Ko varnostni predpisi zahtevajo skladnost s standardom ISO 13849, postane vsaka komponenta vašega varnostnega vezja ključnega pomena za zaščito človeških življenj. Ena sama integracija rotacijskega pogona, ki ni skladna z zahtevami, lahko vaš obrat izpostavi katastrofalni odgovornosti, regulativnim zaustavitvam in, kar je najpomembneje, resnim poškodbam delavcev, ki bi jih lahko preprečili.
Integracija rotacijskih aktuatorjev v skladu s standardom ISO 13849 zahteva sistematično oceno tveganja, ustrezno določitev ravni zmogljivosti (PL), potrjeno izvajanje varnostnih funkcij in celovito dokumentacijo.1-z izbiro aktuatorja na podlagi zahtevane stopnje varnostne integritete in načinov delovanja v primeru okvare.
Kot Chuck iz podjetja Bepto Pneumatics sem številne objekte vodil skozi zapletene projekte zagotavljanja skladnosti z varnostjo. Pred kratkim sem pomagal obratu za robotsko montažo v Ohiu doseči skladnost PLe za njihova kritična varnostna vezja, s čimer sem za 75% zmanjšal število točk ocene tveganja in hkrati ohranil polno učinkovitost proizvodnje. ️
Kazalo vsebine
- Katere so ključne zahteve standarda ISO 13849 za varnostno integracijo rotacijskih pogonov?
- Kako določiti zahtevano raven zmogljivosti za varnostno aplikacijo?
- Katere funkcije rotacijskega pogona omogočajo varno delovanje v varnostnih tokokrogih?
- Zakaj je ustrezna dokumentacija ključnega pomena za revizije skladnosti s standardom ISO 13849?
Katere so ključne zahteve standarda ISO 13849 za varnostno integracijo rotacijskih pogonov?
Z razumevanjem zahtev standarda ISO 13849 boste že od začetka zagotovili, da bo zasnova varnostnega vezja ustrezala zakonskim standardom.
Standard ISO 13849 zahteva sistematično oceno tveganja, določitev ravni zmogljivosti (od PLa do PLe), validacijo varnostnih funkcij, izvajanje diagnostičnega pokritja in intervale preizkušanja, pri čemer rotacijski aktuatorji z ustrezno izbiro in integracijo prispevajo k splošni zanesljivosti sistema.
Temeljna načela ISO 13849
Standard določa pet ravni zmogljivosti (PL) od PLa (najnižja) do PLe (najvišja), pri čemer vsaka zahteva posebne arhitekturne omejitve, diagnostično pokritost in intervale testiranja.2
Kategorije arhitekture varnostnih vezij
- Kategorija B: Osnovna varnostna funkcija z dobro preizkušenimi sestavnimi deli
- Kategorija 1: Kategorija B in dobro preizkušena varnostna načela
- Kategorija 2: Redno preskušanje varnostne funkcije
- Kategorija 3: Toleranca ene napake z odkrivanjem napak
- Kategorija 4: Toleranca ene napake z odkrivanjem in preprečevanjem napak
Integracijske točke rotacijskega pogona
Varnostno kritični rotacijski aktuatorji morajo biti integrirani z:
- Spremljanje položaja: Sistemi povratnih informacij za preverjanje varnostnega položaja
- Omejitev sile: Nadzorovan izhodni navor za preprečevanje poškodb
- Funkcije ustavitve v sili: Takojšnje doseganje varnega stanja
- Diagnostični sistemi: Neprekinjeno spremljanje stanja aktuatorja
Sodelovala sem z Jennifer, inženirko za varnost v obratu za pakiranje v Michiganu. Njena ekipa je potrebovala skladnost z direktivo PLd za rotacijske aktuatorje, ki upravljajo varnostna vrata. Izvedli smo dvokanalno povratno informacijo o položaju z našimi specializiranimi cilindri brez palic, s čimer smo dosegli zahtevano diagnostično pokritost in hkrati ohranili razpoložljivost 99,9%.
| Zahteve glede ravni zmogljivosti | PLc | PLd | PLe |
|---|---|---|---|
| PFHD (na uro) | ≥3×10-⁶ do <10-⁵ | ≥10-⁶ do <3×10-⁶ | ≥10-⁷ do <10-⁶ |
| Arhitektura | Kategorija 1,2,3 | Kategorija 2,3,4 | Kategorija 3,4 |
| Diagnostično kritje | Nizka do srednja | Srednja do visoka | Visoka |
Kako določiti zahtevano raven zmogljivosti za varnostno aplikacijo?
Ustrezna določitev ravni zmogljivosti je temelj za načrtovanje skladnega varnostnega vezja.
Določite zahtevano raven zmogljivosti z sistematična ocena tveganja, ki upošteva resnost poškodbe (S1-S2), pogostost izpostavljenosti (F1-F2) in možnost izogibanja (P1-P2).3-z metodologijo grafa tveganja, ki zagotavlja jasne zahteve PL od PLa do PLe.
Metodologija ocenjevanja tveganja
- Ocena resnosti: Ocenite možne posledice poškodb
- Pogostost izpostavljenosti: Določite, kako pogosto je osebje izpostavljeno tveganju.
- Možnost izogibanja: Ocenite sposobnost izogibanja nevarnim situacijam.
- Uporaba grafa tveganja: Za določitev PL uporabite graf tveganja ISO 13849
Praktični primeri ocenjevanja tveganj
- Hitro vrteča se oprema: Običajno zahteva PLd ali PLe
- Aplikacije sodelovalnih robotov: Običajno PLc ali PLd, odvisno od moči
- Sistemi za ravnanje z materiali: Pogosto PLb ali PLc glede na izpostavljenost
- Tokokrogi za zaustavitev v sili: Pogosto PLd ali PLe za kritične aplikacije
Zahteve glede dokumentacije
Vsaka ocena tveganja mora vključevati:
- Identifikacija in analiza nevarnosti
- Ocena tveganja z jasno utemeljitvijo
- Utemeljitev določitve ravni uspešnosti
- Specifikacije varnostnih funkcij
Katere funkcije rotacijskega pogona omogočajo varno delovanje v varnostnih tokokrogih?
Z varnim delovanjem v primeru okvare zagotavljajo, da vaši rotacijski aktuatorji prispevajo k splošni zanesljivosti varnostnega tokokroga.
Lastnosti vrtljivih aktuatorjev, varnih pred okvarami, vključujejo mehanizme z vzmetjo za predvidljive načine okvar, dvokanalno povratno informacijo o položaju za diagnostično pokritost, zasnove za omejevanje sile za preprečevanje poškodb in dobro preizkušen izbor komponent z dokazanimi podatki o zanesljivosti.4
Bistvene funkcije za zaščito pred odpovedjo
- Vrnitev spomladi: Samodejna vrnitev v varen položaj ob izgubi napajanja
- Spremljanje položaja: Dvokanalna povratna informacija za odkrivanje napak
- Omejitev sile: Nadzorovan izhodni navor preprečuje poškodbe
- Vključevanje diagnostike: zmožnosti spremljanja zdravja v realnem času
Rešitve z oceno varnosti Bepto
Naši cilindri brez palice, zasnovani za varnostne aplikacije, imajo:
- Dokazana zanesljivost: Vrednosti B10d, ki presegajo 20 milijonov ciklov
- Diagnostična združljivost: Integracija z varnostnimi PLC in krmilniki
- Oblikovanje, varno pred okvarami: Možnosti vzmetnega povratka za kritične aplikacije
- Certificirane komponente: Dobro preizkušeni deli z uveljavljenimi varnostnimi podatki
Najboljše prakse izvajanja
- Redundantno zaznavanje: Več povratnih kanalov za povratne informacije o položaju
- Navzkrižno spremljanje: Primerjava izhodov senzorjev za odkrivanje napak
- Preizkušanje dokazov: Redno preverjanje delovanja varnostne funkcije
- Načrtovanje vzdrževanja: Preventivno vzdrževanje glede na čas misije
V avtomobilski tovarni v Tennesseeju smo vodji varnosti Robertu pomagali pri uvajanju rotacijskih aktuatorjev, skladnih s PLe, za varnostne sisteme stiskalnic. Dvokanalni nadzor položaja in funkcije povratne vzmeti, ki smo jih zagotovili, so odpravile posamezne točke okvare in hkrati izpolnile stroge zahteve 10⁷ PFHD.
Zakaj je ustrezna dokumentacija ključnega pomena za revizije skladnosti s standardom ISO 13849?
Celovita dokumentacija dokazuje skladnost in omogoča učinkovito upravljanje varnosti v celotnem življenjskem ciklu opreme.
Ustrezna dokumentacija ISO 13849 vključuje potrjene specifikacije varnostnih zahtev, podatki o zanesljivosti sestavnih delov, postopki preizkusnega testiranja, navodila za vzdrževanje in postopki nadzora sprememb5-ustvarjanje revizijske sledi, ki dokazuje stalno skladnost.
Zahtevani elementi dokumentacije
- Specifikacija varnostnih zahtev (SRS): Podrobni opisi varnostnih funkcij
- Podatkovni listi komponent: Vrednosti zanesljivosti in podatki o načinu odpovedi
- Poročila o potrjevanju: Rezultati preskušanja, ki dokazujejo delovanje varnostne funkcije
- Postopki vzdrževanja: Zahteve za načrtovane preglede in preskušanje
- Nadzor spreminjanja: Upravljanje sprememb za posodobitve varnostnih vezij
Sistemi za upravljanje dokumentacije
Učinkovita skladnost zahteva:
- Nadzor različic: sledenje vsem revizijam in odobritvam dokumentov.
- Nadzor dostopa: Zagotavljanje dostopa pooblaščenega osebja do trenutnih različic
- Revizijske sledi: beleženje vseh sprememb in njihovih utemeljitev
- Redni pregledi: Načrtovane posodobitve na podlagi operativnih izkušenj
Podpora za dokumentacijo Bepto
Za naše komponente z varnostnimi oznakami zagotavljamo celovito tehnično dokumentacijo:
- Podatki o zanesljivosti: Vrednosti B10d in analiza načina odpovedi
- Vodniki za integracijo: Izvajanje varnostnega vezja korak za korakom
- Podpora za potrjevanje: Postopki preskušanja in pričakovani rezultati
- Potrdila o skladnosti: Potrjevanje varnostne učinkovitosti s strani tretje osebe
Najpogostejše pasti dokumentacije
- Nepopolne ocene tveganja: Manjkajoča opredelitev nevarnosti ali neustrezna analiza
- Nezadostni podatki o sestavinah: Manjkajo vrednosti zanesljivosti ali informacije o načinu odpovedi
- Slab nadzor nad spremembami: Nedokumentirane spremembe, ki vplivajo na varnostne funkcije
- Neustrezno dokazno testiranje: Manjkajoče ali nepopolno preverjanje varnostne funkcije
Zaključek
Integracija rotacijskih aktuatorjev v skladu s standardom ISO 13849 zahteva sistematičen pristop, ki združuje ustrezno oceno tveganja, ustrezno izbiro komponent, izvedbo brezhibne zasnove in celovito upravljanje dokumentacije.
Pogosta vprašanja o integraciji rotacijskega pogona ISO 13849
V: Ali je mogoče obstoječe rotacijske aktuatorje nadgraditi za skladnost s standardom ISO 13849?
A: Obstoječe aktuatorje je pogosto mogoče nadgraditi z dodatnim varnostnim nadzorom, sistemi povratnih informacij o položaju in ustrezno dokumentacijo, čeprav je pri višjih ravneh zmogljivosti stroškovno učinkovitejša popolna zamenjava.
V: Kako pogosto je treba v sistemih ISO 13849 preverjati varnostne funkcije?
A: Intervali preizkušanja so odvisni od zahtev ravni zmogljivosti in običajno segajo od mesečnih za aplikacije PLe do letnih za sisteme PLc, določeni intervali pa se izračunajo na podlagi podatkov o zanesljivosti sestavnih delov.
V: Kaj se zgodi, če med delovanjem varnostnega tokokroga odpove rotacijski pogon?
A: Pravilno zasnovana varnostna vezja z diagnostičnim pokritjem zaznajo okvare aktuatorjev in samodejno preidejo v varno stanje, pri čemer je poseben odziv odvisen od načina okvare in arhitekture vezja.
V: Ali so za rotacijske aktuatorje v varnostnih aplikacijah potrebni certifikati tretjih oseb?
A: Čeprav certificiranje s strani tretjih oseb ni vedno obvezno, bistveno poenostavi dokazovanje skladnosti in se pogosto zahteva za aplikacije na višjih ravneh zmogljivosti ali v določenih industrijskih sektorjih.
V: Kako izračunate splošno raven zmogljivosti za varnostno vezje z več rotacijskimi pogoni?
A: Pri izračunu splošne ravni zmogljivosti se upoštevajo podatki o arhitekturi, diagnostičnem pokritju in zanesljivosti vseh komponent v varnostni verigi, pri čemer najšibkejši člen običajno določa dosegljivo raven zmogljivosti.
-
“ISO 13849-1:2023 Varnost strojev - Z varnostjo povezani deli krmilnih sistemov - 1. del: Splošna načela za načrtovanje”,
https://www.iso.org/standard/73481.html. Izvleček ISO navaja, da standard zagotavlja metodologijo, zahteve, priporočila in smernice za načrtovanje in vključevanje delov nadzornega sistema, ki opravljajo varnostne funkcije in so povezani z varnostjo. Vloga dokaza: general_support; Vrsta vira: standard. Podpira: Vključevanje rotacijskih aktuatorjev v skladu s standardom ISO 13849 zahteva sistematično oceno tveganja, ustrezno določitev ravni zmogljivosti, potrjeno izvajanje varnostnih funkcij in celovito dokumentacijo. ↩ -
“Funkcionalna varnost krmiljenja strojev (Poročilo IFA 2/2017e)”,
https://www.dguv.de/ifa/publikationen/reports-download/reports-2017/ifa-report-2-2017/index-2.jsp. DGUV/IFA pojasnjuje uporabo standarda EN ISO 13849, vključno s stopnjami zmogljivosti od a do e, kategorijami od B do 4, obsegom diagnostike, zanesljivostjo sestavnih delov in primeri za načrtovane varnostne funkcije. Vloga dokaza: general_support; Vrsta vira: raziskava. Podpira: Standard določa pet ravni zmogljivosti od PLa do PLe z arhitekturo, diagnostično pokritostjo in posledicami dokaznega testiranja. ↩ -
“ISO 12100:2010 Varnost strojev - Splošna načela za načrtovanje - Ocenjevanje in zmanjševanje tveganja”,
https://www.iso.org/cms/%20render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/05/15/51528.html?browse=tc. Izvleček ISO opisuje metodologijo za ocenjevanje in zmanjševanje tveganja, vključno z ugotavljanjem nevarnosti ter ocenjevanjem in vrednotenjem tveganj v življenjskem ciklu stroja. Vloga dokaza: mehanizem; Vrsta vira: standard. Podpira: Sistematična ocena tveganja ob upoštevanju resnosti poškodbe, pogostosti izpostavljenosti in možnosti izogibanja. ↩ -
“ISO 14118:2017 Varnost strojev - Preprečevanje nepričakovanega zagona”,
https://www.iso.org/standard/66460.html. Izvleček ISO določa vgrajena sredstva za preprečevanje nepričakovanega zagona stroja iz napajalnikov, pnevmatske energije, shranjene energije in drugih virov med človeškim posegom na nevarnih območjih. Vloga dokaza: mehanizem; Vrsta vira: standard. Podpira: Funkcije rotacijskih aktuatorjev, varnih pred okvarami, vključujejo predvidljive načine okvar, povratne informacije o položaju, omejitev sile in dobro preizkušeno izbiro komponent. ↩ -
“ISO 13849-2:2012 Varnost strojev - Z varnostjo povezani deli krmilnih sistemov - 2. del: Validacija”,
https://www.iso.org/standard/53640.html. Izvleček ISO določa postopke in pogoje za potrjevanje varnostnih funkcij, doseženih kategorij in doseženih ravni učinkovitosti z analizo in preskušanjem. Vloga dokaza: general_support; Vrsta vira: standard. Podpira: Potrjene specifikacije varnostnih zahtev, podatki o zanesljivosti sestavnih delov, postopki dokaznega preskušanja, navodila za vzdrževanje in postopki nadzora nad spremembami. ↩
