車載用ファンクションジェネレータを用いた過速度検出システム（ODS）の検証試験

市場には、オンラインテスト用のオンボード機能発生器を搭載した過速度検知システム（ODS）がいくつか存在し、この機能はODSの要件仕様書に頻繁に見られます。この機能の起源はどこにあり、現在もなお必要とされているのでしょうか？

テストと再テスト

あらゆるハードウェアには一定の信頼性値があり、それは時間の経過とともに低下します。安全システムの信頼性を検証するために、初期試運転試験や定期的な証明試験は業界では一般的な慣行となっています。検証可能な安全性に対する要求の高まりに対応するためには、より信頼性の高いハードウェア、あるいはより頻繁な試験が必要とされていました。しかし、より信頼性の高いハードウェアを構築することは必ずしも可能ではなく、試験頻度を高めることはプロセスを混乱させます。そこで、試験装置と試験手順を内蔵したオンライン試験の手法が、その解決策となりました。

規格

オンボード機能ジェネレータに関する要件がAPI 670に盛り込まれました。API 670における最初の要件は、2001年にこの規格の第4版でODSが導入されたことに端を発しています。IEC 61508機能安全ガイドラインの第1版はすでに発行されていましたが、ODSの仕様、設計、および内部モニタリングはシステムメーカーに委ねられていました。 APIがエンドユーザー向けの試験手順を規定することは非常に理にかなっていた。これにより、ロジックソルバーや最終要素を含むODSの試験カバレッジを高くすることが可能となった。

現在、API規格の第5版には依然としてオンボード機能生成に関する記述が含まれていますが、機能安全システムを設計する方法としてIEC 61508も参照されています。しかし、IEC 61508は安全システムのための具体的な機能や手法を特定しているわけではありません。IEC 61508の要件は、その用途に適した本質安全なシステムを設計・構築することに限定されています。

APIが過剰速度検出システムについてどのように規定しているか、詳細はこちらをご覧ください »

新世代

新しい世代のODSハードウェアでは、検証可能な安全性をさまざまな方法で実現できます。 並列機能監視回路、内部冗長性、フェイルセーフなハードウェア設計などを考えてみてください。これらにより、証明試験の間隔を長く設定できる、認証済みの機能安全システムを構築することが可能になります。さらに、機能安全に特化したハードウェアを設計し、製品を小型に保ち、その中核である「安全性」に焦点を絞ることで、さらなる改善が図れます。安全チェーンに含まれる機能や要素が少ないほど、テストすべき項目も減るからです。これは、オンボードのファンクションジェネレータにも当てはまります。

オンライン校正テストの終了

これは、オンライン診断証明試験がもはや必要ないことを意味するものではありません。証明試験間隔を短縮するための主な要件は、多くの場合、制御システム、緊急停止システム（ESD）、または最終要素（FE）といった末端機器にあります。 つまり、ODS（オンライン診断システム）が設計上安全である場合、そのシステムは長い検証試験間隔に適しており、オンライン診断テストの対象に含める必要はないということです。センサーがそれらのテストに含まれていないのと同じです。これにより、オンボードのファンクションジェネレータやそれに伴う手順が不要になります。

SpeedSys 300

SpeedSys 300 過速度検出システムの標準的な性能試験間隔は 10 年以上であり、IEC 61508 に基づいて認証されています。 したがって、SpeedSys 300は通常、その期間中はオンラインでの試験を必要としません。テール処理設備の証明試験間隔を短縮できるようにするため、SpeedSys 300にはデジタル入出力を通じて制御される自動証明試験機能が搭載されています。この試験ではSpeedSys 300の出力リレーを切り替えますが、ファンクションジェネレータやシステムロジックの一時的なオーバーライド機能は含まれていません。

この証明試験アプローチの主な利点は、DCSやPLCなどの外部制御システムによって制御される点にあります。これにより、証明試験の外部からの監視と記録が可能となり、特定のプロセス条件に合わせたよりスマートな証明試験計画をサポートします。さらに、機械の稼働が極めて重要なプロセス条件下での試験を回避することができます。

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規格について

API 670およびIEC 61508はいずれもガイドラインとみなされ、直接的な法的義務を課すものではありません。これらは、機械の安全性とベストプラクティスのための枠組みを提供します。IEC 61508は機能安全に焦点を当てており、自動保護システムの適用、設計、導入、および保守の方法で構成されています。API 670は、米国石油協会（API）が策定した、回転機器の機械保護システムに関する主要な規格です。