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セーフティソリューション

  • パフォーマンスレベル(ISO 13849-1)
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CCF (Common Cause Failure)

CCFの概念

CCF(Common Cause Failure)とは一般に、複数の系統がある共通の原因によって共に損なわれてしまうような故障モードのことをいう言葉ですが、PLのパラメータとしてはチャンネルの同時故障に対する耐性の高さを表す指標として使われています。

CCFはいわば安全関連部の設計及び施工の技術管理的な信頼性の指標です。建物でいえば地盤のようなもので、たとえ強い建物であっても地盤が弱いところに建てたら崩れてしまうのと似ています。

DCの概念

CCFはブロック図上の評価ではなく、設計上の仕様の余裕度や実機での部品の取り付け状況や配線状況などを点数化して評価するもので、装置設計者が評価する項目です。評価の点数は、共通原因を排除するのに有効な安全原則をどれだけ用いているかによって変わります。

設計上考慮するべき項目のチェックシートがISO 13849-1の附属書F、表F.1で提供されているため、該当する項目をチェックしていき、その点数を加算することで装置のCCFを求めることができます。

カテゴリB、1においてCCFを考慮する必要はありませんが、カテゴリ2以上の冗長系の指定構造ではCCFが65点以上であることが必須の要求事項となっています。

ISO 13849-1 の附属書F におけるCCF の採点

(JIS B 9705-1:2011及びISO 13849-1:2015 附属書F 表F.1よりオムロン編)

No. CCF スコア
1 分離/隔離
  信号経路間の物理的な分離
 ー配線/配管での分離
 ー動的試験によるケーブル内の短絡および断線検知
 ー信号のチャンネル間の分離シールド
 ープリント回路基板における、十分な空間距離と沿面距離
15
2 多様性(ダイバーシティ)
  異なる技術的方式/設計又は物理的原理の使用。例えば、
 ー第1チャネルは電子式またはプログラマブル電子方式及び第2チャネルはハードワイヤ方式
 ー各チャンネルの安全機能の異なる始動(例えば位置、圧力、温度)
 及び/又は
 変数のデジタル及びアナログ測定(例えば距離、圧力又は温度)
 及び/又は
 異なる製造業者によるコンポーネント
20
3 設計/適用/経験
3.1 過電圧、過圧力、過電流、過昇温などに対する保護 15
3.2 使用のコンポーネントは、"十分吟味されている" 5
4 査定/分析
  制御システムの安全関連部の各部分について、設計上での共通原因故障を回避するために、故障モード影響分析(FMEA)の結果を考慮している 5
5 適格性(能力)/訓練
  共通原因故障の原因と結果を理解できるような設計者の訓練 5
6 環境面
6.1 電子的/電気システムに対しての、適切な規格に従ったCCFに対する汚染防止及び電磁両立性(EMC)
(例えばIEC61326-3-1)
流体システム:圧媒体のろ過、ほこりの侵入の防止、圧縮空気の水抜き、例えば圧力媒体の純度に関してはコンポーネント製造業者の要求事項に従う。
注:流体システムと電気システムとの組合せに対しては、これらの両面を考慮することが望ましい。
25
6.2 他の影響
温度、衝撃、振動、湿度(例えば、関連規格で規定されるような)などの環境関連の影響の全てに対するイミュニティの要求事項の考慮
10
  合計 最大100
まで
合計スコア CCFを回避するための方策
65以上 要求に合致
65未満 プロセスに問題あり→追加手段を選択