Bezpieczeństwo zintegrowane w prosty sposób.

Technologia bezpieczeństwa: do ochrony ludzi i maszyny.

Bezpieczeństwo funkcjonalne stanowi nieodłączną część współczesnej branży budowy 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.

Tabela: Systemy sterowania z technologią bezpieczeństwa

<col/><col/><col/><col/>
 Sterownik c250-S
Funkcje bezpiecznego stopu i postojuSTOBezpieczne odłączenie momentu
SSEBezpieczne zatrzymanie awaryjne
SS1-rBezpieczny stop 1 z monitorowaniem rampy**
SS1-tBezpieczny stop 1 z monitorowaniem czasu
SS2-rBezpieczny stop 2 z monitorowaniem rampy**
SS2-tBezpieczny stop 2 z monitorowaniem czasu**
SOSBezpieczne zatrzymanie robocze**
 
Bezpieczne funkcje ruchówSLSBezpiecznie ograniczona prędkość**
SMSBezpieczna maksymalna prędkość**
SSMBezpieczne monitorowanie prędkości** 
SDIBezpieczny kierunek ruchów**
 
Bezpieczne funkcje pozycjiSLPBezpiecznie ograniczona pozycja**
PDSSBezpieczna prędkość zależna od pozycji**
SHOMBezpieczny powrót do położenia wyjściowego
SCABezpieczna krzywka**
SLIPrzyrost ograniczony bezpiecznie**
 
Dodatkowe funkcje bezpieczeństwaCASKaskadowanie STO 
SBCBezpieczne sterowanie hamulcem
MUTBezpieczny muting
OMSPrzełącznik wyboru trybu pracy
ESPrzycisk potwierdzenia
RMSTryb naprawy
 Funkcje TC5 PLCopen
 
Bezpieczna komunikacja Magistrala bezpieczeństwa PROFIsafe na PROFIBUS 
 Magistrala bezpieczeństwa PROFIsafe na PROFINET 
 Magistrala bezpieczeństwa FSoE
 Bezpieczna transmisja aktualnych danych dot. położenia i prędkości**
 Praca z bezpiecznym PLC 
 
Bezpieczny sprzęt Bezpieczne wejścia do podłączenia czujników bezpieczeństwa
 Bezpieczne wyjścia do bezpiecznego sprzężenia zwrotnego
 Podłączenie systemów czujników poddanych analizie bezpieczeństwa
 
● Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa
○ Uruchomienie funkcji bezpieczeństwa
** Funkcja wymaga systemu czujników poddanych analizie bezpieczeństwa

Tabela: Produkty Lenze z technologią bezpieczeństwa

<col/><col/><col/>
 Serwo przemiennik
i700i950i950940094009400
   Basic Safety - STOBasic Safety - STOExtended SafetyZ SM100Z SM301Z SM302
Funkcje bezpiecznego stopu i postojuSTOBezpieczne odłączenie momentu
SSEBezpieczne zatrzymanie awaryjne   
SS1-rBezpieczny stop 1 z monitorowaniem rampy**   
SS1-tBezpieczny stop 1 z monitorowaniem czasu   
SS2-rBezpieczny stop 2 z monitorowaniem rampy**   
SS2-tBezpieczny stop 2 z monitorowaniem czasu**   
SOSBezpieczne zatrzymanie robocze**   
 
Bezpieczne funkcje ruchówSLSBezpiecznie ograniczona prędkość**   
SMSBezpieczna maksymalna prędkość**   
SSMBezpieczne monitorowanie prędkości**   
SDIBezpieczny kierunek ruchów**   
 
Bezpieczne funkcje pozycjiSLPBezpiecznie ograniczona pozycja**   
PDSSBezpieczna prędkość zależna od pozycji**   
SHOMBezpieczny powrót do położenia wyjściowego   
SCABezpieczna krzywka**   
SLIPrzyrost ograniczony bezpiecznie**   
 
Dodatkowe funkcje bezpieczeństwaCASKaskadowanie STO   
SBCBezpieczne sterowanie hamulcem     
MUTBezpieczny muting     
OMSPrzełącznik wyboru trybu pracy   
ESPrzycisk potwierdzenia   
RMSTryb naprawy   
 Funkcje TC5 PLCopen      
 
Bezpieczna komunikacja Magistrala bezpieczeństwa PROFIsafe na PROFIBUS     
 Magistrala bezpieczeństwa PROFIsafe na PROFINET   
 Magistrala bezpieczeństwa FSoE    
 Bezpieczna transmisja aktualnych danych dot. położenia i prędkości**   
 Praca z bezpiecznym PLC   
 
Bezpieczny sprzęt Bezpieczne wejścia do podłączenia czujników bezpieczeństwa
 Bezpieczne wyjścia do bezpiecznego sprzężenia zwrotnego   
 Podłączenie systemów czujników poddanych analizie bezpieczeństwa   
 
● Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa
○ Uruchomienie funkcji bezpieczeństwa
** Funkcja wymaga systemu czujników poddanych analizie bezpieczeństwa

Tabela: Przemienniki częstotliwości z technologią bezpieczeństwa

<col/><col/><col/><col/>
 Przemiennik częstotliwości
i55084008400 motec8400 protec
      Z SO10Z SO20Z SO30
Funkcje bezpiecznego stopu i postojuSTOBezpieczne odłączenie momentu
SSEBezpieczne zatrzymanie awaryjne    
SS1-rBezpieczny stop 1 z monitorowaniem rampy**      
SS1-tBezpieczny stop 1 z monitorowaniem czasu    
SS2-rBezpieczny stop 2 z monitorowaniem rampy**      
SS2-tBezpieczny stop 2 z monitorowaniem czasu**      
SOSBezpieczne zatrzymanie robocze**      
 
Bezpieczne funkcje ruchówSLSBezpiecznie ograniczona prędkość**      
SMSBezpieczna maksymalna prędkość**      
SSMBezpieczne monitorowanie prędkości**      
SDIBezpieczny kierunek ruchów**      
 
Bezpieczne funkcje pozycjiSLPBezpiecznie ograniczona pozycja**      
PDSSBezpieczna prędkość zależna od pozycji**      
SHOMBezpieczny powrót do położenia wyjściowego      
SCABezpieczna krzywka**      
SLIPrzyrost ograniczony bezpiecznie**      
 
Dodatkowe funkcje bezpieczeństwaCASKaskadowanie STO      
SBCBezpieczne sterowanie hamulcem      
MUTBezpieczny muting      
OMSPrzełącznik wyboru trybu pracy    
ESPrzycisk potwierdzenia    
RMSTryb naprawy      
 Funkcje TC5 PLCopen      
 
Bezpieczna komunikacja Magistrala bezpieczeństwa PROFIsafe na PROFIBUS      
 Magistrala bezpieczeństwa PROFIsafe na PROFINET    
 Magistrala bezpieczeństwa FSoE      
 Bezpieczna transmisja aktualnych danych dot. położenia i prędkości**      
 Praca z bezpiecznym PLC    
 
Bezpieczny sprzęt Bezpieczne wejścia do podłączenia czujników bezpieczeństwa 
 Bezpieczne wyjścia do bezpiecznego sprzężenia zwrotnego      
 Podłączenie systemów czujników poddanych analizie bezpieczeństwa      
 
● Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa
○ Uruchomienie funkcji bezpieczeństwa
** Funkcja wymaga systemu czujników poddanych analizie bezpieczeństwa

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.