LOGO C Automatismes et réseaux de
sécurité
•Fabrice JACQUIER SEMER
•Daniel LAZZARONI SIEMENS
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Une installation
La réglementation, le contexte, les enjeux
L’analyse des risques
La réduction des risques
Les chaînes de sécurité
Le maintien du niveau de sécurité
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La réglementation Loi BACHELOT du 30/07/2003
• Étude des dangers – Une analyse de risques qui prend en compte la probabilité
d’occurrence, la cinétique et la gravité des accidents potentiels selon une méthodologie qu’elle explicite
– Elle définit et justifie les mesures propres à réduire la probabilité et les effets de ces accidents. "
• Obligation d ’un Plan de Prévention des Risques Technologiques
• Inspection et mise à jour des études de dangers
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PROCESS
CONDUITE et SURVEILLANCE
PREVENTION
MOYENS DE SECOURSINTERNES (POI)
Systèmes de contrôle et de surveillance du process (BPCS)AlarmesSupervision
Conception plus ou moins sûre du process
PROTECTION
MOYENS DE SECOURSEXTERNES (PPI)
Dispositifs de sécurité mécaniquesAlarmes suivies d ’action Dispositifs de sécurité E/E/PES (prévention)
Dispositifs de sécurité mécaniques Autres moyens de réduction du risqueSupervision par l ’opérateurDispositifs de sécurité E/E/PES (protection)
POI : Plan d ’Opérations Internes - Niveau d ’intervention : le site
PPI : Plan Particulier d ’intervention - Niveau d ’intervention : la préfecture
Probabilité = Pa x Pb x Pc … Si les couches sont indépendantes
Sûreté de Fonctionnement (SdF)
Le Contexte règlementaire2
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Les enjeux
Safety automated systems failures during the different phase of the lifecycle
(source : HSE UK)
44%
15%
6%
15%
20% Specification
Design &Realisation
Installation &Commissioning
Operation &Maintenance
Modifications after
Nécessité de concevoir, réaliser, opérer et
maintenir les systèmes électroniques de sécurité
de manière à maîtriser les risques pendant tout
le cycle de vie.
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Les risques de l’installation dans l’environnement industriel
Les risques propre à l’installation
Les scénarios à risques• Les déclencheurs• Les effets
Choisir une méthodologie dans les normes
L’analyse des risques de l’existant
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Mettre en œuvre un système de sécurité
Réduire les risques par la sécurité fonctionnelle• Risque <= au risque tolérable
La réduction des risques
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La performance d’une fonction de sécurité
Norme CEI 61508
définit 4 niveaux de performance de sécurité nommés « Niveaux d’intégrité de sécurité SIL »
La réduction des risques
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Évaluation du SILNorme CEI 62061
Estimation du risque =
Sévérité des blessures
+ probabilité d’un événement dangereux
+ probabilité d’évitement »
La réduction des risques
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Vérifier que l’ensemble des chaînes de sécurité répondent au niveau de sécurité recherché.
Constitution d’un dossier de sécurité argumenté.
Les chaînes de sécurité
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Méthode de conception du logiciel de sécurité
Les chaînes de sécurité
Spécification duLogiciel
Phase
Dossier
Dossierde Spécificationdu Logiciel DSL
Dossierde Conception
Préliminaire DCP
Dossierde ConceptionDétaillée DCD
Codage
Conception du DTU
Code Automate
Tests Unitaires
Dossierde Tests
Unitaires DTU
ConceptionPréliminaire
Conception du DTV
Tests de validation
Dossierde Tests de
Validation DTV
DTI
Dossierde Tests
d'Intégration
Tests d'IntégrationConception Détaillée
Conception du DTI
LogicielValidé
Phase
•Equipe Conception
•Equipe Tests
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Représentation graphique aisée à comprendreHomogénéité de l’outil tout au long du cycle de vie de l’applicationPlus de phase de programmation :Génération automatiquede blocs programme
Le même outil pour :
DéfinitionExploitationMaintenance
Parce que l’erreur humaine reste la première source de défaillance !
Matrices de sécurité SIMATIC S7 400F/FH
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Evolution du marchéAutomatisation classique & Sécurité
intégrée
Technologie de Sécurité
RELAIS de SECURITE& combinaison de relais classique API avec fonction sécurité
API de SECURITE
API,Bus de terrain,E/S décentralisés,de SECURITE1980 20001990
Technologie classiqueAPI
PCBus de terrainE/S décentralisés
RELAIS LOGIQUE CABLEE
1980 20001990
APIE/S décentralisés
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PROFIBUS ‚PROFISafe‘
structure d‘un canal de communication de sécurité
MasterSlave 1
Slave 1Master
MasterSlave 2
Slave 2Master
MasterSlave 3
Slave 3Master
MasterSlave 4
Slave 4Master
API Maître Standard de API Maître Standard de Sécurité Simatic S7 - FSécurité Simatic S7 - F
Pro
fiS
afe Slave 1
Standard
Slave 2Standard
Slave 3Failsafe
Slave 4Standard
PR
OF
IBU
S-D
P a
vec
Données utiles FOctet d‘état/commande CRC
Indicateurde vie
Pourdonnées utiles F
et paramètres F
Compteurdans
l‘émetteur
Max. 12/122 octets 1 octet 2/4 octets 1 octet
Données utilesStandard
(xx octets)
Max. 244 Bytes DP-Data
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PROFIBUS
API Standard Armoire relayée
Boucle de sécurité avec Relais standard / Sécurité
Hier
PROFIBUS avec PROFIsafe
API Standard et de Sécurité
Aujourd‘huiAujourd‘hui
2 en 1 !Programme API standard
+Programme API de Sécurité
Armoire d‘automatismes avecsécurité relayée / Sécurité intégrée dans l‘API
VANOISE EXPRESS
Automatismes et réseaux de sécurité appliqués au transport de personnes par câble
- Contexte et spécificités
- Evolution des solutions
- Exemple de réalisation
- Bénéfices
- Questions
TRANSPORT DE PERSONNES PAR CABLE
- Les installations de dessertes urbaines.- Les installations de sites touristiques,
Installations concernées:
- Les installations des stations de ski,
Parc des remontées mécaniques France:- Télésiège fixe 700 - Télésiège débrayable 160- Télécabine débrayable 130- Téléphérique bi câble 50- Funiculaire 19- Divers 31
TRANSPORT DE PERSONNES PAR CABLE
Contraintes et réglementation
- Analyse de risques, étude de sécurité,
- Directive européenne spécifique RM,
- Réglementation spécifique au transport par câble,
- Contrôle de l’administration (STRMTG),
- Contraintes particulières pour l’utilisation d’API,
.Matériel : automate de sécurité imposé,
.Logiciel : développé suivant un plan qualité logiciel.
- 2004 obligation conformité « CE » .
- Deuxième regard obligatoire,
TRANSPORT DE PERSONNES PAR CABLE
Spécificités
- Distance importante entre stations (plusieurs Km),
- Milieu hostile (neige, froid, foudre),
- Garantie de la sécurité des personnes transportées,
- Garantie de la fiabilité de l’installation,
- Rapatriement des personnes en station,
- Information du personnel d’exploitation.
Evolution des solutions d’automatismes de sécurité dans les RM
Avant 1980Automatismes à relais (Installations simples)
Années1980-1990
API en redondance avec chaînes à relais
Début des années 1990
API en redondance massive, Logiciel développé suivant Plan Qualité Logiciel.
Evolution des solutions d’automatismes de sécurité dans les RM
De 1996 à 2001
Gestion par automates de sécurité APIds.
L’interface entre stations est réalisée par un système indépendant.
1999
fibre optique
Communication de sécurité inter stations entre APIds par fibre optique.
Mise en œuvre et utilisation des réseaux de sécurité
Automatismes Vanoise Express- Automate de sécurité S7-400F SiemensCertifié TÜV EN 61508 (SIL 1 à SIL 3),
- Entrées/sorties décentralisées (sécurité et standard),
- Communication par le bus PROFIBUS DP avec le profil PROFIsafe,
-Logiciel applicatif développé suivant un plan qualité (suivant EN 61508),
- Liaison entre stations par fibre optique,
- Conformité aux normes (prEN13223 et prEN13243 concernant les dispositifs électriques des RM),
- Réalisation validée par les autorités de contrôle (STRMTG).
Mise en œuvre et utilisation des réseaux de sécurité
Automatismes Vanoise Express
- Automate SIMATIC S7- 400 F - CPU 414 – 4 H,
- 360 E / S réparties en :
- 190 entrées de sécurité, - 18 sorties de sécurité, - 4 entrées analogiques de sécurité, - 96 entrées non sécuritaires, - 46 sorties non sécuritaires, - 10 entrées analogiques non sécuritaires, - 2 sorties analogiques non sécuritaires.
- Réseau Profibus DP/ PROFIsafe à 12Mbit/s sur une distance de plus de 2Km.
E / S Standard
E / S Sécurité
Pupitre opérateur
E / S Standard
E / S Sécurité
OLM
CPU
E / S Standard
E / S Sécurité
Pupitre opérateur
E / S Sécurité
OLM
Fibre optique
1,9 Km
STATION MOTRICE G1 STATION RETOUR G2
Variateurs de vitesse
ARCHITECTURE
VANOISE EXPRESS
Etage 6
Etage 1 Etage 1
Etage 5
Mise en œuvre et utilisation des réseaux de sécurité
Bénéfices
- Câblage réduit,
- Niveau de sécurité garanti (certification TÜV),
- Communication sur de grandes distances,
- Mise en service simplifiée,
- Visibilité de toute l’installation depuis un point du réseau, - Diagnostic maintenance amélioré,
- Interface sécurité/standard simplifiée,
- Gestion allégée de pièces de rechange.
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Sur toute demande de modification
• Analyse de l’impact de la modification sur le système
• Identification des documents à modifier, des tests à effectuer
• Reprise de la méthode en V• Contrôle/validation de la modification
Le maintien du niveau de sécurité
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Vérifier périodiquement les marches dégradées
Tester les fonctions de sécurité
Tracer les modifications logicielles
Disposer des notices, schémas logiciels
Le maintien du niveau de sécurité
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Conclusion
Une installation sécurité dans un environnement industriel nécessite
Une bonne analyse de risque
Une approche méthodique
Un maintien du niveau de sécurité…
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