automating transportation

LOGO C Automatismes et réseaux de

sécurité

•Fabrice JACQUIER SEMER

•Daniel LAZZARONI SIEMENS

2

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

3

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

4

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

5

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.

6

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

7

Mettre en œuvre un système de sécurité

Réduire les risques par la sécurité fonctionnelle• Risque <= au risque tolérable

La réduction des risques

8

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

9

Évaluation du SILNorme CEI 62061

Estimation du risque =

Sévérité des blessures

+ probabilité d’un événement dangereux

+ probabilité d’évitement »

La réduction des risques

10

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

11

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…