Prosta integracja funkcji bezpieczeństwa

Technika bezpieczeństwa: Dla ochrony człowieka i maszyny

W Lenze zajmujemy się kwestią techniki bezpieczeństwa za pomocą scentralizowanego lub zdecentralizowanego systemu bezpieczeństwa. Zagrożenia dla personelu obsługującego i utrzymania ruchu wynikają również z ruchomych części maszyn. Konieczna jest stała ochrona pracowników przed tymi zagrożeniami - najskuteczniejszą metodą jest interwencja w miejscu maszyny, gdzie występuje niebezpieczny ruch - bezpośrednio w przemienniku częstotliwości.

Certyfikowany

Ponieważ funkcje bezpieczeństwa zintegrowane w napędzie posiadają już certyfikat typu EC, odbiór całej maszyny (np. przez TÜV lub Towarzystwo Ubezpieczeń od Odpowiedzialności Cywilnej Pracodawcy) jest uproszczony. Moduły bezpieczeństwa są certyfikowane zgodnie z normami EN ISO 13849-1, EN IEC 61508 i EN IEC 62061 i osiągają najwyższy poziom wydajności PL e.

Bezpośrednie połączenie

W celu integracji scentralizowanego lub zdecentralizowanego Safety w łańcuchu bezpieczeństwa maszyny, dostępne są bezpiecznie realizowane wejścia dla technologii czujników zabezpieczających. Podłączenie do nadrzędnego sterownika PLC, który przetwarza zarówno standardową, jak i bezpieczną logikę, odbywa się za pośrednictwem systemów magistrali, które mogą jednocześnie przesyłać bezpieczne i niebezpieczne dane na fizycznym systemie magistrali - np. PROFIsafe lub FSoE.

Uproszczone planowanie

Wspieramy Państwa w realizacji wymogów bezpieczeństwa za pomocą techniki Safety, która może być zintegrowana również jako opcja. Wszystkie funkcje są opracowane zgodnie z normą IEC 61508, SIL 3 i spełniają wymagania EN ISO 13849-1 PL e oraz EN IEC 62061 SIL 3. Upraszcza to odbiór całej maszyny.

Topologia bezpieczeństwa

Funkcje bezpieczeństwa w przemienniku częstotliwości oznaczają, że topologie bezpieczeństwa można wdrożyć przy bardzo niewielkim nakładzie pracy związanej z okablowaniem. Narzędzie inżynierskie PLC Designer, z którego można korzystać przez cały czas, umożliwia bardzo wygodną integrację aspektów bezpieczeństwa z samodzielną aplikacją maszyny. Nie jest konieczna zmiana systemu, ponieważ stosowane są standardy (PLCopen). Programowanie, konfiguracja i obsługa systemu mogą być tworzone w sposób spójny odpowiednim narzędziem. Obsługa i diagnostyka odbywa się bezpośrednio lub poprzez system magistrali.

Topologia bezpieczeństwa EtherCAT

Bardzo wysokiej jakości rozwiązaniem jest topologia bezpieczeństwa tworzona poprzez sieć EtherCAT z jej rozszerzeniem FSoE (Functional Safety over EtherCAT). Rozwiązanie to jest bardzo nowoczesnym i wysokowydajnym systemem sieciowym. Za pomocą EtherCAT można dość łatwo sterować przemiennikami częstotliwości i podłączać kolejne komponenty peryferyjne.

Komponenty innych firm

W wielu zastosowaniach konieczne jest zintegrowanie w topologii bezpieczeństwa nie tylko napędów, lecz także innych komponentów, tzw. komponentów obcych. W przypadku EtherCAT/FSoE firma Lenze konsekwentnie przestrzega związanych z tym standardów. Oznacza to, że integracja jest możliwa bez żadnych problemów. Komponenty te rozszerzają możliwości systemu i przyczyniają się do pełniejszej realizacji funkcji bezpieczeństwa maszyny.

 

Experience Safety Experience Live      Book your appointment now                               Hannover Messe overview

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.

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.