Maskinsikkerhed Sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer Del 2: Validering

Transkript

1 Dansk standard DS/EN ISO : udgave Maskinsikkerhed Sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer Del 2: Validering Safety of machinery Safety-related parts of control systems Part 2: Validation

2 DS/EN ISO :2014 København DS projekt: M ICS: Første del af denne publikations betegnelse er: DS/EN ISO, hvilket betyder, at det er en international standard, der har status både som europæisk og dansk standard. Denne publikations overensstemmelse er: IDT med: ISO :2012. IDT med: EN ISO :2012. DS-publikationen er på dansk og engelsk. Denne publikation erstatter: DS/EN ISO :2012 som kun forelå i engelsksproget version. Der er ikke foretaget ændringer i denne nye udgave, ud over at den danske oversættelse er indføjet. I tilfælde af tvivl om korrektheden af den danske oversættelse henvises til den engelske version. DS-publikationstyper Dansk Standard udgiver forskellige publikationstyper. Typen på denne publikation fremgår af forsiden. Der kan være tale om: Dansk standard standard, der er udarbejdet på nationalt niveau, eller som er baseret på et andet lands nationale standard, eller standard, der er udarbejdet på internationalt og/eller europæisk niveau, og som har fået status som dansk standard DS-information publikation, der er udarbejdet på nationalt niveau, og som ikke har opnået status som standard, eller publikation, der er udarbejdet på internationalt og/eller europæisk niveau, og som ikke har fået status som standard, fx en teknisk rapport, eller europæisk præstandard DS-håndbog samling af standarder, eventuelt suppleret med informativt materiale DS-hæfte publikation med informativt materiale Til disse publikationstyper kan endvidere udgives tillæg og rettelsesblade DS-publikationsform Publikationstyperne udgives i forskellig form som henholdsvis fuldtekstpublikation (publikationen er trykt i sin helhed) godkendelsesblad (publikationen leveres i kopi med et trykt DS-omslag) elektronisk (publikationen leveres på et elektronisk medie) DS-betegnelse Alle DS-publikationers betegnelse begynder med DS efterfulgt af et eller flere præfikser og et nr., fx DS 383, DS/EN 5414 osv. Hvis der efter nr. er angivet et A eller Cor, betyder det, enten at det er et tillæg eller et rettelsesblad til hovedstandarden, eller at det er indført i hovedstandarden. DS-betegnelse angives på forsiden. Overensstemmelse med anden publikation: Overensstemmelse kan enten være IDT, EQV, NEQ eller MOD IDT: Når publikationen er identisk med en given publikation. EQV: Når publikationen teknisk er i overensstemmelse med en given publikation, men præsentationen er ændret. NEQ: Når publikationen teknisk eller præsentationsmæssigt ikke er i overensstemmelse med en given standard, men udarbejdet på baggrund af denne. MOD: Når publikationen er modificeret i forhold til en given publikation.

3 EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM EN ISO October 2012 ICS Supersedes EN ISO :2008 English Version Safety of machinery - Safety-related parts of control systems - Part 2: Validation (ISO :2012) Sécurité des machines - Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité - Partie 2: Validation (ISO :2012) Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen - Teil 2: Validierung (ISO :2012) This European Standard was approved by CEN on 14 October CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2012 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members. Ref. No. EN ISO :2012: E

4 EN ISO :2012 (E) Contents Page Foreword...3 Annex ZA (informative) Relationship between this European Standard and the Essential Requirements of EU Directive 2006/42/EC...4 2

5 DS/EN ISO :2014 Indholdsfortegnelse Forord... 3 Anneks ZA (informativt) Sammenhæng mellem denne europæiske standard og de væsentlige krav i EU-direktiv 2006/42/EF... 4 Side 2 (da)

6 EN ISO :2012 (E) Foreword This document (EN ISO :2012) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 199 Safety of machinery in collaboration with Technical Committee CEN/TC 114 Safety of machinery the secretariat of which is held by DIN. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by endorsement, at the latest by April 2013, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by April Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. CEN [and/or CENELEC] shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. This document supersedes EN ISO :2008. This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association, and supports essential requirements of EU Directive. For relationship with EU Directive, see informative Annex ZA, which is an integral part of this document. According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organisations of the following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom. Endorsement notice The text of ISO :2012 has been approved by CEN as a EN ISO :2012 without any modification. 3

7 DS/EN ISO :2014 Forord Dette dokument (EN ISO :2012) er udarbejdet af teknisk komité ISO/TC 199, Safety of machinery, i samarbejde med teknisk komité CEN/TC 114, Safety of machinery, hvis sekretariat varetages af DIN. Denne europæiske standard skal inden april 2013 have status som national standard enten ved udgivelse af en identisk tekst eller ved formel godkendelse, og modstridende nationale standarder skal være trukket tilbage senest april Der gøres opmærksom på, at dele af denne standard eventuelt kan være genstand for patentrettigheder. CEN [og/ eller CENELEC] kan ikke drages til ansvar for at identificere sådanne rettigheder. Dette dokument erstatter EN ISO :2008. Dette dokument er udarbejdet af CEN i henhold til et mandat fra Europa-Kommissionen og EFTA, og det underbygger væsentlige krav i ét eller flere EU-direktiver. Sammenhængen med EU-direktiver er angivet i det informative anneks ZA, der er en integreret del af dette dokument. I henhold til CEN/CENELEC s interne regler er de nationale standardiseringsorganisationer i følgende lande forpligtet til at implementere denne europæiske standard: Belgien, Bulgarien, Cypern, Danmark, Den Tidligere Jugoslaviske Republik Makedonien, Estland, Finland, Frankrig, Grækenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Letland, Litauen, Luxembourg, Malta, Nederlandene, Norge, Polen, Portugal, Rumænien, Schweiz, Slovakiet, Slovenien, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjekkiet, Tyrkiet, Tyskland, Ungarn og Østrig. Godkendelse Teksten i ISO :2012 er godkendt af CEN som EN ISO :2012 uden ændringer. 3 (da)

8 EN ISO :2012 (E) Annex ZA (informative) Relationship between this European Standard and the Essential Requirements of EU Directive 2006/42/EC This European Standard has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association to provide a means of conforming to Essential Requirements of the New Approach Directive Machinery, 2006/42/EC. Once this standard is cited in the Official Journal of the European Union under that Directive and has been implemented as a national standard in at least one Member State, compliance with the normative clauses of this standard confers, within the limits of the scope of this standard, a presumption of conformity with the relevant Essential Requirements of that Directive and associated EFTA regulations. WARNING Other requirements and other EU Directives may be applicable to the product(s) falling within the scope of this standard. 4

9 DS/EN ISO :2014 Anneks ZA (informativt) Sammenhæng mellem denne europæiske standard og de væsentlige krav i EU-direktiv 2006/42/EF Denne europæiske standard er udarbejdet af CEN i henhold til et mandat fra Europa-Kommissionen og EFTA for at tilvejebringe en metode til opfyldelse af væsentlige krav i direktiv 2006/42/EF om maskiner, der er et direktiv efter den nye metode. Når denne standard er blevet omtalt i Den Europæiske Unions Tidende under dette direktiv og er blevet implementeret som national standard i mindst én medlemsstat, giver overensstemmelse med de normative punkter i denne standard en formodning om, at de væsentlige krav i i det pågældende direktiv og tilhørende EFTA-regulativer er opfyldt inden for denne standards anvendelsesområde. ADVARSEL Andre krav og andre EU-direktiver kan gælde for de produkter, der er omfattet af denne standards anvendelsesområde. 4 (da)

10

11 INTERNATIONAL STANDARD ISO Second edition Safety of machinery Safety-related parts of control systems Part 2: Validation Sécurité des machines Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité Partie 2: Validation Reference number ISO :2012(E) ISO 2012

12 ISO :2012(E) Contents Page Foreword...iv Introduction...v 1 Scope Normative references Terms and definitions Validation process Validation principles Validation plan Generic fault lists Specific fault lists Information for validation Validation record Validation by analysis General Analysis techniques Validation by testing General Measurement accuracy More stringent requirements Number of test samples Validation of safety requirements specification for safety functions Validation of safety functions Validation of performance levels and categories Analysis and testing Validation of category specifications Validation of MTTF d, DC avg and CCF Validation of measures against systematic failures related to performance level and category of SRP/CS Validation of safety-related software Validation and verification of performance level Validation of combination of safety-related parts Validation of environmental requirements Validation of maintenance requirements Validation of technical documentation and information for use...16 Annex A (informative) Validation tools for mechanical systems...17 Annex B (informative) Validation tools for pneumatic systems...21 Annex C (informative) Validation tools for hydraulic systems...31 Annex D (informative) Validation tools for electrical systems...40 Annex E (informative) Example of validation of fault behaviour and diagnostic means...53 Bibliography...78 ISO 2012 All rights reserved iii

13 DS/EN ISO :2014 Indholdsfortegnelse Forord... Indledning... 1 Anvendelsesområde Normative referencer Termer og definitioner Valideringsproces Valideringsprincipper Valideringsplan Lister over generiske fejl Lister over specifikke fejl Information til validering Valideringsregistrering Validering ved analyse Generelt Analyseteknikker Validering ved prøvning Generelt Målenøjagtighed Strengere krav Antal prøveemner Validering af specifikationen af sikkerhedskrav til sikkerhedsfunktioner Validering af sikkerhedsfunktioner Validering af PL-niveauer og kategorier Analyse og prøvning Validering af kategorispecifikationer Validering af MTTF d, DC avg og CCF Validering af foranstaltninger mod systematiske svigt relateret til den sikkerhedsrelaterede dels PL-niveauer og kategori Validering af sikkerhedsrelateret software Validering og verifikation af PL-niveau Validering af kombinationen af sikkerhedsrelaterede dele Validering af miljøkrav Validering af vedligeholdelseskrav Validering af teknisk dokumentation og brugerinformation Anneks A (informativt) Valideringsværktøjer til mekaniske systemer Anneks B (informativt) Valideringsværktøjer til pneumatiske systemer Anneks C (informativt) Valideringsværktøjer til hydrauliske systemer Anneks D (informativt) Valideringsværktøjer til elektriske systemer Anneks E (informativt) Eksempel på validering af opførsel ved fejl og diagnosticeringsmidler Bibliografi Side iv v iii (da)

14 ISO :2012(E) Foreword ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization. International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2. The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. ISO was prepared by Technical Committee ISO/TC 199, Safety of machinery. This second edition cancels and replaces the first edition (ISO :2003), which has been technically revised in order to adapt to ISO :2006. In addition, the new Annex E provides an example for the validation of fault behaviour and diagnostic means. ISO consists of the following parts, under the general title Safety of machinery Safety-related parts of control systems: Part 1: General principles for design Part 2: Validation Annexes A to D, which are informative, are structured according to Table 1. Table 1 Structure of Annexes A to D of this part of ISO List of basic safety principles List of well-tried safety principles List of well-tried components Fault lists and fault exclusions Annex Technology Table(s) A Mechanical A.1 A.2 A.3 A.4, A.5 B Pneumatic B.1 B.2 B.3 to B.18 C Hydraulic C.1 C.2 C.3 to C.12 D Electrical (includes electronics) D.1 D.2 D.3 D.4 to D.21 iv ISO 2012 All rights reserved

15 DS/EN ISO :2014 Forord ISO (the International Organization for Standardization) er en verdensomspændende sammenslutning af nationale standardiseringsorganer (ISO's medlemsorganer). Internationale standarder udarbejdes normalt af ISO's tekniske komitéer. Hvert medlemsorgan, som er interesseret i et emne, inden for hvilket der er oprettet en teknisk komité, har ret til at være repræsenteret i den pågældende komité. Internationale organisationer, både statslige og ikke-statslige, der har en samarbejdsaftale med ISO, deltager ligeledes i arbejdet. ISO samarbejder tæt med IEC (the International Electrotechnical Commission) i alle forhold vedrørende elektroteknisk standardisering. Internationale standarder udarbejdes i overensstemmelse med reglerne i ISO/IEC Directives, Part 2. Tekniske komitéers primære opgave er at udarbejde internationale standarder. Forslag til internationale standarder, der er godkendt af de tekniske komitéer, sendes ud til medlemsorganerne til afstemning. Offentliggørelse som international standard kræver godkendelse af mindst 75 % af de medlemsorganer, som afgiver deres stemme. Der gøres opmærksom på, at dele af denne standard eventuelt kan være genstand for patentrettigheder. ISO kan ikke drages til ansvar for at identificere sådanne rettigheder. ISO er udarbejdet af teknisk komité ISO/TC 199, Safety of machinery. Denne 2. udgave ophæver og erstatter 1. udgave (ISO :2003), hvis indhold er blevet teknisk revideret med henblik på tilpasning i forhold til ISO :2006. Derudover giver det nye anneks E et eksempel på validering af opførsel ved fejl og diagnosticeringsmidler. ISO består af følgende dele med den overordnede titel Maskinsikkerhed Sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer: Del 1: Generelle principper for konstruktion Del 2: Validering Anneks A til D, som er informative, er struktureret i overensstemmelse med tabel 1. Tabel 1 Strukturering af anneks A til D i denne del af ISO Anneks Teknologi Liste over grundlæggende sikkerhedsprincipper Liste over velgennemprøvede sikkerhedsprincipper Liste over velgennemprøvede komponenter Fejllister og fejludelukkelser Tabel A Mekanisk A.1 A.2 A.3 A.4, A.5 B Pneumatisk B.1 B.2 B.3 til B.18 C Hydraulisk C.1 C.2 C.3 til C.12 D Elektrisk (inkl. elektronisk) D.1 D.2 D.3 D.4 til D.21 iv (da)

16 ISO :2012(E) Introduction The structure of safety standards in the field of machinery is as follows: a) type-a standards (basic safety standards) giving basic concepts, principles for design and general aspects that can be applied to machinery; b) type-b standards (generic safety standards) dealing with one safety aspect or one type of safeguard that can be used across a wide range of machinery: type-b1 standards on particular safety aspects (for example safety distances, surface temperature, noise); type-b2 standards on safeguards (for example two-hand controls, interlocking devices, pressure-sensitive devices, guards); c) type-c standards (machine safety standards) dealing with detailed safety requirements for a particular machine or group of machines. This document is a type-b standard as stated in ISO The requirements of this document can be supplemented or modified by a type-c standard. For machines which are covered by the scope of a type-c standard and which have been designed and built according to the requirements of that standard, the requirements of that type-c standard take precedence. This part of ISO specifies the validation process for the safety functions, categories and performance levels for the safety-related parts of control systems. It recognizes that the validation of safety-related parts of control systems can be achieved by a combination of analysis (see Clause 5) and testing (see Clause 6), and specifies the particular circumstances in which testing ought to be carried out. Most of the procedures and conditions in this part of ISO are based on the assumption that the simplified procedure for estimating the performance level (PL) described in ISO :2006, 4.5.4, is used. This part of ISO does not provide guidance for situations when other procedures are used to estimate PL (e.g. Markov modelling), in which case some of its provisions will not apply and additional requirements can be necessary. Guidance on the general principles for the design (see ISO 12100) of safety-related parts of control systems, regardless of the type of technology used (electrical, hydraulic, pneumatic, mechanical, etc.), is provided in ISO This includes descriptions of some typical safety functions, determination of their required performance levels, and general requirements of categories and performance levels. Within this part of ISO 13849, some of the validation requirements are general, whereas others are specific to the type of technology used. ISO 2012 All rights reserved v

17 DS/EN ISO :2014 lndledning Sikkerhedsstandarder på maskinområdet inddeles efter følgende struktur: a) type A-standarder (grundlæggende sikkerhedsstandarder), der indeholder grundlæggende begreber, principper for konstruktion og generelle forhold, der kan gælde for alle maskiner b) type B-standarder (generiske sikkerhedsstandarder), der behandler ét sikkerhedsaspekt eller én type beskyttelsesanordning, der kan anvendes til en række maskiner: type B1-standarder om særlige sikkerhedsaspekter (fx sikkerhedsafstande, overfladetemperatur, støj) type B2-standarder om beskyttelsesanordninger (fx tohåndsbetjeninger, tvangskoblingsanordninger, trykfølsomme anordninger, afskærmninger) c) type C-standarder (maskinsikkerhedsstandarder), der omhandler detaljerede sikkerhedskrav til en bestemt maskine eller gruppe af maskiner. Dette dokument er en type B-standard, som angivet i ISO Kravene i dette dokument kan suppleres eller ændres af en type C-standard. For maskiner, der er omfattet af en type C-standards anvendelsesområde, og som er konstrueret og fremstillet i henhold til kravene i type C-standarden, har kravene i type C-standarden forrang. Denne del af ISO specificerer valideringsprocessen for sikkerhedsfunktioner, kategorier og PL-niveauer af de sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer. I standarden anerkendes det, at valideringen af sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer kan foretages ved en kombination af analyse (se pkt. 5) og prøvning (se pkt. 6), og de særlige omstændigheder, hvorunder der bør foretages prøvning, fastlægges. De fleste af procedurerne og betingelserne i denne del af ISO tager udgangspunkt i den antagelse, at den forenklede metode til skøn af PL-niveauet (PL), der er beskrevet i ISO :2006, 4.5.4, anvendes. Denne del af ISO giver ikke vejledning til de situationer, hvor der anvendes andre metoder til skøn af PL-niveauet (fx Markov-modeller). I disse tilfælde er nogle af bestemmelserne ikke gældende, og yderligere krav kan være nødvendige. Vejledning i de generelle principper for konstruktion (se ISO 12100) af sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer, uanset den anvendte type teknologi (elektrisk, hydraulisk, pneumatisk, mekanisk, osv.), findes i ISO Dette omfatter beskrivelse af nogle typiske sikkerhedsfunktioner, bestemmelse af de påkrævede PL-niveauer og generelle krav til kategorier og PL-niveauer. I denne del af ISO er nogle af valideringskravene generelle, mens andre er specifikke for den anvendte type teknologi. v (da)

18 INTERNATIONAL STANDARD ISO :2012(E) Safety of machinery Safety-related parts of control systems Part 2: Validation 1 Scope This part of ISO specifies the procedures and conditions to be followed for the validation by analysis and testing of the specified safety functions, the category achieved, and the performance level achieved by the safety-related parts of a control system (SRP/CS) designed in accordance with ISO NOTE Additional requirements for programmable electronic systems, including embedded software, are given in ISO :2006, 4.6, and IEC Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. ISO 12100:2010, Safety of machinery General principles for design Risk assessment and risk reduction ISO :2006, Safety of machinery Safety-related parts of control systems Part 1: General principles for design 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO and ISO apply. 4 Validation process 4.1 Validation principles The purpose of the validation process is to confirm that the design of the SRP/CS supports the overall safety requirements specification for the machinery. The validation shall demonstrate that each SRP/CS meets the requirements of ISO and, in particular, the following: a) the specified safety characteristics of the safety functions provided by that part, as set out in the design rationale; b) the requirements of the specified performance level (see ISO :2006, 4.5): 1) the requirements of the specified category (see ISO :2006, 6.2), ISO 2012 All rights reserved 1

19 DS/EN ISO :2014 Maskinsikkerhed Sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer Del 2: Validering 1 Anvendelsesområde Denne del af ISO specificerer de procedurer og betingelser, der skal følges for validering ved analyse og prøvning af: de specificerede sikkerhedsfunktioner den opnåede kategori det opnåede PL-niveau af de sikkerhedsrelaterede dele af et styresystem (SRP/CS, safety-related parts of control systems), der er konstrueret i overensstemmelse med ISO NOTE Yderligere krav til programmerbare elektroniske systemer, herunder indlejret software, findes i ISO :2006, 4.6, og IEC Normative referencer Følgende nævnte dokumenter er absolut nødvendige for anvendelsen af dette dokument. Ved daterede referencer gælder kun den nævnte udgave. For udaterede referencer gælder den nyeste udgave af det pågældende dokument (med eventuelle tillæg). ISO 12100:2010, Safety of machinery General principles for design Risk assessment and risk reduction ISO :2006, Safety of machinery Safety-related parts of control systems Part 1: General principles for design 3 Termer og definitioner I dette dokument gælder termerne og definitionerne i ISO og ISO Valideringsproces 4.1 Valideringsprincipper Formålet med valideringsprocessen er at bekræfte, at konstruktionen af SRP/CS understøtter den overordnede specifikation af sikkerhedskrav for maskinen. Valideringen skal vise, at hver SRP/CS opfylder kravene i ISO , og især følgende: a) de specificerede sikkerhedsegenskaber ved de sikkerhedsfunktioner, som den pågældende del udfører, som beskrevet i grundlaget for konstruktionen b) kravene til det fastlagte PL-niveau (se ISO :2006, 4.5): 1) kravene til den specificerede kategori (se ISO :2006, 6.2) 1 (da)