
SFS-EN 280/A1. Suomen standardisoimisliitto SFS. Helsinki 2005
18. Työsuojelujulkaisu 91. Käyttöasetuksen soveltamissuosituksia. Sosiaali- ja terveysministeriö. Työsuojeluosasto. Tampere 2009.
19. Työsuojeluoppaita ja -ohjeita 31. Siirrettävät henkilönostimet. Turvallisen käytön ohjeet. Sosiaali- ja terveysministeriö. Työsuojeluosasto. Tampere 2009.
20. Valtioneuvoston asetus koneiden turvallisuudesta 400/2008. Finlex. Helsinki
21. Valtioneuvoston asetus työvälineiden turvallisesta käytöstä ja tarkastamisesta
4003/2008. Finlex. Helsinki 2008.
22. Wikipedia. Vapaa tietosanakirja. [www-sivu]. [viitattu 18.3.2010.] Saatavissa:
http://fi.wikipedia.org/wiki/Direktiivi.
23. Suomen Standardisoimisliitto SFS ry [www-sivu]. [viitattu 18.3.2010.] xxxxxx
Saatavissa: http://www.sfs.fi/
24. SESKO ry. Sähkötekninen standardointi. [www-sivu]. [viitattu 18.3.2010.] Saatavissa: http://www.sesko.fi/
25. Metalliteollisuuden Standardisointiyhdistys ry. MetSta-tiedotus nro 12/2009
[www-sivu]. [viitattu 18.3.2010.] Saatavissa: http://www.metsta.fi/
26. Suomen Automaatioseura ry. Turvallisuujaosto. [www-sivu]. [viitattu 8.4.2010.]
Saatavissa: http://www.automaatioseura.fi/
Joona Saarinen Ohjausjärjestelmien turvaratkaisut ja niiden vaatimusten täyttymisen osoittaminen