Turvallisuuteen liittyvän toiminnon vikaantumistodennäköisyyden laskeminen

Voimalaitostekniikassa prosessia ohjaavan käyttöautomaation rinnalle rakennetaan usein erillinen ja itsenäinen niin kutsuttu turva-automaatiojärjestelmä, jota kutsutaan myös turvallisuuteen liittyväksi järjestelmäksi (TLJ). Turva-automaation tehtävänä on vähentää prosessissa piilevää riskitasoa ja saattaa prosessi vaaratilanteen uhatessa takaisin turvalliseen tilaan tai estää vaarallisen tilan muodostuminen. Tätä turva-automaation toimintaa kutsutaan turvallisuuteen liittyväksi toiminnoksi. Kokonainen turvallisuuteen liittyvä järjestelmä puolestaan koostuu useasta turvallisuuteen liittyvästä toiminnosta. Voimalaitokset ovat Suomen painelaitelainsäädännön alaisia laitoksia. Lain edellyttämä vaatimuksenmukaisuus saavutetaan, kun noudatetaan voimassa olevia standardeja. Turva-automaation suunnittelun ohjenuorina voidaan pitää toiminnallisen turvallisuuden kattostandardia "IEC-61508 Sähköiset/elektroniset/ohjelmoitavat elektroniset ohjausjärjestelmät - toiminnallinen turvallisuus" sekä prosessiteollisuutta varten kehitettyä erillistä toimialastandardia IEC-61511. Diplomityössä tehtävänä oli laatia työkalu, jonka avulla turve-automaation suunnittelijan on mahdollista määrittää TLJ:n kullekin turvallisuuteen liittyvälle toiminnolle sille ominainen vikaantumistodennäköisyys, eli todennäköisyys sille, että toiminto ei suorita sille määritettyä tehtävää vaadetilanteessa. Työkalussa vikaantumistodennäköisyys määritetään erikseen tulopuolen laitteille, turvalogiikalle sekä lähtöpuolen laitteille. Määritettyä vikaantumistodennäköisyyden arvoa voidaan käyttää hyväksi IEC-61508:n mukaisessa turvallisuuden eheystason määrittelyssä. Eheystasomenettely on osa toiminnallisen turvallisuuden kokonaisuuden elinkaarta, jossa turva-automaatioprojektin elinkaari käsitellään esisuunnittelusta aina siihen vaiheeseen, kun turva-automaatio poistetaan käytöstä. Diplomityössä on laskentatyökalun esittelyn lisäksi tutkittu turva-automaation laitteiston satunnaisvikaantumista niin turvallisuus- kuin luotettavuusnäkökulmasta. Työn yhteydessä on tutkittu vikaantumislaskennassa käytettyä matematiikkaa sekä eri menetelmiä, joilla vikaantumistodennäköisyys voidaan määrittää sekä tekijöitä, jotka vaikuttavat osaltaan varsinaiseen turvallisuuteen liittyvän toiminnon vikaantumiseen