Bezpieczeństwo zintegrowane w prosty sposób.

Technologia bezpieczeństwa: do ochrony ludzi i maszyny.

Bezpieczeństwo funkcjonalne stanowi nieodłączną część współczesnego procesu konstruowania maszyn i urządzeń. Obowiązuje nas dotrzymywanie wszystkich wytycznych i dyrektyw, a tym samym wdrażanie aplikacji zorientowanych na przyszłość.

Zgromadziliśmy dla Państwa różnorodne informacje dotyczące bezpieczeństwa funkcyjnego i przedstawiamy aktualny stan prawny, jak na przykład dyrektywę maszynową 2006/42/EG i EN ISO 13849-1.

Obie regulacje obowiązują od końca 2009 r. – informujemy o szczegółach i krokach, które na przykład zasadniczo przewiduje norma EN ISO 13849-1, aby móc skonstruować bezpieczną maszynę.

Od funkcji bezpieczeństwa do produktu: nasze produkty z technologią bezpieczeństwa

Istotny aspekt bezpiecznej maszyny to "Bezpieczeństwo funkcjonalne". Oznacza to, że funkcja bezpieczeństwa, jak np. wyłączanie maszyny przy otwarciu drzwi zabezpieczających, generalnie zawsze zostanie wykonane lub że zostanie odkryty błąd w wykonaniu funkcji bezpieczeństwa, zanim dojdzie do zagrożenia dla zdrowia.

Stopień złożoności i ryzyko awarii wzrastają wraz z pojawiającym się w maszynie każdym dodatkowym komponentem. Głęboka integracja „bezpieczeństwa funkcjonalnego” w produkcie i narzędziach inżynieryjnych zapewnia tutaj niezbędne bezpieczeństwo. Z jednej strony funkcje bezpieczeństwa odpowiadają zharmonizowanym normom. Jednak przede wszystkim ukazują one swoje zalety dzięki dostosowaniu do konkretnych zastosowań. W ten sposób przyczyniają się one do znacznego obniżenia kosztów projektowania i zapewniają inne korzyści, np. oszczędność na dużych strefach buforowych w obszarze układnic magazynowych.

Tabelle: Steuerungen mit Sicherheitstechnik

 Controller c250-S
Safe stop and brake functionsSTOSafetorque off
SSESafestop emergency
SS1-rSafestop 1 with ramp monitoring**
SS1-tSafestop 1 with time monitoring
SS2-rSafestop 2 with ramp monitoring**
SS2-tSafestop 2 with time monitoring**
SOSSafeoperating stop**
 
Safe motion functionsSLSSafely-limitedspeed**
SMSSafe maximum speed**
SSMSafe speed monitor** 
SDISafedirection**
 
Safe position functionsSLPSafely-limitedposition**
PDSSPosition-dependentsafe speed**
SHOMSafe homing
SCASafecam**
SLISafely-limitedincrement**
 
Additional safety functionsCASSTOcascading 
SBCSafe brake control
MUTSafe muting
OMSOperation modeselector
ESEnable switch
RMSRepair mode selector
 PLCopenTC5 functions
 
Safe communication Safetybus PROFIsafe on PROFIBUS 
 Safetybus PROFIsafe on PROFINET 
 Safetybus FSoE
 Safetransmission of position and speed data**
 Operationwith safety PLC 
 
Safe hardware Safeinputs for connecting safety sensors
 Safeoutputs for safe feedback
 Connectionof safety-rated encoder systems
 
● Integrated safety function
○ Activation of the safety function
** Function requires safety-rated encoder system

Tabelle: Servoumrichter mit Sicherheitstechnik

 Servo inverters
i700i950i950940094009400
   Basic Safety - STOBasic Safety - STOExtended SafetyWith SM100With SM301With SM302
Safe stop and brake functionsSTOSafe torque off
SSESafe stop emergency   
SS1-rSafe stop 1 with ramp monitoring**   
SS1-tSafe stop 1 with time monitoring   
SS2-rSafe stop 2 with ramp monitoring**   
SS2-tSafe stop 2 with time monitoring**   
SOSSafe operating stop**   
 
Safe motion functionsSLSSafely-limited speed**   
SMSSafe maximum speed**   
SSMSafe speed monitor**   
SDISafe direction**   
 
Safe position functionsSLPSafely-limited position**   
PDSSPosition-dependent safe speed**   
SHOMSafe homing   
SCASafe cam**   
SLISafely-limited increment**   
 
Additional safety functionsCASSTO cascading   
SBCSafe brake control     
MUTSafe muting     
OMSOperation mode selector   
ESEnable switch   
RMSRepair mode selector   
 PLCopen TC5 functions      
 
Safe communication Safety bus PROFIsafe on PROFIBUS     
 Safety bus PROFIsafe on PROFINET   
 Safety bus FSoE    
 Safe transmission of position and speed data**   
 Operation with safety PLC   
 
Safe hardware Safe inputs for connecting safety sensors
 Safe outputs for safe feedback   
 Connection of safety-rated encoder systems   
 
● Integrated safety function
○ Activation of the safety function
** Function requires safety-rated encoder system

Tabelle: Frequenzumrichter mit Sicherheitstechnik

 Frequency inverters
i55084008400 motec8400 protec
      With SO10With SO20With SO30
Safe stop and brake functionsSTOSafe torque off
SSESafe stop emergency    
SS1-rSafe stop 1 with ramp monitoring**      
SS1-tSafe stop 1 with time monitoring    
SS2-rSafe stop 2 with ramp monitoring**      
SS2-tSafe stop 2 with time monitoring**      
SOSSafe operating stop**      
 
Safe motion functionsSLSSafely-limited speed**      
SMSSafe maximum speed**      
SSMSafe speed monitor**      
SDISafe direction**      
 
Safe position functionsSLPSafely-limited position**      
PDSSPosition-dependent safe speed**      
SHOMSafe homing      
SCASafe cam**      
SLISafely-limited increment**      
 
Additional safety functionsCASSTO cascading      
SBCSafe brake control      
MUTSafe muting      
OMSOperation mode selector    
ESEnable switch    
RMSRepair mode selector      
 PLCopen TC5 functions      
 
Safe communication Safety bus PROFIsafe on PROFIBUS      
 Safety bus PROFIsafe on PROFINET    
 Safety bus FSoE      
 Safe transmission of position and speed data**      
 Operation with safety PLC    
 
Safe hardware Safe inputs for connecting safety sensors 
 Safe outputs for safe feedback      
 Connection of safety-rated encoder systems      
 
● Integrated safety function
○ Activation of the safety function
** Function requires safety-rated encoder system

5 kroków do bezpiecznej maszyny

Dyrektywa maszynowa obejmuje między innymi:

  • Przeprowadzenie oceny ryzyka: w ten określa się obowiązujące wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony zdrowia.
  • Konstrukcja i budowa maszyny przy uwzględnieniu wyników oceny ryzyka.

Po dokonaniu oceny ryzyka wiadomo, jakie środki należy podjąć, aby zmniejszyć to ryzyko.

Jeśli jednak te środki zabezpieczające nie zostaną wdrożone podczas konstruowania, to koniecznie należy je zintegrować z techniką sterowania i pisemnie potwierdzić to w specyfikacji funkcji bezpieczeństwa.

W przypadku stosowania systemu sterowania poziom Performance Level (PL) określa wymagania dotyczące środków służących do zmniejszenia ryzyka. Po wdrożeniu funkcji bezpieczeństwa sprawdzany jest faktycznie osiągany poziom PL; musi być on co najmniej taki sam lub wyższy w stosunku do wcześniej określonego jedynie teoretycznie.

1. Ocena i zmniejszanie ryzyka

Pierwszy krok do bezpiecznej maszyny to ustalenie granic maszyny, a szczególnie wykorzystywanie jej zgodne z przeznaczeniem. Do tego zalicza się na przykład zakres stosowania, tryby pracy, żywotność lub interfejs pomiędzy człowiekiem a maszyną.

W oparciu o takie podstawy można rozpoznać zagrożenia a następnie ocenić ryzyko poszczególnych zagrożeń. Z tego wynika, że ryzyko bez podjęcia dodatkowych środków zabezpieczających byłoby za duże, więc należy je zmniejszyć do akceptowalnego poziomu.

Podjęte środki powinny zlikwidować zagrożenia lub ograniczyć je poprzez zastosowanie odpowiednio bezpiecznej konstrukcji. Dopiero jeśli te środki nie zapewnią wystarczającego zmniejszenia ryzyka, należy wykorzystać techniczne środki zabezpieczające i – w ostateczności – dokumentację.

2. Koncepcja bezpieczeństwa

Jeśli techniczne środki zabezpieczające wymagają wykorzystania systemu sterowania, to należy to dokładnie opisać przez realizowane funkcje bezpieczeństwa sterowania. Dla każdej funkcji bezpieczeństwa ustala się następnie wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa – Performance Level (PL) – zgodnie z algorytmem z normy DIN EN ISO 13849-1.

Po wyborze systemu sterowania i wszystkich komponentów współpracujących z funkcjami bezpieczeństwa, podczas wdrażania i weryfikacji sprawdza się, czy zostanie dotrzymany ustalony Performance Level.

3. Planowanie walidacji

Po wyborze systemu sterowania i komponentów należy zaplanować walidację.

Należy w tym przypadku między innymi dokonać następujących ustaleń:

  • W jaki sposób identyfikowane będą dokumenty i nadawane będą im wersje?
  • W jakich warunkach otoczenia ma odbywać się walidacja?
  • Jakie badania i metody pomiarowe należy zastosować?
  • Jakie normy będą stosowane (np. DIN EN ISO 13849-2 dla systemów sterowania)?
  • Kim są osoby odpowiedzialne?

4. Wdrożenie i weryfikacja

Następnie należy przejść do wdrożenia zaplanowanych środków zabezpieczających, np. czy należy zaprogramować sterowanie bezpieczeństwa i ustalić parametry napędu.

W ramach weryfikacji należy sprawdzić, czy zaplanowane środki zostały prawidłowo wdrożone. Następnie uzyskuje się potwierdzenie, że poziom Performance Level (PL) zaimplementowanej funkcji bezpieczeństwa jest wyższy lub taki sam jak poziom PL, który został ustalony w koncepcji bezpieczeństwa.

5. Walidacja

Walidację przeprowadza się zgodnie z ustalonym planem. Jeśli wyniki testów będą negatywne, konieczne będą poprawki.

Wszystkie działania związane z walidacją należy udokumentować. Pozytywny wynik testów zostaje potwierdzony raportem z walidacji.

Dyrektywy i normy

Zastosowanie Dyrektywy maszynowej jest w każdym kraju Unii Europejskiej wymagane prawnie. Przepisy te nie zawierają szczegółowych danych technicznych, lecz definiują istotne wymagania stawiane maszynom, takie jak wyniki do osiągnięcia, czy też zagrożenia, którym należy zapobiegać. Nie jest przy tym definiowane, jakie konkretnie techniczne rozwiązanie należy do osiągnięcia tych celów wykorzystać.

Dyrektywa maszynowa (2006/42/WE) dotyczy między innymi:

  • maszyn
  • elementów zabezpieczających
  • maszyn nieukończonych (maszyn częściowych)

Po wyprodukowaniu maszyny sam producent potwierdza uwzględnienie wszystkich istotnych wymagań i zgodność maszyny: przez przymocowanie znaku CE i sporządzenie deklaracji zgodności.

Normy zharmonizowane zapewniają pomoc przy spełnianiu istotnych wymagań. Jeśli norma zharmonizowana obejmuje wszystkie ryzyka związane z maszyną, można przyjąć, że maszyna jest zgodna. Mówimy w tym przypadku o domniemaniu zgodności.