Операторът отваря защитната преграда на обработващия център. Поставя детайла в приспособлението и го придържа с ръка, за да го намести преди затягането. Опитва да задейства затягащия механизъм, но машината отказва: отворената защитна преграда блокира движението.
Точно така е проектирана. Само че производството все пак трябва да започне.
Да приемем, че наблюдаваме работното място по време на приемане. В шкафа има проверени компоненти, а върху масата лежи отчетът за изчисленото ниво на ефективност (PL). Проектантът разполага със схема, данни за датчика и библиотека от производителя. Операторът държи детайла. Неговата задача обаче не е уточнена със същата прецизност.
Системата изпълнява правилно възложената функция. Проблемът е, че преди избора ѝ никой не е попитал как човекът трябва да закрепи детайла. Тази празнина трябва да бъде затворена от SRS — спецификация на изискванията за безопасност — преди неизказаното допускане да бъде поръчано, монтирано и програмирано.
ISO 13849-1:2023 изисква резултатите от оценката на риска по ISO 12100. От тях извеждаме функциите за безопасност, необходимото поведение и изискваното ниво на ефективност (PLr). Записваме ги в SRS, която е част от техническата документация и служи като основа за последващото проектиране.
Следват изборът на компоненти, изчисленията, верификацията и валидирането. Но преди това трябва да установим къде ще бъде ръката на оператора при затягането. Този отговор няма да го намерим в каталога на контролера.
Как да закрепим безопасно детайла, след като системата вече е готова?
Да се върнем няколко седмици назад. Проектът напредва бързо, защото някой предлага изпитан комплект от предишна машина: датчик за защитната преграда, контролер и подходящо задвижване. Данните са налични, библиотеката е готова, а доставчикът познава срока.
Въпросът за ръчното наместване на детайла остава за пускането. Тогава, уж, всичко ще се види.
И наистина се вижда. Операторът се нуждае от движение при отворена защитна преграда, а системата е проектирана да спира точно това движение. Веднага се появява предложение за изключение в програмата. Така закупените устройства започват да диктуват изискванията за защита, въпреки че би трябвало само да ги изпълняват.
Нека задържим разговора при приспособлението. Защо операторът трябва да придържа детайла? Може ли приспособлението предварително да определи положението му? Кое движение е действително необходимо и кое ще отпадне след промяна на начина на закрепване?
От тези отговори зависи концепцията за защита. Може да се наложи промяна на приспособлението. Може движението при достъп да остане необходимо — тогава трябва да определим условията за разрешаването, ограничаването и спирането му. Самото изключение в логиката не решава безопасността на операцията.
Същият контролер, друга задача
При предишната машина зареждането може да е протичало по друг начин. Например приспособлението е задържало оставения детайл, а операторът е затварял вратата преди затягането. При новата машина ръката му остава вътре по-дълго.
Каталожният номер на контролера съвпада. Условията на приложение — не непременно. Преди да използваме стария проект, проверяваме достъпа, последователността на действията, необходимите движения и поведението на товара. Отговорът „работеше на предишната машина“ продължава да описва предишната машина.
Подобни уточнения могат да променят чертежите, избора на устройства и програмата. Много по-трудно се приемат, когато шкафът е готов, а в графика е останала само задачата „приемане“. Тогава ръката на оператора вече пречи и на формалното приключване на проекта.
Повторното изчисляване на веригата няма да реши спора около затягането. Постигнатият PL се отнася до конкретно реализираната функция и до условията, при които е оценена. Ако сме проверили спиране след отваряне на защитната преграда, резултатът няма сам да добави изисквания за ръчното закрепване.
Може да имаме два канала и нито едно изискване за операцията, която операторът извършва в момента.
Сертифицираните устройства и предварително валидираните подсистеми са полезни. ISO 13849-1 допуска използването им при изпълнени условия за интегриране. Все пак трябва да докажем характеристиките на пълната функция в конкретното приложение — с неговото приспособление, товар и достъп.
Производителят на контролера не познава начина, по който наместваме детайла. Сертификатът му не е оценявал тази операция.
За специалиста по автоматизация това е съществена граница на отговорността. Той може правилно да свърже устройствата, да разработи логиката и да обоснове PL, но въпреки това да е получил непълно задание. Необходими са резултатите от оценката на риска, преди допусканията да бъдат вградени в програмата.
Ако те липсват, връщаме въпроса към проектния екип. Решаваме как да бъде защитена конкретната работа: кой избира приспособлението, кой определя необходимите движения и кой описва условията за достъп. До програмиране трябва да стигне съгласувано изискване.
Затова оставяме каталога и преминаваме цялата операция заедно с оператора — особено началото ѝ, което се извършва преди затварянето на защитната преграда. Едва тогава ще знаем какво се изисква от свързаната с безопасността част на системата за управление (SRP/CS).
Операторът влиза в проекта преди затварянето на защитната преграда
Операторът донася детайла, поставя го, коригира положението му и го закрепва. Едва след това затваря защитната преграда и започва обработката. Накрая отваря вратата отново и изважда готовата част.
Ако описанието на работата е започвало от бутона за пускане, от него е отпаднала операцията, без която няма смисъл този бутон да бъде натискан.
Към това се добавят неправилно поставен детайл, смяна на инструмент, почистване и възобновяване след прекъсване. При всяка намеса човекът може да се намира на различно място, по-близо до други движения и източници на енергия.
Записът „работа съгласно инструкцията“ не показва тази реалност на проектанта. Не определя и какво може да бъде задвижено или какво задължително трябва да остане неподвижно.
ISO 12100 изисква да започнем с определяне на ограниченията на машината и нейното използване. Уточняваме потребителите, режимите, материалите и намесите. Отчитаме етапите от жизнения цикъл и разумно предвидимата неправилна употреба.
Едва върху тази основа идентифицираме опасностите и оценяваме риска. След това извършваме преценка дали е необходимо допълнително намаляване на риска. Така задачата „отстраняване на блокиране“ престава да бъде удобен общ ред в таблицата. Оказва се, че човекът подхожда от другата страна и трябва контролирано да придвижи механизма.
Разговорът до машината разкрива това бързо. Ако защитата прави необходимата задача невъзможна, тя може да насърчи заобикалянето на защитните устройства. Решението трябва да се поправи, преди заобикалянето да стане обичайният начин на работа в цеха.
Може би най-доброто решение е да променим приспособлението
Първото решение при затягащия механизъм не е задължително да засяга контролера. Приспособление, което определя положението на детайла без ръка в зоната на челюстите, променя самото излагане на човека на опасност.
Именно с такива присъщо безопасни конструктивни решения ISO 12100 започва намаляването на риска. Следват техническите защитни мерки — защитни прегради или защитни устройства — и допълнителните защитни мерки. Накрая идва информацията за употреба.
При избраната концепция определяме задачите на управлението. То трябва да предотвратява конкретни движения по време на достъп, да разрешава необходимото настройване и да осигурява изискваното задържане на детайла при загуба на налягане. От тези решения извеждаме функциите за безопасност и техния обхват.
Задачите на оператора разкриват важна част от проблема, но оценката обхваща цялата машина. Остават опасностите от изхвърляне на материал, шум или разрушаване на конструкцията, дори когато човекът не извършва ръчна намеса.
Цялата последователност на решенията е показана в пример за оценка на риска по ISO 12100. При избора на защита е полезно и разглеждането на техническите защитни мерки.
ISO 13849-1 очаква резултатите от тази работа
Точка 4.5 на ISO 13849-1:2023 изисква резултатите от оценката на риска, информация за необходимите функции, техния принос за намаляване на риска и PLr. Точка 5.1 препраща пряко към подробната информация от оценката по ISO 12100.
Това са входни данни за проекта. Започването от електрическата схема не ги осигурява, макар да позволява бързо да бъде начертана първата страница от документацията.
В SRS описваме функциите и функционалните изисквания, определяме PLr и преглеждаме пълнотата им преди проектирането. Такава е логиката на точки 5.1–5.4. PLr трябва вече да присъства в завършената SRS.
Предварителен запис без PLr остава работен. Бележката „да се определи при пускането“ задава срок за следващата работа, но не затваря изискването за безопасност.
Конструкторът познава приспособлението, технологът — начина на наместване, ползвателят — намесите, а специалистът по автоматизация — възможностите на управлението. В SRS остава резултатът от общото им решение. Това е подходящият момент да открием, че планираната функция ще спре машината, но ще направи обслужването ѝ невъзможно.
Операторът още чака с детайла. Разликата е, че работното място може да бъде поправено, преди проблемът да бъде затворен вътре в готовата машина. В показания вариант механично гнездо позволява ръката да бъде изтеглена, преди операторът да затвори защитната преграда и отделно да задейства затягането.
Ако прескочим ISO 12100, започваме работа по ISO 13849-1 без необходимите отговори. Оценката на риска определя нужната защита, а SRS записва произтичащите изисквания към управлението, включително PLr.
Движението, необходимо на човека, не изчезва, ако го наречем опасно
Връщаме се към проекта за закрепване. Някой напомня, че спирането при отваряне на защитната преграда е проверена функция. Така е. Остава обаче да бъде поставен детайлът, с който ще започне производството.
Стандартите за конкретни машини помагат общото понятие „защита“ да бъде разделено на задачи, движения и условия. Тогава ясно се вижда защо една правилна реакция на управлението не описва защитата на цялата работа.
Затягащият механизъм трябва да закрепи детайла и преди обработката
При обработващия център разграничаваме автоматичната работа от ръчното настройване. И за двете проверяваме необходимите движения, достъпа до техните опасни последици и защитата. Ако приспособлението изисква движение при отворена защитна преграда, проектът трябва да осигури безопасното изпълнение на тази операция.
Премахването на блокировката би променило програмата. Ръката и челюстите обаче ще останат на същото място.
ISO 16090-1 разглежда за обхванатите от него металорежещи машини закрепването на детайла, наблюдението на закрепването и условията за започване на работа. Следователно въпросите не приключват с положението на вратата.
Задържан ли е детайлът? Кои движения могат да бъдат разрешени? Какво ще стане при загуба на енергия? Отговорите могат да наложат промяна на приспособлението, начина на управление или цялата последователност на закрепването.
Когато стандарт тип C задава изискване или PLr, заедно с него запазваме приложението и условията. Буквата лесно се пренася в таблица. По-трудно се забелязва, че е взета от ред за друг достъп или друго състояние на машината.
SRS трябва да позволи на следващия специалист да възстанови решението: за коя операция е приета функцията и защо се очаква точно това поведение.
Балировачната преса е приключила пресоването. Сега балата трябва да бъде извадена
Да преминем към вертикална преса за балиране на отпадъци. Проектантът е разгледал движението на притискащата плоча по време на пресоване. Вратите са затворени, достъпът се контролира, а цикълът е приключил.
Операторът все още трябва да завърже и извади балата. Той отваря вратата, сменя позицията си и използва движенията, необходими за изваждането. Според описанието на цикъла машината вече е приключила. До машината човекът тепърва довършва работата.
EN 16500:2014 съдържа отделни изисквания за тази фаза. Обхватът е определен вид затворени вертикални балировачни преси с ръчно връзване, а не всяка машина за пресоване на отпадъци.
Точка 5.1.4 разглежда изхвърлянето на балата, управлението извън зоната на преобръщането ѝ и видимостта. При достъп през отворена врата до опасното движение на плочата нагоре се предвижда управление с две ръце. Точка 5.2.2 определя PLr d за тази функция.
В SRS записваме заедно операцията, движението и условието за защита. Проверяваме и обратното движение на изхвърлящия механизъм. Думата „пресоване“ сама по себе си не обхваща всички ситуации при изваждането на балата.
Посоченото издание на EN 16500 препраща към EN ISO 13849-1:2008. Тази връзка между изданията трябва да се отчете при избора на стандарти. PLr d за описания случай не се превръща в обща оценка на цялата преса.
В спряна зона материалът все още може да се движи
Сега операторът отстранява блокиране между две машини. Задвижванията в неговата зона са спрени. Съседното оборудване продължава да подава материал през технологичен отвор. Местният контролер е изпълнил задачата си.
Материалът не познава границите между доставчиците.
ISO 11161:2007 с Amd 1:2010 насочва вниманието към зоните за изпълнение на задачи и интерфейсите в интегрираната производствена система. Точка 8.1.4 разглежда защитата при преминаване на материал между зоните.
Съгласно точка 8.8.1 спецификацията обхваща режимите, взаимодействията с хора, поведението на системата, интерфейсите и реакциите при дефекти. Два отделни отчета с изчисления оставят на интегратора точно тази обща част от задачата.
Трябва да се съгласува обхватът на спирането или друго подходящо обезопасяване на границата, достъпът и поведението на съседните устройства. Това важи и при загуба на необходим сигнал. Човекът, който отстранява блокирането, се нуждае от защита през цялата намеса.
Фразата „интерфейсът е отговорност на интегратора“ правилно посочва адресата на работата. Тя обаче не я изпълнява в нито една от свързаните машини. Обхватът на защитата зависи и от опасностите, пренасяни с потока материал.
Извън автоматичния цикъл човекът продължава да работи. Закрепването, изваждането на бала и отстраняването на блокиране имат собствени движения, достъпи и енергии. SRS трябва да осигури защита през цялата необходима операция.
Затягащият механизъм спря. Какво трябва да стане с детайла?
„При отваряне на защитната преграда машината трябва да спре.“ Специалистът по автоматизация посочва неподвижния затягащ механизъм. Конструкторът гледа детайла, който операторът все още не е пуснал.
И двамата виждат една и съща машина. Думата „спре“ само им е позволила временно да не уточнят какво точно трябва да се случи.
В спецификацията записваме наименованието на функцията, връзката ѝ с опасността, задействащото събитие и реакцията, инициирана от изходите. Посочваме конкретните движения и защитаваната зона. След това може да се реши как се спират и какво състояние трябва да бъде поддържано.
Ръчното настройване при достъп получава собствени изисквания, съответстващи на избраната концепция за защита. Отделно описваме, че в автоматичен режим отворената защитна преграда трябва да предотвратява стартирането на конкретните опасни движения.
Спирането и предотвратяването на неочаквано пускане могат да използват общи подсистеми. Всяка функция обаче се нуждае от ясен запис и проверка. Операторът не престава да се нуждае от защита, когато системата получи следващата команда.
Отново се предлага: да изключим всичко
Върху схемата идеята изглежда убедително. Изключваме изходите, енергията изчезва и въпросът сякаш е решен. Конструкторът добавя едно условие: при загуба на налягане затягащият механизъм може да освободи детайла.
Вече не говорим само за спиране на движение. Трябва да решим как ще се задържи товарът и колко дълго ще се запази изискваното състояние. Командата за изключване не отговаря какво ще държи детайла след изпълнението ѝ.
SRS описва физическото състояние, произтичащо от оценката на риска: спрени движения и необходимото задържане на детайла. Ако има вертикална ос, натоварена от гравитацията, се добавя защита срещу падане. Едва проектът трябва да покаже как тези изисквания ще бъдат изпълнени.
Екипът разглежда отпадането на захранването, недопустимите колебания и възстановяването на енергията. За всяка ситуация определя поведението на системата. Така връщането на налягането или напрежението не остава неописана част от последователността.
Отделно се разглежда откриването на дефект: реакцията до състояние, осигуряващо безопасност, и поддържането на това състояние до отстраняване на дефекта. При едновременно активни функции се определят приоритетите и конфликтите. Спирането не бива без оценка да лиши товара от необходимото задържане.
Датчикът вече е реагирал. Механиката се нуждае от време
Човекът няма да чака пред защитната преграда толкова дълго, колкото е удобно на механизма. Той достига конкретно място. Затова екипът се връща към положението му, възможния достъп и времето за достигане на изискваното състояние.
Специалистът по автоматизация показва времето за реакция на датчика. След него продължават да работят логиката, комуникацията, изпълнителните елементи и механиката. SRS се нуждае от изискване за общото време за задействане на машината, включително спирането на движението.
При разполагане на защитни устройства по ISO 13855 са необходими действителните данни за спирането и условията, при които са оценени. Товарът, инструментът, температурата и износването могат да променят резултата. Каталожният параметър не замества измерването на цялата машина.
Ако данните липсват, оставяме открита задача: кой ще ги предостави и кои решения зависят от тях. Работната стойност трябва по-късно да бъде потвърдена или проектът да бъде променен.
Иначе изпълнителят ще изгради защитата около число, което специалистът по автоматизация е смятал за предположение. При приемането и двамата ще потвърдят само, че времето е било обсъждано.
Операторът сменя режима, след което затваря вратата
Детайлът още чака да бъде закрепен. Ако концепцията допуска движение при достъп, SRS определя режима и условията за това движение. Избраният режим трябва да бъде еднозначен, а преходът между режимите да запазва необходимата защита.
Самият избор на режим не започва движение. Надписът „сервиз“ върху екрана също не защитава нищо около затягащия механизъм. Едва описаното поведение дава на специалиста по автоматизация изискване за реализация.
Разглеждаме и почистването и ремонта на приспособлението. Част от работите изискват машината да бъде изолирана от всички източници на захранване и устройствата за разединяване да бъдат обезопасени в изключено положение. Други операции се нуждаят от подходящо защитено движение. Резултатите от оценката на риска за тези задачи трябва да присъстват в изискванията.
Решението за настройване на детайла не се пренася автоматично към всеки ремонт. При ремонта човекът може да бъде на друго място и да достига други опасности. Промяната на наименованието на операцията в инструкцията не променя достъпа до механизма.
След закрепването операторът затваря защитната преграда. Датчикът потвърждава положението на вратата, но сам по себе си не установява дали някой е останал в зоната и дали останалите защитни мерки действат. При втори човек тези въпроси стават особено важни.
SRS определя условията за връщане към работа, нулиране и повторно пускане. Ако оценката на риска налага ръчно нулиране, определяме място извън опасната зона, с необходимата видимост и без възможност за задействане от самата зона.
Нулирането е преднамерено действие, различно от пускането. Приемането на сигнала изисква наблюдение на промяната му. Самото нулиране не трябва да създава опасност, а съответните функции за безопасност и техническите защитни мерки трябва вече да действат.
При невидима част от зоната е необходимо подходящо решение, например последователност за нулиране или наблюдение. Допустимо е и обосновано автоматично нулиране, когато непрекъснатото откриване на човек предотвратява възникването на опасна ситуация.
В документа остава решението за конкретното приложение. Ако нулирането представлява функция за безопасност, определяме и неговото PLr. Не приемаме, че всеки бутон с един и същ надпис има еднаква роля.
Когато наблизо работи подаващо устройство, доставчикът трябва да знае изискваното му състояние при достъп до приспособлението и реакцията при загуба на сигнали. Изразът „изпратен е сигнал за спиране“ описва подателя; спецификацията трябва да определи как и кога реагира получателят.
Един детайл не представя всички условия на експлоатация
Операторът е показал закрепването веднъж, но по време на смяната ще го повтаря. Записваме честотата на задействане на функцията и работните цикли на нейните елементи. Достъпът при всеки детайл поставя различни експлоатационни изисквания от рядката намеса.
Добавяме средата, почистването и обслужването, при които решението трябва да запази характеристиките си. Съпоставяме данните на устройствата с действителната интензивност и условията на приложение, дори когато същият компонент вече работи на друго място.
Преди приключването на SRS всяка функция получава PLr и основанието за него: оценката на риска или приложимо изискване на стандарт тип C заедно с неговите условия. За нашето приспособление е важно изискването за конкретното приложение.
Постигнатият PL по-късно ще бъде оценка на реализацията. В момента екипът определя какво изисква от нея. Сходният запис в две колони на таблицата не трябва да заличава тази разлика.
Нека го запишем така, че следващият специалист да не гадае
Да приемем, че след анализа екипът избира механично гнездо, което поддържа детайла. Операторът може да го постави и да отдръпне ръцете си преди затварянето на защитната преграда и задействането на затягането. Това е само един възможен вариант. Ако реалната задача продължава да изисква движение при отворен достъп, тя се нуждае от собствена защита и собствени изисквания.
Нека запишем решението в карта на една функция. PLr d, 200 ms и останалите числа по-долу са измислени данни за примера. Те не са параметри за копиране в друга машина. Всеки проект трябва да обоснове стойностите и да приложи съответните изисквания на стандарт тип C.
| Поле в SRS | Примерен запис на изискването | ISO 13849-1:2023 |
|---|---|---|
| Функция и основание / SF-01, APP-01 | SF-01: спиране и предотвратяване на задвижваното движение на затягащия механизъм при достъп до гнездото. Задача TASK-L01: поставяне на детайл 12 kg. Опасна ситуация HS-01: пръсти в зоната на челюстите. Връзка с оценката на риска: RA-L01. | 5.1; 5.2.1.2; 5.2.1.3 a) |
| Задействащо събитие / REQ-01 | Заявка за достъп или загуба на изискваното състояние на затваряне или заключване на защитната преграда, докато движението на затягащия механизъм е разрешено. Отвореният достъп поддържа забраната за движение. | 5.2.1.3 b) |
| Изискван резултат / REQ-02 | Спиране на челюстите и предотвратяване на следващо задвижвано движение при достъп. Защитната преграда не се отключва преди изпълнение на всички необходими условия. Детайлът остава поддържан от независимо механично гнездо. | 5.2.1.3 c) |
| PLr и основание / REQ-09 | PLr d — учебно допускане, зададено във фиктивната RA-L01. В реалния проект стойността трябва да произтича от собствената оценка на риска или приложимо изискване на стандарт тип C. Това не е постигнатият PL. | 5.2.1.3 d); 5.3 |
| Време и достъп / REQ-03 | До 200 ms — примерна граница от събитието при защитната преграда до прекратяване на посоченото движение, включително механиката. Преградата остава заключена до изпълнение на всички условия. Числото 200 ms само по себе си не доказва безопасен достъп. | 5.2.1.3 e) |
| Режими / REQ-04 | Автоматична работа и ръчно зареждане. В тази версия не се разрешава задвижвано затягане при отворена защитна преграда. Ако действителната задача го изисква, връщаме се към оценката на риска и специфицираме подходяща защита. | 5.2.1.3 f) |
| Интерфейси / REQ-05 | Потвърждението за изискваното състояние на затягащия механизъм е само едно от условията за достъп. Необходими са и съответните състояния на шпиндела, осите и подаващото устройство, описани в останалите функции. Потвърждението за приет сигнал не замества изискваната физическа реакция. | 5.2.1.3 g) |
| Дефект / REQ-06 | Открит дефект, засягащ функцията, блокира новото движение и разрешението за достъп, докато не бъде достигнато изискваното състояние. Състоянието се поддържа до отстраняване на съответния дефект. | 5.2.1.3 h) |
| Енергия / REQ-07 | Загубата и възстановяването на енергия не причиняват опасно движение или освобождаване на поддържания детайл. Механичното гнездо се обосновава отделно; не му се задава PLr само защото е посочено в тази карта. | 5.2.1.3 i) |
| Честота и среда / APP-02, APP-04 | Пример: 40 достъпа на час, 16 часа дневно и 250 дни годишно, или 160 000 задействания годишно. Работните цикли на елементите се записват отделно. Допуска се закрито помещение, 5–40°C, охлаждаща течност и стружки. | 5.2.1.2; 5.2.1.3 j) |
| Приоритет / REQ-10 | Заявката на функцията има приоритет пред обикновената команда за пускане. Взаимодействието с другите функции не трябва да отнема необходимото задържане на детайла или да допуска преждевременен достъп. | 5.2.1.3 k) |
| Стандарт тип C / APP-03 | Проверяват се приложното поле и изискванията за закрепване и достъп. За хипотетичната металорежеща машина се разглежда ISO 16090-1. Точните точки и резултатът от прилагането им се записват преди приключването на SRS. | 5.2.1.3 l) |
| Връщане към работа / REQ-08 | След възстановяване на необходимите състояния се изискват отделно преднамерено нулиране и отделна команда за пускане. Затварянето на защитната преграда, нулирането или връщането на захранването сами не стартират затягането. | 5.2.1.3 m) |
| Проверка и версия | REQ-01…10 се свързват с анализите, изпитванията VT-01…06, проекта и оценяваната конфигурация. Оценката на PL и приоритетите изисква собствени доказателства. Промяна на детайла, режима или параметрите изисква оценка на въздействието. | 5.4; 10; 12 a) |
Картата на една функция е само фрагмент от SRS. Необходими са още ограниченията на машината, задачите на хората, входните данни от оценката на риска, останалите функции, интерфейсите и контролът на документа. Всяко „неприложимо“ изисква обосновка.
PDF документът на SafetySoftware на английски съдържа разработения пример SF-01, критерии за изпитване и формуляри за проекта, функциите и връзките с доказателствата. Стойностите в примера са фиктивни; решенията за конкретния проект трябва да бъдат обосновани отделно.
Изтеглете примера за SRS и формулярите за попълване (PDF, на английски)
Конструкторът и специалистът по автоматизация трябва да работят с едни и същи решения. Затова изискванията имат идентификатори, версии и връзки към оценката на риска, проекта и доказателствата от проверките.
SRS може да се поддържа като документ, набор от карти или контролиран регистър. Стандартът изисква съдържанието, но не налага един-единствен образец на таблица.
Такъв запис е основа за проектирането по точка 5.2.1.1, включва съдържанието по 5.2.1.3 и влиза в техническата документация по раздел 12 a). Той позволява работата да бъде предадена между екипа за оценка на риска и проектанта на управлението.
Когато специалистът по автоматизация се върне към програмата, ще намери изисквания за същата ръка, същия затягащ механизъм и същите последователни състояния. При промяна на приспособлението ще бъде ясно и защо са били приети.
Сега трябва да изпълним записаното
Вече знаем как операторът намества детайла, кои движения са необходими и какво очакваме при загуба на енергия. Функциите имат PLr. Някой може да отбележи, че безопасността е решена.
Засега сме съгласували какво трябва да бъде направено. Машината още не го изпълнява.
Избираме архитектурата и подсистемите, разработваме логиката и параметрите. Проверяваме натоварванията, диагностиката, средата и взаимодействието с механиката. Клапанът трябва да доведе системата до изискваното състояние, а функцията на задвижването трябва да съответства на действителното движение.
Приспособлението също трябва да бъде изработено и проверено. Неговата геометрия трябва да осигури избрания начин на закрепване. Правилно реализираното условие в програмата не замества механичната част, която трябва да държи детайла без ръката на оператора.
Предварително валидираните подсистеми могат да спестят време. ISO 13849-1 допуска използването им при изпълнение на условията за интегриране. Запазваме данните и ограниченията им и обосноваваме свързването на пълната функция.
При оценката на постигнатия PL по ISO 13849-1 проверяваме отношението към PLr, надеждността, архитектурата, диагностиката и отказите по обща причина. Разглеждаме систематичните откази, софтуера, средата и ергономията.
Програмата въпреки това може да разрешава движение в неправилен режим. Моделът за надеждност ще остане коректно изчислен, но грешката ще бъде в логиката за разрешаване. Точно това условие трябва да бъде открито и проверено.
По същия начин изключването на дефект изисква основание, валидно за действителния монтаж и употреба. Изчислителният инструмент няма да види промяната на приспособлението, извършена по-късно в цеха.
Зад декларацията трябва да стои цялата извършена работа
Самата SRS не е достатъчна за деклариране на пълно съответствие с ISO 13849-1. Необходими са всички приложими дейности по проектиране, верификация, валидиране и документиране.
Номерът на стандарта се вписва бързо. Работата, която този запис трябва да отразява, заема повече от един ред в декларацията.
Отсъствието на ISO 12100 от списъка на стандартите само по себе си не доказва, че оценката на риска е пропусната. За нея свидетелстват съдържанието, решенията и използването им в проекта. Обратно, поръчката „направете PL d“ без описание на задачата и необходимата защита оставя липсващи входни данни.
След реализацията се връщаме към оценката на риска за цялата машина. Проверяваме дали е постигнато планираното намаляване на риска и дали това е станало без въвеждане на нови опасности.
Промененото приспособление може да държи детайла по-добре, но да изисква различен начин на изваждане. Анализираме и тази следваща операция. Итеративният процес по ISO 12100 се връща към действителната машина, вместо да приключи с поправения чертеж.
SRS поставя началото на работа, която после трябва да бъде доказана. Изборът, интегрирането, оценката на PL, верификацията и валидирането показват дали реализираната функция изпълнява изискванията при предвидените условия. Документът сам не извършва тази работа.
Машината спря. Изпитването още не е приключило
Отваряме защитната преграда отново. Този път знаем кои движения трябва да спрат, за какво време и как трябва да бъде задържан детайлът. Контролерът показва очакваното състояние. Човекът, който провежда проверката, наблюдава и механизма.
Трябва да потвърдим движението, товара, задържането и връщането към работа. Всеки резултат се съпоставя с конкретно изискване. Индикацията върху екрана не описва сама целия резултат от изпитването.
Тази работа е започнала преди изграждането на машината. Точка 5.4 изисква преглед на SRS преди проектирането: съответстват ли функциите на оценката на риска и съдържа ли записът необходимите изисквания?
Валидирането на SRS по точка 10.2 позволява да се открият пропуски, грешки и несъответствия спрямо приложението, условията и разумно предвидимата неправилна употреба. Пропуснатата задача се открива много по-лесно, докато приспособлението още е чертеж.
Валидирането на реализацията проверява изпълнението на SRS и останалите приложими изисквания. То използва анализи и изпитвания по предварително определен план. Анализите могат да започнат успоредно с проектирането, а крайните изпитвания върху физическата машина завършват съответната част от работата.
Нека проверим и движението, от което операторът се нуждае
При защитната преграда проверяваме задействането, реакцията, времето и поддържането на изискваното състояние. След това преминаваме към наместването на детайла. Ако SRS разрешава движение при достъп, изпитваме го именно при тези условия.
Следват смяната на режима, приключването на операцията, нулирането и повторното пускане. Операторът трябва да премине през целия съгласуван работен процес. Едно успешно отваряне на вратата не възпроизвежда всичко, което ще се случва при следващите детайли.
При производствена линия наблюдаваме и втората машина. Потвърждението, че контролерът ѝ е приел сигнала, е само част от проверката. Трябва да се докаже изискваното състояние на свързаната система с нейните закъснения и взаимни въздействия.
Отделните протоколи на доставчиците няма да спрат материала на границата между машините. Това поведение трябва да бъде проверено в договорения обхват на интегрирането.
Планът включва анализи и изпитвания при дефекти, загуба на сигнали и промени в захранването. Те се провеждат при контролирани условия и с подходящо обезопасяване на компетентните лица.
При приспособлението отново се връща въпросът за задържането след прекъсване на нормалната работа. Спирането на движението и запазването на товара трябва да се срещнат в един резултат, а не в два несвързани протокола.
В протокола остават условието на изпитването, критерият, резултатът и конфигурацията на машината. При измерване на време се записват и методът и условията. Следващият специалист трябва да знае какъв товар е изпитан и кое поведение е прието за правилно.
Програмата е поправена. Протоколът още помни предишната версия
Специалистът по автоматизация е променил условието за разрешаване на движението, но планът за изпитване продължава да проверява старото. И двете страни могат формално да приключат документите, въпреки че описват различни конфигурации.
Затова изискването, проектът и доказателствата трябва да се отнасят до една и съща оценявана версия. Проследяваме промяната от SRS до съответните резултати и оценяваме въздействието ѝ върху останалите функции.
Стандартът препоръчва лицата, извършващи валидирането, да бъдат независими от проектирането на SRP/CS. Човек извън проекта по-лесно забелязва допускането, което авторът вече не вижда. Необходими са компетентност, подходящ процес и документирани резултати.
Това не означава общо задължение всяка функция да бъде външно сертифицирана. Решаващи са извършената работа и обхватът ѝ.
Няколко месеца по-късно пристига по-голям детайл
По-големият детайл се побира върху масата. Приспособлението също може да се затвори. В цеха се чува познатото: „машината ще се справи“. Преди да проверим това с движение, се връщаме към ограниченията на машината.
Точка 5.3 на ISO 12100 обхваща ограниченията на използването, пространството, времето и други ограничения. За работното място проверяваме предвидените детайли и инструменти, натоварванията, начина на закрепване и пространството за оператора. Размерът на масата не описва сам допустимото приложение.
Ако новата задача попада в оценения обхват, тя може да бъде предвидено пренастройване. Потвърждаваме, че условията за защита остават изпълнени. По-големият детайл не означава непременно преустройство.
Но ако операторът вече трябва да подходи от невидима спрямо мястото за нулиране страна или новият инструмент удължава времето за спиране над проектната стойност, е променено условие, върху което се основава ефективността на защитата.
В шкафа може да не е сменен нито един модул. Списъкът на компонентите изглежда успокояващо, но в него не пише откъде операторът поставя ръката си.
Връщаме се към ограниченията, оценката на риска и изискванията в SRS. Определяме въздействието върху проекта и предишните резултати. Новата задача се разрешава след въвеждане на необходимата защита и извършване на съответните проверки и валидиране.
Самото добавяне на по-голям детайл в документацията не обосновава разширяване на приложението.
Същото важи за условията за поддържане на защитата. Ако тя зависи от проверка, регулиране, подмяна на елемент или определен срок на използване, информацията трябва да достигне до лицата, които извършват тези дейности.
Преустройството за ново приложение може да се окаже и съществена модификация. Самият по-голям детайл или излизането извън предишните ограничения не са достатъчни за такъв извод. Решаващи са правните критерии за действително извършената промяна.
Регламент (ЕС) 2023/1230 определя понятието в член 3, точка 16, а задълженията на лицето, което извършва съществена модификация — в член 18. Тези разпоредби се прилагат от 20 януари 2027 г. Актуализирането на SRS е само част от работата, която подобна промяна може да задейства.
При приемането проверяваме обещаното в SRS: движенията, енергиите, достъпа и интерфейсите, с които работи човекът. Промяната на задачата или условията изисква оценка дали досегашната защита и нейната обосновка остават валидни.
Преди да поръчате следващия комплект
Да се върнем към оператора с детайла. Преминаването през една реална операция разкри пропуск, който не присъстваше нито в каталога на устройствата, нито в отчета за PL. Трябваше да бъдат съгласувани приспособлението, достъпът, движенията и поведението при загуба на енергия.
От тези решения възниква проектното задание. Едва тогава може да се избере управлението и да се провери дали изпълнява необходимата защита. Сертификатите и изчисленията вече имат към какво да бъдат отнесени.
При следващата машина преминете този път заедно с човек, който познава работата на мястото. Намерете задачата и опасностите ѝ в оценката на риска, изискванията в SRS, а след това отговорите в проекта и резултатите от проверките. Така веднага се вижда къде е прекъсната обосновката.
А когато пред готовия шкаф някой попита дали безопасността вече е завършена, покажете как операторът трябва да закрепи детайла и какво го защитава при това. Обикновено този въпрос бързо прекратява разговора, ограничен само до компонентите.
Източници и обхват на използваните примери
Основата са посочените издания и точки на стандартите. Примерите обясняват начина за формулиране на изисквания; всяка конкретна машина изисква собствена проверка на приложното поле и условията.
- ISO 13849-1:2023 , Безопасност на машините — Свързани с безопасността части на системи за управление — Част 1: Общи принципи за проектиране: точки 4.1–4.6 и 5.1–5.4, включително 5.2.1.3 и 5.2.2–5.2.3, както и раздели 6–10 и 12–13.
- ISO 12100:2010, Безопасност на машините — Общи принципи за проектиране — Оценка и намаляване на риска: раздели 4–6, по-специално 5.3–5.4.
- ISO 16090-1:2022 , Безопасност на металорежещи машини — Обработващи центри, фрезови и трансферни машини — Част 1: Изисквания за безопасност: точка 5.2.5.5 относно закрепването на детайла.
- EN 16500:2014 , Машини за уплътняване на отпадъци или рециклируеми фракции — Вертикални балировачни преси — Изисквания за безопасност: точки 5.1.4 и 5.2.2. Обхватът е ограничен до определени затворени вертикални преси с ръчно връзване.
- ISO 11161:2007 с Amd 1:2010, Безопасност на машините — Интегрирани производствени системи — Основни изисквания: точки 7.1–7.2, 8.1.4 и 8.8–8.10.
- ISO 13855:2024, Безопасност на машините — Разполагане на защитни устройства спрямо приближаването на човешкото тяло: приложения B и D, данни и условия за оценяване на спирането.
- Регламент (ЕС) 2023/1230 на Европейския парламент и на Съвета относно машините : член 3, точка 16 — определение за съществена модификация; член 18 — задължения на лицето, което я извършва; член 54 — срокове за прилагане.