
Vai jūsu pneimatiskās vadības sistēmās rodas laika neatbilstības, negaidītas secības kļūmes vai bīstami bloķēšanas apvedceļi? Šīs bieži sastopamās problēmas bieži rodas nepareizas loģisko komponentu izvēles dēļ, kas izraisa ražošanas neefektivitāti, drošības incidentus un paaugstinātas tehniskās apkopes izmaksas. Pareizi izvēlēti pneimatiskās loģikas komponenti var nekavējoties atrisināt šīs kritiskās problēmas.
Ideālai pneimatiskās loģikas sistēmai jānodrošina uzticama secīga darbība, precīza laika kontrole un drošas bloķēšanas mehānismi. Lai nodrošinātu sistēmas integritāti un veiktspēju, pareizai komponentu izvēlei ir jāizprot secīgo diagrammu standarti, laika aiztures validācijas metodoloģijas un vairāku signālu bloķēšanas testēšanas procedūras.
Nesen konsultējos ar iepakojuma aprīkojuma ražotāju, kuram bija radušies periodiski secības traucējumi korpusu uzliešanas iekārtā, kā rezultātā tika zaudēta 7% produkcija. Ieviešot pareizi noteiktus pneimatiskās loģikas komponentus ar apstiprinātu laika grafiku un bloķēšanu, kļūmju biežums samazinājās zem 0,5%, ietaupot vairāk nekā $180 000 ražošanas zaudējumu gadā. Ļaujiet man dalīties ar to, ko esmu iemācījies par ideālu pneimatiskās loģikas komponentu izvēli jūsu lietojumam.
Satura rādītājs
- Kā izveidot standartiem atbilstošas pneimatiskās secības shēmas
- Laika aizkaves moduļa precizitātes validācijas metodes precīzai kontrolei
- Vairāku signālu bloķēšanas mehānisma pārbaude drošai darbībai bez atteices
Kā izveidot standartiem atbilstošas pneimatiskās secības shēmas
Pneimatisko loģisko sistēmu projektēšanas pamatā ir secīgas diagrammas, kas nodrošina standartizētu sistēmas darbības attēlojumu, kas nodrošina skaidrību un konsekvenci.
Pneimatiskās secīgās diagrammas vizualizē laika attiecības starp sistēmas notikumiem, izmantojot standartizētus simbolus un formatēšanas konvencijas, ko nosaka ISO 1219-21 un ANSI/JIC standartiem. Pareizi sastādītas diagrammas ļauj precīzi izvēlēties komponentus, atvieglo problēmu novēršanu un kalpo kā būtiska dokumentācija sistēmas uzturēšanai un modifikācijai.
Sekvences diagrammu standartu izpratne
Pneimatisko secīgo diagrammu izveidi reglamentē vairāki starptautiskie standarti:
Standarta | Focus | Galvenie elementi | Pieteikums |
---|---|---|---|
ISO 1219-2 | Šķidruma piedziņas sistēmas | Simbolu standarti, diagrammu izkārtojums | Starptautiskais standarts |
ANSI/JIC | Rūpnieciskās vadības sistēmas | Amerikas simbolu konvencijas | ASV ražošana |
IEC 60848 | GRAFCET/SFC | Pakāpes pārejas metodoloģija | Sarežģītas sekvences |
VDI 3260 | Pneimatiskā loģika | Specializētie loģiskie simboli | Vācijas/Eiropas sistēmas |
Secenču diagrammu veidi un lietojumprogrammas
Pneimatisko loģisko sistēmu projektēšanā dažādi diagrammu tipi kalpo konkrētiem mērķiem:
Izspiešanas soļu diagramma
Visizplatītākais pneimatiskās secības attēlojuma formāts:
Struktūra
- Vertikālā ass: Sistēmas komponenti (cilindri, vārsti)
- Horizontālā ass: Pakāpieni vai laika progresija
- Kustības līnijas: Sastāvdaļas aktivizēšana/deaktivizēšanaGalvenās iezīmes
- Skaidra komponentu kustības vizualizācija
- Pakāpeniska attīstība
- Vienlaicīgu darbību identificēšana
- Izstiepšanas/pievilkšanas kustību nošķiršanaLabākie lietojumprogrammas
- Vairāku cilindru sekvences
- Esošo sistēmu problēmu novēršana
- Operatoru apmācības materiāli
Signāla soļu diagramma
Koncentrējas uz vadības signāliem, nevis fiziskām kustībām:
Struktūra
- Vertikālā ass: Signālu avoti (robežslēdži, sensori)
- Horizontālā ass: Pakāpieni vai laika progresija
- Signāla līnijas: Ieslēgšanas/izslēgšanas stāvokļa maiņaGalvenās iezīmes
- Uzsvars uz vadības loģiku
- Skaidras signālu laika attiecības
- Signālu pārklāšanās identificēšana
- Bloķēšanas nosacījumu vizualizācijaLabākie lietojumprogrammas
- Sarežģītas loģikas sistēmas
- No signāla atkarīgas sekvences
- Bloķēšanas pārbaude
Funkciju diagramma (GRAFCET2/SFC)
Strukturēta pieeja sarežģītām sekvencēm:
Struktūra
- Soļi (taisnstūri): Stabili sistēmas stāvokļi
- Pārejas (horizontālās līnijas): Nosacījumi stāvokļa maiņai
- Virzītas saites: Plūsma starp posmiem
- Darbības: Katrā posmā veiktās darbībasGalvenās iezīmes
- Skaidra atšķirība starp stāvokļiem un pārejām
- Paralēlo secību atbalsts
- Nosacījuma sazarojuma attēlojums
- Hierarhiskās struktūras spējaLabākie lietojumprogrammas
- Sarežģītas daudzceļu sekvences
- Sistēmas ar nosacītām operācijām
- Integrācija ar PLC programmēšanu
Standarta simbolu konvencijas
Diagrammas skaidrībai ir ļoti svarīga konsekventa simbolu lietošana:
Piedziņas mehānisma atveidojums
Sastāvdaļa | Simbolu konvencija | Kustību pārstāvniecība | Norāde par valsti |
---|---|---|---|
Viendarbības cilindrs | Viena līnija ar atgriezes atsperi | Horizontālais pārvietojums | Izvilkts/pievilkts stāvoklis |
Divpusējas darbības cilindrs | Dubultlīnija bez atsperes | Horizontālais pārvietojums | Izvilkts/pievilkts stāvoklis |
Rotācijas piedziņa | Aplis ar rotācijas bultiņu | Stūra pārvietojums | Pagriezts/iekšējais stāvoklis |
Satvērējs | Paralēlās līnijas ar bultiņām | Atvēršanas/aizvēršanas indikācija | Atvērts/aizvērts stāvoklis |
Signāla elementa attēlošana
Elements | Simbols | Valsts pārstāvība | Savienojuma konvencija |
---|---|---|---|
Ierobežojuma slēdzis | Kvadrāts ar rullīti | Aizpildīts, kad aktivizēts | Pārtraukta līnija uz izpildmehānismu |
Spiediena slēdzis | Aplis ar diafragmu | Aizpildīts, kad aktivizēts | Cietā līnija uz spiediena avotu |
Taimeris | Pulksteņa ciparnīca | Radiālā līnijas kustība | Savienojums ar iedarbināto elementu |
Loģiskais elements | Funkcijas simbols (AND, OR) | Izejas stāvokļa indikācija | Ieejas/izejas līnijas |
Secīgas diagrammas izveides process
Ievērojiet šo sistemātisko pieeju, lai izveidotu standartiem atbilstošas secīgas diagrammas:
Sistēmas analīze
- Identificēt visus izpildmehānismus un to kustības
- Definēt secības prasības
- Kontroles atkarību noteikšana
- Noteikt laika prasībasSastāvdaļu saraksts
- Izveidot vertikālās ass komponentu sarakstu
- Sakārtot loģiskā secībā (parasti darbības plūsma).
- Ietveriet visus izpildmehānismus un signālu elementus
- Laika/loģikas komponentu pievienošanaSolīša definīcija
- Noteikt atsevišķus secīgus soļus
- Identificēt soļu pārejas nosacījumus
- Nosakiet soļu ilgumu (ja piemērojams)
- Identificēt paralēlās operācijasDiagrammas izveide
- Zīmēt komponentu kustības līnijas
- Signālu aktivizēšanas punktu pievienošana
- Iekļaut laika elementus
- Bloķēšanas un atkarību atzīmēšanaVerifikācija un validācija
- Loģiskās konsekvences pārbaude
- Pārbaudīt atbilstību secības prasībām
- Apstiprināt laika sakarības
- Bloķēšanas funkcionalitātes apstiprināšana
Biežāk sastopamās secīgās diagrammas kļūdas
Izvairieties no šīm biežāk pieļautajām diagrammu veidošanas kļūdām:
Loģiskās neatbilstības
- Signālu atkarības bez avotiem
- Neiespējamas vienlaicīgas kustības
- Trūkstošās atgriešanās kustības
- Nepilnīgas sekvencesStandarta pārkāpumi
- Nekonssekventa simbolu lietošana
- Nestandarta līniju tipi
- Nepareiza komponentu attēlojums
- Neskaidras soļu pārejasPraktiski jautājumi
- Nereālas laika prasības
- Nepietiekama sensora pozicionēšana
- Neuzskaitīti mehāniski ierobežojumi
- Drošības apsvērumu trūkums
Gadījuma izpēte: Secenču diagrammas optimizācija
Nesen sadarbojos ar pārtikas pārstrādes iekārtu ražotāju, kuram bija problēmas ar produktu apstrādes sistēmas periodisku aizķeršanos. Esošā dokumentācija bija nepilnīga un nekonsekventa, kas apgrūtināja problēmu novēršanu.
Analīze atklāja:
- Nesaskaņoti secīgu diagrammu formāti visā dokumentācijā
- Trūkstošo signālu atkarības kritiskajos pāreju posmos
- Neskaidras laika prasības starp kustībām
- Nedokumentētas manuālas iejaukšanās secībā
Īstenojot visaptverošu risinājumu:
- Izveidotas standartizētas pārvietojuma soļu diagrammas operatoru lietošanai.
- Izstrādātas detalizētas signālu soļu diagrammas apkopei
- Īstenotas GRAFCET diagrammas sarežģītiem lēmumu pieņemšanas punktiem
- Standartizēta simbolu lietošana visā dokumentācijā
Rezultāti bija ievērojami:
- Identificētas trīs iepriekš neatklātas loģikas kļūdas.
- Atklāta kritiska laika problēma produktu nodošanā
- Ieviesti atbilstoši bloķēšanas mehānismi galvenajos secības punktos.
- Samazināts iestrēgumu skaits par 83%
- Samazināts problēmu novēršanas laiks par 67%
- Uzlabota operatora izpratne par sistēmas darbību
Laika aizkaves moduļa precizitātes validācijas metodes precīzai kontrolei
Pneimatiskie laika aiztures moduļi ir kritiski svarīgi secīgu sistēmu komponenti, taču, lai nodrošinātu to uzticamu darbību, to darbība ir jāapstiprina.
Laika aiztures validācijas metodikas sistemātiski pārbauda pneimatisko laika mērīšanas moduļu precizitāti, atkārtojamību un stabilitāti dažādos darbības apstākļos. Pareiza validācija nodrošina, ka laika kritiski svarīgās operācijas saglabā nepieciešamo precizitāti visā to kalpošanas laikā, novēršot secības kļūmes un ražošanas traucējumus.
Pneimatiskā laika aizkaves pamatprincipu izpratne
Pirms validācijas ir svarīgi izprast pneimatisko laika mērīšanas ierīču darbības principus un specifikācijas:
Pneimatisko laika aiztures moduļu veidi
Aizkaves tips | Darbības princips | Tipiskā precizitāte | Regulēšanas diapazons | Labākie lietojumprogrammas |
---|---|---|---|---|
Caurule-rezervuārs | Gaisa plūsma caur ierobežojumu | ±10-15% | 0,1-30 sekundes | Vispārēja nozīme |
Precīza diafragma | Kalibrēts ierobežojums ar kompensāciju | ±5-10% | 0,2-60 sekundes | Rūpnieciskās sekvences |
Mehāniskais taimeris | Pulksteņa mehānisms vai pulksteņa mehānisms | ±2-5% | 0,5-300 sekundes | Kritiskais laiks |
Pneimatiskais vārsts | Kontrolēta gaisa izspiešana | ±7-12% | 0,1-10 sekundes | Amortizēšana, amortizēšana |
Elektroniski-pneimatiskais | Elektroniskais taimeris ar pneimatisko izeju | ±1-3% | 0,01-999 sekundes | Precizitātes lietojumprogrammas |
Kritiskie veiktspējas parametri
Galvenie rādītāji, kas jāapstiprina jebkuram laika noteikšanas modulim:
Precizitāte
- Novirze no iestatītās vērtības standarta apstākļos
- Parasti izteikts kā iestatītā laika procentuālā daļa.Atkārtojamība
- Atšķirības starp secīgām operācijām
- Kritiski svarīgi konsekventas sekvences veiktspējas nodrošināšanaiTemperatūras stabilitāte
- Laika svārstības darba temperatūras diapazonā
- Bieži vien netiek ņemts vērā, bet ir nozīmīgs reālos lietojumos.Spiediena jutība
- Laika izmaiņas, mainoties padeves spiedienam
- Svarīgi sistēmām ar mainīgu spiedienuIlgtermiņa dreifs
- Laika izmaiņas ilgākas darbības laikā
- Ietekmē tehniskās apkopes intervālus un kalibrēšanas vajadzības.
Standartizētas validācijas metodoloģijas
Pastāv vairākas vispāratzītas metodes, kā validēt laika aizkaves rādītājus:
Laika pamatmetode (saderīga ar ISO 6358)
Piemērots vispārējiem rūpnieciskiem lietojumiem:
Testa iestatījumi
- Uzstādīt laika moduli testa ķēdē
- Precīzu spiediena sensoru pieslēgšana pie ieejas un izejas
- Lietojiet ātrgaitas datu iegūšanas sistēmu (vismaz 100 Hz).
- Ietveriet precīzu padeves spiediena regulēšanu
- Kontrolēt apkārtējās vides temperatūru līdz 23°C ±2°CTesta procedūra
- Iestatiet aizkavi uz mērķa vērtību
- Piemērot standarta darba spiedienu (parasti 6 bāri)
- Sprūda laika modulis
- Ierakstiet spiediena profilus pie ieejas un izejas
- Laika punkta noteikšana pie 50% spiediena pieauguma
- Atkārtojiet vismaz 10 ciklus
- Testēšana pie minimālās, tipiskās un maksimālās aiztures iestatījumiemAnalīzes rādītāji
- Aprēķināt vidējo kavēšanās laiku
- Noteikt standarta novirzi
- Aprēķināt precizitāti (novirzi no iestatītās vērtības)
- Noteikt atkārtojamību (maksimālo variāciju)
Visaptverošs validācijas protokols
Kritiskām lietojumprogrammām, kurām nepieciešami detalizēti veiktspējas dati:
Standarta stāvokļa atskaites punkts
- Veikt pamata validāciju standarta apstākļos
- Izstrādāt bāzes darbības rādītājus
- Vismaz 30 cikli statistiskā derīguma nodrošināšanaiSpiediena jutības pārbaude
- Testēšana pie -15%, nominālā un +15% padeves spiediena
- Aprēķināt spiediena koeficientu (% izmaiņas uz vienu bāru)
- Noteikt minimālo spiedienu drošai darbībaiTemperatūras jutības testēšana
- Testēšana minimālajā, nominālajā un maksimālajā darba temperatūrā
- Ļaujiet pilnībā termiski stabilizēties (vismaz 2 stundas).
- Aprēķina temperatūras koeficientu (% izmaiņas uz °C)Ilgtermiņa stabilitātes testēšana
- Nepārtraukta darbība vairāk nekā 10 000 ciklu.
- Paraugu ņemšana regulāros intervālos
- Aprēķināt dreifa ātrumu un plānoto kalibrēšanas intervāluSlodzes jutīguma testēšana
- Tests ar mainīgu pakārtoto tilpumu
- Tests ar dažādiem pievienotiem komponentiem
- Nosakiet maksimālo uzticamo slodzes ietilpību
Prasības validācijas aprīkojumam
Lai veiktu pareizu validāciju, nepieciešams atbilstošs testēšanas aprīkojums:
Pamatiekārtu specifikācijas
Aprīkojums | Minimālā specifikācija | Ieteicamā specifikācija | Mērķis |
---|---|---|---|
Spiediena sensori | 0,5% precizitāte, 100 Hz paraugu ņemšana | 0,1% precizitāte, 1kHz paraugu ņemšana | Spiediena profilu mērīšana |
Datu iegūšana | 12 bitu izšķirtspēja, 100 Hz | 16 bitu izšķirtspēja, 1 kHz | Laika datu ierakstīšana |
Taimeris/skaitītājs | 0,01s izšķirtspēja | 0,001s izšķirtspēja | Standarta mērījumi |
Spiediena regulēšana | ±0,1 bāra stabilitāte | ±0,05 bar stabilitāte | Kontroles testa nosacījumi |
Temperatūras kontrole | ±2°C stabilitāte | ±1°C stabilitāte | Vides kontrole |
Plūsmas mērīšana | 2% precizitāte | 1% precizitāte | Pārbaudiet plūsmas raksturlielumus |
Validācijas datu analīze un interpretācija
Lai iegūtu nozīmīgus rezultātus, ļoti svarīga ir pareiza validācijas datu analīze:
Statistiskā analīze
- Aprēķināt vidējo vērtību, mediānu un standartnovirzi
- Noteikt Cpk3 un procesu spējas
- Noviržu un īpašu cēloņu identificēšana
- Piemērot kontroles diagrammas metodikuKorelācijas analīze
- Laika svārstību saistīšana ar vides faktoriem
- Identificēt nozīmīgus ietekmējošos mainīgos lielumus
- Izstrādāt kompensācijas stratēģijasAtteices režīma analīze
- Identificēt apstākļus, kas izraisa laika kļūmes
- Noteikt darbības ierobežojumus
- Noteikt drošības rezerves
Gadījuma izpēte: Laika aizkaves validācijas ieviešana
Nesen sadarbojos ar farmācijas iekārtu ražotāju, kuram bija vērojams nekonsekvents kavēšanās laiks flakonu uzpildes sistēmā, kā rezultātā mainījās uzpildes tilpums.
Analīze atklāja:
- Laika moduļi, kas darbojas ar ±12% precizitāti (specifikācijā prasīta ±5%)
- Ievērojama jutība pret temperatūru ražošanas maiņu laikā
- Atkārtojamības problēmas pēc ilgākas darbības
- Spiediena svārstības, kas ietekmē laika konsekvenci
Īstenojot visaptverošu validācijas programmu:
- Izstrādāts pielāgots validācijas protokols, pamatojoties uz lietojumprogrammas prasībām.
- Testēti visi laika moduļi reālos darba apstākļos.
- Raksturīga veiktspēja spiediena un temperatūras diapazonos
- Īstenota statistiskā procesa kontrole laika apstiprināšanai
Rezultāti bija ievērojami:
- Identificēti trīs laika regulēšanas moduļi, kurus nepieciešams nomainīt
- Atklāta kritiska spiediena regulēšanas problēma
- Īstenota temperatūras kompensācijas stratēģija
- Samazinātas laika novirzes no ±12% līdz ±3,5%
- Par 68% samazinātas pildījuma tilpuma izmaiņas
- Noteikts 6 mēnešu validācijas intervāls, pamatojoties uz dreifa analīzi.
Vairāku signālu bloķēšanas mehānisma pārbaude drošai darbībai bez atteices
Bloķēšanas sistēmas ir kritiski drošības elementi pneimatiskajās loģiskajās sistēmās, kas prasa rūpīgu testēšanu, lai nodrošinātu pareizu darbību visos apstākļos.
Vairāku signālu bloķēšanas testēšanas metodikas sistemātiski pārbauda, vai pneimatiskās drošības sistēmas novērš bīstamas darbības, ja nav izpildīti aizsardzības nosacījumi. Visaptveroša testēšana nodrošina, ka bloķēšanas ierīces darbojas pareizi normālos, ārkārtas un kļūmes apstākļos, aizsargājot personālu un iekārtas no potenciāli bīstamām situācijām.
Pneimatiskās bloķēšanas pamatprincipu izpratne
Bloķēšana izmanto loģiskas signālu kombinācijas, lai atļautu vai novērstu darbības:
Pneimatisko bloķēšanas sistēmu veidi
Bloķēšanas veids | Darbības princips | Drošības līmenis | Sarežģītība | Labākie lietojumprogrammas |
---|---|---|---|---|
Viens signāls | Bloķēšanas pamatfunkcija | Zema | Vienkāršs | Nekritiski svarīgas darbības |
Divu signālu | Divu nosacījumu verifikācija | Vidēja | Mērens | Standarta drošības lietojumprogrammas |
Balsošanas loģika | 2 no 3 vai līdzīga dublēšana | Augsts | Komplekss | Kritiskās drošības funkcijas |
Uzraudzīta bloķēšana | Paškontroles iespēja | Ļoti augsts | Ļoti sarežģīts | Personāla drošība |
Bloķēšana pēc laika | No secības atkarīga permisīvā | Vidēja | Mērens | Procesu secības noteikšana |
Bloķēšanas īstenošanas metodes
Kopējās pieejas pneimatisko bloķēšanas ierīču ieviešanai:
Loģisko elementu pieeja
- Izmanto funkcijas AND, OR, NOT
- Diskrēto komponentu ieviešana
- Redzamais darbības stāvoklis
- Viegli modificējamsVārstu bloķēšanas pieeja
- Vārstu mehāniskā vai pilotbloķēšana
- Integrēts vārsta konstrukcijā
- Parasti ir izturīgāki
- Mazāk elastīgs modifikāciju veikšanaiJauktu tehnoloģiju pieeja
- Apvieno pneimatiskos un elektriskos/elektroniskos elementus.
- Bieži izmanto spiediena slēdžus kā saskarnes.
- Lielāka elastība
- Nepieciešamas daudznozaru zināšanas
Visaptveroša bloķēšanas testēšanas metodoloģija
Sistemātiska pieeja bloķēšanas funkcionalitātes apstiprināšanai:
Funkcionālās testēšanas protokols
Paredzētās darbības pamatpārbaude:
Normālas darbības testēšana
- Pārbaudiet, vai bloķēšana ļauj darboties, ja ir izpildīti visi nosacījumi.
- Apstipriniet pareizu secību ar laika prasībām.
- Vairāku ciklu testēšana konsekvences nodrošināšanai
- Pārbaudiet pareizu atiestatīšanas darbībuBloķēšanas funkcijas testēšana
- Testējiet katru bloķēšanas nosacījumu atsevišķi
- Pārbaudes darbība tiek novērsta, ja nav izpildīts kāds nosacījums.
- Apstiprināt atbilstošu indikāciju/atgriezenisko saiti
- Testa robežnosacījumi (tieši virs/zem robežvērtībām)Uzvedības atiestatīšanas testēšana
- Pārbaudiet pareizu atiestatīšanu pēc bloķēšanas aktivizēšanas
- Automātiskās un manuālās atiestatīšanas funkciju pārbaude
- Apstipriniet, ka nav neparedzētas darbības atjaunošanas
- Pārbaudiet atmiņas funkcijas, ja piemērojams
Kļūdu stāvokļa testēšana
Uzvedības pārbaude ārkārtas apstākļos:
Signāla atteices testēšana
- Sensoru/slēdžu kļūmju simulēšana
- Tests ar atvienotām signāla līnijām
- Pārbaudiet drošu darbību
- Apstipriniet atbilstošus trauksmes signālus/rādītājusJaudas zudumu testēšana
- Testa uzvedība spiediena zuduma laikā
- Pārbaudīt stāvokli pēc spiediena atjaunošanas
- Pārliecinieties, ka atkopšanas laikā nav neparedzētu kustību.
- Testa parciālā spiediena scenārijiSastāvdaļu atteices simulācija
- Noplūdes rašanās kritiskajos komponentos
- Tests ar daļēji funkcionējošiem vārstiem
- Simulēt iestrēgušus komponentus
- Pārbaudīt sistēmas reakciju uz pasliktinātiem apstākļiem
Veiktspējas robežu testēšana
Darbības pārbaude specifikācijas robežās:
Laika starpības testēšana
- Testēšana ar minimālo un maksimālo norādīto laiku
- Pārbaudiet darbību ar iespējami ātrākajām signāla izmaiņām
- Tests ar lēnākajām gaidāmajām signāla izmaiņām
- Apstiprināt normālā un kļūmes laika rezerviSpiediena robežas pārbaude
- Testēšana pie minimālā noteiktā spiediena
- Tests pie maksimālā noteiktā spiediena
- Pārbaudiet darbību spiediena svārstību laikā
- Bloķēšanas funkcijas spiediena jutības noteikšanaVides stāvokļa testēšana
- Testēšana ekstremālās temperatūrās
- Darbības pārbaude ar vibrāciju/šoku
- Tests ar piesārņojuma ieviešanu
- Apstiprināt darbību vissliktākajos vides apstākļos
Bloķēšanas testu dokumentācijas prasības
Bloķēšanas testu veikšanai ir būtiska pareiza dokumentācija:
Kritiskie dokumentācijas elementi
Testa specifikācija
- Skaidri nokārtošanas/neiekārtošanas kritēriji
- Atsauce uz piemērojamiem standartiem
- Nepieciešamie testa nosacījumi
- Testēšanas aprīkojuma specifikācijasTesta procedūra
- Soli pa solim testa instrukcijas
- Sākotnējie nosacījumi un iestatīšana
- Nepieciešamie īpašie mērījumi
- Drošības pasākumi testēšanas laikāTesta rezultāti
- Neapstrādāti testēšanas dati
- Analīze un aprēķini
- Atbilstības/neatbilstības noteikšana
- Anomālijas un novērojumiPārbaudes dokumentācija
- Testeru identifikācija un kvalifikācija
- Testēšanas iekārtu kalibrēšanas ieraksti
- Testa nosacījumu verifikācija
- Apstiprinājuma paraksti
Bloķēšanas testēšanas standarti un noteikumi
Bloķēšanas testu prasības reglamentē vairāki standarti:
Standarts/normatīvs | Focus | Galvenās prasības | Pieteikums |
---|---|---|---|
ISO 138494 | Mašīnu drošība | Veiktspējas līmeņa verifikācija | Mašīnu drošība |
IEC 61508 | Funkcionālā drošība | SIL līmeņa validācija | Procesu drošība |
OSHA 1910.1475 | Bloķēšana/izslēgšana | Izolācijas pārbaude | Darbinieku drošība |
LV 983 | Pneimatiskā drošība | Īpašas pneimatikas prasības | Eiropas tehnika |
ANSI/PMMI B155.1 | Iepakošanas iekārtas | Nozarei specifiskas prasības | Iepakošanas iekārtas |
Gadījuma izpēte: Bloķēšanas sistēmas optimizācija
Nesen konsultējos ar kādu automobiļu detaļu ražotāju, kurš piedzīvoja drošības incidentu, kad tehniskās apkopes laikā negaidīti iedarbojās pneimatiskā prese.
Analīze atklāja:
- Neatbilstoša bloķēšanas testēšanas programma
- Vienpunktu kļūmes kritiskās drošības ķēdēs
- Nav oficiālas validācijas pēc sistēmas modifikācijām
- nekonsekventa testēšanas metodoloģija starp maiņām
Īstenojot visaptverošu risinājumu:
- Izstrādāti standartizēti bloķēšanas testēšanas protokoli
- Ieviesta visu drošības ķēžu defektu ievadīšanas testēšana.
- Izveidota detalizēta testēšanas dokumentācija un ieraksti
- Izveidots regulārs apstiprināšanas grafiks
- Apmācīja tehniskās apkopes personālu par testēšanas procedūrām
Rezultāti bija ievērojami:
- Identificēti septiņi iepriekš neatklāti kļūmes veidi
- Atklāta kritiska bloķēšanas laika problēma
- Ieviesta dublēta bloķēšana personāla drošībai
- Novērstas viena punkta kļūmes visās drošības ķēdēs.
- Sasniegta atbilstība ISO 13849 d veiktspējas līmenim
- 18 mēnešu laikā pēc ieviešanas - nulle drošības incidentu
Visaptveroša pneimatiskās loģikas komponentu izvēles stratēģija
Lai izvēlētos optimālos pneimatiskās loģikas komponentus jebkuram lietojumam, ievērojiet šo integrēto pieeju:
Sistēmas prasību definēšana
- Noteikt secības sarežģītību un laika vajadzības
- Identificēt drošībai kritiski svarīgas funkcijas
- Vides ekspluatācijas apstākļu noteikšana
- Noteikt uzticamības un tehniskās apkopes prasībasDokumentu sistēmas loģika
- Standartiem atbilstošu secīgu diagrammu izveide
- Identificēt visas no laika atkarīgās funkcijas
- Kartē visus nepieciešamos bloķēšanas mehānismus
- Signālu attiecību dokumentēšanaAtbilstošu komponentu izvēle
- Loģisko elementu izvēle, pamatojoties uz funkciju prasībām
- Laika moduļu izvēle, pamatojoties uz precizitātes vajadzībām
- Noteikt bloķēšanas īstenošanas pieeju
- Apsveriet vides saderībuSistēmas veiktspējas apstiprināšana
- Laika moduļa precizitātes un stabilitātes testēšana
- Bloķēšanas funkcionalitātes pārbaude visos apstākļos
- Apstipriniet, ka secības darbība atbilst diagrammām
- Visu validācijas rezultātu dokumentēšana
Integrētā atlases matrica
Pieteikuma prasības | Ieteicamais loģiskais tips | Laika moduļa izvēle | Bloķēšanas īstenošana |
---|---|---|---|
Vienkārša secība, nekritiska | Pamatvārstu loģika | Standarta atveres rezervuārs | Viena signāla bloķēšana |
Vidējas sarežģītības, rūpniecisks | Specializētie loģiskie elementi | Precīza diafragma ar kompensāciju | Divu signālu bloķēšana |
Sarežģīta secība, kritisks laiks | Specializētie loģiskie moduļi | Elektroniskais-pneimatiskais hibrīds | Balsošanas loģika ar uzraudzību |
Drošībai kritiski svarīga lietojumprogramma | Loģikas sistēmu dublēšana | Mehāniskais taimeris ar uzraudzību | Uzraudzīta bloķēšana ar atgriezenisko saiti |
Skarbas vides apstākļi, uzticama darbība | Aizzīmogoti loģiskie moduļi | Temperatūras kompensēts taimeris | Mehāniski savienota bloķēšana |
Secinājums
Optimālo pneimatiskās loģikas komponentu izvēlei ir jāizprot secīgo diagrammu standarti, laika aiztures validācijas metodoloģijas un bloķēšanas testēšanas procedūras. Piemērojot šos principus, jūs varat panākt drošu secības darbību, precīzu laika kontroli un drošu bloķēšanu jebkurā pneimatiskās vadības lietojumā.
Bieži uzdotie jautājumi par pneimatisko loģikas komponentu izvēli
Kā noteikt nepieciešamo laika precizitāti savai pneimatiskajai sistēmai?
Analizējiet sava procesa prasības, identificējot laika ziņā kritiskās operācijas un to ietekmi uz produkta kvalitāti vai sistēmas veiktspēju. Vispārējai materiālu apstrādei parasti pietiek ar ±10% precizitāti. Sinhronizētām operācijām (piemēram, pārsūtīšanas punktiem) jācenšas panākt ±5% precizitāti. Precīziem procesiem, kas ietekmē produkta kvalitāti (uzpildīšana, dozēšana), nepieciešama ±2-3% precizitāte. Kritiskiem lietojumiem var būt nepieciešama ±1% vai labāka precizitāte, ko parasti panāk ar elektroniski-pneimatiskiem hibrīda taimeriem. Aprēķinātajām prasībām vienmēr pievienojiet vismaz 25% drošības rezervi un pārbaudiet laika noteikšanu reālos darba apstākļos, nevis tikai testējot uz stenda.
Kāda ir visdrošākā metode kritisko drošības bloķēšanas ierīču ieviešanai?
Kritiskās drošības lietojumprogrammās izmantojiet dublēto balsošanas loģiku (2 no 3) ar uzraudzību. Ja iespējams, izmantojiet mehāniski saistītus vārsta elementus, lai novērstu kopēja režīma kļūmes. Kritisko funkciju gadījumā izmantojiet gan pozitīvo, gan negatīvo loģiku (gan signālu klātbūtnes, gan neesamības pārbaude). Nodrošiniet, lai sistēma automātiski pārietu drošā stāvoklī visos kļūmes apstākļos, ieskaitot strāvas/spiediena zudumu. Iekļaujiet vizuālus indikatorus, kas norāda bloķēšanas statusu, un regulāri veiciet funkcionālās pārbaudes ar intervāliem, ko nosaka riska novērtējums. Lai nodrošinātu visaugstāko uzticamību, apsveriet tikai pneimatiskos risinājumus vietās, kur vides faktori var apdraudēt elektriskās sistēmas.
Cik bieži jāatjaunina pneimatiskās secības diagrammas, veicot sistēmas modifikācijas?
Atjauniniet pneimatiskās secības diagrammas pirms sistēmas modifikāciju ieviešanas, nevis pēc tam. Uzskatiet diagrammu par galveno dokumentu, kas nosaka izmaiņas, nevis par izmaiņu ierakstu. Pēc ieviešanas pārbaudiet faktisko sistēmas darbību, salīdzinot to ar atjaunināto diagrammu, un nekavējoties novērsiet visas neatbilstības. Nelielu izmaiņu gadījumā atjauniniet attiecīgo diagrammas daļu un pārbaudiet, vai tas ietekmē blakus esošās secības. Veicot būtiskas izmaiņas, veiciet pilnīgu diagrammas pārskatīšanu un apstiprināšanu. Uzturiet visu diagrammu versiju kontroli un nodrošiniet, lai visas novecojušās versijas tiktu izņemtas no pakalpojumu zonām. Ieviest formālu pārskatīšanas procesu, kas pieprasa parakstīt diagrammas precizitāti pēc katra modifikācijas cikla.
-
Sniedz pārskatu par ISO 1219-2 standartu, kas nosaka noteikumus šķidrumu piedziņas sistēmu shēmas zīmēšanai, tostarp simbolu lietošanu un izkārtojuma konvencijas. ↩
-
Paskaidro GRAFCET (secīgās funkciju diagrammas) principus, kas ir standartizēta grafiskā valoda, ko izmanto secīgas vadības sistēmu uzvedības aprakstīšanai, jo īpaši automatizācijas jomā. ↩
-
Sniedz detalizētu definīciju par procesa spējas indeksu (Cpk) - statistikas rīku, ko izmanto, lai novērtētu procesa spēju saražot produkciju klienta specifikācijās noteiktajās robežās. ↩
-
Aprakstīts ISO 13849 standarts, kurā noteiktas drošības prasības un norādījumi par vadības sistēmu ar drošību saistīto daļu projektēšanas un integrēšanas principiem, tostarp veiktspējas līmeņu (PL) noteikšanu. ↩
-
Sniedz informāciju par OSHA 1910.147 standartu, kas pazīstams arī kā Lockout/Tagout (LOTO), kurā izklāstītas prasības mašīnu vai iekārtu atslēgšanai, lai novērstu bīstamas enerģijas noplūdi apkalpošanas vai apkopes laikā. ↩