Bezpieczeństwo maszyn - algorytm wyznaczania Poziomu Nienaruszalności Bezpieczeństwa SIL

Dlaczego tak ważne są osiągi bezpieczeństwa systemów sterowania maszyn?

Wzrost wydajności produkcji poprzez jej automatyzację i robotyzację, a także autonomiczny transport wewnątrzzakładowy powoduje wzrost ilości pojawiających się zagrożeń dla operatorów maszyn i służb utrzymania ruchu. Obecność personelu na hali produkcyjnej wymaga dużego skupienia uwagi, aby nie ponieść szkody w wyniku nieumyślnego wkroczenia do strefy niebezpiecznej, w której operują roboty lub autonomiczny transport. Unikania zagrożeń przez pracowników nie można opierać tylko na ich refleksie, zwinności oraz świadomości istnienia zagrożeń. Bowiem prędkości ruchu ramion manipulatorów zrobotyzowanych są na tyle duże, a ich umiejscowienie na tyle ciasne, że pracownik unikając kolizji z jednym z nich może zostać uderzony przez sąsiadujący. Problemom tym próbuje sprostać dyrektywa maszynowa 2006/42/WE nakładając szereg przepisów na producentów maszyn w celu spełnienia zasadniczych wymagań bezpieczeństwa. Jako, że dyrektywa maszynowa ma charakter przepisów prawnych stanowiących wymagania ogólne, zharmonizowano z nią wiele norm opracowanych przez CEN i CENELEC we współpracy z międzynarodowymi organizacjami ISO oraz IEC. W zależności od potencjalnego rozmiaru szkody i prawdopodobieństwa wystąpienia tej szkody należy tak zaprojektować system sterowania maszyny, aby zminimalizować ryzyko do akceptowalnego.

Jakie normy są kluczowe w zakresie osiągów bezpieczeństwa systemów sterowania maszyn?

W dziedzinie bezpieczeństwa układów sterowania maszyn najpopularniejszą normą jest EN ISO 13849. Ma ona tę zaletę, że można ją implementować do dowolnej techniki, a więc elektrycznej, pneumatycznej, hydraulicznej i mechanicznej. Jednakże w dziedzinie bezpieczeństwa funkcjonalnego w różnych sektorach przemysłu dominujące znaczenie ma Poziom Nienaruszalności Bezpieczeństwa SIL (Safety Integrity Level). Wykorzystuje się go w bezpieczeństwie maszyn w normie EN 62061, a także w bezpieczeństwie procesowym (EN 61511), elektrowniach jądrowych (EN 61513), kolejnictwie (normy EN 50126, EN 50128, EN 50129, EN 50159), w gazometrii, przemyśle motoryzacyjnym, w przeciwwybuchowości, układach napędowych, sterownikach PLC. Jeśli w danym sektorze przemysłu nie ma dedykowanej normy, wówczas stosuje się 7-częsciową nadrzędną wobec wszystkich normę EN 61508.

Gdy określona maszyna ma pracować w np. przemyśle procesowym, to inwestor jest bardziej skłonny do zakupienia maszyny z systemem sterowania opracowanym wg wymagań normy EN 62061 niż EN ISO 13849 z uwagi na posługiwanie się w przemyśle procesowym poziomami SIL wg EN 61511.

Przedmiotowe szkolenie dotyczy bezpieczeństwa maszyn, zatem oparte jest o normę EN 62061, jednakże odwołuje się także do normy EN 61508. W szkoleniu przedstawiono algorytm wyznaczania SIL funkcji bezpieczeństwa implementowanych w elektrycznych systemach sterowania związanych z bezpieczeństwem w sytuacji, gdy znane są poziomy SIL CL i parametr PFHd wszystkich elementów składowych, a także w sytuacji, gdy samodzielnie należy wyznaczyć SIL CL któregoś podsystemu. Przedstawiono zatem metody wyznaczania wszystkich czynników tj. MTTF, T10, CCF/Beta, DC/SFF, HFT pokazując ich wpływ na wartość wspominanego wcześniej parametru PFHd, a przez to na osiągnięty SIL CL podsystemu w aspekcie nienaruszalności bezpieczeństwa sprzętu. W programie szkolenia znajdują się również wymagania dotyczące oprogramowania bezpieczeństwa, nienaruszalności bezpieczeństwa systematycznej (kontrola i unikanie uszkodzeń) oraz walidacji i dokumentacji. Poszczególne części szkolenia poparte są przykładami obliczeniowymi i analizami mającymi za zadanie przełożenie wiedzy teoretycznej na praktyczną oraz jej ugruntowanie. Szkolenie prowadzone jest prostym językiem, a materiały szkoleniowe zawierają kolorowe ilustracje w myśl zasady, aby „obraz przekazywał więcej niż 1000 słów”.