Một mạch điều khiển an toàn hai tay chỉ sẵn sàng đưa vào vận hành sau khi máy đã lắp đặt vượt qua các phép thử về trạng thái, thời gian, khởi động lại và phản ứng với lỗi theo yêu cầu. Việc nhấn hai nút trong một chu kỳ bình thường chứng minh rất ít. Quá trình chạy thử nghiệm thu phải cho thấy điều gì xảy ra khi một ngõ vào đến sớm, đến muộn, bị giữ, bị mất hoặc bị lỗi, cũng như khi đầu ra khí nén không phản hồi theo lệnh.
Bài viết này là hướng dẫn chạy thử nghiệm thu và mô phỏng lỗi. Để tìm hiểu loại thiết bị, giới hạn che chắn, điều khiển hai tay so với cơ cấu nhấn hai tay và nguyên tắc khoảng cách an toàn, hãy bắt đầu với tổng quan về điều khiển hai tay bằng khí nén. Để thiết kế Mức hiệu năng, hãy xem riêng hướng dẫn mạch an toàn khí nén theo ISO 13849.
Điểm chính
- ISO 13851 định nghĩa ba loại THCD nhưng chỉ bảo vệ người đang sử dụng thiết bị.
- Kiểm tra mọi trạng thái được phép và mọi đường khởi động lại bị cấm.
- Đo đầu ra, áp suất và chuyển động nguy hiểm của máy đã lắp đặt, không chỉ xem trạng thái rơ-le.
- Mô phỏng lỗi theo kế hoạch xác nhận có kiểm soát, tuyệt đối không để người tiếp xúc với vùng nguy hiểm.
Cần chốt những gì trước khi bắt đầu chạy thử nghiệm thu?
ISO 13851:2019 định nghĩa ba loại THCD chức năng nhưng không chọn sẵn một loại cho từng máy cụ thể. Vì vậy, chạy thử nghiệm thu phải bắt đầu bằng đặc tả chức năng an toàn đã được phê duyệt, trong đó xác định loại đã chọn, người có thể bị phơi nhiễm, mối nguy, trạng thái an toàn, Mức hiệu năng yêu cầu, hành vi về thời gian và các giới hạn nghiệm thu riêng của máy (ISO 13851, xác nhận năm 2024).
Đừng bắt đầu bằng việc chỉnh thời gian nút hoặc lưu lượng van. Trước hết, hãy chốt các tài liệu định nghĩa hệ thống phải làm gì. Đội nghiệm thu không thể đưa ra kết quả đạt có thể bảo vệ được khi hành vi yêu cầu vẫn thay đổi trong lúc thử.
Bộ hồ sơ đầu vào tối thiểu nên gồm:
- đánh giá rủi ro hiện hành và tiêu chuẩn máy loại C áp dụng;
- đặc tả chức năng an toàn và Mức hiệu năng yêu cầu, hoặc PLr;
- loại THCD đã chọn và tài liệu hướng dẫn chính xác của thiết bị;
- sơ đồ điện và khí nén có số hiệu phiên bản;
- chương trình bộ điều khiển an toàn và mã kiểm tra;
- tài liệu an toàn của van đầu ra, phương pháp phản hồi và phụ kiện được phép;
- phản ứng dự kiến khi nhả một trong hai tay, reset, mất điện và mất khí;
- giới hạn dừng và đóng đo được hoặc được quy định tại vị trí nguy hiểm;
- danh sách lỗi, phương pháp thử, tiêu chí nghiệm thu và phương pháp khôi phục;
- tên và vai trò của người xác nhận, nhân chứng thử nghiệm và người cho phép đưa máy vào vận hành.
Tiêu chí nghiệm thu khi chạy thử là điều kiện đo được giúp phân biệt đạt và không đạt trước khi bắt đầu thử. Câu “máy dừng an toàn” là chưa đủ. Hãy nêu rõ chuyển động dư tối đa, ngưỡng áp suất, trạng thái đầu ra, thời gian phản hồi cho phép, tổ hợp cảm biến và hành vi khởi động lại được chấp nhận.
ISO 12100 cung cấp khung đánh giá rủi ro đứng trước công việc này, còn ISO 13849-1 cung cấp phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển. Không tiêu chuẩn nào gán một PLr hoặc trạng thái an toàn chung cho mọi ứng dụng hai tay (ISO 12100, xác nhận năm 2022; ISO 13849-1, 2023).
Nếu đặc tả không trả lời được sau khi nhả một tay thì chuyển động, áp suất hoặc năng lượng tích trữ nào được phép còn lại, hãy dừng lại. Đó là khoảng trống trong thiết kế, không phải vấn đề có thể giải quyết bằng chỉnh nghiệm thu.
Mạch phải đạt những trạng thái nào trong bảng trạng thái?
Thiết bị hai tay có hai ngõ vào tay được chủ ý, nhưng việc xác nhận cần nhiều hơn bốn tổ hợp Boolean của ngõ vào. ISO 13851 cũng đề cập đến chống vô hiệu hóa, tránh lỗi và xác minh. Bảng trạng thái phải bao gồm thứ tự thời gian, hành vi khi giữ ngõ vào, hành vi khi nhả, reset và việc khôi phục điện hoặc khí (ISO 13851, xác nhận năm 2024).
Hãy xây dựng bảng trạng thái từ đặc tả chức năng an toàn đã phê duyệt. Ví dụ dưới đây là khung thử nghiệm, không thay thế tài liệu THCD đã chọn hoặc tiêu chuẩn máy.
| Trạng thái thử | Ngõ vào A | Ngõ vào B | Điều kiện bổ sung | Kết quả mong đợi |
|---|---|---|---|---|
| S0 sẵn sàng | đã nhả | đã nhả | đủ các điều kiện an toàn | đầu ra vẫn tắt và cho phép có yêu cầu mới |
| S1 chỉ A | đã tác động | đã nhả | thời lượng bất kỳ | đầu ra an toàn vẫn tắt |
| S2 chỉ B | đã nhả | đã tác động | thời lượng bất kỳ | đầu ra an toàn vẫn tắt |
| S3 yêu cầu hợp lệ | đã tác động | đã tác động | đã đáp ứng yêu cầu đồng bộ | đầu ra chỉ có thể bật khi mọi điều kiện an toàn khác đều đúng |
| S4 ngõ vào thứ hai đến muộn | đã tác động | đã tác động | không đáp ứng yêu cầu đồng bộ | đầu ra vẫn tắt; cả hai ngõ vào phải trở về trạng thái khởi động lại yêu cầu |
| S5 nhả một tay | đã nhả | đã tác động, hoặc ngược lại | trong khoảng thời gian điều khiển yêu cầu | đầu ra chuyển sang trạng thái an toàn quy định và phản ứng của máy vẫn trong giới hạn |
| S6 thử lại khi đang giữ ngõ vào | đã tác động | đã nhả rồi tác động lại, hoặc ngược lại | một ngõ vào chưa từng trở về sẵn sàng | không cho phép chu kỳ nguy hiểm mới |
| S7 khôi phục | đã tác động hoặc cả hai đã tác động | đã tác động hoặc đã nhả | điện hoặc khí nén trở lại | không được khởi động lại nguy hiểm ngoài dự kiến |
Ghi lại cả lệnh và kết quả quan sát được. Một bit của bộ điều khiển an toàn có thể tắt trong khi van vẫn ở vị trí chuyển mạch, áp suất vẫn bị giữ hoặc cơ cấu vẫn tiếp tục chuyển động. Hồ sơ nghiệm thu cần bằng chứng từ toàn bộ chuỗi ngõ vào, logic, đầu ra và phản ứng của máy.
Tên các trạng thái nên xuất hiện trong quy trình thử, chẩn đoán bộ điều khiển và báo cáo cuối cùng. Cách đặt tên thống nhất giúp truy vết phép thử không đạt. Nó cũng ngăn một ghi chú mơ hồ như “đã đạt thử nút” che khuất đường thời gian hoặc khởi động lại thực sự đã được kiểm tra.
Các trạng thái bị cấm thường cho thấy nhiều hơn trạng thái hợp lệ. Một lần khởi động đúng bằng hai nút vẫn có thể đạt dù chức năng chống giữ nút hoặc ngăn khởi động lại bị lỗi. Chạy thử nghiệm thu nên dành ít nhất mức chú ý tương đương cho những lệnh không được phép tạo đầu ra như cho lệnh duy nhất có thể tạo đầu ra.
Kiểm tra tính đồng thời, chống giữ nút và chống lặp như thế nào?
OSHA yêu cầu thao tác đồng thời và hành vi chống lặp đối với một số ứng dụng máy ép cơ khí được quy định, còn ISO 13851 định nghĩa hành vi thiết bị theo loại THCD. Không nguồn nào ủng hộ việc chép một giá trị thời gian tùy ý vào mọi máy. Hãy thử đúng cửa sổ đồng bộ và trình tự khởi động lại nêu trong tài liệu thiết bị đã chọn và đặc tả chức năng an toàn (OSHA 1910.217; ISO 13851).
Dùng bộ tạo ngõ vào có kiểm soát, bản ghi của bộ điều khiển an toàn hoặc cơ cấu chấp hành có đo lường khi thao tác tay không thể tạo ra các phép thử biên lặp lại. Thử các giá trị dưới, tại và trên giới hạn đồng bộ cho phép. Ghi dấu thời gian chuyển trạng thái ngõ vào và đầu ra an toàn. Không suy ra cửa sổ thời gian thực chỉ từ việc một xi lanh tình cờ chuyển động.
Thực hiện các trình tự sau theo cả thứ tự A trước và B trước:
- Tác động ngõ vào thứ hai ở sâu trong khoảng thời gian cho phép và xác nhận rằng đầu ra hợp lệ có thể được tạo ra.
- Lặp lại tại biên được tài liệu hóa bằng thiết bị có độ phân giải thời gian phù hợp.
- Tác động ngõ vào thứ hai ngoài khoảng thời gian cho phép và xác nhận đầu ra vẫn tắt.
- Chỉ nhả một ngõ vào, nhấn lại nó trong khi ngõ kia vẫn được giữ, rồi xác nhận không có chu kỳ mới bắt đầu.
- Giữ một ngõ vào trước khi reset hoặc chuyển chế độ, sau đó thao tác ngõ vào thứ hai.
- Giữ cả hai ngõ vào trong khi reset, khôi phục điện và khôi phục khí.
- Nhả cả hai ngõ vào, khôi phục trạng thái sẵn sàng yêu cầu và xác nhận yêu cầu hợp lệ tiếp theo tuân theo trình tự đã tài liệu hóa.
Chống giữ nút và chống lặp có liên quan nhưng không thể hoán đổi. Chống giữ nút là hành vi ngăn một ngõ vào bị giữ hoặc bị vô hiệu hóa kết hợp với thao tác lặp lại của ngõ vào kia. Chống lặp là hành vi ngăn một chu kỳ nguy hiểm khác nếu chưa có trình tự nhả và tác động mới theo yêu cầu. Báo cáo thử phải nêu rõ mỗi trình tự xác minh yêu cầu nào.
Nếu bộ điều khiển an toàn có thể cấu hình thực hiện việc định thời, hãy xác minh giới hạn tham số, quyền truy cập, bản ghi tải chương trình và mã kiểm tra. Nếu một mô-đun THCD chuyên dụng thực hiện chức năng này, hãy ghi mã sản phẩm, phiên bản, điều kiện cấp nguồn và chỉ báo chẩn đoán chính xác. Dù theo cách nào, hãy thử các tín hiệu đã lắp đặt. Tuyên bố trong catalogue không chứng minh dây điện hoặc ống tại hiện trường khớp với cấu hình đã đánh giá.
Lập kế hoạch mô phỏng lỗi và kiểm soát phép thử
ISO 13849-2:2012 yêu cầu xác nhận các chức năng an toàn, Hạng mục và Mức hiệu năng đạt được bằng phân tích và thử nghiệm. Mô phỏng lỗi phải nằm trong quy trình xác nhận đã lập kế hoạch đó. Quy trình phải sử dụng các lỗi đã nhận diện, tiêu chí nghiệm thu rõ ràng, nhân sự được ủy quyền, năng lượng được kiểm soát và phương pháp khôi phục máy có tài liệu (ISO 13849-2).
Tuyệt đối không tự ý tạo lỗi trên máy sản xuất khi có người trong vùng nguy hiểm. Hãy thiết lập rào chắn, cơ cấu giữ cơ khí, chế độ thử, giới hạn năng lượng và phương án khôi phục khẩn cấp trước khi thay đổi ngõ vào hoặc đầu ra an toàn. Trưởng nhóm thử phải có thể dừng hoạt động bất cứ lúc nào khi trạng thái máy quan sát được khác với quy trình.
Với mỗi lỗi, hãy ghi lại:
- ID phép thử và yêu cầu an toàn đang bị thách thức;
- dây dẫn, ống, van, cảm biến hoặc tín hiệu phần mềm chính xác bị tác động;
- chế độ máy, tải, vị trí, áp suất, nhiệt độ và tốc độ;
- phương pháp an toàn dùng để mô phỏng lỗi;
- chỉ báo chẩn đoán và phản ứng lỗi dự kiến;
- chu kỳ hiện tại, chu kỳ kế tiếp hay cả hai phải bị khóa;
- phản ứng dự kiến của van đầu ra, áp suất hạ lưu và cơ cấu;
- các bước khôi phục và kiểm tra trước phép thử tiếp theo;
- kết quả thực tế, tệp bằng chứng, nhân chứng, ngày tháng và cách xử lý.
Chỉ mô phỏng từng lỗi đã lập kế hoạch một lần, trừ khi đánh giá rủi ro và kế hoạch xác nhận yêu cầu rõ ràng việc thử lỗi tích lũy. Tổ hợp không kiểm soát làm chẩn đoán khó hơn và có thể tạo ra trạng thái nguy hiểm mà quy trình chưa dự liệu. Sau mỗi phép thử, xác nhận đã tháo cầu nối tạm, nút bịt, lực cưỡng bức phần mềm, đoạn ống hạn chế và tín hiệu phản hồi giả lập.
Qua kinh nghiệm xem xét các bộ hồ sơ xác nhận, dấu vết thử nguy hiểm nhất là một đường bypass tạm thời không được ghi nhận. Một dây thử sáng màu có đánh số và checklist khôi phục có chữ ký là những biện pháp đơn giản, nhưng chúng ngăn việc một phép thử lỗi thành công để lại máy ở trạng thái bị vô hiệu hóa.
Ma trận mô phỏng lỗi ngõ vào và logic
ISO 13849-1 áp dụng cho các phần tử điện, khí nén, thủy lực, cơ khí và phần mềm trong chức năng an toàn có nhu cầu cao hoặc làm việc liên tục. Vì vậy, mạch hai tay có thể hỏng do dây điện, ống, cơ cấu chấp hành, tham số logic hoặc nguồn dùng chung. Danh sách lỗi phải đi theo công nghệ đã triển khai, thay vì giả định mọi hệ thống chỉ có phần điện (ISO 13849-1, 2023).
Chọn lỗi từ phân tích hỏng hóc của thiết kế và tài liệu an toàn của linh kiện. Ma trận dưới đây đưa ra gợi ý thử; nó không tuyên bố mọi lỗi được liệt kê đều áp dụng hoặc có thể mô phỏng an toàn.
| Gợi ý lỗi | Phép thử thách thức điều gì | Bằng chứng cần ghi lại |
|---|---|---|
| Ngõ vào A hở mạch hoặc mất tín hiệu khí nén | mất một kênh | trạng thái đầu ra, chẩn đoán, khóa khởi động lại |
| Ngõ vào B hở mạch hoặc mất tín hiệu khí nén | tính độc lập của kênh đối diện | cùng loại bằng chứng khi đảo kênh |
| Ngõ vào chập vào nguồn hoặc bị giữ ở trạng thái có áp | ngõ vào chủ động bị kẹt | hành vi chống giữ nút và phát hiện lỗi |
| Ngõ vào chập vào điểm chung hoặc đường xả | ngõ vào không chủ động bị kẹt | không có đầu ra giả và chẩn đoán đúng |
| Chập chéo hoặc đấu chéo ống, khi có cơ sở | tính độc lập kênh và giám sát sai lệch | một thao tác có thể thỏa mãn cả hai kênh hay không |
| Cơ cấu chấp hành bị giữ bằng cơ khí | khả năng chống vô hiệu hóa | cơ cấu tự do không tạo chu kỳ lặp |
| Thời gian ngõ vào nằm ngoài cửa sổ cho phép | giám sát đồng bộ | dấu thời gian và đầu ra bị từ chối |
| Tham số thời gian bị thay đổi | kiểm soát cấu hình | bảo vệ quyền truy cập, mã kiểm tra, chẩn đoán, kết quả thử |
| Mất nguồn của mô-đun ngõ vào | hành vi mất năng lượng | trạng thái đầu ra và khởi động lại |
| Ngõ vào reset bị giữ hoặc bị lỗi | giám sát reset | reset không khởi động chuyển động hoặc che giấu lỗi ngõ vào |
Không tạo ngắn mạch trừ khi hướng dẫn linh kiện và cấu hình thử xác nhận phương pháp đó an toàn. Xung thử tích hợp của bộ điều khiển hoặc thiết bị chèn lỗi được chứng nhận có thể phù hợp hơn. Ngõ vào khí nén có thể cần phương pháp chặn, xả hoặc giữ tín hiệu được nhà sản xuất phê duyệt, thay vì bóp ống hoặc lắp hạn chế không có trong tài liệu.
Kiểm tra tính đối xứng giữa các kênh. Nếu lỗi kênh A được phát hiện nhưng lỗi tương ứng của kênh B thì không, hãy điều tra dây dẫn, cấu hình chẩn đoán và các giả định về nguyên nhân chung. Một cặp ngõ vào không trở thành dự phòng chỉ vì trên bảng điều khiển có hai nút.
Ma trận mô phỏng lỗi đầu ra và khí nén
Festo mô tả điều khiển hai tay bằng khí nén là thao tác đồng thời tạo ra một tín hiệu đầu ra. Tín hiệu đó không phải bản thân trạng thái an toàn. Chạy thử nghiệm thu phải kiểm tra van hạ lưu, đường áp suất, cơ cấu chấp hành, tải và phản hồi, vì một phần tử đầu ra hỏng hoặc đường xả bị hạn chế có thể thay đổi phản ứng của máy (An toàn khí nén Festo).
Hãy bắt đầu bằng các dạng hỏng đầu ra được nhận diện trong tài liệu an toàn của van và phân tích mạch. Một số lỗi nên được mô phỏng qua phản hồi hoặc đồ gá thử thay vì cố ý kẹt van bằng cơ khí. Phương pháp thử không được làm hỏng linh kiện đã chứng nhận hoặc tạo chuyển động không kiểm soát.
| Gợi ý lỗi | Câu hỏi kỹ thuật cần trả lời | Bằng chứng trên máy |
|---|---|---|
| Một kênh đầu ra không chuyển mạch | Kiến trúc còn lại có duy trì chức năng an toàn quy định không? | đầu ra bộ điều khiển, phản hồi van, áp suất, chuyển động |
| Phản hồi van vẫn ở trạng thái trước đó | Sai lệch có được phát hiện trong thời gian yêu cầu không? | dấu vết phản hồi, mã chẩn đoán, khóa chu kỳ kế tiếp |
| Đường xả bị hạn chế tới giới hạn có cơ sở | Độ giảm áp suất và chuyển động có vẫn trong giới hạn nghiệm thu không? | đường cong áp suất hạ lưu và chuyển động nguy hiểm |
| Bộ giảm thanh bị tắc hoặc lắp sai phụ kiện | Cấu hình đã tài liệu hóa có phát hiện hoặc chịu được hạn chế này không? | mã linh kiện, dấu vết áp suất, kết quả thử |
| Áp suất nguồn tối thiểu và tối đa được phép | Phản ứng an toàn có còn đúng trong toàn dải cho phép không? | áp suất cổng, trạng thái van, kết quả dừng |
| Nguồn khí mất rồi được khôi phục | Việc khôi phục áp suất có thể khởi động chuyển động không? | trạng thái lệnh, độ tăng áp suất, vị trí cơ cấu chấp hành |
| Ống hạ lưu hỏng hoặc rò rỉ | Tải có di chuyển, nhả hoặc rơi không? | trạng thái tải và phản ứng của cơ cấu giữ độc lập |
| Phản hồi vị trí hoặc áp suất bị cưỡng bức sai | Logic kiểm tra tính hợp lý có phát hiện sai lệch không? | giá trị cảm biến, chẩn đoán, hành vi đầu ra |
| Tải trọng trọng lực hoặc lò xo tác động sau khi xả | Xả khí có thực sự là trạng thái an toàn không? | chuyển động đo được và trạng thái cơ cấu giữ |
Phản ứng khí nén an toàn có thể là chặn, xả, dừng và giữ, hồi về có kiểm soát hoặc kết hợp các cách này. Xả ngay không phải lúc nào cũng an toàn. Xi lanh thẳng đứng có thể hạ xuống và kẹp có thể nhả phôi. Hãy dùng hướng dẫn tích hợp van xả an toàn và hướng dẫn khóa cần xi lanh khi các chức năng đó là một phần của biện pháp giảm rủi ro.
Phản hồi van chứng minh phần tử van đã đến một trạng thái được giám sát. Nó không chứng minh áp suất tại điểm nguy hiểm đã giảm đủ nhanh hoặc chuyển động nguy hiểm đã dừng. Dấu vết xác nhận phải đi vượt ra ngoài van được giám sát tới biến vật lý có thể gây thương tích.
Đo phản ứng của máy đã lắp đặt
Quy định máy ép cơ khí của OSHA sử dụng hằng số tốc độ tay 63 inch/giây cùng thời gian dừng hoặc đóng đo được cho một số cơ cấu bảo vệ hai tay. Bài học rộng hơn là khoảng cách an toàn phụ thuộc vào phản ứng của máy đã lắp, không phải thời gian trong catalogue của rơ-le hoặc van (OSHA 1910.217).
Hãy đồng bộ thời gian các sự kiện định nghĩa chức năng an toàn:
- chuyển trạng thái của ngõ vào tay A và ngõ vào tay B;
- quyết định của logic an toàn và lệnh đầu ra;
- phản hồi van đầu ra hoặc vị trí phần tử được giám sát;
- áp suất hạ lưu tại vùng liên quan;
- chuyển động của cơ cấu chấp hành, bàn trượt, kẹp hoặc dụng cụ;
- đạt ngưỡng trạng thái an toàn đã quy định.
Sử dụng thiết bị đo có độ phân giải và độ chính xác đủ cho giới hạn nghiệm thu. Ghi trạng thái hiệu chuẩn, tần số lấy mẫu, dải cảm biến, phương pháp kích hoạt và tỷ lệ chuyển đổi tín hiệu. Video điện thoại có thể giúp giải thích một sự kiện, nhưng không thay thế dữ liệu thời gian và chuyển động có thể truy xuất khi kết quả ở sát giới hạn.
Đo điều kiện xấu nhất có cơ sở, không chỉ một chu kỳ rỗng thuận tiện. Các biến liên quan có thể gồm tải tối đa, tốc độ cao nhất, áp suất nguồn tối thiểu và tối đa, vận hành nóng và lạnh, tình trạng phanh bị mòn, đoạn ống dài nhất được phép, bộ giảm thanh được phép, đường xả bị hạn chế, vị trí xi lanh bất lợi và hướng của trọng lực.
ISO 13855:2024 đề cập đến vị trí của thiết bị điều khiển hai tay và các cơ cấu bảo vệ khác so với đường tiếp cận của con người. Hãy dùng tiêu chuẩn áp dụng và yêu cầu loại C cho máy thực tế. Không dùng lại công thức máy ép cơ khí của OSHA hoặc con số chung 500 ms cho một đồ gá khí nén không liên quan (ISO 13855, 2024).
Lưu các dấu vết thô cùng với kết quả đạt đã tóm tắt. Báo cáo phải cho phép người xem xét nhận diện yêu cầu an toàn, thay đổi đầu ra, phản ứng áp suất, phản ứng cơ khí và ngưỡng nghiệm thu trên cùng một trục thời gian.
Kiểm tra reset, khôi phục nguồn và thay đổi chế độ như thế nào?
OSHA 1910.217 yêu cầu nhả toàn bộ bộ điều khiển bằng tay của người vận hành trước khi hành trình bị gián đoạn có thể tiếp tục trong một số cơ cấu điều khiển máy ép. ISO 13849-1 xem hành vi khởi động lại và chức năng an toàn là một phần của thiết kế điều khiển hoàn chỉnh. Chạy thử nghiệm thu phải kiểm tra reset, đóng mở nguồn, khôi phục khí và thay đổi chế độ như các sự kiện riêng biệt (OSHA 1910.217; ISO 13849-1).
Reset nên xác nhận một điều kiện an toàn và cho phép một lệnh sau đó. Bản thân reset không được khởi động chuyển động nguy hiểm. Hãy xác minh nguyên tắc này khi các ngõ vào tay đều nhả, một ngõ vào bị giữ, cả hai bị giữ và mỗi tín hiệu phản hồi liên quan ở trạng thái đúng hoặc sai.
Ít nhất hãy thử các chuyển tiếp sau:
- tắt rồi bật nguồn bộ điều khiển khi không nhấn cơ cấu tác động tay nào;
- khôi phục nguồn khi một cơ cấu tác động đang bị giữ;
- khôi phục nguồn khi cả hai cơ cấu tác động đang bị giữ;
- khôi phục khí trước nguồn điện và theo thứ tự ngược lại;
- thao tác reset trong khi một ngõ vào vẫn chủ động;
- thao tác reset khi phản hồi van đang sai lệch;
- chuyển chế độ tự động sang thủ công và thủ công sang tự động;
- trở lại sau dừng khẩn cấp;
- trở lại sau yêu cầu an toàn từ cơ cấu bảo vệ hoặc bên ngoài;
- mất và khôi phục truyền thông khi sử dụng an toàn qua mạng.
Ghi lại máy có tiếp tục dừng không, áp suất có tăng không, cơ cấu chấp hành có di chuyển không và cần thao tác có chủ ý nào trước chu kỳ mới. “Bit đầu ra không bật” là chưa đủ nếu việc khôi phục khí có thể làm van hồi bằng lò xo chuyển mạch hoặc làm cơ cấu chịu tải trọng trọng lực di chuyển.
Dừng khẩn cấp và điều khiển hai tay là hai chức năng an toàn riêng biệt. ISO 13850 định nghĩa chức năng dừng khẩn cấp độc lập với công nghệ năng lượng. Không dùng một phép thử dừng khẩn cấp đạt để khép lại yêu cầu điều khiển hai tay không đạt, hoặc ngược lại (ISO 13850, xác nhận năm 2020).
Vì sao khóa và treo thẻ là một ranh giới thử riêng?
OSHA 1910.147 nêu rõ năng lượng khí nén và yêu cầu công việc bảo dưỡng thuộc phạm vi áp dụng phải xử lý việc cấp năng lượng, khởi động bất ngờ và giải phóng năng lượng tích trữ. Thiết bị hai tay hoặc rơ-le an toàn là cơ cấu bảo vệ vận hành, không tự động là thiết bị cách ly năng lượng. Chạy thử nghiệm thu phải tách việc thử chức năng an toàn khỏi xác minh cách ly khi bảo dưỡng (OSHA 1910.147).
Van cấp và xả thủ công có thể khóa giúp hỗ trợ quy trình kiểm soát năng lượng khi thiết bị, lắp đặt, biện pháp kiểm soát năng lượng tích trữ và các bước xác minh đáp ứng yêu cầu áp dụng. Sự hiện diện của van không thiết lập Mức hiệu năng của chức năng an toàn tự động. Tương tự, nhấn dừng khẩn cấp hoặc tháo đầu ra an toàn không tự động cách ly mọi nguồn năng lượng.
Khi mô phỏng lỗi cần vào vùng nguy hiểm, thay ống, giữ van hoặc chạm vào tải, hãy áp dụng quy trình cách ly đã được cơ sở ủy quyền. Nhận diện năng lượng khí nén, điện, cơ khí, trọng lực, lò xo, chân không, thủy lực và nhiệt. Xả, ngắt, chặn hoặc giữ năng lượng tích trữ, sau đó xác minh đã cách ly trước khi bắt đầu công việc.
Sau khi hoàn tất thay đổi, tháo dụng cụ và thiết bị thử tạm thời, khôi phục cơ cấu bảo vệ, kiểm tra không còn người trong vùng nguy hiểm và tuân theo quy trình được ủy quyền để đưa máy trở lại vận hành. Phép thử chức năng tiếp theo chỉ bắt đầu sau khi máy đã trở về cấu hình thử được định nghĩa.
Hướng dẫn chọn van thủ công và van cơ khí giải thích chức năng van thông thường. Không được coi van thủ công thông thường là thiết bị cách ly có cấp an toàn hoặc ngõ vào THCD nếu tài liệu của nó không hỗ trợ đúng mục đích đó.
Bằng chứng nào giúp hồ sơ xác nhận có thể kiểm tra?
ISO 13849-2 yêu cầu xác nhận các chức năng an toàn, Hạng mục và Mức hiệu năng quy định bằng phân tích và thử nghiệm. Chỉ một checklist đạt/không đạt không thể cho thấy đã thử cấu hình nào. Hồ sơ cuối phải liên kết từng yêu cầu với phương pháp, kết quả đo, phản ứng lỗi, tệp bằng chứng và cách xử lý đã phê duyệt (ISO 13849-2, 2012).
Hãy dùng một dòng cho mỗi phép thử thay vì một dòng cho mỗi linh kiện:
| Trường hồ sơ | Nội dung bắt buộc |
|---|---|
| Chức năng an toàn | mã nhận diện, mô tả, mối nguy, trạng thái an toàn, PLr |
| Yêu cầu | tiêu chí chính xác về trạng thái, thời gian, chuyển động, áp suất hoặc khởi động lại |
| Cấu hình | số sê-ri máy, phiên bản bản vẽ, mã kiểm tra chương trình, phiên bản thiết bị |
| Điều kiện thử | chế độ, áp suất, tải, tốc độ, vị trí, nhiệt độ, phụ kiện |
| Hành động thử | lệnh bình thường hoặc lỗi mô phỏng chính xác và phương pháp thực hiện |
| Kết quả mong đợi | chẩn đoán, đầu ra, áp suất, chuyển động, hành vi khởi động lại |
| Kết quả thực tế | giá trị đo và quan sát, không chỉ ghi “đạt” |
| Bằng chứng | dấu vết, ảnh, video, log bộ điều khiển, tệp thiết bị đo, thông tin hiệu chuẩn |
| Khôi phục | đã tháo thay đổi tạm thời và xác minh cấu hình bình thường |
| Cách xử lý | đạt, không đạt, sai lệch, hành động khắc phục, tham chiếu thử lại |
| Phê duyệt | người thử, người xem xét độc lập khi cần, ngày tháng, chữ ký |
Giữ cho hồ sơ tính toán và xác nhận nhất quán. Nếu loại van, chương trình bộ điều khiển, cỡ ống, bộ giảm thanh, áp suất nguồn, tải chuyển động, phanh, dụng cụ hoặc định nghĩa trạng thái an toàn thay đổi, hãy xem lại phân tích và phép thử nào không còn hiệu lực. Kiểm soát cấu hình là một phần của bằng chứng.
Trước khi đưa máy vào vận hành, đối chiếu mọi phép thử không đạt hoặc bị gián đoạn. Một ghi chú không giải thích được như “đạt sau khi chỉnh” không phải là khép lỗi. Ghi rõ đã thay đổi gì, vì sao thay đổi được chấp nhận, tài liệu nào đã sửa và phép thử hồi quy nào đã lặp lại.
ANSI B11.19-2019 (R2024) quy định yêu cầu hiệu năng cho thiết kế, lắp đặt, vận hành và bảo trì cơ cấu bảo vệ cùng các biện pháp giảm rủi ro khác. Với máy móc ở Bắc Mỹ, hãy dùng tiêu chuẩn này cùng tiêu chuẩn B11 chuyên biệt và yêu cầu pháp lý áp dụng, thay vì coi một checklist chung là chứng nhận (ANSI B11.19).
Khi nào phải dừng thử và đưa thiết kế trở lại bộ phận kỹ thuật?
ISO 12100 yêu cầu đánh giá và xác minh giảm rủi ro trong suốt vòng đời máy. Chạy thử nghiệm thu không thể phê duyệt chức năng an toàn bằng cách chỉnh né một mối nguy chưa định nghĩa, kết quả dừng không ổn định hoặc phản ứng lỗi không đạt. Khi tiêu chí nghiệm thu không thể đáp ứng nhất quán, phải dừng thử và đưa thiết kế trở lại bộ phận kỹ thuật (ISO 12100).
Hãy dừng thử khi:
- trạng thái an toàn bị thiếu, mâu thuẫn hoặc thay đổi giữa các tài liệu;
- một lỗi tạo ra chuyển động nguy hiểm hoặc nhả tải ngoài dự kiến;
- không thể nhận diện và kiểm soát chắc chắn một bypass tạm thời;
- kết quả dừng hoặc giảm áp suất đo được vượt giới hạn;
- kết quả biến thiên vượt dung sai cho phép theo điều kiện tải hoặc áp suất;
- tài liệu của van, bộ điều khiển hoặc THCD không bao quát cấu hình đã lắp;
- tính toán PL đạt được phụ thuộc vào dữ liệu linh kiện chưa xác minh;
- chẩn đoán không khóa chu kỳ mà đặc tả yêu cầu;
- khôi phục điện hoặc khí tạo chuyển động ngoài dự kiến;
- việc thử đòi hỏi để người tiếp xúc với mối nguy không kiểm soát;
- cấu hình thử không còn khớp bản vẽ và phần mềm đã phát hành.
Không che giấu lỗi thiết kế bằng cách tăng trễ bộ điều khiển, giảm tốc độ máy, di chuyển nút hoặc thêm hướng dẫn cho người vận hành mà không cập nhật đánh giá rủi ro và cơ sở xác nhận. Một thay đổi có thể là giải pháp hợp lệ, nhưng nó tạo ra cấu hình mới phải được xem xét và thử lại.
Để báo giá hoặc xem xét kỹ thuật, hãy gửi đặc tả chức năng an toàn, loại THCD đã chọn, bản vẽ mạch, PLr, dữ liệu van, điều kiện tải và áp suất, giới hạn thời gian, danh sách lỗi và bằng chứng yêu cầu qua trang liên hệ kỹ thuật.
Câu hỏi thường gặp khi chạy thử mạch an toàn hai tay
ISO 13851 định nghĩa ba loại THCD, còn ISO 13849-1 không quy định một PLr chung cho mọi trường hợp. Vì vậy, các câu trả lời dưới đây tập trung vào xác nhận và tài liệu của máy đã lắp đặt. Tài liệu thiết bị đã chọn, đánh giá rủi ro của máy, tiêu chuẩn loại C áp dụng và yêu cầu pháp lý địa phương vẫn là nguồn chi phối.
Một chu kỳ hai nút bình thường có chứng minh mạch an toàn không?
Không. Nó chỉ chứng minh một lệnh dự kiến đã tạo đầu ra trong các điều kiện được thử. Việc xác nhận còn phải thách thức ngõ vào đến sớm, đến muộn, bị giữ, bị nhả và bị lỗi; sai lệch đầu ra và phản hồi; khôi phục điện và khí; cùng phản ứng vật lý của máy. Tiêu chí nghiệm thu phải lấy từ đặc tả chức năng an toàn đã phê duyệt.
Có phải lúc nào cũng phải nhấn cả hai nút trong vòng 500 ms không?
Không áp dụng 500 ms như một giá trị chung cho mọi máy. Hành vi đồng bộ cho phép phụ thuộc vào loại THCD đã chọn, hướng dẫn sản phẩm, tiêu chuẩn áp dụng và đặc tả chức năng an toàn. Hãy thử dưới, tại và trên biên được tài liệu hóa theo cả thứ tự A trước và B trước, sau đó ghi dấu thời gian ngõ vào và đầu ra an toàn.
Có thể mô phỏng lỗi trên máy sản xuất đang chạy không?
Chỉ trong quy trình xác nhận có kiểm soát và được ủy quyền, bảo đảm không ai tiếp xúc với mối nguy. Rào chắn, cơ cấu giữ, chế độ thử, giới hạn năng lượng, bước khôi phục và nhân sự đủ năng lực phải được xác định trước khi tạo lỗi. Nếu công việc cần vào vùng nguy hiểm hoặc thay đổi đường năng lượng, hãy áp dụng quy trình cách ly của cơ sở.
Phản hồi van có chứng minh máy đã đạt trạng thái an toàn không?
Không. Phản hồi có thể cho thấy phần tử van được giám sát đã đến một vị trí, nhưng áp suất có thể vẫn bị giữ và cơ cấu vẫn có thể tiếp tục chuyển động. Hãy đo biến nghiệm thu vật lý được chức năng an toàn nêu ra, chẳng hạn hành trình nguy hiểm, thời gian dừng, áp suất hạ lưu, trạng thái kẹp hoặc khả năng giữ tải.
Bao lâu phải thử lại mạch hai tay?
Không có khoảng thời gian hằng định theo ngày, tháng hoặc năm cho mọi mạch. Hãy đặt chu kỳ kiểm tra và thử chức năng dựa trên đánh giá rủi ro, hướng dẫn linh kiện, tần suất sử dụng, thiết kế chẩn đoán, môi trường, tiêu chuẩn riêng của máy, yêu cầu pháp lý và lịch sử lỗi. Xác nhận lại các yêu cầu bị ảnh hưởng sau khi thay đổi phần cứng, phần mềm, dụng cụ, áp suất, tốc độ hoặc tải.
Các yêu cầu xác nhận đến từ đâu?
Các nguồn dưới đây xác định những ranh giới bổ sung cho nhau: ISO 13851 đề cập đến thiết kế và lựa chọn THCD; ISO 13849 đề cập đến thiết kế và xác nhận phần điều khiển liên quan đến an toàn; ISO 13855 đề cập đến vị trí cơ cấu bảo vệ; các quy định OSHA áp dụng cho những tình huống máy ép và kiểm soát năng lượng cụ thể tại Hoa Kỳ. Không nguồn nào thay thế đánh giá rủi ro của máy hoặc tiêu chuẩn loại C áp dụng.
- ISO 13851:2019. Nguyên tắc thiết bị điều khiển hai tay, ba loại chức năng, chống vô hiệu hóa, lựa chọn và xác minh. Xác nhận năm 2024; truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- ISO 13849-1:2023. Phương pháp thiết kế và tích hợp các phần điều khiển liên quan đến an toàn trên công nghệ điện, khí nén, thủy lực, cơ khí và phần mềm. Truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- ISO 13849-2:2012. Xác nhận chức năng an toàn, Hạng mục và Mức hiệu năng bằng phân tích và thử nghiệm. Phiên bản công bố hiện hành đang chờ sửa đổi; truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- ISO 12100:2010. Nguyên tắc đánh giá và giảm rủi ro máy móc. Xác nhận năm 2022; truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- ISO 13855:2024. Định vị cơ cấu bảo vệ, bao gồm thiết bị điều khiển hai tay, so với đường tiếp cận của con người. Truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- ISO 13850:2015. Nguyên tắc chức năng dừng khẩn cấp độc lập với công nghệ năng lượng. Xác nhận năm 2020; truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- OSHA 29 CFR 1910.217. Yêu cầu của Hoa Kỳ đối với máy ép cơ khí, cơ cấu điều khiển và nhấn hai tay trong các trường hợp quy định, gồm thao tác đồng thời, chống lặp và khoảng cách an toàn. Truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- OSHA 29 CFR 1910.147. Kiểm soát năng lượng nguy hiểm, gồm năng lượng khí nén, trong bảo dưỡng và sửa chữa thuộc phạm vi áp dụng. Truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.
- ANSI B11.19-2019 (R2024). Yêu cầu hiệu năng cho cơ cấu bảo vệ và các biện pháp giảm rủi ro khác. Truy cập ngày 22 tháng 7 năm 2026.