Funktionale Sicherheit

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1 Stellantriebe SA 07.1 SA 16.1/SAR 07.1 SAR 16.1 SAExC 07.1 SAExC 16.1/SARExC 07.1 SARExC 16.1 SG 05.1 SG 12.1/SGR 05.1 SGR 12.1 SGExC 05.1 SGExC 12.1 mit Stellantriebs-Steuerung AC 01.1/ACExC 01.1 Handbuch Funktionale Sicherheit

2 Inhaltsverzeichnis Stellantriebe HINWEIS zur Verwendung! Dieses Dokument ist nur in Verbindung mit der aktuellen, dem Gerät beiliegenden Betriebsanleitung gültig. Zweck des Dokumentes: Dieses Dokument informiert über die notwendigen Maßnahmen, die für den Einsatz des Gerätes in sicherheitsbezogenen Systemen nach IEC bzw. IEC erforderlich sind. Referenzunterlagen: EXIDA Report No. AUMA 07/07-32-R004 Betriebsanleitung (Montage, Bedienung, Inbetriebnahme) zum Stellantrieb Handbuch (Betrieb und Einstellung) AUMATIC AC 01.1 Handbuch (Geräteintegration Feldbus) AUMATIC AC 01.1/ACExC 01.1 Referenzunterlagen sind erhältlich über Internet: oder direkt bei AUMA (siehe <Adressen>). Inhaltsverzeichnis 1. Terminologie Abkürzungen und Begriffe 2. Anwendung und Gültigkeit Anwendungsbereich 2.2. Normen 2.3. Gültige Gerätetypen 3. Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen Projektierung (Antriebsauslegung) 3.2. Konfiguration (Einstellung) 3.3. Einsatzbedingungen (Umweltbedingungen) 4. Sicherheitstechnisches Systeme und Sicherheitsfunktionen Sicherheitstechnisches System mit einem Stellantrieb 4.2. Sicherheitsfunktionen 4.3. Redundanter Systemaufbau 5. Installation, Inbetriebnahme und Betrieb Installation 5.2. Inbetriebnahme 5.3. Betrieb 5.4. Lebensdauer 5.5. Außerbetriebsetzung 6. Prüfungen und Wartung Sicherheitseinrichtung überprüfen 6.2. Proof-Test (Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs) 6.3. Wartung 7. Sicherheitstechnische Kennzahlen Bestimmung der Kennzahlen 7.2. Spezifische Kennzahlen für Stellantriebe der Baureihe SA.1 8. SIL Konformitätserklärung (Beispiel)... Stichwortverzeichnis... Adressen... Seite

3 Stellantriebe Terminologie 1. Terminologie Informationsquellen EN , Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme Teil 4: Begriffe und Abkürzungen EN , Funktionale Sicherheit Sicherheitstechnische Systeme für die Prozessindustrie Teil 1: Allgemeines, Begriffe, Anforderungen an Systeme, Software und Hardware 1.1. Abkürzungen und Begriffe Für die Bewertung der Sicherheitsfunktionen werden in erster Linie die Lambda-Werte bzw. der PFD-Wert (Probability of Dangerous Failure on Demand) und der SFF-Wert (Safe Failure Fraction) benötigt. Zur Bewertung der Einzelkomponenten sind weitere Kennzahlen notwendig. In nachfolgender Tabelle werden diese kurz erläutert. Tabelle 1: Abkürzungen Sicherheitstechnische Kennzahlen Kennzahl λ S λ D λ DU λ DD DC MTBF SFF PFD avg HFT T proof Englisch Lambda Safe Lambda Dangerous Lambda Dangerous Undedected Lambda Dangerous Dedected Diagnostic Coverage Mean Time Between Failure Safe Failure Fraction Average Probability of dangerous Failure on Demand Hardware Failure Tolerance Time for proof Beschreibung Anzahl der sicheren Ausfälle Anzahl der gefährlichen Ausfälle Anzahl der unentdeckten gefährlichen Ausfälle Anzahl der entdeckten gefährlichen Ausfälle Diagnosedeckungsgrad - Verhältnis der Ausfallrate der durch Diagnosetests erkannten gefährlichen Fehler zur Gesamtrate gefährlicher Fehler der Komponente oder des Teilsystems. Der Diagnosedeckungsgrad beinhaltet keine bei Wiederholungsprüfungen (proof tests) festgestellten Fehler Mittlere Zeit zwischen dem Auftreten von zwei aufeinander folgenden Fehlern Anteil ungefährlicher Ausfälle Mittlere Wahrscheinlichkeit Gefahr bringender Ausfälle einer Sicherheitsfunktion im Anforderungsfall Fähigkeit einer Funktionseinheit, eine geforderte Funktion bei Bestehen von Fehlern oder Abweichungen weiter auszuführen. Eine HFT = n bedeutet, dass die Funktion bei bis zu n gleichzeitig auftretenden Fehlern noch sicher ausgeführt werden kann. Intervall für Wiederholungsprüfung SIL Sicherheitsfunktion Sicherheitstechnische Funktion (SIF) Sicherheitstechnisches System (SIS) Sicherheits-Integritätslevel (Safety Integrity Level). Die internationale Norm IEC definiert 4 Level (SIL 1 bis SIL 4). Funktion, die von einem SIS oder einem sicherheitsbezogenen System zur Risikominderung ausgeführt wird, mit dem Ziel, im Falle eines festgelegten gefährlichen Vorfalls einen sicheren Zustand für die Anlage/Einrichtung zu erreichen oder aufrechtzuerhalten. Funktion mit vorgegebenem Sicherheitsintegritätslevel (SIL), die zum Erreichen der funktionalen Sicherheit notwendig ist. Sicherheitstechnisches System zur Ausführung einer oder mehrerer sicherheitstechnischer Funktionen. Ein SIS besteht aus Sensor(en), Logiksystem und Aktor(en). 3

4 Terminologie Stellantriebe Sicherheitsbezogenes System Ein sicherheitsbezogenes System schließt alles (Hardware, Software, menschliche Faktoren) ein, das zur Ausführung von einer oder mehrerer Sicherheitsfunktionen erforderlich ist. Dabei würden Ausfälle der Sicherheitsfunktion eine signifikante Zunahme des Sicherheitsrisikos für Personen und/oder Umwelt bedeuten. Ein sicherheitsbezogenes System kann eine eigenständige Anlage zur Ausführung einer bestimmten Sicherheitsfunktion sein oder in eine andere Anlage integriert sein. Wiederholungsprüfung MTTR (Mean Time To Restoration) MRT (Mean Repair Time) Gerätetyp (Typ A und Typ B) Eine wiederkehrende Prüfung zur Aufdeckung von Ausfällen in einem sicherheitsbezogenen System, so dass nötigenfalls das System in einen "Wie-Neu"-Zustand gebracht oder so nah wie unter praktischen Gesichtspunkten möglich an diesen Zustand herangebracht werden kann. Mittlere Zeit bis zur Wiederherstellung nach dem Auftreten eines Fehlers. Diese gibt an, wie lange die Wiederherstellung des Systems im Mittel dauert. Sie ist somit ein wichtiger Parameter für die Systemverfügbarkeit. In dieser Zeit ist auch die Zeit bis zur Entdeckung des Fehlers, das Planen der Aufgaben sowie der Betriebsmittel enthalten. Sie sollte so kurz wie möglich gehalten werden. Die mittlere Reparaturdauer gibt die mittlere Dauer an, die zur Reparatur eines Systems benötigt wird. Die MRT ist wichtig, um die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit eines Systems zu bestimmen. Die MRT sollte möglichst kurz sein. Die Stellantriebs-Steuerung kann als Gerät vom Typ A betrachtet werden, wenn für alle Komponenten, die zur Erreichung der sicherheitstechnischen Funktion erforderlich sind, alle folgenden Bedingungen erfüllt sind: Die Ausfallarten für alle beteiligten Komponenten sind gut definiert. Das Verhalten im Fehlerfall kann vollständig vorhergesagt werden. Es liegen ausreichend abhängige Ausfalldaten aus dem Feld vor, um nachzuweisen dass die angegebenen Ausfallraten erfüllt sind (Confidence Level min. 70%). Die Stellantriebs-Steuerung muss als Gerät vom Typ B betrachtet werden, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen zutreffen: PTC (Proof Test Coverage) Der Ausfall mindestens eines Elementes ist nicht gut definiert. Das Verhalten im Fehlerfall ist nicht bekannt. Es gibt keine zuverlässigen Fehlerangaben der Feldgeräte, um die Ausfallrate für die ermittelten und unentdeckten gefährlichen Ausfälle zu stützen. Der Proof Test Coverage beschreibt den Anteil der aufdeckbaren Ausfälle durch einen Proof-Test. 4

5 Stellantriebe Anwendung und Gültigkeit 2. Anwendung und Gültigkeit 2.1. Anwendungsbereich 2.2. Normen AUMA Stellantriebe und Stellantriebs-Steuerungen mit den in diesem Handbuch genannten Sicherheitsfunktionen sind für die Betätigung von Industriearmaturen bestimmt und eignen sich für den Einsatz in sicherheitstechnischen Systemen nach IEC bzw. IEC Die Stellantriebe und Stellantriebs-Steuerungen erfüllen folgende Anforderungen: IEC 61508, Ausgabe 1: Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme. Niederspannungsrichtlinie (2006/95/EG) Richtlinie (EMV) (2004/108/EG) Explosionsschutz nach ATEX (versionsabhängig) 2.3. Gültige Gerätetypen Tabelle 2: Geeignete Gerätetypen der Baureihen SA.1 Die in diesem Handbuch enthaltenen Angaben zur Funktionalen Sicherheit sind für die hier angegebenen Gerätetypen gültig. Typ AUMA Steuerung Motor Spannungsversorgung Betriebsart Ansteuerung Kennzahlen Tabelle SA 07.1 SA 16.1 SAR 07.1 SAR 16.1 SAExC 07.1 SAExC 16.1 SARExC SARExC 16.1 AC 01.1 ACExC ph AC S2-15 min S2-30 min S4-25 % S4-50 % ESD AUF/ZU (NOT-Signal) 5 Tabelle 3: Geeignete Gerätetypen der Baureihe SG.1 Typ AUMA Steuerung Motor Spannungsversorgung Betriebsart Ansteuerung Kennzahlen Tabelle SG 05.1 SG 12.1 SGExC 05.1 SGExC 12.1 AC 01.1 ACExC ph AC 1 ph AC 24 V DC S2-15 min ESD AUF/ZU (NOT-Signal) auf Anfrage Die Hardware, Software und die Konfiguration des Stellantriebs und/oder der Stellantriebs-Steuerung darf ohne schriftliche Zustimmung von AUMA nicht verändert werden. Unauthorisierte Veränderungen können die Sicherheitskennzahlen und SIL Niveaus negativ beeinflussen. 5

6 Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen Stellantriebe 3. Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen 3.1. Projektierung (Antriebsauslegung) Für die Projektierung (Antriebsauslegung) der Stellantriebe werden in erster Linie die benötigten maximalen Drehmomente, Laufmomente und die Stellzeiten berücksichtigt. Falsche Antriebsauslegung kann zu Schäden an den Geräten im sicherheitsbezogenen System führen! Mögliche Folgen sind z.b.: Schäden an der Armatur, Überhitzung des Motors, Verkleben der Schütze, defekte Thyristoren, Erwärmung bzw. Beschädigung von Leitungen. Die technischen Daten der Stellantriebe sind bei der Antriebsauslegung unbedingt zu berücksichtigen. Es muss genügend Reserve eingeplant werden um sicherzustellen, dass die Stellantriebe in der Lage sind, die Armatur auch im Störfall und bei Unterspannungsbedingungen zuverlässig zu Schließen bzw. zu Öffnen Konfiguration (Einstellung) Die Konfiguration (Einstellung) der sicherheitsbezogenen Funktionen erfolgt wie in der Betriebsanleitung bzw. wie hier im Handbuch (Funktionale Sicherheit) beschrieben. Vor der Inbetriebnahme des Antriebs mit integrierter Steuerung, müssen die folgenden Konfigurationen, je nach festgelegter Sicherheitsfunktion, überprüft und gegebenenfalls angepasst werden. Sicherheitsfunktion ESD (sicheres ÖFFNEN/SCHLIESSEN) konfigurieren: Das Signalverhalten der ESD Funktion muss festgelegt werden: Parameter NOTVERHALTEN (1610) = ZUERST GUT-ZUSTAND (Eine ESD Fahrt wird nur dann ausgelöst, wenn das Signal am Eingang NOT von 24 V DC auf 0 V wechselt, d.h. nur dann wenn schon vorher ein 24 V Signal am Eingang anlag.) Der Betriebsmodus (Betriebsart) muss für die ESD Funktion aktiviert werden: Parameter BETRIEBSART NOT (M1612) = FERN UND ORT (ESD Fahrt wird bei angelegtem Signal ausgeführt, wenn der Wahlschalter in Stellung Fernbedienung (FERN) oder Ortsbedienung (ORT) steht. Die Aktion des Antriebs bei der ESD Funktion muss festgelegt werden: - Parameter NOTAKTION (M1611) = ZU Der Antrieb fährt in Endlage ZU - Parameter NOTAKTION (M1611) = AUF Der Antrieb fährt in Endlage AUF Folgende Signale sollen bei aktiver ESD Funktion überbrückt werden: Parameter NOTUEBERBRUECKUNG (M1603)= KEINE 3.3. Einsatzbedingungen (Umweltbedingungen) Bei der Projektierung und beim Einsatz der Stellantriebe in sicherheitstechnischen Systemen ist darauf zu achten, dass die zulässigen Einsatzbedingungen, aber auch die EMV Anforderungen durch die umgebenden Geräte eingehalten werden. Die Einsatzbedingungen sind im technischen Datenblatt angegeben: Schutzart Korrosionsschutz Umgebungstemperatur Schwingungsfestigkeit (Vibration) Wenn die tatsächlichen Umgebungstemperaturen eine höhere durchschnittliche Temperatur als +40 C aufweisen, müssen die Lambdawerte mit einem 6

7 Stellantriebe Projektierung, Konfiguration und Einsatzbedingungen Sicherheitsfaktor beaufschlagt werden. Bei einer Durchschnittstemperatur von +60 C beträgt dieser Faktor 2,5. 7

8 Sicherheitstechnisches Systeme und Sicherheitsfunktionen Stellantriebe 4. Sicherheitstechnisches Systeme und Sicherheitsfunktionen 4.1. Sicherheitstechnisches System mit einem Stellantrieb Typischerweise besteht ein sicherheitstechnisches System mit einem Stellantrieb aus den im Bild dargestellten Komponenten. Bild 1: Typisches sicherheitstechnisches System 4.2. Sicherheitsfunktionen 4.3. Redundanter Systemaufbau [1] Sensor [2] Steuerung (Standard- und Sicherheits-SPS) [3] Stellantrieb mit Stellantriebs-Steuerung [4] Armatur [5] Prozessleitsystem Der Safety Integrity Level ist immer einem gesamten sicherheitstechnischen System, nicht einer Einzelkomponente zugeordnet. Für eine einzelne Komponente (z.b. einem Stellantrieb) werden sicherheitstechnische Kennzahlen ermittelt. Anhand dieser Kennzahlen können die Geräte dann einem möglichen Safety Integrity Level (SIL) zugeordnet werden. Die endgültige Einstufung des sicherheitstechnischen Systems ergibt sich allerdings erst anhand der Betrachtung und Berechnung des Gesamtsystems. Zur Bestimmung der sicherheitstechnischen Kennzahlen muss die Sicherheitsfunktion des Gerätes (Funktion, welche im Notfall ausgeführt werden muss, um die Anlage in einen sicheren Zustand zu fahren) berücksichtigt werden. Für die Stellantriebe wurden zur Berechnung der sicherheitstechnischen Kennzahlen folgende Sicherheitsfunktionen berücksichtigt: ESD Funktion (Emergency Shut Down): sicheres ÖFFNEN/SCHLIESSEN - Durch ein Signal (Standard: Low Aktiv) fährt der Stellantrieb in die konfigurierte Richtung (AUF/ZU). ESD Funktion: sicheres ÖFFNEN/SCHLIESSEN mit Partial Valve Stroke Test - Ein Partial Valve Stroke Test erfordert zusätzliche Maßnahmen in der externen Steuerung (Sicherheits-SPS). Neben dem bereits beschriebenen typischen sicherheitstechnischen System mit einem Stellantrieb kann zur weiteren Erhöhung der Sicherheit auch ein zweiter, redundanter Stellantrieb mit Stellantriebs-Steuerung in das sicherheitstechnische 8

9 Stellantriebe Sicherheitstechnisches Systeme und Sicherheitsfunktionen System eingebaut werden. Welche Variante gewählt werden muss ist vom Gesamtsystem abhängig. Bild 2: Redundantes System mit ESD für sicheres SCHLIESSEN Bild 3: Redundantes System mit ESD für sicheres ÖFFNEN 9

10 Installation, Inbetriebnahme und Betrieb Stellantriebe 5. Installation, Inbetriebnahme und Betrieb Information Installation und Inbetriebnahme muss durch einen Montagebericht und ein Abnahmeprüfzeugnis dokumentiert werden. Die Installation darf nur durch ausgebildetes Fachpersonal erfolgen Installation Die allgemeine Installation (Montage, Elektroanschluss) muss entsprechend der zum Gerät zugehörigen Betriebsanleitung und dem beigefügten, auftragsbezogenen Schaltplan durchgeführt werden. Bild 4: Beispiel Schaltplan mit ESD Eingang NOT und Sammelstörmeldung K1 [1] ESD Eingang NOT [2] Sammelstörmeldung über Melderelais K1 Bei AUMA Stellantrieben mit der Stellantriebs-Steuerung AUMATIC kann das Eingangssignal ESD des Eingangs NOT je nach Kundenwunsch Low Aktiv oder High Aktiv bzw. in Richtung AUF oder ZU ausgeführt sein. Bei der Ausführung AUMATIC mit Sicherheitsfunktion ESD sicheres ÖFF- NEN/SCHLIESSEN über den ESD Eingang NOT wird der Antrieb bei Anforderung unabhängig von der Wahlschalterstellung in die sichere Position gefahren. Bei der ESD Funktion muss die sichere Position (AUF oder ZU) vorab im Werk eingestellt werden. Bei Ansprechen des Thermoschutzes oder der Drehmomentschalter, wird über die Sammelstörmeldung K1 ein Signal gegeben. Diese Fehlermeldung muss in der Sicherheits-SPS unbedingt ausgewertet werden. Im Falle einer Störmeldung ist der Antrieb unverzüglich zu überprüfen und in Stand zu setzen. Für die Ausführung der Sicherheitsfunktion ESD sicheres ÖFFNEN/SCHLIES- SEN muss eine 3 phasige Versorgungsspannung verfügbar sein. Bei Phasenausfall oder Unterspannung wird über das Störmelderrelais ebenfalls ein Alarm angezeigt. Die mittlere LED an der Ortssteuerstelle der Steuerung AUMATIC leuchtet rot. Information Die Anzeige der Armaturenstellung über ein Potentiometer, 4 20 ma oder MWG Signale ist möglich. Dies ist jedoch nicht Bestandteil der Ermittlung der sicherheitstechnischen Kennzahlen Inbetriebnahme Für die allgemeine Inbetriebnahme muss die zum Gerät zugehörige Betriebsanleitung beachtet werden. 10

11 Stellantriebe Installation, Inbetriebnahme und Betrieb Antrieb kann beim Einschalten sofort losfahren! Personenschäden oder Schäden an Armatur möglich. Sicherstellen, dass das Eingangssignal ESD (NOT) entsprechend der Konfiguration beim Einschalten anliegt. Nach der Inbetriebnahme muss eine Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs erfolgen. Die Überprüfung muss mindestens alle unter den Kapiteln <Sicherheitseinrichtung überprüfen> und <Proof-Test (Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs)> beschriebenen Prüfungen umfassen Betrieb Voraussetzung für einen sicheren Betrieb ist die regelmäßige Wartung und die Überprüfung des Gerätes in den vom Anlagenbetreiber festgelegten T proof Intervallen. Für den Betrieb muss die zum Gerät zugehörige Betriebsanleitung beachtet werden. Für die Sicherstellung der Energieversorgung ist der Anlagenbetreiber zuständig. Bei einem Fehler muss das System umgehend überprüft, und die Anlage ggf. in den sicheren Zustand gebracht werden. Bevor das System danach wieder in den normalen Betrieb versetzt wird, müssen die Prüfungen gemäß der Kapitel <Sicherheitseinrichtung überprüfen> und <Proof-Test (Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs)> erfolgreich durchgeführt werden Lebensdauer 5.5. Außerbetriebsetzung Die Lebensdauer der Stellantriebe ist in den technischen Daten bzw. in der Betriebsanleitung beschrieben. Die sicherheitsbezogenen Kennzahlen gelten für die in den technischen Daten festgelegten Zyklen bzw. Regelschritte und für einen Zeitraum von typischer Weise 10 bis 15 Jahren. Danach steigt die Ausfallwahrscheinlichkeit an. Falls der Antrieb mit Sicherheitsfunktion außer Betrieb gesetzt wird, muss Folgendes beachtet werden: Der Einfluss der Außerbetriebsetzung auf zugehörige Geräte, Einrichtungen oder andere Arbeiten muss evaluiert werden. Die Sicherheits- und Warnhinweise der zum Stellantrieb gehörenden Betriebsanleitung müssen eingehalten werden. Die Außerbetriebsetzung darf nur durch ausgebildetes Fachpersonal erfolgen. Die Außerbetriebsetzung muss sachgerecht dokumentiert werden. 11

12 Prüfungen und Wartung Stellantriebe 6. Prüfungen und Wartung Prüfung- und Wartungsarbeiten dürfen nur durch autorisiertes Fachpersonal durchgeführt werden, das in funktionaler Sicherheit geschult ist. Information Die Durchführung einer Prüfung/Wartung muss durch einen Prüf-/Wartungsbericht dokumentiert werden Sicherheitseinrichtung überprüfen Sämtliche Schutzfunktionen in einer Sicherheitseinrichtung müssen in angemessenen Intervallen auf ihre Funktionsfähigkeit und Sicherheit überprüft werden. Die Intervalle für die Überprüfung der Sicherheitseinrichtung muss der Betreiber festlegen Proof-Test (Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs) Mit dem Proof-Test werden die sicherheitsbezogenen Funktionen des Stellantriebs und der Stellantriebs-Steuerung geprüft. Der Proof-Test soll gefährliche Fehler aufdecken, die sonst bis zum Auslösen einer Sicherheitsfunktion unentdeckt bleiben und dann zu einer Gefahr werden könnten. Vorab muss das Antriebssystem einer optischen Prüfung unterzogen werden. Dabei soll das System auf äußere Schäden und Korrosion überprüft werden. Weiterhin sollten die elektrischen und mechanischen Anschlüsse überprüft und der Antrieb bezüglich auffälliger Geräusche beobachtet werden. Durch eine Laufzeitmessung des Öffnungs- bzw. Schließvorgangs können bei Abweichung weitere Fehler detektiert werden. Zur Prüfung der Sicherheitsfunktion wird der sicherheitsbezogene Signaleingang entsprechend beschaltet. Der Stellantrieb muss in der Folge die Sicherheitsfunktion (ohne Fehlermeldung am Melderelais K1) ausführen. Checkliste zur Überprüfung und Validierung der Sicherheitsfunktionen: ESD Eingang NOT über Eingang (XK8) überprüft? Sammelstörmelderelais (K1) überprüft? Das Sammelstörmelderelais kann über die manuelle Prüfung der Drehmomentschalter mit den Testknöpfen aktiviert werden. Siehe dazu die entsprechenden Kapitel in der Betriebsanleitung. Intervalle: Ein Proof-Test-Intervall beschreibt die Zeit zwischen zwei Proof-Tests. Die Funktionsfähigkeit muss in angemessenenen Intervallen überprüft werden. Die Intervalle muss der Betreiber festlegen. In jedem Fall muss nach der Inbetriebnahme und nach jeder Wartung oder Reparatur, sowie bei den in der Sicherheitsbetrachtung festgelegten T proof Intervallen die sicherheitsbezogenen Funktionen überprüft werden Wartung Wartungs- und Servicearbeiten dürfen nur durch autorisiertes Fachpersonal durchgeführt werden, das in funktionaler Sicherheit geschult ist. Nach Wartungs- und Servicearbeiten ist zusätzlich zur Funktionsprüfung eine Validierung der Sicherheitsfunktion die mindestens alle unter den Kapiteln <Sicherheitseinrichtung überprüfen> und <Proof-Test (Überprüfung auf sichere Funktion des Antriebs)> beschriebenen Prüfungen enthält unbedingt erforderlich. Falls bei der Wartung ein Fehler festgestellt wird, muss dieser an die AUMA Riester GmbH & Co. KG gemeldet werden. 12

13 Stellantriebe Sicherheitstechnische Kennzahlen 7. Sicherheitstechnische Kennzahlen 7.1. Bestimmung der Kennzahlen Bei der Berechnung der sicherheitstechnischen Kennzahlen wurden die genannten Sicherheitsfunktionen zu Grunde gelegt. Die Bewertung der Hardware erfolgte auf Basis einer Failure Modes, Effects and Diagnostic Analysis (FMEDA). Eine FMEDA ist ein Schritt zur Bewertung der Funktionalen Sicherheit eines Gerätes gemäß IEC Auf Basis der FMEDA werden die Ausfallraten und der Anteil ungefährlicher Ausfälle des Gerätes bestimmt. Die Ausfallquoten für mechanische Teile wurden aus Feldrücklaufdaten und aus der EXIDA Datenbank für mechanische Teile abgeleitet. Die elektronischen Ausfallraten sind die Basisausfallraten aus der SIEMENS- Norm SN Gemäß Tabelle 2 der IEC , liegt der durchschnittliche PFD Wert für Systeme, welche für Low Demand Mode ausgelegt sind, bei: - SIL 1 Sicherheitsfunktionen: 10-2 bis < SIL 2 Sicherheitsfunktionen: 10-3 bis < SIL 3 Sicherheitsfunktionen: 10-4 bis < 10-3 Da Stellantriebe aber nur einen Teil der gesamten Sicherheitsfunktion darstellen, sollte der PFD des Stellantriebes mit AUMATIC AC 01.1/ACExC 01.1 nicht mehr als 25 % des zulässigen Gesamtwertes (PFD avg ) einer Sicherheitsfunktion betragen. Dies ergibt folgende Werte: - PFD Stellantrieb für SIL 1 Anwendungen: 2,50E-02 Die elektrischen Stellantriebe mit Stellantriebs-Steuerung AUMATIC sind als Typ B Komponenten mit einer Hardwarefehlertoleranz von 0 eingestuft. Für das Typ B Teilsystem soll der SFF 60 % bis < 90 % gemäß Tabelle 2 aus IEC für SIL 1 (Teilsysteme mit einer Hardwarefehlertoleranz von 0) sein. Für das Typ B Teilsystem soll der SFF zwischen 90 % und < 99 % gemäß Tabelle 2 der IEC für SIL 2 (Teilsysteme mit einer Hardwarefehlertoleranz von 0) sein. Wie bereits bei der Projektierung erwähnt, ist für die Sicherstellung der Energieversorgung und die daraus resultierenden Berechnungen der Anlagenbetreiber zuständig. Der Anlagenbetreiber ist dafür verantwortlich, die angenommene MTTR einzuhalten, da ansonsten die Angaben der quantitativen Ergebnisse nicht mehr gültig sind Spezifische Kennzahlen für Stellantriebe der Baureihe SA.1 Die nachfolgenden Kennzahlentabellen zeigen beispielhaft die sicherheitstechnischen Kennzahlen für die verschiedenen Ausführungen. Die vollständigen Datensätze der sicherheitstechnischen Kennzahlen aller Varianten sind im EXIDA Prüfbericht zu finden. Tabelle 4: Baureihe SA.1 in Ausführung AUMATIC AC 01.1 SA 07.1 SA 16.1/SAR 07.1 SAR 16.1 SAExC 07.1 SAExC 16.1/SARExC 07.1 SARExC 16.1 Schaltplan ACP 11A1 2M0CA-004 KMS TP180/001 Fehlerauswertung durch Sammelstörmelderelais K1 ESD Sicherheitsfunktion über Eingang NOT Sicherheitsfunktion Referenz λsafe λ DD ESD AUMA 07/07-32 R004 Version V FIT 531 FIT ESD mit PVST 1) AUMA 07/07-32 R004 Version V FIT 1212 FIT λ DU 1127 FIT 446 FIT DC D 32 % 73 % MTBF 37 Jahre 37 Jahre 13

14 Sicherheitstechnische Kennzahlen Stellantriebe SA 07.1 SA 16.1/SAR 07.1 SAR 16.1 SAExC 07.1 SAExC 16.1/SARExC 07.1 SARExC 16.1 Schaltplan ACP 11A1 2M0CA-004 KMS TP180/001 Fehlerauswertung durch Sammelstörmelderelais K1 ESD Sicherheitsfunktion über Eingang NOT Sicherheitsfunktion Referenz SFF T proof = 1 Jahr SIL AC 2) ESD AUMA 07/07-32 R004 Version V13 62 % PFD avg = 4,91E-03 SIL 1 ESD mit PVST 1) AUMA 07/07-32 R004 Version V14 85 % PFD avg = 2,17E-03 SIL 1 1) 2) Partial Valve Stroke Test soll mindestens 10 Mal häufiger durchgeführt werden als die zu erwartende Anforderungsrate. SIL AC bedeutet, dass die errechneten Daten innerhalb der Reihe für die entsprechende SIL liegen, aber bedeutet nicht, dass alle IEC relevanten Bedingungen erfüllt werden. 14

15 Stellantriebe SIL Konformitätserklärung (Beispiel) 8. SIL Konformitätserklärung (Beispiel) 15

16 SIL Konformitätserklärung (Beispiel) Stellantriebe 16

17 Stellantriebe Stichwortverzeichnis Stichwortverzeichnis A Anteil ungefährlicher Ausfälle 3, 13 (SFF) Antriebsauslegung 6 Anwendungsbereich 5 Ausfallwahrscheinlichkeit 3, 11 Außerbetriebsetzung 11 B Betrieb 11 D DC 3 Diagnosedeckungsgrad 3 E Einsatzbedingungen 6 Einstellung 6 G Gerätetypen 5 S SFF 3 SIL 3 Sicherheitsbezogenes System 4 Sicherheitsfunktion 3 Sicherheitsfunktionen 8 Sicherheitstechnische Funktion 3 (SIF) Sicherheitstechnisches System 8 Sicherheitstechnisches System 3 (SIS) T T proof 3 U Umweltbedingungen 6 W Wartung 12 Wiederholungsprüfung 4, 12 H HFT 3 I Inbetriebnahme 10 Installation 10 Intervall für Wiederholungsprüfung 3 K Kennzahlen 13 Konfiguration 6 Konformitätserklärung 15 L Lambda-Werte 3, 13 Lebensdauer 11 Low Demand Mode 13 M MRT (Mean Repair Time) 4 MTBF 3 MTTR (Mean Time To Restoration) 4 Mittlere Ausfallwahrscheinlichkeit 3 (MTBF) N Normen 5 P PFD 3 PFD Stellantrieb 13 Projektierung 6 Proof-Test 12 Prüfungen 12 17

18 AUMA weltweit Europa AUMA Riester GmbH & Co. KG Werk Müllheim DE Müllheim Tel Werk Ostfildern-Nellingen DE Ostfildern Tel Service-Center Bayern DE Eching Tel Service-Center Köln DE Köln Tel Service-Center Magdeburg DE Niederndodeleben Tel AUMA-Armaturenantriebe Ges.m.b.H. AT 2512 Tribuswinkel Tel AUMA BENELUX B.V. B. A. BE 8800 Roeselare Tel ProStream Group Ltd. BG 1632 Sofia Tel [email protected] OOO Dunkan-Privod BY Minsk Tel [email protected] AUMA (Schweiz) AG CH 8965 Berikon Tel [email protected] AUMA Servopohony spol. s.r.o. CZ Brandýs n.l.-st.boleslav Tel [email protected] GRØNBECH & SØNNER A/S DK 2450 København SV Tel [email protected] IBEROPLAN S.A. ES Madrid Tel [email protected] AUMA Finland Oy FI Espoo Tel [email protected] AUMA France S.A.R.L. FR Taverny Cedex Tel [email protected] AUMA ACTUATORS Ltd. GB Clevedon, North Somerset BS21 6TH Tel [email protected] D. G. Bellos & Co. O.E. GR Acharnai, Athens Tel [email protected] APIS CENTAR d. o. o. HR Bestovje Tel [email protected] Fabo Kereskedelmi és Szolgáltató Kft. HU 8800 Nagykanizsa Tel / [email protected] Falkinn HF IS 108 Reykjavik Tel [email protected] AUMA ITALIANA S.r.l. a socio unico IT Cerro Maggiore (MI) Tel [email protected] AUMA BENELUX B.V. LU Leiden (NL) Tel [email protected] NB Engineering Services MT ZBR 08 Zabbar Tel [email protected] AUMA BENELUX B.V. NL 2314 XT Leiden Tel [email protected] SIGUM A. S. NO 1338 Sandvika Tel [email protected] AUMA Polska Sp. z o.o. PL Sosnowiec Tel [email protected] INDUSTRA PT Sintra Tel [email protected] SAUTECH RO Bucuresti Tel [email protected] OOO PRIWODY AUMA RU Khimki, Moscow region Tel [email protected] OOO PRIWODY AUMA RU Moscow Tel [email protected] ERICHS ARMATUR AB SE Malmö Tel [email protected] ELSO-b, s.r.o. SK Nitra Tel / [email protected] Auma Endüstri Kontrol Sistemleri Limited Sirketi TR Ankara Tel [email protected] AUMA Technology Automations Ltd UA Kiev Tel [email protected] Afrika Solution Technique Contrôle Commande DZ Bir Mourad Rais, Algiers Tel /18 [email protected] A.T.E.C. EG Cairo Tel [email protected] SAMIREG MA Casablanca Tel [email protected] MANZ INCORPORATED LTD. NG Port Harcourt Tel [email protected] 18

19 AUMA weltweit AUMA South Africa (Pty) Ltd. ZA 1560 Springs Tel Amerika AUMA Argentina Rep.Office AR Buenos Aires Tel AUMA Automação do Brazil ltda. BR Sao Paulo Tel TROY-ONTOR Inc. CA L4N 8X1 Barrie, Ontario Tel AUMA Chile Representative Office CL Buin Tel [email protected] Ferrostaal de Colombia Ltda. CO Bogotá D.C. Tel [email protected] Transcontinental Trading Overseas SA. CU Ciudad Habana Tel / [email protected] AUMA Región Andina & Centroamérica EC Quito Tel [email protected] Corsusa International S.A.C. PE Miraflores - Lima Tel / 0044 / 2321 [email protected] Control Technologies Limited TT Marabella, Trinidad, W.I. Tel / AUMA ACTUATORS INC. US PA Canonsburg Tel AUMA (2862) [email protected] Suplibarca VE Maracaibo, Estado, Zulia Tel [email protected] Asien AUMA Actuators UAE Support Office AE 287 Abu Dhabi Tel [email protected] AUMA Actuators Middle East BH Salmabad Tel [email protected] Mikuni (B) Sdn. Bhd. BN KA1189 Kuala Belait Tel / [email protected] AUMA Actuators (Tianjin) Co., Ltd. Beijing Branch CN Beijing Tel [email protected] cn.auma.com PERFECT CONTROLS Ltd. HK Tsuen Wan, Kowloon Tel [email protected] PT. Carakamas Inti Alam ID Jakarta Tel [email protected] AUMA INDIA PRIVATE LIMITED. IN Bangalore Tel [email protected] ITG - Iranians Torque Generator IR Teheran [email protected] Trans-Jordan Electro Mechanical Supplies JO Amman Tel [email protected] AUMA JAPAN Co., Ltd. JP Kawasaki-shi, Kanagawa Tel +81-(0) [email protected] DW Controls Co., Ltd. KR Gasan-dong, GeumChun-Gu,, Seoul Tel [email protected] Al-Arfaj Engineering Co WLL KW Salmiyah Tel [email protected] TOO Armaturny Center KZ Atyrau Tel [email protected] Network Engineering LB JBEIL, Beirut Tel [email protected] AUMA Malaysia Office MY Seremban, Negeri Sembilan Tel [email protected] Mustafa Sultan Science & Industry Co LLC OM Ruwi Tel [email protected] FLOWTORK TECHNOLOGIES CORPORATION PH 1550 Mandaluyong City Tel [email protected] M & C Group of Companies PK Cavalry Ground, Lahore Cantt Tel , [email protected] Petrogulf W.L.L QA Doha Tel [email protected] AUMA Saudi Arabia Support Office SA Al Khobar Tel [email protected] AUMA ACTUATORS (Singapore) Pte Ltd. SG Singapore Tel [email protected] NETWORK ENGINEERING SY Homs [email protected] Sunny Valves and Intertrade Corp. Ltd. TH Yannawa, Bangkok Tel [email protected] Top Advance Enterprises Ltd. TW Jhonghe City, Taipei Hsien (235) Tel [email protected] AUMA Vietnam Hanoi RO VN Hanoi [email protected] Australien BARRON GJM Pty. Ltd. AU NSW 1570 Artarmon Tel [email protected] 19

20 AUMA Riester GmbH & Co. KG Werk Müllheim Postfach 1362 DE Müllheim Tel Fax Werk Ostfildern-Nellingen Postfach 1151 DE Ostfildern Tel Fax Service-Center Köln DE Köln Tel Fax Y /001/de/1.14 Detaillierte Informationen zu den AUMA Produkten finden Sie im Internet unter: