Wprowadzenie normy (EN) ISO 14119 Interlocking Devices Associated with Guards Derek Jones Business Development Manager (Functional Safety Engineer TÜV Rheinland) David Reade Business Development Consultant (Functional Safety Expert TÜV Rheinland) Osłony blokujące służą do zapewnienia bezpieczeństwa.ostatnio wprowadzono znaczące zmiany w normie dotyczącej projektowania i doboru urządzeń blokujących. Nowa norma (EN) ISO 14119 Interlocking Devices Associated with Guards Principles for Design and Selection (Urządzenia blokujące sprzężone z osłonami zasady projektowania i doboru) została przyjęta przez głosowanie w sierpniu 2013 roku. Założono 18-miesięczny okres przejściowy, w czasie którego zapisy normy będą się pokrywały z jej poprzednią wersją (EN 1088 / ISO 14119:1998), jednak rozsądnie jest jak najwcześniej zapoznać się z nową. Jej publikacja może mieć wpływ na projekty niektórych systemów osłon blokujących. Norma skierowana jest do projektantów systemów blokujących (np. producentów maszyn, integratorów systemów) oraz producentów urządzeń blokujących. Należy zauważyć, że dotyczy to projektowania nowych maszyn. Nie istnieje wymóg modyfikowania istniejących instalacji, jednak istnieją pewne wymagania dotyczące utrzymania ruchu, testowania funkcjonalności oraz wymiany części. Nowa norma zawiera wyjaśnienia dotychczasowych niejasności i potwierdza zastosowanie współczesnej technologii w projektach wyłączników blokujących. Niniejsza publikacja ma na celu podsumowanie zmian w stosunku do poprzedniej edycji. Jakie znaczenie będzie dla Państwa miała norma (EN) ISO 14119? Przegląd Instalacja (minimalna bezpieczna odległość) Norma wyjaśnia powszechne nieporozumienie dotyczące osłon blokujących. Nieporozumienie dotyczy minimalnej odległości między osłoną a zagrożeniem. Osłony blokujące należy instalować w takiej minimalnej odległości od zagrożenia, aby człowiek nie osiągnął zagrożenia przed jego ustaniem (np. przed zatrzymaniem maszyny). Oznacza to, że niezbędne mogą być osłony blokujące z ryglowaniem. Minimalną odległość należy obliczać zgodnie z normą ISO 13855.
2 Wprowadzenie normy (EN) ISO 14119 Interlocking Devices Associated with Guards Szeregowe połączenie zestyków beznapięciowych (np. elektromechanicznych) Maskowanie czy ukrywanie defektów i możliwość niezamierzonego resetu ze stanu błędu zawsze stanowiły problemy w układach bezpieczeństwa zawierających szeregowe połączenie wielu urządzeń z zestykami beznapięciowymi (elektromechanicznymi). Nowa norma wyjaśnia, że konieczne jest uwzględnienie pokrycia diagnostycznego Założono 18-miesięczny okres przejściowy, w czasie którego zapisy normy będą się pokrywały z jej poprzednią wersją (EN 1088 / ISO 14119:1998), jednak rozsądnie jest jak najwcześniej zapoznać się z nową. (Diagnostic Coverage, DC) i wynikowego poziomu działania (Performance Level, PL) lub poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (Safety Integrity Level, SIL) podczas obliczania tych parametrów zgodnie z (EN) ISO 13849 lub IEC 62061. Zagadnienie to zostanie szczegółowo omówione w oddzielnym raporcie technicznym (Technical Report, TR) opracowywanym obecnie przez ISO. Dotychczas powszechnie przyjmowało się, że blokady z zestykami beznapięciowymi połączonymi w szereg mogą uzyskiwać DC na poziomie 60% oraz PLd, ale nie PLe. Raport techniczny ma potwierdzić ograniczenie dla PLe, jak również podać wytyczne do określania najwyższego DC możliwego do uzyskania. W zależności od właściwości aplikacji może to oznaczać zmiany dla niektórych systemów. W pewnych przypadkach może się okazać, że systemy, które uważano za osiągające 60% DC i PLd, w przyszłości zostaną uznane za osiągające tylko 0 % DC oraz PLc. Należy zauważyć, że odnosi się tylko do połączenia szeregowego urządzeń blokujących z zestykami. Urządzenia blokujące, które mają zintegrowane funkcje automonitoringu oraz wyjścia półprzewodnikowe (np. wyłączniki bezkontaktowe RFID SensaGuard ), mogą osiągać maksymalny poziom działania PLe nawet, gdy w szereg połączonych jest wiele urządzeń. Ocena defektów Ograniczanie wykluczenia defektów do poziomu PLd dla pojedynczego punktu uszkodzenia Norma wyjaśnia, że urządzenia blokujące, które podlegają wykluczeniom defektów ze względu na pojedynczy punkt uszkodzenia, są, ogólnie rzecz biorąc, ograniczone do maksymalnie PLd. Pojedyncze uszkodzenie może dotyczyć klucza (języka) albo fragmentu połączenia mechanicznego. Taki pojedynczy defekt może spowodować nieprawidłowy sygnał na obydwu elektrycznych zestykach wyjściowych. Zestyki zawsze będą ze sobą zgodne zarówno przy obecności uszkodzenia, jak i bez niego. Możliwości pojedynczego defektu mechanicznego, który doprowadzi do utraty funkcji bezpieczeństwa, można uniknąć przez zastosowanie dwukanałowej bezkontaktowej technologii blokującej. Na przykład urządzenia Rockwell Automation SensaGuard i TLSZ-GD2, które mają integralną funkcję automonitoringu i wyjścia zapewniają poziom, osiągają parametr PLe i nie wykluczanie defektów nie musi być dla nich uwzględniane. Wyłączniki blokujące SensaGuard Wyłącznik SensaGuard ze zintegrowanym dociskiem
3 Wprowadzenie normy (EN) ISO 14119 Interlocking Devices Associated with Guards Proszę zauważyć, że dozwolony jest wyjątek ograniczenia poziomu PLd. Możliwe jest wykluczenie defektu dla funkcji ryglowania, która może pod pewnymi warunkami uzyskać PLe (zobacz poniżej Wykluczanie błędu dla blokowania osłony ). Rzadko używane urządzenia blokujące Niektóre typy urządzeń blokujących wymagają otwarcia osłony w celu inicjacji testu wykrywającego niewykryte defekty. Nowa norma wyjaśnia powyższą sytuację. W przypadkach, gdy osłony są rzadko używane, w celu wykrycia możliwej kumulacji defektów należy przeprowadzać tekst funkcjonalny nie rzadziej niż co miesiąc dla PLe oraz nie rzadziej niż co 12 miesięcy dla PLd. W typowej sytuacji test funkcjonalny polega na otwarciu i zamknięciu osłony. Odporność na obejście Nowa norma dostarcza konkretnych informacji na temat środków, które należy zastosować w celu zminimalizowania możliwości obejścia urządzeń blokujących. Jedną z metod jest stosowanie urządzeń o wysokim poziomie kodowania (np. urządzenia ryglujące TLSZ-GD2 wyłączniki bezkontaktowe SensaGuard). Określono trzy poziomy kodowania urządzeń: niski (< 10 kodów), średni (10 do 1 000 kodów) i wysoki (> 1 000 kodów). Norma podaje też metodę ułatwiającą projektantom maszyn identyfikowanie możliwych powodów obejścia blokad, aby można było im zapobiec lub co najmniej utrudnić. Urządzenia blokujące z ryglowaniem Podkreślenie rozdziału funkcji, np. nadzorowanie osłon, nadzorowanie ryglowania ryglowanie Powszechne jest rozpatrywanie urządzeń blokujących jako mających tylko jedną funkcję bezpieczeństwa, lecz nowa norma zachęca do głębszego spojrzenia. Na przykład urządzenie blokujące z ryglowaniem może zapewnić funkcję nadzorowania położenia osłony, jak również funkcję ryglowania tej osłony. Każda z tych funkcji może wymagać innego PL. Zgodnie z normą istnieje wymóg, aby urządzenia ryglujące miały nowy symbol oznaczający nadzorowania funkcji ryglowania. Techniki ryglowania bistabilnego (ryglowanie napięciem Power-to-Lock i zwalnianie napięciem Power-to-Release) uzyskały ten sam preferowany status jak techniki zwalniania napięciem Power-to-Release dla zastosowań, w których funkcja ryglowania jest związana z bezpieczeństwem. Ryglowanie elektromagnetyczne (ryglowanie napięciem Power-to-Lock) również została uznana, jednak istnieją szczególne wymagania dodatkowe, które należy spełnić. Niezbędne są na przykład ciągłe monitorowanie siły ryglowania oraz środki zapobiegające jej zerwaniu siłowemu. Dla większości rygli elektromagnetycznych konieczne jest też uwzględnienie ogólnych zapisów normy dla technik Power-to-Lock (zobacz poniżej Zasada Power-to-Lock ). Zasada Power-to-Lock Norma wyjaśnia, że skutkiem utraty zasilania będzie odryglowanie osłony. Dla zastosowań, w których funkcja ryglowania ma implikacje związane z bezpieczeństwem (zobacz Instalacja minimalna bezpieczna odległość ), norma określa, że należy zapewnić poziom bezpieczeństwa równoważny technikom zwalniania napięciem Power-to-Release albo technikom ryglowania bistabilnego. W niektórych zastosowaniach warunek ten może wykluczać użycie rozwiązania Power-to-Lock.
4 Wprowadzenie normy (EN) ISO 14119 Interlocking Devices Associated with Guards Zwalnianie pomocnicze, ucieczkowe i awaryjne W niektórych zastosowaniach niezbędna może być zdolność dodatkowego zwalniania zaryglowanej osłony. Gdy urządzenie ryglujące jest wyposażone w funkcję zwalniania, powinny być spełnione następujące wymagania: W przypadku zwalniania pomocniczego (Auxiliary Release): a. zwalnianie musi wymagać użycia narzędzia, b. reset musi wymagać użycia narzędzia albo odpowiednich środków systemu sterowania. W przypadku zwalniania ucieczkowego (Escape Release) w celu ucieczki z wnętrza obszaru objętego osłonami: a. zwalnianie musi być możliwe bez użycia narzędzi. W przypadku zwalniania awaryjnego (Emergency Release) w celu uzyskania dostępu do wnętrza obszaru objętego osłonami: a. zwalnianie musi być możliwe bez użycia narzędzi, b. reset musi wymagać użycia narzędzia albo odpowiednich środków systemu sterowania. Test siły trzymania rygla Wprowadzono nowy test ze współczynnikiem bezpieczeństwa 130%. Na przykład urządzenie o maksymalnej sile trzymania (FZh) 1 000 N musi przejść test z użyciem siły (F1max) 1 300 N. Maksymalna siła wywierana na osłonę Aneks podaje wytyczne dla maksymalnych sił statycznych, jakie człowiek może wywierać na osłony. Jest to bardzo przydatne dla określania siły trzymania (FZh) wymaganej dla urządzenia blokującego w danej aplikacji. Wykluczanie defektów dla urządzeń ryglujacych Wartości PL lub SIL dla funkcji ryglowania osłony nie muszą być ograniczone po zastosowaniu metody wykluczenia defektu mechanicznego zerwania rygla, jeżeli spełnione zostaną szczególne wymagania. Oznacza to, że określona siła trzymania (F Zh ) urządzenia ryglujacego osłonę musi być wystarczająca do wytrzymania oczekiwanych sił statycznych działających na rygiel, oraz wszelkich skutków oddziaływania sił dynamicznych, które wynikają z ruchu osłony. Na przykład w niektórych zastosowaniach urządzenia Guardmaster 440G-TLSZ i 440G-LZ zapewniają poziom PLe dla obydwu funkcji: nadzorowania osłony oraz ryglowania. Niemniej norma dostarcza też informacji, że wymagany poziom PL dla funkcji ryglowania może być niekiedy niższy niż wymagany poziom PL dla funkcji nadzorowania osłony. Systemy z kluczami blokowanymi Zakres normy wyjaśnia, że norma nie zawiera wszystkich szczegółowych dla systemów i urządzeń z kluczami blokowanymi.
5 Wprowadzenie normy (EN) ISO 14119 Interlocking Devices Associated with Guards Klasyfikacja urządzeń blokujących Wprowadzono nowy system klasyfikacji dla urządzeń blokujących, które obecnie podzielone są na typy od 1 do 4 (zobacz tabelę 1 poniżej). Te typy nie są zestawione hierarchicznie i nie należy mylić ich z innymi typami, na przykład barier świetlnych. PODSUMOWANIE Produkt Jednym z najważniejszych aspektów nowego wydania normy (EN) ISO 14119 jest potwierdzenie i podanie użytecznych wytycznych dotyczących projektowania i doboru urządzeń blokujących wykorzystujące nowoczesne rozwiązania technologiczne obejmujące złożoną elektronikę i oprogramowanie np. kodowanie RFID. Oferta firmy Rockwell Automation obejmuje produkty, które pełnią funkcje opisane w normie (EN) ISO 14119. Na przykład najnowszymi produktami są serie urządzeń ryglujących TLSZ-GD2 i 440G-LZ. Narzędzia Rockwell Automation oferuje szeroką paletę wydajnych narzędzi, które umożliwiają projektantom wyliczenie oszczędności i wzrostu wydajności, wynikających z inwestycji w bezpieczeństwo, określenie efektywności zakładu przy ciągłym podwyższaniu bezpieczeństwa, aż do bibliotek funkcji bezpieczeństwa, projektowania układów bezpieczeństwa, doboru produktów i analizy systemów.
6 Wprowadzenie normy (EN) ISO 14119 Interlocking Devices Associated with Guards Na przykład narzędzie Safety Automation Builder pomaga w projektowaniu, weryfikowaniu i wdrażaniu systemów bezpieczeństwa, dostarcza danych do kwalifikacji poziomu działania PL i generuje pełne zestawienie materiałów. Biblioteka funkcji bezpieczeństwa zawiera zestaw predefiniowanych funkcji bezpieczeństwa oraz podaje dane systemowe dla wejścia, logiki i elementów wykonawczych wymaganej funkcji. Są w niej również zawarte schematy połączeń i wy produktów. Inne narzędzia, takie jak Safety Accelerator Toolkit, również wspomagają projektowanie, opracowywanie i dostawę systemów bezpieczeństwa. Kompetencje Firma Rockwell Automation może się poszczycić licznymi inżynierami bezpieczeństwa funkcjonalnego certyfikowanymi przez TÜV Rheinland. Są oni w stanie pomóc w rozmaitych zagadnieniach, od legislacyjnych po doboru produktów, i w miarę dostępności udzielają bezpłatnych konsultacji. Guardmaster, Rockwell Automation i SensaGuard są znakami towarowymi Rockwell Automation, Inc. Numer publikacji: SAFETY-WP019A-PL-P Copyright 2014 Rockwell Automation, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.