La vérification de la conception utilise la catégorie, le MTTFD, le DC et le CCF pour vérifier que le système proposé atteint le niveau de performance requis.
Des informations sur la fiabilité de chaque partie de la fonction de sécurité doivent être collectées. Pour cet exemple, l'exemple de fonction de sécurité ci-dessous sera utilisé pour montrer comment collecter et convertir les données de fiabilité du fabricant en informations pouvant être utilisées pour calculer la fiabilité du système.
- Le niveau de performance requis (PL r) est le niveau de performance d (PL d)
- La machine a un temps de cycle de 2 pièces par minute, soit 30 secondes
- La machine fonctionne 360 jours ouvrables par an à raison de 16 heures de travail par jour
Exemple d'informations sur la fiabilité des périphériques d'entrée
| Fiabilité du périphérique d'entrée | |
|---|---|
| Type | Type 4 (IEC 61496-1) |
| Niveau d'intégrité de sécurité | SIL 3 (CEI 61508) SIL CL3 (CEI 62061) |
| Catégorie | Catégorie 4 (EN ISO 13849) |
| Niveau de performance | PL e (EN ISO 13849) |
| PFHD
(probabilité moyenne d'une panne dangereuse par heure) |
15 * 10⁻⁹ (EN ISO 13849) |
Exemple d'informations sur la fiabilité des dispositifs logiques
| Fiabilité des dispositifs logiques | |
|---|---|
| Normes | EN 954-1, ISO 13849-1, CEI/EN 60204-1, CEI 60947-4-1, CEI 00947-5-1, ANSI B11.19, AS 4024, 1 |
| Classification de sécurité | Catégorie 4 selon EN 954-1 (ISO 13849-1), SIL CL3 selon EN IEC62061, PL e selon ISO 13849-1 |
| Données de sécurité fonctionnelle | MTTFD > 398 ans Adapté aux niveaux de performance PL e (selon ISO 13849-1:2006) et à une utilisation dans des systèmes SIL 3 (selon IEC 62061) en fonction de l'architecture et des caractéristiques de l'application |
| Certifications | Marqué CE pour toutes les directives applicables, cULus et DGUV |
Exemple d'informations sur la fiabilité des dispositifs de sortie
| Fiabilité du périphérique de sortie | |
|---|---|
| Classification de sécurité | Catégorie max 4, PL e, SIL 3 |
| Valeur B10D | 20 millions de cycles |
| Surveillance | Dynamique, cyclique, externe avec équipement fourni par le client. La surveillance doit vérifier l'état des deux capteurs de position de vanne avec tous les changements d'état des signaux de commande de vanne. |
| Couverture diagnostique (DC) | Élevée, 99% |
| Certifications | Marqué CE pour toutes les directives applicables, cULus et DGUV |
Calcul du Nombre d'Opérations (nop)
La première étape du calcul du MTTFD d'un système consiste à déterminer le nombre d'opérations (nop) par an de la fonction de sécurité.
Cela se fait en collectant les informations suivantes :
Calcul du MTTFD
La deuxième étape du calcul du MTTFD d'un système de sécurité utilise le nop et la fiabilité calculés de chaque composant de la fonction de sécurité pour déterminer la fiabilité du système. Les rapports sur la fiabilité des composants varient d'un fabricant à l'autre et d'un type d'appareil à l'autre.
Cela se fait en collectant les informations suivantes :
Si les périphériques d'entrée, logiques et de sortie sont des périphériques à double canal, ou si les mêmes périphériques d'entrée, logiques et de sortie sont utilisés sur les deux canaux, le calcul est terminé. Si les canaux 1 et 2 utilisent des appareils différents, un calcul de symétrisation supplémentaire doit être effectué. Voir exemple ci-dessous.
Pour l'exemple, le résultat est une fiabilité ÉLEVÉE car le calcul a abouti à un MTTFD de 188 ans.
| Dénotation de MTTFD | Niveau de MTTFD |
|---|---|
| Faible | 3 ans ≤ MTTFD < 10 ans |
| Moyen | 10 ans ≤ MTTFD < 30 ans |
| Haut | 30 ans ≤ MTTFD < 100 ans |
| MTTFD du système = 188 ans = ÉLEVÉ | |
Calcul de la Couverture Diagnostique (DC)
- Nombre d'opérations par an (Nop) = 69 120 cycles par an
- Dispositif d'entrée MTTFD = 7610 ans
- Dispositif logique MTTFD = 398 ans
- Dispositif de sortie MTTFD = 372 ans
- La capacité de surveillance du périphérique d'entrée = 99 %
- La capacité de surveillance du dispositif logique = 99 %
- La capacité de surveillance du périphérique de sortie = 99 %
Les données MTTFD calculées précédemment sont utilisées, ainsi que les données DC du Tableau E.1, pour déterminer le DC global du système.
Étant donné que la couverture globale du diagnostic du système est de 99 %, le système a une plage DC élevée.
Détermination du Score de Défaillance de Cause Commune
Les défaillances de cause commune (CCF) peuvent être évitées grâce à l’utilisation de bonnes pratiques d’ingénierie. Le tableau de notation CCF se trouve dans le tableau F.1 de la norme ISO 13849-1.
| N° | Mesure contre le CCF | Score | |
|---|---|---|---|
| 1 | Séparation / Ségrégation | 15 | |
| 2 | Diversité | 0 | |
| 3 | Conception / Application / Expérience | 20 | |
| 4 | Bilan / Analyse | 5 | |
| 5 | Compétence / Formation | 5 | |
| 6 | Environnement | 35 | |
| Total | 80 | ||
La norme ISO 13849-1 exige que le concepteur obtienne un score CCF de 65 ou plus pour prouver qu'il a utilisé de bonnes pratiques d'ingénierie et de conception pour réduire l'effet des défaillances systématiques. L'exemple ici obtient un score de 80 en raison de la conception et des composants sélectionnés.
Niveau de performance
La dernière étape du processus de vérification de la conception utilise le MTTFD calculé, le DC calculé et la structure sélectionnée pour déterminer si le niveau de performance atteint (PLa) atteint ou dépasse le niveau de performance requis (PLr). Dans le circuit d'exemple, le MTTFD est élevé, le DC est de 99 % et la structure est de catégorie 4. Par conséquent, le niveau de performance atteint est e, ce qui dépasse le niveau de performance requis de d (ci-dessus).
Logiciel SISTEMA
Les calculs précédents peuvent être fastidieux à réaliser et difficiles à documenter. La DGUV en Allemagne publie le SISTEMA « Outil logiciel d'Intégrité de Sécurité pour l'Evaluation des Applications Machines », qui est un logiciel gratuit permettant de créer des dispositifs et des fonctions de sécurité pour vérifier le PL du système. L'utilisateur modélise la structure en fonction de l'architecture de conception et remplit les valeurs MTTFD ou B10D, les données DC et CCF. De nombreux fabricants publient des bibliothèques de données SISTEMA contenant toutes les données pertinentes pour leurs produits qui peuvent être chargées dans la fonction de sécurité. Vous pouvez télécharger la bibliothèque SISTEMA de ROSS ci-dessous.
Voir les outils d'ingénierieCeci est un exemple de rapport SISTEMA qui montre le niveau de performance qui peut être atteint en utilisant certains produits sélectionnés.
Le logiciel SISTEMA utilise les données du fabricant du produit grâce à l’utilisation de bibliothèques importées.
