The application of a PLC-based safety-related system

Abstract

Monien automaatiojärjestelmien toiminnallisuus on nykyisin toteutettu turvallisuusstandardien mukaisesti. Standardit tarjoavat hyödyllistä tietoa siitä, miten toteuttaa järjestelmä sääntöjen mukaisesti. Kansainvälinen standardi IEC 61508 -standardi toimii suunnannäyttäjänä kaikille turvallisuusjärjestelmille. Se on hyvin kokonaisvaltainen standardi erilaisille ratkaisuille. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää turvallisuuteen liittyvään järjestelmään (TLJ) sisältyvää standardointia, arkkitehtuureja ja ohjelmistojen merkitystä turvallisuuteen liittyvälle järjestelmälle. Tarkoituksena oli lisäksi esitellä näiden aihe-alueiden pohjalta turvallisuuteen liittyvän järjestelmän soveltamista rautatieliikenteessä. Tutkimuksen lähtökohtana oli yleispätevä IEC 61508 -standardi. Monilla teollisuusaloilla on kuitenkin lisäksi oma standardinsa. Esimerkiksi rataliikenteessä käytetään IEC 61508:n lisäksi EN -standardia, joka esitellään työssä alakohtaisena standardina. Tutkimuksen kokeellinen osa perustui siis rautatieliikenteen automaatiojärjestelmän eli asetinlaitteen ohjelmistorajapintojen esittelyyn ja niiden pohjalta tehtyyn sovellukseen. Asetinlaitteen tehtävänä on ohjata tietyn rataosuuden rataliikennettä määritetyn turvallisuuden eheystason mukaisesti. Työssä sovellettiin teollisuudesta yleisemmin käytettyä turvalogiikkaa, jonka soveltuvuudesta tähän tehtävään on olemassa hyviä tuloksia.

Many of automation systems nowadays have functionality which has been implemented according to safety standards. These standards provide useful information on how to implement the system according to the regulations. The common international standard IEC 61508 that gives the directions to all safety systems. It's the overall standard for different kind of solutions. The objective of this thesis was to examine the existing standardization of the safety-related system (SRS), system architectures and software systems that have been used on safety-related systems. In addition, according to these subjects the purpose was to introduce a safety-related system applied to the railway industry. The basis for the study was the overall IEC 61508 standard. Although this standard is very useful, some industries have their own applied safety standards. In railway signaling, for example, is used also a specific EN standard that will be introduced as a specific standard. The experimental part of this study was based on the introduction of software interfaces in railway industry automation. The application that was implemented as a part of this work will also be introduced. The railway automation system which is known as an interlocking system is responsible for traffic control on a specific section of track. In this work the starting point was to apply a safety programmable logic controller (PLC) for this specific task. Even if PLCs are more well-known in a traditional industry, the safety PLCs also have impressive references from railway industry.