Amikor a biztonsági előírások megkövetelik az ISO 13849 szabványnak való megfelelést, a biztonsági áramkör minden egyes eleme kritikussá válik az emberi életek védelme szempontjából. Egyetlen nem megfelelő forgó működtető integrálása katasztrofális felelősségnek, szabályozási leállásoknak, és ami a legfontosabb, a munkavállalók súlyos sérüléseinek teheti ki a létesítményt, amelyek megelőzhetők lettek volna.
Az ISO 13849 szabványnak megfelelő forgóhajtóművek integrációja szisztematikus kockázatértékelést, megfelelő teljesítményszint (PL) meghatározást, validált biztonsági funkciók megvalósítását és átfogó dokumentációt igényel.1-a működtetőelemek kiválasztása a szükséges biztonsági integritási szint és a hibabiztos üzemmódok alapján.
Chuckként a Bepto Pneumatics-tól számos létesítményt vezettem át összetett biztonsági megfelelési projekteken. Nemrégiben segítettem egy ohiói robot-összeszerelő üzemnek elérni a PLe-megfelelőséget a kritikus biztonsági áramkörökre vonatkozóan, 75%-vel csökkentve a kockázatértékelési pontszámot, miközben a termelés teljes hatékonysága megmaradt. ️
Tartalomjegyzék
- Melyek a legfontosabb ISO 13849 követelmények a forgó működtetők biztonsági integrációjára vonatkozóan?
- Hogyan határozza meg a biztonsági alkalmazáshoz szükséges teljesítményszintet?
- Mely forgótárcsák jellemzői teszik lehetővé a hibamentes működést a biztonsági áramkörökben?
- Miért kritikus a megfelelő dokumentáció az ISO 13849 megfelelőségi auditok során?
Melyek a legfontosabb ISO 13849 követelmények a forgó működtetők biztonsági integrációjára vonatkozóan?
Az ISO 13849 követelményeinek megértése biztosítja, hogy a biztonsági áramkörök tervezése kezdettől fogva megfeleljen a szabályozási előírásoknak.
Az ISO 13849 szisztematikus kockázatértékelést, a teljesítményszintek meghatározását (PLa-tól PLe-ig), a biztonsági funkciók validálását, a diagnosztikai lefedettség megvalósítását és a bizonyítási tesztek időközönként történő elvégzését írja elő - a forgó működtetőelemek pedig megfelelő kiválasztás és integráció révén hozzájárulnak a rendszer általános megbízhatóságához.
Az ISO 13849 alapvető elvei
A szabvány öt teljesítményszintet (PL) határoz meg a PLa (legalacsonyabb) és a PLe (legmagasabb) között, amelyek mindegyike meghatározott architektúrális korlátozásokat, diagnosztikai lefedettséget és bizonyítási tesztelési időközöket követel meg.2
Biztonsági áramkör-architektúra kategóriák
- B kategória: Alapvető biztonsági funkció jól bevált alkatrészekkel
- 1. kategória: B kategória plusz jól bevált biztonsági elvek
- 2. kategória: A biztonsági funkció időszakos vizsgálata
- 3. kategória: Egyszeri hibatűrés hibaérzékeléssel
- 4. kategória: Egyszeri hibatűrés hibaérzékeléssel és -elkerüléssel
Forgó működtető integrációs pontok
A biztonságkritikus forgó működtetőknek integrálniuk kell a következőket:
- Pozíciófigyelés: Visszajelző rendszerek a biztonsági helyzet ellenőrzéséhez
- Erő korlátozása: Szabályozott nyomatékkibocsátás a sérülések elkerülése érdekében
- Vészleállító funkciók: Azonnali biztonságos állapot elérése
- Diagnosztikai rendszerek: Az aktuátor állapotának folyamatos felügyelete
Jenniferrel, egy michigani csomagolóüzem biztonsági mérnökével dolgoztam együtt. Csapatának PLd-megfelelőségre volt szüksége a biztonsági kapukat vezérlő forgó működtetőkhöz. Kétcsatornás pozíció-visszacsatolást valósítottunk meg a speciális rúd nélküli hengerekkel, és ezzel elértük a szükséges diagnosztikai lefedettséget, miközben 99,9% rendelkezésre állást biztosítottunk.
| Teljesítményszint követelményei | PLc | PLd | PLe |
|---|---|---|---|
| PFHD (óránként) | ≥3×10-⁶ és <10-⁵ között. | ≥10-⁶ és <3×10-⁶ között. | ≥10-⁷ és <10-⁶ között. |
| Építészet | 1.,2.,3. kategória | 2.,3.,4. kategória | 3., 4. kategória |
| Diagnosztikai lefedettség | Alacsony és közepes között | Közepes és magas | Magas |
Hogyan határozza meg a biztonsági alkalmazáshoz szükséges teljesítményszintet?
A megfelelő teljesítményszint meghatározása képezi a megfelelő biztonsági áramkörök tervezésének alapját.
A szükséges teljesítményszint meghatározása szisztematikus kockázatértékelés a sérülés súlyosságának (S1-S2), az expozíció gyakoriságának (F1-F2) és az elkerülési lehetőségnek (P1-P2) a figyelembevételével.3-a kockázati grafikon módszertanával, amely a PLa-tól a PLe-ig egyértelmű PL-követelményeket biztosít.
Kockázatértékelési módszertan
- Súlyossági értékelés: A lehetséges sérülések következményeinek értékelése
- Expozíció Gyakoriság: Határozza meg, milyen gyakran van veszélyben a személyzet
- Elkerülési lehetőség: A veszélyes helyzetek elkerülésének képessége
- Kockázati grafikon alkalmazása: Az ISO 13849 kockázati grafikon használata a PL meghatározásához
Gyakorlati kockázatértékelési példák
- Nagy sebességű forgó berendezések: Általában PLd vagy PLe szükséges
- Együttműködő robotok alkalmazásai: Általában PLc vagy PLd az erősségtől függően
- Anyagmozgató rendszerek: Gyakran PLb vagy PLc az expozíció alapján
- Vészleállító áramkörök: Gyakran PLd vagy PLe kritikus alkalmazásokhoz
Dokumentációs követelmények
Minden kockázatértékelésnek tartalmaznia kell:
- A veszélyek azonosítása és elemzése
- Kockázatbecslés egyértelmű indoklással
- A teljesítményszint meghatározásának indoklása
- Biztonsági funkciókra vonatkozó előírások
Mely forgótárcsák jellemzői teszik lehetővé a hibamentes működést a biztonsági áramkörökben?
A hibabiztos működés biztosítja, hogy az Ön forgó működtetői hozzájáruljanak az általános biztonsági áramkör megbízhatóságához.
A hibabiztos forgó működtetőelemek jellemzői közé tartoznak a rugós visszahúzó mechanizmusok a kiszámítható hibamódokhoz, a kétcsatornás pozíció-visszacsatolás a diagnosztikai lefedettséghez, az erőhatároló kialakítások a sérülések megelőzése érdekében, valamint a jól bevált alkatrészválasztás a bizonyított megbízhatósági adatokkal.4
Alapvető hibabiztos funkciók
- Tavaszi visszatérés: Automatikus visszatérés a biztonságos helyzetbe áramkimaradáskor
- Pozíciófigyelés: Kétcsatornás visszacsatolás a hiba felismeréséhez
- Erő korlátozása: A szabályozott kimeneti nyomaték megakadályozza a sérüléseket
- Diagnosztikai integráció: Valós idejű állapotfigyelési képességek
Bepto biztonsági besorolású megoldások
A biztonsági alkalmazásokhoz tervezett rúd nélküli hengerek jellemzői:
- Bizonyított megbízhatóság: 20 millió ciklust meghaladó B10d értékek
- Diagnosztikai kompatibilitás: Integráció biztonsági PLC-kkel és vezérlőkkel
- Meghibásodásbiztos tervezés: Rugós visszahúzó lehetőségek kritikus alkalmazásokhoz
- Tanúsított alkatrészek: Jól bevált alkatrészek, megalapozott biztonsági adatokkal
Legjobb végrehajtási gyakorlatok
- Redundáns érzékelés: Több pozíció-visszacsatolási csatorna
- Keresztellenőrzés: Az érzékelők kimeneteinek összehasonlítása a hiba észleléséhez
- Bizonyító tesztelés: A biztonsági funkció működésének rendszeres ellenőrzése
- Karbantartás ütemezése: Megelőző karbantartás a bevetési idő alapján
Egy Tennessee állambeli autóipari üzemben segítettünk Robert biztonsági vezetőnek a PLe-konform forgó működtető elemek bevezetésében a sajtolófék biztonsági rendszereikhez. Az általunk biztosított kétcsatornás helyzetfelügyeleti és rugóvisszahúzó funkciók kiküszöbölték az egyes hibapontokat, miközben teljesítették a szigorú 10⁷ PFHD követelményt.
Miért kritikus a megfelelő dokumentáció az ISO 13849 megfelelőségi auditok során?
Az átfogó dokumentáció bizonyítja a megfelelőséget, és lehetővé teszi a hatékony biztonsági irányítást a berendezés teljes életciklusa során.
A megfelelő ISO 13849 dokumentáció a következőket tartalmazza hitelesített biztonsági követelményspecifikációk, az alkatrészek megbízhatósági adatai, bizonyító tesztelési eljárások, karbantartási utasítások és módosítás-ellenőrzési folyamatok.5-a folyamatos megfelelést bizonyító, ellenőrizhető nyomvonal létrehozása.
Kötelező dokumentációs elemek
- Biztonsági követelményspecifikáció (SRS): A biztonsági funkciók részletes leírása
- Komponens adatlapok: Megbízhatósági értékek és meghibásodási adatok
- Érvényesítési jelentések: A biztonsági funkció teljesítményét igazoló vizsgálati eredmények
- Karbantartási eljárások: Menetrend szerinti ellenőrzési és vizsgálati követelmények
- Módosítás ellenőrzése: Változáskezelés a biztonsági áramkörök frissítéseihez
Dokumentációkezelő rendszerek
A hatékony megfelelés megköveteli:
- Verzióellenőrzés: Az összes dokumentum felülvizsgálatának és jóváhagyásának nyomon követése
- Hozzáférés-ellenőrzés: Biztosítani kell, hogy az arra felhatalmazott személyzet hozzáférhessen az aktuális verziókhoz
- Ellenőrzési nyomvonalak: Az összes változtatás és azok indoklásának rögzítése
- Rendszeres vélemények: Üzemeltetési tapasztalatokon alapuló ütemezett frissítések
Bepto dokumentációs támogatás
Biztonsági besorolású alkatrészeinkhez átfogó műszaki dokumentációt biztosítunk:
- Megbízhatósági adatok: B10d értékek és hibamód-elemzés
- Integrációs útmutatók: Lépésről lépésre történő biztonsági áramkör megvalósítása
- Validációs támogatás: Vizsgálati eljárások és várható eredmények
- Megfelelőségi tanúsítványok: A biztonsági teljesítmény harmadik fél általi hitelesítése
Közös dokumentációs buktatók
- Hiányos kockázatértékelések: Hiányzó veszélyazonosítás vagy nem megfelelő elemzés
- Elégtelen komponensadatok: Megbízhatósági értékek vagy meghibásodási móddal kapcsolatos információk hiánya
- Gyenge változás-ellenőrzés: A biztonsági funkciókat érintő dokumentálatlan módosítások
- Nem megfelelő bizonyító tesztelés: Hiányzó vagy hiányos biztonsági funkcióellenőrzés
Következtetés
Az ISO 13849 szabványnak megfelelő forgóhajtóművek integrálása szisztematikus megközelítést igényel, amely magában foglalja a megfelelő kockázatértékelést, a megfelelő alkatrészválasztást, a hibabiztos tervezés megvalósítását és az átfogó dokumentációkezelést.
GYIK az ISO 13849 forgó működtető integrációjáról
K: A meglévő forgó működtetők korszerűsíthetők az ISO 13849 szabványnak való megfelelés érdekében?
A: A meglévő működtetőelemek gyakran korszerűsíthetők további biztonsági felügyelet, pozíció-visszacsatolási rendszerek és megfelelő dokumentáció révén, bár a magasabb teljesítményszintek esetében a teljes csere költséghatékonyabb lehet.
K: Milyen gyakran kell a biztonsági funkciókat az ISO 13849 rendszerekben próbatesztelni?
A: A próbavizsgálati időközök a teljesítményszint követelményeitől függenek, jellemzően a PLe alkalmazások esetében havonta, a PLc rendszerek esetében évente, az alkatrészek megbízhatósági adatai alapján kiszámított konkrét időközökkel.
K: Mi történik, ha egy forgó működtető meghibásodik a biztonsági áramkör működése közben?
A: A megfelelően megtervezett biztonsági áramkörök diagnosztikai lefedettségen keresztül észlelik a működtető hibáit, és automatikusan biztonságos állapotba lépnek, a konkrét válasz a hiba módjától és az áramkör felépítésétől függően.
K: Szükség van-e harmadik fél által kiadott tanúsítványokra a biztonsági alkalmazásokban használt forgó működtetőkhöz?
A: Bár nem mindig kötelező, a harmadik fél által kiadott tanúsítványok jelentősen leegyszerűsítik a megfelelőség demonstrálását, és gyakran szükségesek a magasabb teljesítményszintű alkalmazások vagy bizonyos iparágak esetében.
K: Hogyan számolja ki a teljes teljesítményszintet egy több forgó működtetővel rendelkező biztonsági áramkör esetében?
A: Az általános teljesítményszint kiszámítása figyelembe veszi a biztonsági lánc valamennyi komponensének architektúráját, diagnosztikai lefedettségét és megbízhatósági adatait, és jellemzően a leggyengébb láncszem határozza meg az elérhető PL-t.
-
“ISO 13849-1:2023 Gépek biztonsága. Vezérlőrendszerek biztonsággal kapcsolatos részei. 1. rész: Általános tervezési alapelvek”,
https://www.iso.org/standard/73481.html. Az ISO összefoglalója szerint a szabvány módszertant, követelményeket, ajánlásokat és útmutatást nyújt a biztonsági funkciókat ellátó, biztonsággal kapcsolatos vezérlőrendszer-részek tervezéséhez és integrálásához. Evidence role: general_support; Source type: standard. Támogatások: Az ISO 13849 szabványnak megfelelő forgó működtetőelemek integrálása szisztematikus kockázatértékelést, a teljesítményszint megfelelő meghatározását, a biztonsági funkciók validált végrehajtását és átfogó dokumentációt igényel. ↩ -
“A gépvezérlések funkcionális biztonsága (IFA-jelentés 2/2017e)”,
https://www.dguv.de/ifa/publikationen/reports-download/reports-2017/ifa-report-2-2017/index-2.jsp. A DGUV/IFA elmagyarázza az EN ISO 13849 alkalmazását, beleértve az a-e teljesítményszinteket, a B-4 kategóriákat, a diagnosztikai lefedettséget, az alkatrészek megbízhatóságát és a tervezett biztonsági funkciók példáit. Evidence role: general_support; Source type: research. Támogatások: A szabvány öt teljesítményszintet állapít meg a PLa-tól a PLe-ig, az architektúrával, a diagnosztikai lefedettséggel és a bizonyítási teszteléssel kapcsolatos következményekkel. ↩ -
“ISO 12100:2010 Gépek biztonsága - A tervezés általános elvei - Kockázatértékelés és kockázatcsökkentés”,
https://www.iso.org/cms/%20render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/05/15/51528.html?browse=tc. Az ISO-összefoglaló leírja a kockázatértékelés és kockázatcsökkentés módszertanát, beleértve a veszélyek azonosítását, valamint a kockázatok becslését és értékelését a gép életciklusa során. Bizonyíték szerepe: mechanizmus; Forrás típusa: szabvány. Támogatja: A sérülés súlyosságát, az expozíció gyakoriságát és az elkerülési lehetőséget figyelembe vevő szisztematikus kockázatértékelés. ↩ -
“ISO 14118:2017 Gépek biztonsága. A váratlan indítás megelőzése”,
https://www.iso.org/standard/66460.html. Az ISO összefoglaló meghatározza azokat a tervezett eszközöket, amelyek megakadályozzák a gép váratlan elindulását áramforrásokból, pneumatikus energiából, tárolt energiából és más forrásokból a veszélyes zónákban történő emberi beavatkozás során. Bizonyíték szerepe: mechanizmus; Forrás típusa: szabvány. Támogatások: A meghibásodásbiztos forgóhajtóművek jellemzői közé tartoznak a kiszámítható meghibásodási módok, a pozíció-visszacsatolás, az erőhatárolás és a jól bevált alkatrészválasztás. ↩ -
“ISO 13849-2:2012 Gépek biztonsága. Vezérlőrendszerek biztonsággal kapcsolatos részei. 2. rész: Validálás”,
https://www.iso.org/standard/53640.html. Az ISO absztrakt meghatározza a biztonsági funkciók, az elért kategóriák és az elért teljesítményszintek elemzéssel és teszteléssel történő érvényesítésének eljárásait és feltételeit. Evidence role: general_support; Source type: standard. Támogatások: Érvényesített biztonsági követelményspecifikációk, alkatrész megbízhatósági adatok, bizonyító tesztelési eljárások, karbantartási utasítások és módosítás-ellenőrzési eljárások. ↩
