Kun turvallisuusmääräykset edellyttävät ISO 13849 -standardin noudattamista, jokainen turvapiirin komponentti on kriittinen ihmishenkien suojelun kannalta. Yksikin vaatimustenvastainen pyörivän toimilaitteen integrointi voi altistaa laitoksesi katastrofaaliselle vastuulle, viranomaiskatkoksille ja ennen kaikkea vakaville työntekijöiden loukkaantumisille, jotka olisi voitu estää.
ISO 13849 -standardin mukaisen pyörivän toimilaitteen integrointi edellyttää järjestelmällistä riskinarviointia, asianmukaista suoritustason (PL) määrittämistä, validoitua turvallisuustoiminnon toteuttamista ja kattavaa dokumentointia.1-toimilaitteen valinta vaaditun turvallisuustason ja vikasietoisten toimintatilojen perusteella.
Bepto Pneumaticsin Chuckina olen opastanut lukuisia laitoksia monimutkaisissa turvallisuusvaatimusten noudattamista koskevissa hankkeissa. Hiljattain autoin ohiolaista robottikokoonpanotehdasta saavuttamaan PLe-vaatimustenmukaisuuden kriittisten turvapiiriensä osalta ja vähentämään riskinarviointipistemäärää 75%:llä samalla, kun tuotannon tehokkuus säilyi täysimääräisenä. ️
Sisällysluettelo
- Mitkä ovat ISO 13849 -standardin keskeiset vaatimukset pyörivien toimilaitteiden turvallisuusintegraatiolle?
- Miten määritetään turvallisuussovelluksen vaatima suoritustaso?
- Mitkä pyörivän toimilaitteen ominaisuudet mahdollistavat vikasietoisen toiminnan turvapiireissä?
- Miksi asianmukainen dokumentaatio on kriittinen ISO 13849 -vaatimustenmukaisuuden auditoinneissa?
Mitkä ovat ISO 13849 -standardin keskeiset vaatimukset pyörivien toimilaitteiden turvallisuusintegraatiolle?
ISO 13849 -standardin vaatimusten ymmärtäminen varmistaa, että turvapiirien suunnittelu täyttää viranomaisstandardit alusta alkaen.
ISO 13849 edellyttää järjestelmällistä riskinarviointia, suoritustason määrittämistä (PLa-PLe), turvallisuustoimintojen validointia, diagnostiikan kattavuuden toteuttamista ja todentamistestausväliä - pyörivät toimilaitteet vaikuttavat osaltaan järjestelmän luotettavuuteen asianmukaisen valinnan ja integroinnin avulla.
ISO 13849:n perusperiaatteet
Standardissa määritellään viisi suorituskykytasoa (PL) PLa:sta (alhaisin) PLe:hen (korkein), joista kukin edellyttää erityisiä arkkitehtuurirajoituksia, diagnostiikan kattavuutta ja todentamistestausväliä.2
Turvapiirien arkkitehtuuriluokat
- Luokka B: Perusturvatoiminto, jossa on hyväksi havaittuja komponentteja
- Luokka 1: B-luokka ja hyväksi havaitut turvallisuusperiaatteet
- Luokka 2: Turvatoimintojen määräaikaistestaus
- Luokka 3: Yhden vian sieto vianhavaitsemisella
- Luokka 4: Yhden vian sieto vian havaitsemisen ja välttämisen avulla
Pyörivän toimilaitteen integrointikohdat
Turvallisuuskriittiset pyörivät toimilaitteet on integroitava:
- Sijainnin seuranta: Palautejärjestelmät turva-asennon todentamiseksi
- Voiman rajoittaminen: Hallittu vääntömomentin ulostulo loukkaantumisen estämiseksi
- Hätäpysäytystoiminnot: Välitön turvallisen tilan saavuttaminen
- Diagnostiikkajärjestelmät: Toimilaitteen kunnon jatkuva seuranta
Työskentelin Jenniferin kanssa, joka oli turvallisuusinsinööri Michiganissa sijaitsevassa pakkaamossa. Hänen tiiminsä tarvitsi PLd-vaatimustenmukaisuutta turvaportteja ohjaaville pyöriville toimilaitteille. Toteutimme kaksikanavaisen asentopalautteen erikoistuneilla sauvattomilla sylintereillämme ja saavutimme vaaditun diagnostisen kattavuuden säilyttäen samalla 99,9%:n käytettävyyden.
| Suoritustasovaatimukset | PLc | PLd | PLe |
|---|---|---|---|
| PFHD (per tunti) | ≥3×10-⁶ - <10-⁵. | ≥10-⁶ - <3×10-⁶. | ≥10-⁷ ja <10-⁶ välillä. |
| Arkkitehtuuri | Kat. 1,2,3 | Kat 2,3,4 | Kat. 3,4 |
| Diagnostinen kattavuus | Alhainen tai keskisuuri | Keskisuuri tai korkea | Korkea |
Miten määritetään turvallisuussovelluksen vaatima suoritustaso?
Suoritustason asianmukainen määrittäminen on vaatimustenmukaisen turvapiirin suunnittelun perusta.
Määritä vaadittu suoritustaso järjestelmällinen riskinarviointi, jossa otetaan huomioon vamman vakavuus (S1-S2), altistumisen tiheys (F1-F2) ja mahdollisuus välttää (P1-P2).3-Riskikaavio-menetelmän avulla, joka tarjoaa selkeät PL-vaatimukset PLa:sta PLe:hen.
Riskinarviointimenetelmä
- Vakavuuden arviointi: Arvioi mahdolliset loukkaantumisen seuraukset
- Altistumisen taajuus: Määritä, kuinka usein henkilöstö on vaarassa
- Välttämismahdollisuus: Arvioi kykyä välttää vaaratilanteita
- Riskikaavion sovellus: Käytä ISO 13849 -standardin mukaista riskikuvaajaa PL:n määrittämiseen
Käytännön riskinarviointi Esimerkkejä
- Nopeasti pyörivät laitteet: Vaatii yleensä PLd tai PLe
- Yhteistyöhön perustuvat robottisovellukset: Yleensä PLc tai PLd voimasta riippuen.
- Materiaalinkäsittelyjärjestelmät: Usein PLb tai PLc altistumisen perusteella.
- Hätäpysäytyspiirit: Usein PLd tai PLe kriittisissä sovelluksissa.
Dokumentointivaatimukset
Jokaisen riskinarvioinnin on sisällettävä:
- Vaarojen tunnistaminen ja analysointi
- Riskinarviointi selkein perusteluin
- Suoritustason määrittämisen perusteet
- Turvatoimintojen tekniset tiedot
Mitkä pyörivän toimilaitteen ominaisuudet mahdollistavat vikasietoisen toiminnan turvapiireissä?
Vikasietoinen toiminta varmistaa, että pyörivät toimilaitteet edistävät turvapiirin yleistä luotettavuutta.
Vikasietoisten pyörivien toimilaitteiden ominaisuuksiin kuuluvat jousipalautusmekanismit ennakoitavissa olevia vikatiloja varten, kaksikanavainen asentopalaute diagnostiikan kattavuutta varten, voimaa rajoittavat rakenteet loukkaantumisten estämiseksi ja hyväksi havaittu komponenttivalikoima, jolla on todistetut luotettavuustiedot.4
Olennaiset vikasietoiset ominaisuudet
- Kevään paluu: Automaattinen paluu turvalliseen asentoon virran katketessa
- Sijainnin seuranta: Kaksikanavainen takaisinkytkentä vikojen havaitsemiseen
- Voiman rajoittaminen: Hallittu ulostulomomentti estää loukkaantumiset
- Diagnostiikan integrointi: Reaaliaikaiset kunnonvalvontaominaisuudet
Bepton turvallisuusluokitellut ratkaisut
Turvallisuussovelluksiin suunnitelluissa sauvattomissa sylintereissämme on seuraavat ominaisuudet:
- Todistettu luotettavuus: B10d-arvot, jotka ylittävät 20 miljoonaa sykliä
- Diagnostinen yhteensopivuus: Integrointi turvallisuus-SPL:ien ja -ohjainten kanssa
- Vikasietoinen suunnittelu: Jousipalautusvaihtoehdot kriittisiin sovelluksiin
- Sertifioidut komponentit: Hyvin testatut osat, joilla on vakiintuneet turvallisuustiedot
Parhaat täytäntöönpanokäytännöt
- Redundantti anturi: Useita asentopalautekanavia
- Ristiinseuranta: Anturitulosten vertailu vikojen havaitsemiseksi
- Todistustestaus: Turvatoimintojen toiminnan säännöllinen tarkastaminen
- Huollon aikataulutus: Ennaltaehkäisevä kunnossapito tehtävän keston perusteella
Tennesseessä sijaitsevassa autoteollisuuden tehtaassa autoimme turvallisuuspäällikkö Robertia ottamaan käyttöön PLe-vaatimusten mukaiset pyörivät toimilaitteet puristusjarrujen turvajärjestelmiä varten. Toimittamamme kaksikanavainen asennonvalvonta ja jousipalautusominaisuudet poistivat yksittäiset vikapisteet ja täyttivät samalla tiukat 10-⁷ PFHD-vaatimukset.
Miksi asianmukainen dokumentaatio on kriittinen ISO 13849 -vaatimustenmukaisuuden auditoinneissa?
Kattava dokumentaatio todistaa vaatimustenmukaisuuden ja mahdollistaa tehokkaan turvallisuusjohtamisen koko laitteiden elinkaaren ajan.
Asianmukainen ISO 13849 -dokumentaatio sisältää validoidut turvallisuusvaatimuksia koskevat eritelmät, komponenttien luotettavuustiedot, todentamistestausmenettelyt, huolto-ohjeet ja muutosten valvontaprosessit.5-luodaan tarkastettavissa oleva jälki, joka osoittaa jatkuvan vaatimustenmukaisuuden.
Vaaditut asiakirjat
- Turvallisuusvaatimuksia koskeva eritelmä (SRS): Yksityiskohtaiset turvallisuustoimintojen kuvaukset
- Komponenttien tietolehdet: Luotettavuusarvot ja vikatilatiedot
- Validointiraportit: Testitulokset, jotka osoittavat turvallisuustoimintojen toimivuuden
- Huoltomenettelyt: Määräaikaisia tarkastuksia ja testauksia koskevat vaatimukset
- Muutoksen valvonta: Turvallisuuspiirien päivitysten muutoksenhallinta
Asiakirjojen hallintajärjestelmät
Tehokas noudattaminen edellyttää:
- Versionhallinta: Kaikkien asiakirjojen tarkistusten ja hyväksyntöjen seuranta
- Kulunvalvonta: Varmistetaan, että valtuutettu henkilöstö voi käyttää nykyisiä versioita
- Tarkastusketjut: Kaikkien muutosten ja niiden perustelujen kirjaaminen
- Säännölliset arvostelut: Toimintakokemukseen perustuvat ajoitetut päivitykset
Bepton dokumentaation tuki
Tarjoamme kattavat tekniset asiakirjat turvallisuusluokitelluista komponenteistamme:
- Luotettavuustiedot: B10d-arvot ja vikaantumistapa-analyysi
- Integrointioppaat: Turvapiirin vaiheittainen toteuttaminen
- Validointituki: Testausmenettelyt ja odotetut tulokset
- Vaatimustenmukaisuustodistukset: Kolmannen osapuolen suorittama turvallisuustason validointi
Yleiset dokumentoinnin sudenkuopat
- Puutteelliset riskinarvioinnit: Puuttuva vaarojen tunnistaminen tai riittämätön analyysi
- Riittämättömät komponenttitiedot: Luotettavuusarvojen tai vikatilatietojen puuttuminen
- Huono muutoksenhallinta: Turvallisuustoimintoihin vaikuttavat dokumentoimattomat muutokset
- Riittämätön todentamistestaus: Puuttuva tai epätäydellinen turvallisuustoiminnon todentaminen
Johtopäätös
ISO 13849 -standardin mukaisten pyörivien toimilaitteiden integrointi edellyttää järjestelmällistä lähestymistapaa, jossa yhdistyvät asianmukainen riskinarviointi, asianmukainen komponenttivalinta, vikasietoisen suunnittelun toteuttaminen ja kattava dokumentoinnin hallinta.
Usein kysytyt kysymykset ISO 13849 -standardin mukaisen pyörivän toimilaitteen integroinnista
Kysymys: Voidaanko olemassa olevat pyörivät toimilaitteet päivittää ISO 13849 -standardin mukaisiksi?
A: Olemassa olevia toimilaitteita voidaan usein päivittää lisäämällä turvallisuusvalvontaa, asennon palautejärjestelmiä ja asianmukaista dokumentaatiota, vaikka niiden täydellinen korvaaminen voi olla kustannustehokkaampaa korkeammilla suorituskykytasoilla.
Kysymys: Kuinka usein turvallisuustoiminnot on testattava ISO 13849 -järjestelmissä?
A: Testausväli riippuu suorituskykytasovaatimuksista, ja se vaihtelee tyypillisesti PLe-sovellusten kuukausittaisesta PLc-järjestelmien vuosittaiseen testiin, ja erityinen testiväli lasketaan komponenttien luotettavuustietojen perusteella.
K: Mitä tapahtuu, jos pyörivä toimilaite vikaantuu turvapiirin käytön aikana?
A: Oikein suunnitellut turvapiirit havaitsevat toimilaitteen vikaantumisen diagnostiikan avulla ja siirtyvät automaattisesti turvalliseen tilaan, ja erityinen reaktio riippuu vikatilasta ja piirin arkkitehtuurista.
K: Tarvitaanko turvallisuussovelluksissa käytettäviltä pyöriviltä toimilaitteilta kolmannen osapuolen sertifiointeja?
A: Kolmannen osapuolen sertifioinnit eivät ole aina pakollisia, mutta ne helpottavat huomattavasti vaatimustenmukaisuuden osoittamista, ja niitä vaaditaan usein korkeamman suorituskykytason sovelluksissa tai tietyillä teollisuudenaloilla.
Kysymys: Miten lasketaan kokonaissuorituskykytaso turvapiirille, jossa on useita pyöriviä toimilaitteita?
A: Kokonaissuorituskykytason laskennassa otetaan huomioon turvallisuusketjun kaikkien komponenttien arkkitehtuuri, diagnostiikan kattavuus ja luotettavuustiedot, ja heikoin lenkki määrittää tavallisesti saavutettavissa olevan PL:n.
-
“ISO 13849-1:2023 Koneturvallisuus - Ohjausjärjestelmien turvallisuuteen liittyvät osat - Osa 1: Yleiset suunnitteluperiaatteet”,
https://www.iso.org/standard/73481.html. ISO-standardin tiivistelmässä todetaan, että standardi tarjoaa menetelmiä, vaatimuksia, suosituksia ja ohjeita turvallisuuteen liittyvien, turvallisuustoimintoja suorittavien ohjausjärjestelmien osien suunnittelua ja integrointia varten. Evidence role: general_support; Source type: standard. Tukee: ISO 13849 -standardin mukainen pyörivien toimilaitteiden integrointi edellyttää järjestelmällistä riskien arviointia, asianmukaista suoritustason määrittämistä, validoitua turvallisuustoiminnon toteuttamista ja kattavaa dokumentointia. ↩ -
“Koneiden ohjauksen toiminnallinen turvallisuus (IFA-raportti 2/2017e)”,
https://www.dguv.de/ifa/publikationen/reports-download/reports-2017/ifa-report-2-2017/index-2.jsp. DGUV/IFA selittää EN ISO 13849 -standardin soveltamista, mukaan lukien suorituskykytasot a-e, luokat B-4, diagnostiikan kattavuus, komponenttien luotettavuus ja esimerkkejä turvallisuustoiminnoista. Evidence role: general_support; Source type: research. Tukee: Standardissa vahvistetaan viisi suorituskykytasoa PLa:sta PLe:hen, joihin liittyy arkkitehtuuri, diagnostiikan kattavuus ja todentamistestaus. ↩ -
“ISO 12100:2010 Koneturvallisuus - Yleiset suunnitteluperiaatteet - Riskien arviointi ja vähentäminen”,
https://www.iso.org/cms/%20render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/05/15/51528.html?browse=tc. ISO-tiivistelmässä kuvataan menetelmä riskien arviointia ja vähentämistä varten, mukaan lukien vaarojen tunnistaminen sekä riskien arviointi ja arviointi koneen elinkaaren aikana. Todisteen rooli: mekanismi; Lähteen tyyppi: standardi. Tukee: Järjestelmällinen riskinarviointi, jossa otetaan huomioon vamman vakavuus, altistumistiheys ja välttämismahdollisuus. ↩ -
“ISO 14118:2017 Koneturvallisuus - Odottamattoman käynnistymisen estäminen”,
https://www.iso.org/standard/66460.html. ISO-tiivistelmässä määritellään suunnitellut keinot, joilla estetään koneen odottamaton käynnistyminen virtalähteistä, pneumaattisesta energiasta, varastoidusta energiasta ja muista lähteistä ihmisen toimiessa vaaravyöhykkeillä. Todisteen rooli: mekanismi; Lähteen tyyppi: standardi. Tukee: Vikasietoisten pyörivien toimilaitteiden ominaisuuksiin kuuluvat ennakoitavat vikatilat, asennon palaute, voiman rajoittaminen ja hyväksi havaittu komponenttivalinta. ↩ -
“ISO 13849-2:2012 Koneturvallisuus - Ohjausjärjestelmien turvallisuuteen liittyvät osat - Osa 2: Validointi”,
https://www.iso.org/standard/53640.html. ISO-tiivistelmässä määritellään menettelyt ja ehdot turvallisuustoimintojen, saavutettujen luokkien ja saavutettujen suoritustasojen validoimiseksi analyysin ja testauksen avulla. Evidence role: general_support; Source type: standard. Tukee: Validoidut turvallisuusvaatimusten eritelmät, komponenttien luotettavuustiedot, todentamistestausmenettelyt, huolto-ohjeet ja muutosten valvontaprosessit. ↩
