Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Projektowanie systemu sterowania zgodnie z wymaganiami technicznymi bezpieczeństwa maszyn Konstrukcja maszyn a bezpieczeństwo pracy.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Projektowanie systemu sterowania zgodnie z wymaganiami technicznymi bezpieczeństwa maszyn Konstrukcja maszyn a bezpieczeństwo pracy."— Zapis prezentacji:

1 Projektowanie systemu sterowania zgodnie z wymaganiami technicznymi bezpieczeństwa maszyn Konstrukcja maszyn a bezpieczeństwo pracy

2 Materiały szkoleniowe w całości ani we fragmentach nie mogą być powielane ani rozpowszechniane bez pisemnej zgody Instytutu Szkoleniowego Schneider Electric Polska. Wszystkie przykłady i ćwiczenia zamieszczone w tej dokumentacji mają charakter dydaktyczny. W żadnym przypadku nie powinny być wykorzystywane (w części lub w całości) w zastosowaniach przemysłowych, ani też służyć jako modele rzeczywistych zastosowań.

3 Wytyczne dotyczące maszyn Maszyny nowe Dyrektywy dot. maszyn (89/392/EWG, 91/368/EWG, 93/44/EWG, 93/68/EWG) 98/37/WE 2006/42/WE: * Stosowanie maszyn bezpiecznych Wymagania podstawowe określające maksimum bezpieczeństwa Zakaz ustanawiania rozporządzeń > wymagań dyrektywy Zakaz stosowania zarządzeń < wymagań dyrektywy Projekt Instalacja montaż Obsługa montaż Eksploatacja Regulacja Stosowanie zasad bezpieczeństwa Zarys historyczny *) Dyrektywa maszynowa 2006/42/WE: Przeniesienie do prawa krajowego do 29/08/2008 Obowiązek stosowania od 29/12/2009

4 Dyrektywa Maszynowa Przepisy europejskie

5 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU I GOSPODARKI z dnia 20 grudnia 2005 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla maszyn i elementów bezpieczeństwa (Dz. U. z dnia 28 grudnia 2005 r.) Nowa dyrektywa maszynowa 2006/42/WE: (Dz. U. NR 199 POZ z dnia 21 października 2008 r. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI w sprawie zasadniczych wymagań dla maszyn Harmonizacja prawa państw członkowskich dotyczącego maszyn i urządzeń bezpieczeństwa

6 Nowa dyrektywa maszynowa 2006/42/WE: Przepisy ogólne § 1. Rozporządzenie określa: 1) zasadnicze wymagania w zakresie bezpieczeństwa i ochrony zdrowia dotyczące projektowania i wykonywania wprowadzanych do obrotu lub oddawanych do użytku: a) maszyn, b) wyposażenia wymiennego, c) elementów bezpieczeństwa, d) osprzętu do podnoszenia, e) łańcuchów, lin i pasów, f) odłączalnych urządzeń do mechanicznego przenoszenia napędu, g) maszyn nieukończonych; 2) procedury oceny zgodności; 3) sposób oznakowania maszyn; 4) wzór znaku CE.

7 Nowa dyrektywa maszynowa 2006/42/WE: Rozdział 2 Zasadnicze wymagania w zakresie bezpieczeństwa i ochrony zdrowia dotyczące projektowania oraz wytwarzania maszyn § Producent maszyny lub jego upoważniony przedstawiciel powinien zapewnić przeprowadzenie oceny ryzyka w celu określenia, mających zastosowanie do tej maszyny, zasadniczych wymagań w zakresie bezpieczeństwa i ochrony zdrowia. Maszyna powinna być zaprojektowana i wykonana z uwzględnieniem wyników tej oceny.

8 Nowa dyrektywa maszynowa 2006/42/WE: § Układy sterowania należy zaprojektować i wykonać tak, aby: 1) zapewniały bezpieczeństwo oraz zapobiegały powstawaniu sytuacji zagrożenia; 2) defekty sprzętu komputerowego i oprogramowania układu sterowania nie prowadziły do powstawania sytuacji niebezpiecznych; 3) były odporne na obciążenia wynikające z zamierzonego zastosowania i wpływy czynników zewnętrznych; 4) błędy w układach logicznych nie doprowadzały do powstawania sytuacji niebezpiecznych; 5) możliwe do przewidzenia błędy ludzkie w trakcie pracy nie prowadziły do powstawania sytuacji niebezpiecznych.

9 Nowa dyrektywa maszynowa 2006/42/WE: 2. Należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby: 1) maszyna nie mogła uruchomić się nieoczekiwanie; 2) parametry maszyny nie mogły zmieniać się w sposób niekontrolowany, jeżeli taka zmiana może prowadzić do sytuacji niebezpiecznych; 3) po wydaniu polecenia zatrzymania, maszyna się zatrzymała; 4) żadna ruchoma część maszyny ani element zamocowany w maszynie nie mogły odpaść lub zostać wyrzucone; 5) automatyczne lub ręczne zatrzymywanie części ruchomych nie mogło zostać zakłócone; 6) urządzenia ochronne zapewniały skuteczną ochronę lub wysyłały polecenie zatrzymania; 7) elementy układu sterowania związane z bezpieczeństwem działały w sposób spójny w całym zespole maszyn lub maszyn nieukończonych.

10 Deklaracja zgodności Oświadczenie producenta, stwierdzające na jego wyłączną odpowiedzialność, że wyrób, proces wytwórczy lub usługa są zgodne z określoną normą lub innym dokumentem normatywnym Deklaracja powinna być zgodna z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC :2005 Krajowe akty prawne Deklaracja zgodności

11 Normy zharmonizowane z Dyrektywą Maszynową SPECYFIKACJE TECHNICZNE DOMNIEMANIE ZGODNOŚCI Z NIEZBĘDNYMI WYMAGANIAMI ZAWARTYMI W DYREKTYWACH ZHARMONIZOWANE NORMY EUROPEJSKIE NIE OBOWIĄZKOWE

12 C A B1 B2 EN 693 Prasy Hydrauliczne EN 692 Prasy mechaniczne EN 1088 Urządzenia blokujące EN 953 Osłony stałe i ruchome EN > ISO14121 Ocena ryzyka EN Wyposażenie elektryczne maszyn EN 418 -> EN ISO oryg Elementy zatrzymania awaryjnego EN EN 574 +A1:2008 oryg Urządzenia sterowania oburęcznego EN ISO Pojęcia podstawowe Ogólne zasady projektowania EN 294 i -> PN ISO oryg Odległości bezpieczeństwa EN 201 Prasy wtryskowe Normy zharmonizowane z Dyrektywą Maszynową EN > EN ISO oryg Bezpieczeństwo maszyn Elementy bezpieczeństwa systemów sterowania PN-EN Bezpieczeństwo maszyn. Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych, elektronicznych i programowalnych elektronicznych systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem

13 Zmiany norm dostosowane do rozwoju procesu technologicznego. Dotychczasowa norma: Nowa norma: –EN Elementy systemów sterowania- EN ISO związane z bezpieczeństwem(oryg.) –EN j.w. Walidacja - EN ISO –EN 1050 Zasady oceny ryzyka- EN ISO –EN 292 Pojęcia podstawowe- EN ISO Najnowsze normy dla złożonych urządzeń elektronicznych –EN Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych, elektronicznych i elektronicznych programowalnych systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem –PN-EN Bezpieczeństwo maszyn - Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych, elektronicznych i programowalnych elektronicznych systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem Dyrektywa niskonapięciowa Dyrektywa. maszynowa Bezpieczeństwo funkcjonalne Wymagania techniczne

14 Ogólne zasady projektowania PN EN 292 Pojęcia podstawowe- EN ISO Czy można uniknąć zagrożenia? Nie Czy można zmniejszyć ryzyko? Nie Czy można zastosować środki ochrony Nie Czy ryzyko jest nadal nieodpowiednie Tak Rozwiązania konstrukcyjne Tak Urządzenia ochronne Tak Ochrona - zbiorowa - indywidualna Tak Przepisy Szkolenia Nadzór Zagrożenie stałe (Nie do przyjęcia Zapobieganie całościowe System sterowania odpowiedni dla bezpieczeństwa Środki stosowane przez użytkownika Zagrożenie stałe Środki stosowane przez projektanta

15 01/05/96 Rozwiązania konstrukcyjne Urządzenia ochronne Środki ochrony - zbiorowej - indywidualnej Przepisy Szkolenia Nadzór Stała i całkowita ochrona maszyny Osłona ruchoma z urządzeniem blokującym lub blokad wewnętrzna. Zabezpieczenie lub ograniczenie dostępu do strefy niebezpiecznej: bariera niematerialna sterowanie dwuręczne Oznakowanie strefy Rękawice, kaski, okulary Ogólne zasady projektowania

16 Wybór kategorii sterowania wg PN-EN SCiężkość urazów S1Lekkie (odwracalne) urazy S2Ciężkie (nieodwracalne) urazy, także śmiertelne FCzęstość i/lub czas trwania narażenia F1Rzadkie, do dość częstych, krótki czas narażenia F2Częste, do ciągłych, długi czas narażenia PMożliwość przeciwdziałania zagrożeniu P1Możliwe w określonych warunkach P2 Możliwe z trudnością : Kategorie preferowane : Przewymiarowane środki bezpieczeństwa : Kategorie dopuszczalne przy zastosowaniu dodatkowych środków (np. obsługa prewencyjna) P1 P2 P1 P2 F1 F2 S1 S2 B1234

17 Wybór kategorii systemu sterowania (PN-EN 954-1) 1 Ciężkość urazów S? 2 Częstość i/lub czas trwania narażenia F? 3 Możliwość przeciwdziałania zagrożeniu P? Przykład 1 Tokarka ręczna Jaka kategoria systemu sterowania Koncepcja systemu sterowania P1 P2 P1 P2 F1 F2 S1 S2 B1234

18 1 Obrażenia poważne S? 2 Częsty kontakt ze zjawiskiem niebezpiecznym F? 3 Niemożność uniknięcia zjawiska P? Przykład 2 Prasa hydrauliczna z załadunkiem i wyładunkiem ręcznym, 10 uderzeń na min. B1234 P1 P2 P1 P2 F1 F2 S1 S2 Jaka kategoria systemu sterowania ? Wybór kategorii systemu sterowania (EN 954-1)

19 Kategoria B Wystąpienie defektu może spowodować utratę funkcji bezpieczeństwa Dobór elementów składowych 4 Po wystąpieniu pojedynczego defektu funkcja bezpieczeństwa jest zawsze spełniona. Wykrycie defektów w odpowiednim czasie zapobiega utracie funkcji bezpieczeństwa + Samokontrola i redundancja 3 Po wystąpieniu pojedynczego defektu funkcja bezpieczeństwa jest zawsze spełniona. Nie wszystkie defekty są wykrywane. Nagromadzenie niewykrytych defektów może spowodować utratę funkcji bezpieczeństwa. Redundancja 2 Wystąpienie defektu może powodować utratę funkcji bezpieczeństwa pomiędzy sprawdzeniami. Utrata funkcji bezpieczeństwa jest wykrywana pomiędzy sprawdzeniami. Samokontrola 1 Jak w kategorii B, ale wyższa niezawodność związana z funkcjami bezpieczeństwa Dobór elementów składowych Wg normy PN-EN Podsumowanie wymagań dotyczących kategorii Dobór strukturyDobór struktury

20 Każdej kategorii odpowiadają określone elementy systemu Przykłady Kategoria systemu sterowania 3 B Sprawdzanie przez system sterowania maszyny Wypróbowane elementy i sprawdzone zasady bezpieczeństwa Pojedynczy defekt nie powoduje utraty funkcji bezpieczeństwa Nagromadzenie defektów nie powoduje utraty funkcji bezpieczeństwa Elementy składowe dobrane i zestawione zgodnie z odpowiednimi normami

21 Podejście jakościowe normy EN 954 już nie jest wystarczające w przypadku systemów sterowania wykorzystujących nowe technologie EN zostaje zastąpiona nową normą EN ISO , która zawiera nowe probabilistyczne podejście –PN-EN ISO :2008 –Bezpieczeństwo maszyn - Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem –Część 1: Ogólne zasady projektowania (oryg.) Abstrakt: Podano postanowienia dotyczące projektowania. Scharakteryzowano funkcje bezpieczeństwa. Podano wymagania dotyczące kategorii w zależności od odporności na defekty. –Podano definicje terminów –Podano zależność między poziomem wykonania PL (Performance Level) a kategoriami (Cat) i poziomem nienaruszalności bezpieczeństwa SIL (System Integrity Level). –Podano wymagania dotyczące walidacji, konserwacji, dokumentacji technicznej i informacji dla użytkownika. EN Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem - EN ISO

22 Określenie wymaganego poziomu wykonania (PL) wg EN ISO Bezpieczeństwo maszyn. Elementy systemów związane z bezpieczeństwem. Ogólne zasady projektowania. (oryg) Wymagany poziom wykonania (PL) S = Ciężkość urazu S1= Uraz lekki (odwracalne skutki obrażeń) S2 = Uraz ciężki (nieodwracalne skutki obrażeń) włączając przypadki śmiertelne) F = Częstość narażenia na niebezpieczeństwo i/lub czas jego trwania F1= Sporadycznie lub rzadko i/lub krótki czas narażenia F2= Często lub ciągle i/lub długi czas narażenia P = Możliwość uniknięcia niebezpieczeństwa lub ograniczenia szkód P1= Możliwe w określonych warunkach P2= Prawie niemożliwe

23 Oszacowanie niebezpiecznych uszkodzeń wg ISO : 2006 Oszacowanie średniego czasu do wystąpienia niebezpiecznego uszkodzenia MTTF d każdego kanału (podsystemu) sterowania (aneks C): MTTFd = B10 d / (0,1 x n op ) n op = (d op * h op * 3600 s/h) / t cycle d op – czas pracy maszyny w ciągu dnia h op – liczba dni pracy maszyny w ciągu roku t cycle – czas trwania cyklu maszyny w sekundach B10 d - liczba cykli podczas, których 10 % komponentów ulega niebezpiecznemu uszkodzeniu (wg danych producenta lub wg tablicy C.1) T10 d = B10 d / n op MTTF d = T10 d / 0,1 T10 d - średni czas, w którym nastąpi niebezpieczne uszkodzenie 10 % komponentów.

24 Oszacowanie niebezpiecznych uszkodzeń wg ISO : 2006 B10 d - liczba cykli, podczas których 10 % komponentów ulega niebezpiecznemu uszkodzeniu wg ISO : 2006 tablica C.1 Przekaźniki i styczniki pomocnicze małe obciążenie (około 20 % znamionowego): B10d = maksymalne obciążenie: B10d= Styczniki (nominalne obciążenie): B10d = Łączniki krańcowe niezależnie od obciążenia: B10d = Łączniki krańcowe do blokowania osłony: B10d = Wyłączniki awaryjne: B10d = B10d = w przypadku maksymalnego obciążenia!

25 Oszacowanie niebezpiecznych uszkodzeń wg ISO : 2006 Do oszacowania średniego czasu do wystąpienia niebezpiecznego uszkodzenia MTTF d każdego kanału (podsystemu) sterowania stosuje się jedną z procedur w podanej kolejności: a)na podstawie danych producenta b)stosując metody opisane w aneksie C i D (normy ISO ) c)zakładając 10 lat MTTF d Opis wymagań dla każdego kanałuZakres każdego kanału Niskie3 lata < MTTFd < 10 lat Średnie10 lat MTTFd < 30 lat Wysokie30 lat MTTFd < 100 lat

26 Pokrycie diagnostyczne (DC – diagnostic coverage) wg ISO : 2006 Zmniejszenie prawdopodobieństwa niebezpiecznego uszkodzenia sprzętu w wyniku działania automatycznych testów diagnostycznych (Estymacja DC wg tablicy E.1) Pokrycie diagnostyczne (DC) Opis wymagańZakres BrakDC < 60% Niskie60% DC < 90 Średnie90% DC < 99 % Wysokie99% DC

27 Przewidywanie wspólnej przyczyny błedów Common Cause Failure (CCF) wg ISO : 2006 Procedura oceny środków w celu ochrony przed wspólną przyczyną błędów CCF w działaniu czujników, układow logicznych, elementów sterowniczych i wykonawczych. Środki ochrony CCF Wynik 1. Separacja15 2. Zróżnicowanie, np. różne technologie Zabezpieczenia Komponenty5 4. Ocena, analiza wg przyjętej metody5 5. Szkolenia/ kompetencje5 6.1 Środowisko (EMC, zanieczyszczenia itp.) Inne czynniki10 SumaMax 100 Suma 65 i lepiejSpełnienie wymagań Suma poniżej 65 Błędny proces => wybierz dodatkowe środki

28 Zależności pomiędzy PL, kategoriami (Cat.) i SIL wg EN ISO (oryg), na podstawie MTTFd MTTFd każdego kanału = low (niski) MTTFd każdego kanału = medium (średni) MTTFd każdego kanału = high (wysoki) MTTF d = 1/ λ D definiuje norma EN ISO jako spodziewany średni czas do wystąpienia uszkodzenia systemu sterowania związanego z bezpieczeństwem. PFH D = λ D x 1 h (PFH D – prawdopodobieństwo niebezpiecznych uszkodzeń w czasie jednej godziny) ( λ - strumień uszkodzeń) ( λ D - strumień uszkodzeń niebezpiecznych)

29 Kategoria systemu sterowania (Cat.), Poziom wykonania (PL), Poziom nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL) Porównanie różnych poziomów (EN ISO )

30 Projekt i realizacja bezpieczeństwa elektrycznego Konstrukcja maszyn oraz bezpieczeństwo pracy EN ISO / EN 292 Maszyny, bezpieczeństwo – Pojęcia podstawowe, ogólne zasady projektowania EN ISO / EN 1050 Maszyny, bezpieczeństwo – Zasady oceny ryzyka Wymagania techniczne dotyczące bezpieczeństwa funkcjonalnego i elementów systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem Poziom nienaruszalności bezpieczeństwa SIL 1…3 EN Bezpieczeństwo maszyn – Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych, elektronicznych i programowalnych systemów sterowania maszyn Poziom wykonania dla złożonych ukł. elektronicznych EN ISO Bezpieczeństwo maszyn - Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem EN / EN Bezpieczeństwo maszyn – Wyposażenie elektryczne maszyn Cz. 1: Ogólne wymagania Zastosowanie norm Budowa maszyn i ich podzespołów

31 Dostępna norma EN bazuje na nowym, probabilistycznym podejściu dotyczącym ilości awarii na jednostkę czasu EN (PN-EN 62061) jest nową normą bezpieczeństwa maszyn odwołującą się do EN (IEC 61508). –EN jest normą ogólną w zakresie: Bezpieczeństwa funkcjonalnego elektrycznych/ elektronicznych/ elektronicznych programowalnych układów związanych z bezpieczeństwem –EN jest norma przeznaczoną dla sektora maszynowego: Bezpieczeństwo maszyn – Bezpieczeństwo funkcjonalne układów związanych z bezpieczeństwem elektrycznym, elektronicznym elektronicznie programowalnych układów sterowania Normy EN i EN 62061

32 Normy EN lub EN ISO mogą być stosowane w zależności od technologii: EN –EN używa klasyfikacji SIL z IEC –EN może być zastosowana do określania poziomu pewności działania związanego z bezpieczeństwem na podstawie architektury systemu lub poziomu SIL (do poziomu SIL3) EN ISO –EN ISO używa kategorii oraz poziomu wykonania PL do którego może być odniesiona klasyfikacja SIL. Dwie możliwe normy

33 Maszyny: Oszacowanie ryzyka i środki bezpieczeństwa wg PN-EN Ciężkość możliwej szkody Se Prawdopo- dobieństwo wystąpienia szkody i Ryzyko odnoszace się do zidentyfikowa- nego zagrożenia Prawdopodobieństwo wystapienia niebezpiecznego zdarzenia Pr Prawdopodobieństwo uniknięcia lub ograniczenia szkody Av Częstotliwość i czas trwania ekspozyccji Fr =

34 Oszacowanie ryzyka i przypisanie SIL Klasyfikacja ciężkości (Se) wg PN-EN Konsekwencje Ciężkość (Se) Nieodwracalne: śmierć, utrata oka lub ręki4 Nieodwracalne: złamanie kończyny, utrata palca3 Odwracalne: wymagana interwencja personelu medycznego2 Odwracalne: wymagana pierwsza pomoc1

35 Częstotliwość i czas ekspozycji (Fr) Częstotliwość ekspozycji Czas > 10 min 1 h5 > 1 h do dzień 5 > dzień do 2 tygodnie 4 2 tygodnie do 1 rok3 1 rok2 Oszacowanie ryzyka i przypisanie SIL Klasyfikacja częstotliwości i czasu trwania ekspozycji (Fr) wg PN-EN 62061

36 Oszacowanie ryzyka i przypisanie SIL Klasyfikacja prawdopodobieństwa (Pr) wg PN-EN Prawdopodobieństwo wystąpienia (niebezpiecznego zdarzenia) Prawdopodobieństwo (Pr) Bardzo wysokie5 Dogodne4 Możliwe3 Rzadkie2 Pomijalne1 X

37 Oszacowanie ryzyka i przypisanie SIL Klasyfikacja prawdopodobieństw uniknięcia lub ograniczenia szkody (Av) wg PN-EN Prawdopodobieństwo uniknięcia lub ograniczenia szkody (Av) Niemożliwe5 Rzadkie3 Prawdopodobne1

38 Oszacowanie ryzyka i przypisanie SIL Klasa prawdopodobieństwa szkody (CI) wg PN-EN Dla każdego zagrożenia, i jeżeli ma to zastosowanie, dla każdego poziomu ciężkości dodaj wartości z kolumn Fr, Pr i Av oraz wprowadź sumę do kolumny CI (wg tablicy A.5 PN-EN 62061) Parametry stosowane do wyznaczania klas prawdopodobieństwa szkody (CI) Numer kolejny ZagrożenieSeFrPrAvCl

39 Przypisanie SIL wg PN-EN Zastosuj Tablicę A.6 (wg PN-EN 62061) w której punkt przecięcia się wiersza ciężkości (Se) z odpowiednią kolumną (CI) wskazuje, jakie działanie jest wymagane. Czarny obszar wskazuje SIL przypisany SRCF* jako celowy. Obszar szary powinien być stosowany jako zalecany, jeżeli są stosowane inne środki (OM). Ciężkość (Se) Klasa (Cl) SIL 2 SIL 3 3(OM)SIL 1SIL 2SIL 3 2(OM)SIL 1SIL 2 1 (OM)SIL 1 Przykład: Dla określonego zagrożenia z Se = 3, Fr = 4, Pr = 5 i Av = 5 mamy: CI = Fr + Pr + Av = =14 Stosując Tablicę A.6, uzyskuje się SIL 3 przypisane do SRCF**, która jest przeznaczona do zapobiegania określonemu zagrożeniu. * SRCF Safety-Related Control Function (funkcja sterowania związana z bezpieczeństwem)

40 1TOKARKA: oprzyrządowanie (ręczne) : 2PRASA: z ręczną interwencją przy każdym cyklu: Koncepcja systemu sterowania wg PN-EN 62061

41 Oszacowanie niebezpiecznych przypadkowych uszkodzeń wg PN-EN W przypadku urządzeń elektromechanicznych strumień uszkodzeń jest wyznaczany za pomocą wartości B 10 i liczby cykli działania C (w ciągu godziny) w określonym zastosowaniu: λ = 0,1 x C/B 10 PFH D = λ D x 1 h (PFH D – prawdopodobieństwo niebezpiecznych uszkodzeń w czasie jednej godziny) λ = λ D + λ s λ - strumień uszkodzeń λ D - strumień uszkodzeń niebezpiecznych λ S - strumień uszkodzeń bezpiecznych T 2 - odstęp między testami diagnostycznymi T 1 - odstęp między okresowymi testami sprawdzającymi lub czas życia (przyjmuje się mniejszą wartość)

42 Oszacowanie niebezpiecznych przypadkowych uszkodzeń wg PN-EN DssA = De Den PFH DssA = DssA 1h Element 1 Podsystemu De1 Element n Podsystemu Den W takiej architekturze jakiekolwiek niebezpieczne uszkodzenie elementu podsystemu powoduje uszkodzenie SRCF* (utratę funkcji sterowania związana z bezpieczeństwem). W przypadku architektury A prawdopodobieństwo niebezpiecznego uszkodzenia podsystemu jest sumą prawdopodobieństw niebezpiecznych uszkodzeń wszystkich elementów podsystemu: Podstawowa architektura podsystemu typu A: zerowa tolerancja na defekty, bez funkcji diagnostycznej * SRCF Safety-Related Control Function (funkcja sterowania związana z bezpieczeństwem)

43 Oszacowanie niebezpiecznych przypadkowych uszkodzeń wg PN-EN DssB = ( 1 - ) 2 De1 x De2 T1 + ( De1 + De2 )/ 2 PFH DssB = DssB 1h T1 – odstęp między okresowymi testami lub czas życia (przyjmowana mniejsza wartość) - wrażliwość na uszkodzenia spowodowane wspólną przyczyną (wyznaczana wg załącznika F normy PN-EN 62061). W takiej architekturze pojedyncze uszkodzenie dowolnego elementu podsystemu nie powoduje utraty SRCF (funkcji sterowania związana z bezpieczeństwem). W przypadku architektury B prawdopodobieństwo niebezpiecznego uszkodzenia podsystemu wynosi: Element.1 podsystemu De1 Element 2 podsystemu De2 Uszkodzenia spowodowane wspólną przyczyną Podstawowa architektura podsystemu typu B: tolerancja pojedynczego defektu, bez funkcji diagnostycznej

44 Oszacowanie niebezpiecznych przypadkowych uszkodzeń wg PN-EN W takiej architekturze jakiekolwiek uszkodzenie elementu podsystemu prowadzi do niebezpiecznego uszkodzenia SRCF (utrata funkcji sterowania związana z bezpieczeństwem). Gdy zostanie wykryty defekt funkcja diagnostyczna zapoczątkowuje funkcje reagowania na defekty. W przypadku architektury C prawdopodobieństwo niebezpiecznego uszkodzenia podsystemu wynosi: DssC = De1 (1 – DC1 ) Den (1 – DC n ) PFH DssC = DssC x 1h DCn – pokrycie diagnostyczne podsystemu n Element1 podsystemu De1 Element n podsystemu Den Funkcja diagnostyczna Podstawowa architektura podsystemu typu C: zerowa tolerancja defektów, z funkcją diagnostyczną

45 Oszacowanie niebezpiecznych przypadkowych uszkodzeń wg PN-EN Kategoria Tolerancja defektów sprzętu DC Wartości progowe PFH D (na godzinę), które można przyjąć dla podsystemu Założono, ze podsystemy o ustalonej kategorii mają charakterystyki podane niżej. 100 %Powinien podać dostawca lub użyć danych podstawowych 2060 % – 90 % 10– % – 90 %2 x 10–7 4>160 % – 90 % 3 x 10–8 1> 90 % 3 x 10–8 Pokrycie diagnostyczne DC DC = DD / D Pokrycie diagnostyczne może być oszacowane wg załącznika E normy ISO oryg

46 Oszacowanie niebezpiecznych przypadkowych uszkodzeń wg PN-EN W takiej architekturze pojedyncze uszkodzenie dowolnego podsystemu nie prowadzi do utraty SRCF ( funkcji sterowania związana z bezpieczeństwem). Gdy zostanie wykryty defekt funkcja diagnostyczna zapoczątkowuje funkcje reagowania na defekty. W przypadku architektury D prawdopodobieństwo niebezpiecznego uszkodzenia podsystemu wynosi: w przypadku elementów podsystemu o takiej samej konstrukcji: De jest strumieniem niebezpiecznych uszkodzeń elementu 1 lub 2 podsystemu. DC jest pokryciem diagnostycznym elementu 1 lub 2 podsystemu. DssD = (1 – β) 2 {[ De 2 x 2 x DC ] x T 2 /2 + [ De 2 x (1 – DC) ] x T 1 } + β x De PFH DssD = DssD x 1h Element podsystemu DFe1 Funkcja diagnostyczna Uszkodzenie powodowane wspólna przyczyną Element podsystemu DFe2 Podstawowa architektura podsystemu typu D: tolerancja pojedynczych defektów, z funkcją diagnostyczną

47 1. Wprowadzenie Złożoność maszyny Jedna funkcja bezpieczeństwa Wiele funkcji bezpieczeństwa Proces i wyspa bezpieczeństwa System bezpieczeństwa Bezpieczeństwo Maszyny proste Maszyny powtarzalne Maszyny złożone Proces wytwórczy Proces wsadowy Elementy bezpieczeństwa (dialog i detekcja) Moduły bezpieczeństwa PLC bezpieczeństwa AS-interface Safety Rozproszone I/O Kontrolery bezp. Centralne I/O Wybór odpowiedniego rozwiązania

48 PN-EN Bezpieczeństwo maszyn Wyposażenie elektryczne maszyn Część 1: Wymagania ogólne Wprowadza EN :2006, IDT IEC :2005, MOD Zastępuje PN-EN :2001 PN-EN :2006

49 Urządzenia sterownicze Przemysł spożywczy Przenośniki taśmowe Walcarka, krawędziarka Piła Aplikacje

50 Zastosowanie: Długie instalacje maszyn Sytuacje gdzie wokół zainstalowanej maszyny musimy mieć możliwość zadziałania Funkcja: swobodny dostęp do wyłączenia awaryjnego maszyny w każdym punkcie niebezpiecznej strefy bez względu na kierunek zadziałania na linkę Rozwiązanie zgodne ze standardem EN418 Zastosowanie XY2C Wyłączniki awaryjne cięgnowe Trzy istotne właściwości: Pewne otwarcie Blokada Reset Trzy istotne właściwości: Pewne otwarcie Blokada Reset Urządzenia sterownicze

51 XY2CH Ochrona do 15m 1 model bez względu na stronę zamontowania linki Kolor szary Metalowa obudowa Stopień ochrony IP65 Kilka sposobów resetu styki: 1 N/C+N/O lub 1 N/C+N/C Model ze wskaźnikiem świetlnym stanu styków 3 wejścia kablowe (Pg 13.5) Wersja H29 z wyjściem kablowym ISO M20 XY2CE Ochrona do 50m 1 model z rozróżnieniem strony zamontowania linki Kolor szary Metalowa obudowa Stopień ochrony IP65 Kilka sposobów resetu Styki 1 N/C+N/O, 1 N/C+N/C lub 2 N/C+N/O Model ze wskaźnikiem świetlnym stanu styków 3 wyjścia kablowe (Pg 13.5) XY2CB Ochrona do 100m lub 2 x 100m 1 model bez względu na stronę zamontowania linki Kolor niebieski Metalowa obudowa Stopień ochrony IP22 (obudowa) / IP65 (wewnętrzny łącznik) Jeden sposób resetu styki 1 N/C+N/O Model ze wskaźnikiem świetlnym stanu styków 1 wyjście kablowe (Pg 13.5) XY2C Wyłączniki awaryjne cięgnowe Urządzenia sterownicze

52 Maszyny wiercące Prasy Maszyny dla których jest wymagany udział jednostki notyfikowanej Urządzenia sterownicze

53 Sterowanie niebezpiecznymi maszynami Są zgodne ze standardem EN574 i ISO13851 Dostarczają indywidualnej ochrony w powiązaniu z innymi urządzeniami bezpieczeństwa Zastosowanie Stacje sterowania oburęcznego XY2SB Zastosowanie wraz ze stacją terowania oburęcznego modułu Preventa XPSB* realizuje nam wymagania stawiane stacjom sterowania oburęcznego typu IIIC zgodnie z EN574 (Kategoria 4 zgodnie z EN954-1) Urządzenia sterownicze

54 XY2SB7* Do bezpośredniego montażu na maszynie Metalowa obudowa/Kolor Pomarańczowy Stopień ochrony IP65 2 przyciski Harmony XB4 + 1 stop awaryjny Styki:1 N/C+N/C lub 1 N/C+N/O okablowane i nieokablowane 4 dodatkowe otwory fi22 do montażu dodatkowych przycisków serii XB4 Zestaw XY2SB7*4 Do montażu na cokole XY2SB7* 3 regulowane opcje wysokość od 835 do 1170 mm obrót +/- 180° pochylenie +/-30° Stacje sterowania oburęcznego XY2SB Urządzenia sterownicze

55 Gama optymalna XPE Y Kolor Żółty IP55 Z lub bez osłony 1 lub 2 stopniowe styki 1 lub 2 N/C+N/O z blokadą lub bez w pozycji wyjściowej 2 wyjścia kablowe ISO Element blokujący gdy łącznik wciśnięty 100 cm 30 cm 10 Kg 30 dżuli 10 Kg 100 dżuli Gama Optymalna XPE A Kolor Czarny IP43 Bez osłony Styki:1 N/C+N/O 1 wyjście kablowe (Pg 13.5) Łączniki nożne XPE Gama plastikowa Gama uniwersalna XPE B/G Niebieskie lub szare IP66 CE i UL/CSA Z lub bez osłony 1 lub 2 stopniowe styki 1 lub 2 N/C+N/O z blokadą lub bez w pozycji wyjściowej 2 wyjścia kablowe ISO Urządzenia sterownicze

56 Uniwersalna gama XPE M/R Niebiskie lub pomarańczowe IP66 Z lub bez osłony 1 lub 2 stopniowe styki 1 lub 2 N/C+N/O Z blokadą lub bez w pozycji wyjściowej z blokadą mechaniczną lub bez wersja podwójna Wersja z wyjściem analogowym i ATEX Wejście kablowe ISO z adapterem Akcesoria uchwyt przenośny podkładka pod stopę Łączniki nożne XPE Gama Metalowa Urządzenia sterownicze

57 Funkcja wyłączania awaryjnego Start lub stop maszyny Sterowanie oburęczne Dostęp do strefy niebezpiecznej Urządzenia sterownicze - PODSUMOWANIE

58 Zapewnić bezpieczeństwo osób Proponować rozwiązania bezpieczeństwa wartościowe i zgodne z zaleceniami europejskimi. Realizować koncepcje maszyn zgodnych z wymaganiami technicznymi szybko i jak najniższym kosztem Eksportować maszyny bez utrudnień Przekaźniki bezpieczeństwa Cele stosowania

59 Przekaźnik bezpieczeństwa XPS MP Dostępne funkcje : (pamięć ROM) –kontrola urządzeń zatrzymania awaryjnego –kontrola łączników drogowych –kontrola mat czujnikowych –kontrola kurtyn świetlnych typu 4 (kat.4) –kontrola łączników zezwalających –kontrola łączników magnetycznych kodowanych (2 rodzaje) –jednoczesna kontrola urządzeń zatrzymania awaryjnego i łączników drogowych dla wtryskarek i wytłaczarek

60 Funkcje bezpieczeństwa wybierane są za pomocą przycisków i diod LED na płycie czołowej. Do pełnej konfiguracji wystarczą tylko 4 kroki : – wybór kanału bezpieczeństwa naciśnij F1 lub F2 i OK przez 3 sekundy – wybór funkcji bezpieczeństwa naciskaj F1 lub F2 aby ją wybrać – naciśnij OK – wyłącz i załącz zasilanie, gdyż jedynie wtedy zachowywana jest konfiguracja Konfiguracja: Przekaźnik bezpieczeństwa XPS MP

61 Konfiguracja za pomocą oprogramowania komputerowego Diagnostyka dostępna na PC. Wymiana danych bezpieczeństwa ze sterownikiem przez sieć bezpieczeństwa 2 wykonania: 16 lub 32 wejść Kontroler bezpieczeństwa XPSMC

62 Zastosowanie wielu różnych zadań bezpieczeństwa maszynowego może być zintegrowanie w jednym Kontrolerze Bezpieczeństwa Aplikacja bezpieczeństwa jest realizowana za pomocą prostej edycji predefiniowanych i certyfikowanych funkcji bezpieczeństwa Monitorowanie funkcji bezpieczeństwa do Kategorii 4 zgodnie z EN i do SIL3 zgodnie z IEC Wprowadzenie XPS MC16Z XPS MC16ZC XPS MC16ZP XPS MC32Z XPS MC32ZC XPS MC32ZP XPS MCWIN Kontroler bezpieczeństwa XPSMC

63 2. Sprzęt Wejścia Bezpieczeństwa –16 lub 32 wejścia do wyboru Wyjścia Bezpieczeństwa –6 niezależnych półprzewodnikowych wyjść bezpieczeństwa do łączenia niskiej mocy –2 niezależne przekaźnikowe wyjścia bezpieczeństwa (każde z 2 redundantnymi kanałami) do łączenia beznapięciowego –1 wyjście z kontrolą prądu do lamp mutingu Wyjścia Sterujące –8 wyjść sterujących z unikalnymi sygnałami służącymi do zasilania wyjść w celu wykrywania błędów okablowania lub zwarć Kontroler bezpieczeństwa XPSMC

64 Przykład aplikacji 6. Zastosowania Kontroler bezpieczeństwa XPSMC

65 7. Podsumowanie Kontrolery bezpieczeństwa XPS MC mogą zostać skonfigurowane do jednoczesnego i niezależnego monitorowania wielu funkcji bezpieczeństwa Pomysłowe oprogramowanie konfiguracyjne jest bardzo proste do zastosowania i zrozumienia Wszechstronna diagnostyka umożliwia uproszczenie wykrywania uszkodzeń i błędów Kontroler bezpieczeństwa XPSMC

66 za uwagę !!! Dziękuję Większe możliwości dla większego bezpieczeństwa


Pobierz ppt "Projektowanie systemu sterowania zgodnie z wymaganiami technicznymi bezpieczeństwa maszyn Konstrukcja maszyn a bezpieczeństwo pracy."

Podobne prezentacje


Reklamy Google