Automation, Software und Informationstechnologie

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1 Automation, Software und Informationstechnologie Prüfbericht über die ergänzende Typprüfung des Durchflussmeßgerätes PROMASS 80/83 der Firma Endress + Hauser Flowtec AG Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Datum: Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 1 von 8

2 Prüfbericht über die ergänzende Typprüfung des Durchflussmeßgerätes PROMASS 80/83 der Firma Endress + Hauser Flowtec AG Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Datum des Berichtes: Seitenzahl ohne Anlagen: 8 Prüfgegenstand: PROMASS 80/83 Auftraggeber: Hersteller: Endress + Hauser Flowtec AG Kägenstrasse Reinach BL 1 Switzerland siehe Auftraggeber Auftrags-Nr. des Auftraggebers/Datum: R15/ vom Prüfinstitut: TÜV Rheinland Industrie Service GmbH Automation, Software und Informationstechnologie Am Grauen Stein Köln Germany Angebots-Nr. des Prüfinstitutes/Datum: 968/306/09 vom Auftrags-Nr. des Prüfinstitutes/Datum: vom Bearbeiter: Prüfort: Dipl.-Ing. Andreas Hesse siehe Prüfinstitut Zeitraum der Prüfung: September 2009 Die Prüfergebnisse beziehen sich ausschließlich auf die Prüfgegenstände. Dieser Bericht darf ohne schriftliche Genehmigung des Prüfinstitutes nicht auszugsweise vervielfältigt werden. Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 2 von 8

3 Inhaltsverzeichnis Seite 1. Aufgabenstellung Prüfgrundlagen Identifizierung des Prüfgegenstandes Beschreibung Dokumentation des Prüflings Vorhergehende Prüfberichte Durchgeführte Prüfungen und Prüfergebnisse Allgemeines Inspektion und Beurteilung der während den verschiedenen Lebenszyklusphasen erstellten Produktdokumentation Beurteilung der angewandten Maßnahmen zur Fehlervermeidung Prüfung der fehlererkennenden und -beherrschenden Maßnahmen in HW und SW Prüfung aller sicherheitsrelevanten Funktionen Review der FMEA Inspektion der vom Hersteller durchgeführten SW-Verifikationsprüfungen Prüfung der elektrischen Sicherheit Inspektion und Review der vom Hersteller bzw. in dessen Auftrag durchgeführten Umweltprüfungen inkl. EMV Bestimmung und Berechnung der Angaben zur sicherheitstechnischen Zuverlässigkeit Inspektion und Review der Anwenderdokumentation Einsatz in Anwendungen nach IEC Bewertung der Änderungen Zusammenfassung... 8 Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 3 von 8

4 1. Aufgabenstellung Das Gerät PROMASS 80/83 wurde bereits nach den Anforderungen von SIL 2 nach IEC für die Funktion Durchflussmessung überprüft. Zusätzlich dazu soll nun auch ein homogen redundanter Einsatz in SIL 3-Anwendungen überprüft werden. Die Bewertung erfolgt aufgrund der Ergebnisse der Typprüfung, die in [T2] dokumentiert sind. 2. Prüfgrundlagen Funktionale Sicherheit [S1] IEC 61508, parts 1-7:2000 Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems Anwendungsbereich [S2] IEC :2004 Functional safety - Safety instrumented systems for the process industry sector - Part 1: Framework, definitions, system, hardware and software requirements Elektrische Sicherheit [S3] EN :2001 Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte Teil 1: Allgemeine Anforderungen Umwelteinflüsse [S4] EN :2007 Tests - Test A: Cold [S5] EN :2007 Tests - Test B: Dry heat [S6] EN :2005 Test Db: Damp heat, cyclic [S7] IEC :2008 Test Fc: Vibration 3. Identifizierung des Prüfgegenstandes 3.1 Beschreibung Das Gerät PROMASS 80/83 besteht aus einem Sensorteil (Schwinganregung und zwei Aufnehmer), der Messwertvorverarbeitung (FPGA) und einem Mikrocontroller zur Auswertung und Weiterverarbeitung. Die Ausgabe erfolgt durch einen separaten Mikrocontroller, der sich auf einer zusätzlichen I/O- Platine befindet. Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 4 von 8

5 Die Anpassungen am System beschränken sich auf den FPGA der Messwertvorverarbeitung den Mikrocontoller zur Auswertung und Weiterverarbeitung Zusätzlich wurden noch Änderungen an der I/O-Platine durchgeführt. 3.2 Dokumentation des Prüflings [D1] Dokumentenplan Rev vom [D2] Safety Manual Rev vom Vorhergehende Prüfberichte [T1] Prüfbericht über die Konzeptprüfung des Durchflussmesssystems PROMASS 80/83 Bericht-Nr.: 968/EL /08 vom [T2] Prüfbericht über die Typprüfung des Durchflussmeßgerätes PROMASS 80/83 der Firma Endress + Hauser Flowtec AG Bericht-Nr.: 968/EZ /08 vom Durchgeführte Prüfungen und Prüfergebnisse 4.1 Allgemeines Die Mess- und Prüfmittel, die in den nachfolgend beschriebenen Prüfungen bei der TÜV Rheinland Group verwendet wurden, unterliegen der regelmäßigen Kontrolle und Kalibrierung. Es wurden nur gültig kalibrierte Geräte benutzt. Welche Geräte in den verschiedenen Prüfungen eingesetzt wurden, ist in den Unterlagen der Sachverständigen festgehalten. Bei allen Messungen, die Überlegungen hinsichtlich der Messunsicherheit der Messwerte erforderten, sind diese ebenfalls den Unterlagen der Sachverständigen zu entnehmen. Wurden Prüfungen in einer externen Prüfstelle oder vom Hersteller durchgeführt und wurden die Ergebnisse aus diesen Prüfungen im Rahmen der hier dokumentierten Prüfung verwendet, dann geschah dies nach einer positiven Bewertung des externen Prüflabors sowie der erzielten Prüfergebnisse im einzelnen entsprechend der Qualitätssicherungsanweisung QMA Inspektion und Beurteilung der während den verschiedenen Lebenszyklusphasen erstellten Produktdokumentation Die ergänzende Typprüfung erforderte keine Anpassung der Dokumentation. 4.3 Beurteilung der angewandten Maßnahmen zur Fehlervermeidung Im Rahmen dieser Prüfung wurden die angewandten Maßnahmen zur Fehlervermeidung mit den in der IEC geforderten Maßnahmen verglichen. Dabei wurden die Anforderungen für SIL 3 gemäß IEC für Hardware und Software angewandt. Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 5 von 8

6 Die Prüfung ergab, dass einige besonders empfohlene Maßnahmen nicht angewendet worden sind. Für alle diese Maßnahmen wurden aber gleichwertige Ersatzmaßnahmen verwendet. Daher sind die Anforderungen an die Fehlervermeidung gemäß SIL 3 der IEC bei der Entwicklung des PROMASS 80/83 eingehalten wurden. 4.4 Prüfung der fehlererkennenden und -beherrschenden Maßnahmen in HW und SW Die ergänzende Typprüfung erforderte keine Anpassung der Dokumentation. Die Ergebnisse der Typprüfung, dokumentiert in [T2], sind unverändert gültig. Die Maßnahmen zur Fehlererkennung und -beherrschung erfüllen die Anforderungen der IEC SIL 2. Das Gerät muss in redundanter Konfiguration verschaltet werden, um in SIL 3 Anwendungen eingesetzt werden zu können. 4.5 Prüfung aller sicherheitsrelevanten Funktionen Die ergänzende Typprüfung erforderte keine zusätzlichen Prüfungen. 4.6 Review der FMEA Die ergänzende Typprüfung erforderte keine Änderungen an der FMEA. 4.7 Inspektion der vom Hersteller durchgeführten SW-Verifikationsprüfungen Die durchgeführten Softwareverifikationsmaßnahmen wurden den Anforderungen der IEC / SIL 3 gegenübergestellt und bewertet. Die Prüfung ergab, dass einige besonders empfohlene Maßnahmen nicht angewendet worden sind. Für alle diese Maßnahmen wurden aber gleichwertige Ersatzmaßnahmen verwendet. Die Durchführung und Umfang der Verifikationen genügt damit den Anforderungen von SIL 3 gemäß [S1]. 4.8 Prüfung der elektrischen Sicherheit Die ergänzende Typprüfung erforderte keine Änderungen bezüglich der elektrischen Sicherheit. Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 6 von 8

7 4.9 Inspektion und Review der vom Hersteller bzw. in dessen Auftrag durchgeführten Umweltprüfungen inkl. EMV Die ergänzende Typprüfung erforderte keine Änderungen bezüglich der Hardware Bestimmung und Berechnung der Angaben zur sicherheitstechnischen Zuverlässigkeit Die Angaben zur sicherheitstechnischen Zuverlässigkeit für den einkanaligen Betrieb wurden vom Hersteller ermittelt und vom Prüfinstitut während der Typprüfung (siehe [T2]) )überprüft. Für die redundante Verschaltung wurden die sicherheitstechnischen Kenngrößen vom Prüfinstitut ermittelt. Die Angaben zur sicherheitstechnischen Zuverlässigkeit sind dem Sicherheitshandbuch zu entnehmen Inspektion und Review der Anwenderdokumentation Das Sicherheitshandbuch wurde vom Prüfinstitut überprüft. Das Sicherheitshandbuch enthält alle notwendigen Angaben für den sicheren Betrieb des PROMASS 80/83. Die ermittelten Angaben zur sicherheitstechnischen Zuverlässigkeit sind korrekt in das Sicherheitshandbuch übernommen worden Einsatz in Anwendungen nach IEC Da das Gerät PROMASS 80/83 die Anforderungen gemäß SIL 2 nach IEC erfüllt, kann es auch im Anwendungsbereich der IEC für SIL 2-Funktionen eingesetzt werden. Wen das Gerät PROMASS 80/83 redundant verschaltet wird, kann es im Anwendungsbereich der IEC auch für SIL 3-Funktionen eingesetzt werden Bewertung der Änderungen An der Firmware für den I/O-Controller wurden Änderungen durchgeführt. Die Änderungen betreffen einen sporadischen Ausfall, in dessen Verlauf das Gerät in den programmierten Fehlerzustand wechselte. Weiterhin wurden Änderungen an der Verstärker-Firmware ausgeführt. Die Änderungen betreffen die Einführung einer Kalibrierhistorie bzw. der Integration von Ethernet-Kommunikation (nicht für Sicherheitsaufgaben). Für die Änderungen wurde eine Problembeschreibung und eine Einflußanalyse erstellt. Die Änderungen wurden gemäß den im Qualitätsmangementsystem vorgegebenen Prozeduren durchgeführt. Die Planung und Ausführung der Änderungen entspricht den Anforderungen der IEC Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 7 von 8

8 5. Zusammenfassung Die Beurteilung des PROMAS 80/83 kommt zu dem Ergebnis, dass das Gerät einsetzbar ist bis zum Safety Integrity Level 2 gemäß IEC (einkanalige Verschaltung). Zusätzlich kann das Gerät bis zum Safety Integrity Level 3 gemäß IEC eingesetzt werden, wenn es redundant verwendet wird. Die geprüfte Version des PROMASS 80/83 ist: Hardware - V Software - V Software (I/O-Platine) - V Die Hinweise in den Anwenderdokumenten müssen berücksichtigt werden. Die Angaben zur sicherheitstechnischen Zuverlässigkeit sind dem Anwenderhandbuch bzw. dem Anhang zu diesem Bericht zu entnehmen. Köln, TIS/ASI/Kst. 968 he-nie Bericht nach Review freigegeben: Datum: Der Sachverständige Dipl.-Ing. Andreas Hesse Dipl.-Ing. Stephan Häb Bericht-Nr.: 968/EZ /09 Seite 8 von 8