Kada sigurnosne propise zahtijevaju usklađenost s normom ISO 13849, svaka komponenta u vašem sigurnosnom krugu postaje ključna za zaštitu ljudskih života. Jedna integracija rotacijskog aktuatorja koja nije u skladu s propisima može izložiti vaš pogon katastrofalnoj odgovornosti, regulatornim obustavama rada i, što je najvažnije, ozbiljnim ozljedama radnika koje se mogle spriječiti.
Integracija rotacijskog aktuatora u skladu s normom ISO 13849 zahtijeva sustavnu procjenu rizika, ispravno određivanje razine izvedbe (PL), implementaciju provjerenih sigurnosnih funkcija i sveobuhvatnu dokumentaciju.1—s odabirom aktuatora na temelju potrebne razine integriteta sigurnosti i načina rada za sprječavanje kvara.
Kao Chuck iz Bepto Pneumatics, vodio sam brojne pogone kroz složene projekte usklađivanja s sigurnosnim propisima. Nedavno sam pomogao robotskoj montažnoj tvornici u Ohiju da postigne PLe usklađenost za njihove kritične sigurnosne krugove, smanjivši njihove rezultate procjene rizika za 75% uz održavanje pune proizvodne učinkovitosti. ️
Sadržaj
- Koji su ključni zahtjevi norme ISO 13849 za sigurnosnu integraciju rotacijskih aktuatora?
- Kako odrediti potrebnu razinu performansi za vašu sigurnosnu primjenu?
- Koje značajke rotacijskog aktuatora omogućuju nepropusno djelovanje u sigurnosnim krugovima?
- Zašto je ispravna dokumentacija ključna za revizije usklađenosti s normom ISO 13849?
Koji su ključni zahtjevi norme ISO 13849 za sigurnosnu integraciju rotacijskih aktuatora?
Razumijevanje zahtjeva norme ISO 13849 osigurava da dizajn vašeg sigurnosnog kruga od samog početka zadovoljava regulatorne standarde.
ISO 13849 zahtijeva sustavnu procjenu rizika, određivanje razine izvedbe (PLa do PLe), validaciju sigurnosnih funkcija, implementaciju dijagnostičke pokrivenosti i intervale probnih ispitivanja — pri čemu rotacijski aktuatori doprinose ukupnoj pouzdanosti sustava pravilnim odabirom i integracijom.
Osnovni principi ISO 13849
Standard utvrđuje pet razina performansi (PL) od PLa (najniža) do PLe (najviša), pri čemu svaka zahtijeva specifična arhitektonska ograničenja, opseg dijagnostike i intervale probnih ispitivanja.2
Kategorije arhitekture sigurnosnih krugova
- Kategorija BOsnovna sigurnosna funkcija s provjerenim komponentama
- Kategorija 1: Kategorija B plus dobro isprobani sigurnosni principi
- Kategorija 2Periodično ispitivanje sigurnosne funkcije
- Kategorija 3: Tolerancija na pojedinačne kvarove s detekcijom kvarova
- Kategorija 4Tolerancija na pojedinačne kvarove s detekcijom i sprječavanjem kvarova
Točke integracije rotacijskog aktuatora
Sigurnosno kritični rotacijski aktuatori moraju se integrirati s:
- Praćenje položaja: Sustavi povratnih informacija za provjeru sigurnosnog položaja
- Ograničenje sile: Kontrolirani moment izlaza radi sprječavanja ozljeda
- Funkcije hitnog zaustavljanja: Trenutačno postizanje sigurnog stanja
- Dijagnostički sustaviKontinuirano praćenje stanja aktuatora
Radio sam s Jennifer, inženjerkom za sigurnost u pogonu za pakiranje u Michiganu. Njezin tim je trebao usklađenost s PLd za rotacijske aktuatore koji kontroliraju sigurnosne vrata. Implementirali smo dvo-kanalni povrat informacija o položaju s našim specijaliziranim cilindarima bez šipke, postižući potrebnu dijagnostičku pokrivenost uz održavanje dostupnosti od 99,91 TP3T.
| Zahtjevi razine izvedbe | PLc | PLd | PLe |
|---|---|---|---|
| PFHD (po satu) | ≥3×10⁻⁶ do <10⁻⁵ | ≥10⁻⁶ do <3×10⁻⁶ | ≥10⁻⁷ do <10⁻⁶ |
| Arhitektura | Mačka 1,2,3 | Kategorija 2,3,4 | Mačka 3,4 |
| Pokriće dijagnostike | Od niskog do srednjeg | Od srednjeg do visokog | Visoko |
Kako odrediti potrebnu razinu performansi za vašu sigurnosnu primjenu?
Pravilno određivanje razine performansi čini temelj dizajna sigurnosnih krugova u skladu s propisima.
Odredite potrebnu razinu performansi putem sistemska procjena rizika uzimajući u obzir težinu ozljede (S1-S2), učestalost izloženosti (F1-F2) i mogućnost izbjegavanja (P1-P2)3—uz metodologiju grafa rizika koja pruža jasne PL zahtjeve od PLa do PLe.
Metodologija procjene rizika
- Procjena težineProcijeniti moguće posljedice ozljede
- Učestalost izlaganjaOdredite koliko često je osoblje izloženo riziku
- Mogućnost izbjegavanjaProcijeniti sposobnost izbjegavanja opasnih situacija
- Aplikacija za grafikon rizika: Koristite grafikon rizika ISO 13849 za određivanje PL
Praktični primjeri procjene rizika
- Visokobrzinska rotirajuća oprema: Obično zahtijeva PLd ili PLe
- Primjene suradničkih robotaObično PLc ili PLd, ovisno o sili.
- Sustavi za rukovanje materijalima: Često PLb ili PLc ovisno o izloženosti
- Kružni sklopovi za hitno zaustavljanjeČesto PLd ili PLe za kritične primjene
Zahtjevi za dokumentaciju
Svaka procjena rizika mora uključivati:
- Identifikacija i analiza opasnosti
- Procjena rizika s jasnim obrazloženjem
- Obrazloženje određivanja razine učinka
- Specifikacije sigurnosnih funkcija
Koje značajke rotacijskog aktuatora omogućuju nepropusno djelovanje u sigurnosnim krugovima?
Neovratno djelovanje osigurava da vaši rotacijski aktuatori doprinose ukupnoj pouzdanosti sigurnosnog kruga.
Značajke rotacijskog aktuatorja otpornog na kvarove uključuju mehanizme povratka oprugom za predvidive načine kvara, dvo-kanalni povratni signal o položaju za dijagnostičku pokrivenost, konstrukcije za ograničavanje sile radi sprječavanja ozljeda te provjereni izbor komponenti s dokazanim podacima o pouzdanosti.4
Osnovne sigurnosne značajke
- Proljetni povratakAutomatski povratak u sigurnu poziciju pri nestanku napajanja
- Praćenje položajaDvokanalna povratna sprega za otkrivanje kvarova
- Ograničenje sile: Kontrolirani izlazni moment sprječava ozljede
- Dijagnostička integracija: Mogućnosti praćenja zdravlja u stvarnom vremenu
Bepto rješenja ocijenjena za sigurnost
Naši cilindri bez klipa, dizajnirani za primjene u sigurnosnim sustavima, imaju:
- Dokazana pouzdanost: B10d vrijednosti koje premašuju 20 milijuna ciklusa
- Dijagnostička kompatibilnost: Integracija sa sigurnosnim PLC-ovima i kontrolerima
- Dizajn otporan na kvaroveOpcije s opružnim povratom za ključne primjene
- Certificirani sastojci: Dobro ispitani dijelovi s utvrđenim podacima o sigurnosti
Najbolje prakse implementacije
- Više mjerenje: Više kanala za povratne informacije o položaju
- Unakrsno praćenjeUsporedba izlaznih vrijednosti senzora za otkrivanje kvarova
- ProvjeraRedovita provjera rada sigurnosne funkcije
- Planiranje održavanjaPreventivno održavanje temeljeno na vremenu misije
U tvornici automobilske proizvodnje u Tennesseeju pomogli smo voditelju sigurnosti Robertu implementirati rotacijske aktuatore usklađene s PLe za sigurnosne sustave prešnih preša. Dvokanalno praćenje položaja i značajke povratka oprugom koje smo isporučili uklonili su pojedinačne točke kvara, istovremeno zadovoljavajući strogi zahtjev od 10⁻⁷ PFHD.
Zašto je ispravna dokumentacija ključna za revizije usklađenosti s normom ISO 13849?
Opsežna dokumentacija dokazuje usklađenost i omogućuje učinkovito upravljanje sigurnošću tijekom cijelog životnog vijeka opreme.
Pravilna dokumentacija prema ISO 13849 uključuje potvrđene specifikacije sigurnosnih zahtjeva, podaci o pouzdanosti komponenti, postupci probnih ispitivanja, upute za održavanje i procesi kontrole izmjena5—stvaranje revizibilnog traga koji dokazuje stalnu usklađenost.
Potrebni elementi dokumentacije
- Specifikacija sigurnosnih zahtjeva (SRS): Detaljni opisi sigurnosnih funkcija
- Podaci o komponentama: Vrijednosti pouzdanosti i podaci o načinima otkaza
- Izvještaji o validaciji: Rezultati ispitivanja koji dokazuju performanse sigurnosne funkcije
- Postupci održavanja: Zahtjevi za zakazane preglede i ispitivanja
- Kontrola izmjenaUpravljanje promjenama za ažuriranja sigurnosnih krugova
Sustavi za upravljanje dokumentacijom
Učinkovita usklađenost zahtijeva:
- Kontrola verzija: Praćenje svih revizija i odobrenja dokumenata
- Kontrola pristupa: Osiguravanje da ovlašteno osoblje može pristupiti trenutačnim verzijama
- Revizijski tragovi: Bilježenje svih promjena i njihovih opravdanja
- Redovite recenzije: Planirana ažuriranja na temelju operativnog iskustva
Bepto podrška za dokumentaciju
Pružamo sveobuhvatnu tehničku dokumentaciju za naše komponente ocijenjene za sigurnost:
- Podaci o pouzdanosti: B10d vrijednosti i analiza načina otkaza
- Vodiči za integraciju: Postupna implementacija sigurnosnog kruga
- Podrška za validaciju: Postupci testiranja i očekivani rezultati
- Potvrde o sukladnostiValidacija sigurnosnih performansi od strane treće strane
Uobičajene zamke u dokumentaciji
- Nedovršene procjene rizika: Nedostatak identifikacije opasnosti ili neadekvatna analiza
- Nedovoljno podataka o komponenti: Nedostaju vrijednosti pouzdanosti ili informacije o načinima otkaza
- Loša kontrola promjena: Nedokumentirane izmjene koje utječu na sigurnosne funkcije
- Neadekvatno ispitivanje dokaza: Nedostaje ili je nepotpuna provjera sigurnosne funkcije
Zaključak
Integracija rotacijskog aktuatorja u skladu s normom ISO 13849 zahtijeva sustavan pristup koji obuhvaća pravilnu procjenu rizika, odabir odgovarajućih komponenti, implementaciju dizajna otpornog na kvarove i sveobuhvatno upravljanje dokumentacijom.
Često postavljana pitanja o integraciji rotacijskih aktuatora prema normi ISO 13849
P: Mogu li postojeći rotacijski aktuatori biti nadograđeni za usklađenost s normom ISO 13849?
A: Postojeći aktuatori često se mogu nadograditi dodatnim nadzorom sigurnosti, sustavima povratne sprege položaja i odgovarajućom dokumentacijom, iako može biti isplativije potpuno ih zamijeniti za viša razina performansi.
P: Koliko često se sigurnosne funkcije moraju provjeravati u sustavima prema ISO 13849?
A: Intervali provjera dokaza ovise o zahtjevima razine izvedbe, obično se kreću od mjesečnih za PLe aplikacije do godišnjih za PLc sustave, pri čemu se specifični intervali izračunavaju na temelju podataka o pouzdanosti komponenti.
P: Što se događa ako rotacijski aktuator zakaže tijekom rada sigurnosnog kruga?
A: Pravilno projektirani sigurnosni krugovi otkrivaju kvarove aktuatora putem dijagnostičkog pokrivanja i automatski prelaze u sigurno stanje, pri čemu specifičan odgovor ovisi o načinu kvara i arhitekturi kruga.
P: Jesu li za rotacijske aktuatore u sigurnosnim primjenama potrebne certifikacije treće strane?
A: Iako nisu uvijek obavezne, certifikacije treće strane znatno pojednostavljuju dokazivanje usklađenosti i često su potrebne za aplikacije viših razina performansi ili za određene industrijske sektore.
P: Kako izračunati ukupnu razinu performansi sigurnosnog kruga s više rotacijskih aktuatora?
A: Proračun razine ukupnih performansi uzima u obzir arhitekturu, dijagnostičku pokrivenost i podatke o pouzdanosti svih komponenti u sigurnosnom lancu, pri čemu najslabija karika obično određuje postignutu razinu.
-
“ISO 13849-1:2023 Sigurnost strojeva — Sigurnosni dijelovi upravljačkih sustava — Dio 1: Opći principi projektiranja,
https://www.iso.org/standard/73481.html. ISO sažetak navodi da standard pruža metodologiju, zahtjeve, preporuke i smjernice za projektiranje i integraciju dijelova upravljačkih sustava povezanih sa sigurnošću koji obavljaju sigurnosne funkcije. Uloga dokaza: opća podrška; vrsta izvora: standard. Podržava: integracija rotacijskih aktuatora u skladu s ISO 13849 zahtijeva sustavnu procjenu rizika, ispravno određivanje razine izvedbe, provjerenu implementaciju sigurnosnih funkcija i sveobuhvatnu dokumentaciju. ↩ -
“Funkcionalna sigurnost upravljanja strojevima (IFA izvješće 2/2017e),
https://www.dguv.de/ifa/publikationen/reports-download/reports-2017/ifa-report-2-2017/index-2.jsp. DGUV/IFA objašnjava primjenu EN ISO 13849, uključujući razine izvedbe a do e, kategorije B do 4, dijagnostičku pokrivenost, pouzdanost komponenti i primjere projektiranih sigurnosnih funkcija. Uloga dokaza: opća podrška; vrsta izvora: istraživanje. Podržava: Standard utvrđuje pet razina izvedbe od PLa do PLe s implikacijama na arhitekturu, dijagnostičku pokrivenost i provjeru dokazima. ↩ -
“ISO 12100:2010 Sigurnost strojeva — Opći principi projektiranja — Procjena rizika i smanjenje rizika,
https://www.iso.org/cms/%20render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/05/15/51528.html?browse=tc. ISO sažetak opisuje metodologiju procjene i smanjenja rizika, uključujući identifikaciju opasnosti te procjenu i evaluaciju rizika tijekom životnog ciklusa stroja. Uloga dokaza: mehanizam; Vrsta izvora: standard. Podržava: sustavnu procjenu rizika uzimajući u obzir težinu ozljeda, učestalost izloženosti i mogućnost izbjegavanja. ↩ -
“ISO 14118:2017 Sigurnost strojeva — Sprječavanje nenadane aktivacije,
https://www.iso.org/standard/66460.html. ISO sažetak navodi ugrađena sredstva za sprječavanje neočekivanog pokretanja stroja iz napajanja, pneumatske energije, pohranjene energije i drugih izvora tijekom ljudske intervencije u opasnim zonama. Uloga dokaza: mehanizam; Vrsta izvora: standard. Podržava: Značajke sigurnosnog rotacijskog aktuatorja uključuju predvidive načine kvara, povratnu spregu položaja, ograničenje sile i provjereni izbor komponenti. ↩ -
“ISO 13849-2:2012 Sigurnost strojeva — Sigurnosni dijelovi upravljačkih sustava — Dio 2: Validacija,
https://www.iso.org/standard/53640.html. ISO sažetak navodi postupke i uvjete za validaciju sigurnosnih funkcija, postignutih kategorija i postignutih razina performansi analizom i ispitivanjem. Uloga dokaza: opća podrška; Vrsta izvora: standard. Podržava: specifikacije validiranih sigurnosnih zahtjeva, podatke o pouzdanosti komponenti, postupke ispitivanja za dokazivanje, upute za održavanje i procese kontrole izmjena. ↩
