センサコラム「計測技術2007年9月号」Vol.07

４．安全計装システム(SIS)のロジックソルバーとしての安全PLC⁽³⁾

4-1　SIL3安全PLCのPFD

　SIL3のSISループに適用可能とするための安全PLCは、ループ全体のPFD値の15%（1.5×10^-4）以下に収めなければならない。
また、SFF（Safety Failure Fraction：安全側故障割合）が99%以上であることを規定されている。IEC61508では、マイクロプロセッサ単体での自己診断率を90%以上には出来ないとされており、99%以上を達成するためには２つのマイクロプロセッサを用いて2重化し、演算結果を比較するための手段をとる。安全PLCの全ての構成部品の故障と故障モード、故障で起こる影響を分析し、自己診断によって検出されない危険側故障率を見積り、PFDを算出し、目標の1.5×10^-4以下であることを確認した。そして、その見積が正しいことを認証機関による実機検証にて証明された。

4-2．プロセッサーモジュールの構成

構成を第９図に示す。制御バスはVネット、I/OバスはESB-SBバスとなっている。

第９図　プロセッサーモジュールの構成（冗長化時）

4-3．入出力モジュール

入出力モジュールの構成概略を図１０，１１に示す。
第１０図　入力モジュール

第１１図　出力モジュール

入出力モジュールにはMPUが2つ搭載されており、プロセッサーモジュールからのコマンドや入出力データの健全性をMPU間で搭載されているファームウェアによりMPU間通信を行い、同期を取りながら照合動作を行っている。

第７表　安全PLC−exida社リストによる（IEC61508認証）

メーカー	モデル	認証機関	タイプ	ＳＩＬ
ＡＢＢ	800Xa　Safety	TÜV SüD	2	3
ＡＢＢ	Safeguard 400	TÜV SüD	2	3
Emerson	DeltaV SIS	exida	2	3
GE　Fanuc	GMR	TÜV Rh．	2	3
HIMA	A1/A1 dig	TÜV Rh．	2	2
HIMA	H41/H51q/td>	TÜV Rh．	1	3
Honeywell	Safety Manager	TÜV Rh．	1	3
Honeywell	Fail Safe Controller	TÜV Rh．	2	3
ICS Triplex	Trusted	TÜV Rh．	1	3
MTL	Most Safety Net	TÜV Rh．	2	2
Siemens	S7-400F,S7-400F/H	TÜV SÜD	2	3
SIEMENS	S7-300F	TÜV SÜD	2	3
Triconex	Trident	TÜV Rh．	1	3
Triconex	Tricon V9	TÜV Rh．	1	3
横河電機	Prosafe-RS	TÜV Rh．	2	3

タイプ１−第１２図参照
タイプ２−第１３図参照

第１２図　タイプ１（３重化）

第１３図　タイプ２（自己診断付２重化）

参考文献

１）　 Functional Safety in process Instrumentation with SIL rating, April 2007, Siemens
２）　SAFETY INSTRUMENTED SYSTEMS VERIFICATION, ISA 2005年
３）　安藤忠明：「Prosafe-RS ハードウエアの特徴」，横河，Vol.49 2005,��04

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中川雅造 日本電気計測器工業会　ＰＡ・ＦＡ計測制御委員会−機能安全調査研究WG �潟mーケン　システムエンジニアリング部

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