υπολογισμός PL
TL;DR
  • Το PL μιας λειτουργίας ασφάλειας δεν προκύπτει αντιγράφοντας το χαμηλότερο γράμμα PL από τα τεχνικά φυλλάδια.
  • Σε σειριακά υποσυστήματα αθροίζονται οι τιμές PFH· ακόμη και τρεις συσκευές PL e μπορεί συνολικά να επιτυγχάνουν μόνο PL d.
  • Για PL e, το συνολικό PFH πρέπει να είναι μικρότερο από 10⁻⁷ h⁻¹· τιμή ακριβώς στο όριο ανήκει στο PL d.
  • Η αξιολόγηση καλύπτει όλη τη λειτουργία: ανίχνευση, λογική, ενεργοποιητές, απαιτούμενο PLr και πραγματικές συνθήκες χρήσης.
  • Η αναφορά στην ISO 13849-1 απαιτεί τεκμηριωμένο υπολογισμό και διατήρηση των όρων εφαρμογής, όχι απλή επιλογή πιστοποιημένων εξαρτημάτων.

Την περασμένη εβδομάδα πραγματοποίησα εκπαίδευση σε μια εταιρεία που ολοκληρώνει σταθμούς ρομποτικής παλετοποίησης. Συζητώντας τις λειτουργίες ασφάλειας, ανέφερα ότι ο συνδυασμός τριών συσκευών, καθεμία από τις οποίες έχει PL e, δεν εξασφαλίζει κατ’ ανάγκη PL e για ολόκληρη τη λειτουργία.

Αυτό προκάλεσε έκπληξη. Οι συμμετέχοντες ήταν πεπεισμένοι ότι μέχρι τότε προσδιόριζαν σωστά το Performance Level. Επέλεγαν συσκευές PL e και περίμεναν το ίδιο επίπεδο από τη λειτουργία που κατασκεύαζαν με αυτές. Αφού κανένα στοιχείο δεν είχε χαμηλότερο γράμμα, από πού θα προέκυπτε χαμηλότερο αποτέλεσμα;

Ακριβώς ανάμεσα στις παραμέτρους των επιμέρους συσκευών και στο αποτέλεσμα του συνδυασμού τους έλειπε ένα κομμάτι της μηχανικής μελέτης.

Εκτιμώ ότι χρησιμοποιούσαν τέτοιες συσκευές και ήρθαν να ελέγξουν τις γνώσεις τους. Υπάρχουν κατασκευαστές που δεν εξετάζουν ούτε τις παραμέτρους του εξοπλισμού που επιλέγουν. Οι παραλείψεις των άλλων, όμως, δεν μειώνουν τις απαιτήσεις για τη δική μας μελέτη. Μπορεί να είμαστε πιο επιμελείς από τον ανταγωνισμό και παρ’ όλα αυτά να αξιολογούμε λανθασμένα μια λειτουργία ασφάλειας.

Για υποσυστήματα συνδεδεμένα σε σειρά με γνωστές τιμές PFH —τη μέση συχνότητα επικίνδυνης αστοχίας ανά ώρα— το ISO 13849-1 απαιτεί να λαμβάνεται υπόψη το άθροισμά τους. Κάθε υποσύστημα μπορεί να βρίσκεται στην περιοχή PL e, ενώ το άθροισμα όχι. Κανένας κατασκευαστής συσκευής δεν χρειάζεται να έχει δώσει αναληθή στοιχεία. Λανθασμένο μπορεί να είναι το συμπέρασμα του ολοκληρωτή.

Δεν πρόκειται για ακαδημαϊκό παιχνίδι με δυνάμεις του δέκα. Το αποτέλεσμα αφορά τη λειτουργία στην οποία πρέπει να μπορεί να βασιστεί ο άνθρωπος δίπλα στο μηχάνημα. Εάν απαιτείται PL e και το επιτευχθέν επίπεδο δεν έχει τεκμηριωθεί, τρία τεχνικά φυλλάδια με το γράμμα e δεν κλείνουν το θέμα.

Αγοράστηκαν καλές συσκευές. Δεν αγοράστηκε μαζί τους έτοιμη τεκμηρίωση της ασφάλειας του συγκεκριμένου μηχανήματος.

Αυτό αποκτά ιδιαίτερη σημασία όταν η δήλωση συμμόρφωσης περιλαμβάνει αναφορά στο ISO 13849-1. Ο παραλήπτης δεν λαμβάνει κατάλογο προτύπων που έχει ακουστά ο προμηθευτής. Λαμβάνει πληροφορία για τα πρότυπα που εφαρμόστηκαν στην αξιολόγηση και στην κατασκευή του παραδοθέντος μηχανήματος.

Εάν ο κατασκευαστής παρουσιάζει αυτή την αναφορά ως επιβεβαίωση ότι τηρούνται οι απαιτήσεις του προτύπου, ενώ έχει αντικαταστήσει την αξιολόγηση της λειτουργίας με την ανάγνωση του PL από καταλόγους, παραπλανά τον χρήστη. Η καλή πίστη μπορεί να εξηγεί γιατί έγινε το λάθος. Δεν παρέχει την τεκμηρίωση που λείπει.

Το ζητούμενο δεν είναι να αρχίσουν όλοι να αγοράζουν ακόμη ακριβότερα ρελέ. Πρώτα πρέπει να ορίσουμε τι απαιτούμε από τη λειτουργία, ποια στοιχεία την υλοποιούν και τι πραγματικά προκύπτει από τον συνδυασμό τους. Στη συνέχεια να ελέγξουμε υπό ποιες συνθήκες παραμένει τεκμηριωμένο αυτό το αποτέλεσμα — ακόμη και έπειτα από χρόνια και εκατοντάδες χιλιάδες μεταγωγές.

Αυτή ακριβώς η συζήτηση με οδήγησε να γράψω το άρθρο. Ο υπολογισμός του PL κατά το ISO 13849-1 πρέπει επιτέλους να εξηγηθεί έτσι ώστε η γνώση των συντομογραφιών να συνοδεύεται από κατανόηση του ίδιου του συστήματος. Η κατηγορία δεν είναι ένας άλλος τρόπος γραφής του PL. Το αποτέλεσμα για το ρελέ δεν είναι το αποτέλεσμα για ολόκληρη τη λειτουργία. Και ο σωστός υπολογισμός δεν απαλλάσσει από τη διατήρηση των συνθηκών για τις οποίες προέκυψε.

Ο χρήστης χρειάζεται μια λειτουργία με τεκμηριωμένο επίπεδο ασφάλειας. Όχι τρεις συσκευές που, καθεμία χωριστά, φαίνονται πειστικές.

1. Τρεις συσκευές PL e. Ας δούμε τι δίνει η πρόσθεση

Ας εξετάσουμε μια λειτουργία ασφάλειας που υλοποιείται από τρία υποσυστήματα: ανίχνευση, λογική και έξοδο που εκτελεί την προβλεπόμενη αντίδραση. Κάθε υποσύστημα έχει αξιολογηθεί χωριστά ως PL e. Καθένα είναι απαραίτητο για να εκτελεστεί σωστά ολόκληρη η λειτουργία.

Αυτό ακριβώς σημαίνει εδώ σύνδεση σε σειρά. Δεν μιλάμε για τρεις επαφές συνδεδεμένες με ένα καλώδιο ούτε για τρεις συσκευές που αντικαθιστούν η μία την άλλη.

Θεωρούμε ότι τα υποσυστήματα έχουν χρησιμοποιηθεί σωστά και πληρούνται οι υπόλοιπες απαιτήσεις. Δεν θα ψάξουμε για λάθος καλωδίωση ή απενεργοποιημένη διαγνωστική λειτουργία. Θα δούμε αν, ακόμη και υπό αυτές τις ευνοϊκές συνθήκες, τρία γράμματα e αρκούν για να προκύψει ένα τέταρτο.

Τα γράμματα είναι ίδια. Οι αριθμοί όχι

Το PL e δεν αντιστοιχεί σε μία και μοναδική τιμή PFH για κάθε συσκευή. Κάτω από το ίδιο επίπεδο μπορεί να βρίσκονται διαφορετικές τιμές της μέσης συχνότητας επικίνδυνης αστοχίας ανά ώρα.

Ας χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα δεδομένα στο παράδειγμα υπολογισμού:

Υποσύστημα Αξιολογημένο PL PFH [h−1]
Ανίχνευση e 3 × 10−8
Λογική e 4 × 10−8
Έξοδος e 5 × 10−8

Όλες οι τιμές είναι μικρότερες από 10−7 h−1, επομένως πληρούν το αριθμητικό κριτήριο για PL e.

Εάν ο έλεγχος σταματούσε στην τελευταία γραμμή, θα μπορούσαμε να ανακοινώσουμε επιτυχία. Κάθε προμηθευτής παρέδωσε το κατάλληλο υποσύστημα. Οι αγορές είναι σωστές.

Μόνο που ο χρήστης θα βασιστεί στη συνεργασία τους, όχι σε τρία χωριστά τεχνικά φυλλάδια.

Όταν γνωρίζουμε το PFH όλων των υποσυστημάτων ενός τέτοιου συνδυασμού, πρέπει να αθροίσουμε τις τιμές.

PFH = PFH1 + PFH2 + PFH3

PFH = (3 + 4 + 5) × 10−8 = 1,2 × 10−7 h−1.

Για PL e το άθροισμα πρέπει να είναι μικρότερο από 10−7 h−1. Το δικό μας αποτέλεσμα είναι μεγαλύτερο. Βρίσκεται στην περιοχή PL d:

10−7 ≤ PFH < 10−6 h−1.

Κάθε υποσύστημα έχει PL e. Ο συνδυασμός στο παράδειγμά μας επιτυγχάνει PL d. Όχι επειδή κάποιος κατασκευαστής υπερέβαλε στις παραμέτρους του, αλλά επειδή η αξιολόγηση του συνδυασμού πρέπει να λάβει υπόψη τη συμβολή και των τριών υποσυστημάτων.

Ούτε η διαβεβαίωση «το σύνολο έχει το επίπεδο του πιο αδύναμου στοιχείου» λύνει το ζήτημα. Το πρότυπο περιορίζει το αποτέλεσμα τόσο με το χαμηλότερο PL υποσυστήματος όσο και με το επίπεδο που προκύπτει από το άθροισμα των PFH. Το χαμηλότερο PL υποσυστήματος είναι περιορισμός του αποτελέσματος, όχι υπόσχεση ότι θα επιτευχθεί.

Τρεις συσκευές δεν σημαίνουν πάντα υποχώρηση στο PL d

Ας μην αντικαταστήσουμε ένα λάθος με ένα άλλο. Ο αριθμός των συσκευών από μόνος του δεν καθορίζει το αποτέλεσμα.

Για τρία άλλα υποσυστήματα, επίσης αξιολογημένα ως PL e, ας θεωρήσουμε τις τιμές 2 × 10−8, 3 × 10−8 και 4 × 10−8 h−1:

PFH = (2 + 3 + 4) × 10−8 = 9 × 10−8 h−1.

Αυτό το άθροισμα παραμένει κάτω από 10−7 h−1. Εφόσον τηρούνται και οι υπόλοιπες παραδοχές, ο συνδυασμός μπορεί να επιτύχει PL e.

Η διαφορά γίνεται πολύ απλή όταν γράψουμε όλους τους αριθμούς στην ίδια κλίμακα. Το όριο είναι 10 × 10−8. Στο πρώτο παράδειγμα συγκεντρώσαμε 12, στο δεύτερο 9. Εάν το αποτέλεσμα ισούται ακριβώς με 10 × 10−8, βρισκόμαστε ήδη στην περιοχή d. Ο πίνακας χρησιμοποιεί το σύμβολο «μικρότερο από», όχι «μικρότερο ή ίσο».

Τρία υποσυστήματα PL e μπορούν να δώσουν διαφορετικά αποτελέσματα όταν συνδυάζονται. Παρουσιάζεται η άθροιση γνωστών PFH για υποσυστήματα σε σειρά που υλοποιούν μία λειτουργία· οι υπόλοιπες απαιτήσεις θεωρούνται ότι πληρούνται.
Τρία υποσυστήματα PL e μπορούν να δώσουν διαφορετικά αποτελέσματα όταν συνδυάζονται. Παρουσιάζεται η άθροιση γνωστών PFH για υποσυστήματα σε σειρά που υλοποιούν μία λειτουργία· οι υπόλοιπες απαιτήσεις θεωρούνται ότι πληρούνται.

Και στις δύο περιπτώσεις ο κατάλογος αγορών περιέχει τρεις φορές PL e. Μόνο οι αριθμοί δείχνουν ότι δεν αγοράστηκε το ίδιο αποτέλεσμα.

Το PFH δεν ορίζει την ημερομηνία της επόμενης αστοχίας

Με τόσο μικρούς αριθμούς είναι εύκολο να νιώσει κανείς υπερβολικά ασφαλής. Εάν το PFH είναι 10−8 h−1, κάποιος μπορεί να το εκλάβει ως διαβεβαίωση ότι η συσκευή θα λειτουργήσει χωρίς επικίνδυνη αστοχία για εκατό εκατομμύρια ώρες.

Αυτή δεν είναι σωστή ερμηνεία.

Το PFH περιγράφει τη μέση συχνότητα επικίνδυνης αστοχίας κατά την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας ασφάλειας. Δεν ορίζει πότε θα συμβεί η πρώτη αστοχία. Ούτε είναι η πιθανότητα ατυχήματος κατά ένα μεμονωμένο άνοιγμα προφυλακτήρα.

Εκατό εκατομμύρια ώρες δεν αποτελούν περίοδο εγγύησης. Μια επικίνδυνη αστοχία μπορεί να συμβεί πολύ νωρίτερα.

Γι’ αυτό δεν μετατρέπουμε ένα χαμηλό PFH σε διαβεβαίωση ότι «για τους επόμενους αιώνες δεν θα συμβεί τίποτα». Το πρότυπο παρέχει μια παράμετρο για την αξιολόγηση της ικανότητας του συστήματος να εκτελεί τη λειτουργία. Δεν δίνει βάση για την έκδοση ημερολογίου λειτουργίας χωρίς ατυχήματα.

Απαιτείται e, υπολογίστηκε d. Τι αλλάζουμε;

Ας υποθέσουμε ότι για τη συγκεκριμένη λειτουργία ορίστηκε απαιτούμενο PLr e. Το αποτέλεσμα d του πρώτου παραδείγματος είναι τότε ανεπαρκές. Εάν το επιτευχθέν PL δεν καλύπτει την απαίτηση, πρέπει να επιστρέψουμε στη διαδικασία σχεδιασμού.

Πρώτα ελέγχουμε αν το μοντέλο περιλαμβάνει τα σωστά υποσυστήματα και αν τα δεδομένα αντιστοιχούν στη διαμόρφωση και στις συνθήκες λειτουργίας που χρησιμοποιούνται. Εάν ναι, πρέπει να αλλάξει η λύση.

Ο υπολογισμός δείχνει ακόμη και τι πρέπει να αναζητήσουμε. Εάν κρατήσουμε τις δύο πρώτες τιμές —3 × 10−8 και 4 × 10−8 h−1— το τρίτο υποσύστημα πρέπει να έχει PFH μικρότερο από 3 × 10−8 h−1, ώστε το άθροισμα να βρίσκεται στην περιοχή e. Δεν αρκεί να παραγγείλουμε άλλη μία συσκευή με την ένδειξη PL e. Μπορεί να έχει ακριβώς την τιμή PFH με την οποία θα ξεπεράσουμε ξανά το όριο.

«Το αντικαταστήσαμε με άλλο PL e» περιγράφει μια αγορά. Μόνο ο νέος υπολογισμός θα δείξει αν λύθηκε το πρόβλημα.

Δεν αφαιρούμε από το μοντέλο ένα υποσύστημα που εξακολουθεί να είναι απαραίτητο για τη λειτουργία. Ούτε μειώνουμε το απαιτούμενο PLr επειδή ο επιλεγμένος εξοπλισμός δεν το επιτυγχάνει. Εάν χρειάζεται e και η τεκμηριωμένη αξιολόγηση δίνει d, πρέπει να διορθωθεί η μελέτη — όχι ο τρόπος γραφής του αποτελέσματος.

Σε αυτό το παράδειγμα αρκούσε μια πρόσθεση για να αμφισβητηθεί η διαβεβαίωση περί PL e. Καλό είναι να γίνεται πριν υπογραφεί η τεκμηρίωση.

2. Κατηγορία 4 σε τι; Στο ρελέ ή στο σύστημα που σχεδιάστηκε;

«Έχουμε κατηγορία 4. Το ρελέ είναι ασφαλείας».

Αυτό μπορεί να είναι αληθές για τη συγκεκριμένη συσκευή. Δεν εξηγεί όμως τι συνδέθηκε στις εισόδους της, τι ελέγχουν οι έξοδοι και τι θα συμβεί αν κάποιο από αυτά τα στοιχεία αστοχήσει.

Το ρελέ μπορεί να απενεργοποιήσει σωστά τις εξόδους του. Εάν ο μοναδικός επαφέας που αποσυνδέει τον κινητήρα δεν ανοίξει τις κύριες επαφές του, η εντολή του ρελέ από μόνη της δεν θα διακόψει την τροφοδοσία του κινητήρα.

Δεν πρόκειται για μομφή κατά του ρελέ. Η μετατροπή των παραμέτρων του σε αξιολόγηση ολόκληρης της λειτουργίας ήταν απόφαση του μελετητή. Ο κατασκευαστής της συσκευής δεν σχεδίασε για λογαριασμό του το υπόλοιπο κύκλωμα.

Πρώτα το καθήκον. Μετά οι συσκευές που το εκτελούν

Ας πάρουμε ένα απλό παράδειγμα προστασίας πρόσβασης στον μηχανισμό κίνησης ενός μεταφορέα. Το άνοιγμα του προφυλακτήρα πρέπει να σταματά την επικίνδυνη κίνηση, ενώ όσο παραμένει ανοικτός πρέπει να εμποδίζεται η εκκίνησή της. Ο χρόνος επίτευξης της ασφαλούς κατάστασης πρέπει να ανταποκρίνεται στις συνθήκες πρόσβασης: ο άνθρωπος δεν πρέπει να μπορεί να φτάσει την κίνηση από την οποία υποτίθεται ότι τον προστατεύει η λειτουργία.

Μόνο αφού καθοριστεί έτσι το καθήκον περιγράφουμε την υλοποίηση: ο αισθητήρας ανιχνεύει την κατάσταση του προφυλακτήρα, το ρελέ ασφαλείας επεξεργάζεται τα σήματα και τα στοιχεία εξόδου ενεργούν στον μηχανισμό κίνησης. Η προδιαγραφή πρέπει να ορίζει, μεταξύ άλλων, το γεγονός ενεργοποίησης, την αντίδραση, το απαιτούμενο PLr, τον χρόνο επίτευξης της ασφαλούς κατάστασης και τους τρόπους λειτουργίας στους οποίους είναι ενεργή η λειτουργία. Ο κωδικός παραγγελίας του ρελέ δεν περιέχει αυτές τις αποφάσεις για το δικό μας μηχάνημα.

«Ο προφυλακτήρας είναι συνδεδεμένος στο safety» περιγράφει μια σύνδεση. Δεν λέει ακόμη από τι και με ποιον τρόπο προστατεύουμε τον άνθρωπο.

Η αξιολόγηση του συστήματος δεν σταματά στους ακροδέκτες εξόδου του ρελέ. Ο ορισμός του SRP/CS καλύπτει τη διαδρομή από την έναρξη των σημάτων που σχετίζονται με την ασφάλεια έως τις εξόδους των στοιχείων ελέγχου ισχύος — για παράδειγμα, τις κύριες επαφές του επαφέα.

Εάν λοιπόν ο επαφέας πρέπει να εκτελέσει την αποσύνδεση, δεν μετατρέπεται σε «απλό ηλεκτρολογικό εξάρτημα εκτός safety» μόνο και μόνο επειδή βρίσκεται στην επόμενη σελίδα του σχεδίου.

Δύο επαφείς δεν είναι δύο υποσυστήματα PL e

Ας εξετάσουμε τώρα μια διάταξη με δύο επαφείς, K₁ και K₂. Οι κύριες επαφές τους συνδέονται σε σειρά στο κύκλωμα τροφοδοσίας του κινητήρα, αλλά κάθε επαφέας μπορεί να διακόψει το κύκλωμα ανεξάρτητα. Εάν ο K₁ δεν ανοίξει τις επαφές του, ο K₂ εξακολουθεί να μπορεί να αποσυνδέσει την τροφοδοσία.

Η σύνδεση σε σειρά στο κύκλωμα ισχύος δεν σημαίνει εδώ σύνδεση σε σειρά στο μοντέλο αξιοπιστίας.

Σε μια τέτοια λύση, οι K₁ και K₂ μπορούν να αποτελούν δύο πλεονάζοντα κανάλια ενός υποσυστήματος εξόδου. Σκοπός τους είναι να διατηρείται η δυνατότητα αποσύνδεσης παρά μια συγκεκριμένη αστοχία ενός καναλιού. Αυτό διαφέρει από τα τρία υποσυστήματα της προηγούμενης ενότητας, καθένα από τα οποία ήταν απαραίτητο για την εκτέλεση της λειτουργίας.

Γι’ αυτό δεν αρκεί να πάρουμε δύο τιμές για μεμονωμένους επαφείς και να εφαρμόσουμε την πρόσθεση που προβλέπεται για υποσυστήματα σε σειρά τα οποία έχουν ήδη αξιολογηθεί. Πρώτα πρέπει να αξιολογηθεί το υποσύστημα εξόδου: η δομή του, η αξιοπιστία των στοιχείων, τα διαγνωστικά και η συμπεριφορά σε περίπτωση σφάλματος. Έπειτα χρησιμοποιούμε το αποτέλεσμά του στην αξιολόγηση του συνδυασμού με την ανίχνευση και τη λογική. Το πρότυπο προβλέπει αυτή τη διάκριση μεταξύ αξιολόγησης υποσυστήματος και αξιολόγησης συνδυασμού υποσυστημάτων.

Παραμένει επίσης το ερώτημα της λειτουργίας μετά την αστοχία του K₁. Θα ανιχνεύσει το σύστημα ότι ο επαφέας δεν εκτέλεσε την εντολή; Τι θα κάνει με αυτή την πληροφορία; Θα επιτρέψει να ξεκινήσει ο επόμενος κύκλος;

Η προσθήκη δεύτερου επαφέα δίνει έναν δεύτερο τρόπο αποσύνδεσης. Δεν παρέχει αυτομάτως διαγνωστικά ούτε τεκμηρίωση της κατηγορίας.

Η κατηγορία περιγράφει την αντοχή σε σφάλματα. Το PL λαμβάνει υπόψη περισσότερα

Η κατηγορία ταξινομεί ένα υποσύστημα ως προς την αντοχή του σε σφάλματα και τη συμπεριφορά του μετά την εμφάνισή τους. Σημασία έχουν η δομή, η ανίχνευση σφαλμάτων και η αξιοπιστία. Δεν είναι απλώς ο αριθμός των καναλιών ούτε άλλη ονομασία του PL.

Στην κατηγορία 3 ένα μεμονωμένο σφάλμα δεν πρέπει να οδηγεί σε απώλεια της εκτελούμενης υπολειτουργίας. Όταν είναι ευλόγως εφικτό, πρέπει να ανιχνεύεται το αργότερο στην επόμενη απαίτηση εκτέλεσης της λειτουργίας. Αυτό δεν σημαίνει ότι ανιχνεύονται όλα τα σφάλματα· η συσσώρευση μη ανιχνευμένων σφαλμάτων μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια της υπολειτουργίας.

Η κατηγορία 4 θέτει αυστηρότερες απαιτήσεις: εάν ένα μεμονωμένο σφάλμα δεν μπορεί να ανιχνευθεί στον απαιτούμενο χρόνο, η συσσώρευση μη ανιχνευμένων σφαλμάτων δεν πρέπει να οδηγεί σε απώλεια της λειτουργίας. Απαιτούνται επίσης υψηλή DCavg για το συνολικό υποσύστημα και υψηλό MTTFD για κάθε πλεονάζον κανάλι.

Δύο επαφείς φαίνονται μόλις ανοίξει ο πίνακας. Η συμμόρφωση με αυτές τις απαιτήσεις δεν φαίνεται απλώς κοιτάζοντας δύο επαφείς.

Ο προσδιορισμός του PL περιλαμβάνει όλες τις σχετικές πτυχές της αξιολόγησης: δεδομένα αξιοπιστίας, αποτελεσματικότητα διαγνωστικών, μέτρα κατά αστοχιών κοινής αιτίας, λογισμικό και πρόληψη συστηματικών αστοχιών. Η αναγραφή μιας κατηγορίας δεν αντικαθιστά αυτό το εύρος αξιολόγησης.

Η ίδια κατηγορία 3, αλλά αποτέλεσμα c, d ή e

Αντί να σταματήσουμε στη φράση «το PL εξαρτάται από πολλούς παράγοντες», ας δούμε συγκεκριμένες τιμές.

Για αρχιτεκτονική κατηγορίας 3, με DCavg = 90% και με τις υπόλοιπες παραδοχές της μεθόδου να πληρούνται, προκύπτουν τα ακόλουθα αποτελέσματα ανάλογα με το MTTFD κάθε καναλιού:

MTTFD κάθε καναλιού PFH υποσυστήματος [h−1] PL
10 έτη 1,36 × 10−6 c
30 έτη 2,65 × 10−7 d
100 έτη 4,29 × 10−8 e

Αυτές είναι τιμές από το μοντέλο του προτύπου, όχι αποτελέσματα αξιολόγησης συγκεκριμένου συστήματος. Η κατηγορία παρέμεινε ίδια. Η διαγνωστική κάλυψη επίσης. Άλλαξε η αξιοπιστία των καναλιών και προέκυψαν τρία διαφορετικά επίπεδα PL.

Το MTTFD εδώ είναι παράμετρος αξιοπιστίας, όχι προθεσμία αντικατάστασης της συσκευής. Θα επανέλθουμε σε αυτή τη διαφορά όταν συζητήσουμε τον αριθμό κύκλων και τη διάρκεια χρήσης.

Ο πίνακας δείχνει επίσης γιατί η συντόμευση «κατηγορία 3 σημαίνει PL d» είναι λανθασμένη και προς τις δύο κατευθύνσεις. Η κατηγορία 3 δεν εγγυάται d, αλλά ούτε αποκλείει e. Οι προϋποθέσεις επίτευξης του αποτελέσματος πρέπει να τεκμηριώνονται.

Τέλος, ας επιστρέψουμε στο ρελέ. Όταν χρησιμοποιούμε υποσύστημα που έχει ήδη αξιολογηθεί, δεν χρειάζεται να ανασυνθέσουμε την κατασκευή του και να υπολογίσουμε κάθε εσωτερικό εξάρτημα από την αρχή. Πρέπει όμως να γνωρίζουμε το πεδίο της αξιολόγησής του, να το εφαρμόζουμε σωστά και να αξιολογούμε τη σύνδεσή του με το υπόλοιπο σύστημα. Το πρότυπο επιτρέπει τον συνδυασμό ήδη επικυρωμένων υποσυστημάτων με υποσυστήματα που σχεδιάζει ο ολοκληρωτής.

Δεν χρειάζεται να επαναλάβουμε τη δουλειά του κατασκευαστή του ρελέ. Πρέπει να κάνουμε εκείνο το μέρος της δουλειάς που ο κατασκευαστής του ρελέ δεν έκανε για εμάς.

Η ερώτηση ήταν τι θα συμβεί αν αστοχήσει ένα στοιχείο του μηχανήματος. Η απάντηση ήταν η κατηγορία του ρελέ. Αυτό εξακολουθεί να μην απαντά στην ερώτηση.

3. Το απαιτούμενο PLr δεν προκύπτει από όσα έχουν ήδη αγοραστεί

«Μας βγήκε PL d. Θα πρέπει να αρκεί».

Ίσως. Αυτό όμως δεν το κρίνει ούτε το αποτέλεσμα του υπολογισμού ούτε η πεποίθηση ότι χρησιμοποιήθηκαν καλές συσκευές.

Το PLr ορίζει την απαίτηση για μια συγκεκριμένη λειτουργία ασφάλειας. Το PL περιγράφει το επίπεδο που επιτυγχάνει το σύστημα που την υλοποιεί. Πρώτα πρέπει να καθοριστεί ποια μείωση κινδύνου χρειαζόμαστε. Έπειτα να σχεδιαστεί η λύση και να αποδειχθεί ότι καλύπτει την απαίτηση.

Εάν το ρελέ έχει ήδη παραγγελθεί, το σχέδιο είναι έτοιμο και μόλις τώρα επιλέγουμε το απαιτούμενο επίπεδο, είναι εύκολο να αντιστραφεί αυτή η σειρά. Τότε οι παράμετροι αξιολόγησης αρχίζουν να ταιριάζουν ύποπτα καλά στις δυνατότητες του αγορασμένου εξοπλισμού.

Μια απαίτηση προσαρμοσμένη στο έτοιμο αποτέλεσμα γλιτώνει τη διόρθωση της μελέτης. Δεν αποδεικνύει ότι η μελέτη είναι σωστή.

Το S2 δεν προορίζεται μόνο για θανατηφόρα ατυχήματα

Στο γράφημα προσδιορισμού του PLr εξετάζουμε τη σοβαρότητα του πιθανού τραυματισμού, τη συχνότητα ή τη διάρκεια έκθεσης και τη δυνατότητα αποφυγής ή περιορισμού της βλάβης. Σε αυτά αντιστοιχούν οι παράμετροι S, F και P.

Το S2 περιλαμβάνει σοβαρό, συνήθως μη αναστρέψιμο τραυματισμό ή θάνατο. Ο ακρωτηριασμός ενός δακτύλου δεν γίνεται S1 επειδή ο άνθρωπος θα επιζήσει. Δεν χρειάζεται να φανταστούμε καταστροφή που καταλαμβάνει τη μισή αίθουσα για να είναι υψηλή η απαίτηση από τη λειτουργία.

Για S2 το βασικό γράφημα δίνει τα ακόλουθα αποτελέσματα:

Σοβαρότητα τραυματισμού Έκθεση Δυνατότητα αποφυγής ή περιορισμού της βλάβης Βασικό αποτέλεσμα του γραφήματος
S2 F1 — σπανιότερη και/ή σύντομη P1 — δυνατή υπό συγκεκριμένες συνθήκες PLr c
S2 F1 — σπανιότερη και/ή σύντομη P2 — ελάχιστα πιθανή PLr d
S2 F2 — συχνή ή παρατεταμένη P1 — δυνατή υπό συγκεκριμένες συνθήκες PLr d
S2 F2 — συχνή ή παρατεταμένη P2 — ελάχιστα πιθανή PLr e

Με S2, ακόμη και οι ευνοϊκές επιλογές F1 και P1 οδηγούν σε PLr c σε αυτό το γράφημα. Μία λιγότερο ευνοϊκή αξιολόγηση —F2 ή P2— αρκεί για d. Και οι δύο μαζί οδηγούν σε e.

Αυτά τα επίπεδα δεν επιλέγονται ανάλογα με το πόσο εντυπωσιακό φαίνεται το μηχάνημα. Και ένας μικρός μηχανισμός μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμο τραυματισμό.

«Ο χειριστής είναι έμπειρος». Αλλά δεν έχει πού να απομακρυνθεί

Ας υποθέσουμε ότι μια προβλεπόμενη εργασία απαιτεί ο άνθρωπος να πάρει θέση ανάμεσα σε ένα μετακινούμενο στοιχείο και μια σταθερή κατασκευή. Η απροσδόκητη μετακίνηση που εξετάζουμε μπορεί να προκαλέσει σοβαρή σύνθλιψη. Η λειτουργία ασφάλειας πρέπει να αποτρέπει αυτή την κίνηση κατά την πρόσβαση.

Στην αξιολόγηση της δυνατότητας αποφυγής της βλάβης προβάλλεται το επιχείρημα: ο χειριστής γνωρίζει το μηχάνημα, έχει εκπαιδευτεί και εκτελεί αυτή την εργασία εδώ και χρόνια. Προτεινόμενη αξιολόγηση: P1.

Μόνο που στη θέση που απαιτείται για την εργασία δεν υπάρχει χώρος για απομάκρυνση από την τροχιά της κίνησης.

Η εμπειρία του εργαζομένου έχει σημασία. Δεν αλλάζει τη γεωμετρία του σταθμού.

Καταχωρίστηκε εκπαιδευμένος χειριστής. Προφανώς τον χώρο διαφυγής που έλειπε θα έπρεπε να τον φέρει ο ίδιος.

Μία μέθοδος προσδιορισμού του P λαμβάνει υπόψη πέντε παράγοντες: την προετοιμασία του ατόμου, την ταχύτητα εξέλιξης του γεγονότος και τον διαθέσιμο χρόνο, τη χωρική δυνατότητα απομάκρυνσης, την αναγνωρισιμότητα της πηγής κινδύνου και την πολυπλοκότητα της εργασίας. Οι αξιολογήσεις παίρνουν τα γράμματα A, B ή C, σύμφωνα με τις συνθήκες κάθε παράγοντα.

Σε αυτή τη μέθοδο ένα C αρκεί για να επιλεγεί P2. Ακόμη και αν όλες οι υπόλοιπες αξιολογήσεις είναι A.

Η έλλειψη χώρου διαφυγής είναι ακριβώς ένα τέτοιο C. Αντίστοιχα, C μπορεί να προκύψει από την έλλειψη χρόνου για αποτελεσματική απομάκρυνση. Δεν συμψηφίζουμε αυτούς τους περιορισμούς με ευνοϊκές αξιολογήσεις των άλλων παραγόντων. Τέσσερις καλές απαντήσεις δεν ανοίγουν πέρασμα μέσα από μια χαλύβδινη κατασκευή.

Για το S2 που εξετάζουμε αυτό σημαίνει PLr d με F1 ή PLr e με F2.

Ούτε επιλέγουμε αυτομάτως P1 όταν δεν υπάρχει κανένα C. Πρέπει να αξιολογηθούν οι υπόλοιποι παράγοντες και η πραγματική δυνατότητα αποφυγής ή ουσιαστικού περιορισμού της βλάβης. Ο πίνακας οργανώνει την αξιολόγηση. Δεν καταργεί την ανάγκη να κατανοούμε την κατάσταση που περιγράφουμε.

Παράδειγμα προσδιορισμού PLr: μία αξιολόγηση C οδηγεί σε P2· με S2 το βασικό γράφημα δίνει PLr d για F1 και PLr e για F2.
Στη μέθοδο προσδιορισμού του P που παρουσιάζεται, μία αξιολόγηση C οδηγεί σε P2. Με S2, το βασικό γράφημα δίνει τότε PLr d για F1 ή PLr e για F2. Πρόκειται για παράδειγμα από το πληροφοριακό παράρτημα A, όχι για καθολική απαίτηση για όλα τα μηχανήματα.

Τα όρια του μηχανήματος επηρεάζουν την απαίτηση από το σύστημα ελέγχου

Ελέγχουμε τη δυνατότητα απομάκρυνσης στις συνθήκες της προβλεπόμενης χρήσης. Όχι μόνο σε άδειο σταθμό, χωρίς υλικό και με άνετη πρόσβαση από όλες τις πλευρές.

Εάν με το μικρότερο προϊόν υπάρχει ελεύθερος χώρος, αλλά το μεγαλύτερο επιτρεπόμενο προϊόν τον καταλαμβάνει, πρέπει να ληφθεί υπόψη αυτή η περίπτωση. Το ίδιο ισχύει για τις θέσεις των παλετών, τα εργαλεία και τις εργασίες που επιβάλλουν συγκεκριμένη στάση ή θέση.

Η προβλεπόμενη χρήση, οι διαστάσεις του προϊόντος και η θέση εκτέλεσης της εργασίας δεν είναι περιγραφική εισαγωγή στους «πραγματικούς υπολογισμούς». Μπορεί να καθορίζουν ποια απαίτηση πρέπει να ικανοποιήσουν αυτοί οι υπολογισμοί.

Με τον ίδιο τρόπο αξιολογούμε το F. Μια σύντομη εργασία που επαναλαμβάνεται κάθε λίγα λεπτά δεν γίνεται περιστασιακή επειδή κάθε μεμονωμένη πρόσβαση διαρκεί λίγο. Πρέπει να ληφθούν υπόψη τόσο η συχνότητα όσο και η συνολική διάρκεια έκθεσης.

Στην προσέγγιση που περιγράφεται, ελλείψει άλλης αιτιολόγησης, συχνότητα μεγαλύτερη από μία φορά ανά 15 λεπτά οδηγεί σε F2. Η καθοδήγηση για την επιλογή F1 συνδυάζει δύο προϋποθέσεις: συχνότητα όχι μεγαλύτερη από μία φορά ανά 15 λεπτά και συνολική διάρκεια έκθεσης που δεν υπερβαίνει το ένα εικοστό του χρόνου λειτουργίας.

Δεν έχει επίσης σημασία αν τις διαδοχικές προσβάσεις εκτελεί ο ίδιος εργαζόμενος ή διαφορετικά άτομα.

Η αλλαγή χειριστή δεν μηδενίζει τη συχνότητα έκθεσης στο μηχάνημα.

Μη μειώνεις την απαίτηση επικαλούμενος την αποτελεσματικότητα της λειτουργίας που ακόμη αξιολογείς

«Ο κίνδυνος είναι μικρός, γιατί όταν ανοίγει ο προφυλακτήρας ο κινητήρας σταματά».

Εάν τώρα προσδιορίζουμε το απαιτούμενο PLr της λειτουργίας που σταματά τον κινητήρα όταν ανοίγει ο προφυλακτήρας, αυτή η αιτιολόγηση είναι λανθασμένη. Η απάντηση προϋποθέτει ήδη αποτελεσματική λειτουργία εκείνου για το οποίο μόλις ορίζουμε την απαίτηση.

Κατά τον προσδιορισμό του PLr εξετάζουμε την κατάσταση χωρίς να προσμετρούμε τη μείωση κινδύνου που παρέχει η ίδια η υπό αξιολόγηση λειτουργία. Αυτό δεν σημαίνει ότι αγνοούμε όλα τα άλλα μέτρα προστασίας. Μπορούμε να λάβουμε υπόψη κατάλληλα τεχνικά μέτρα ανεξάρτητα από το σύστημα ελέγχου και πρόσθετες λειτουργίες ασφάλειας. Πρέπει όμως να διαχωρίζουμε τη δράση τους από τη δράση της λειτουργίας για την οποία προσδιορίζουμε το απαιτούμενο επίπεδο.

Δεν γίνεται πρώτα να πιστώσουμε αποτελεσματικότητα στη λειτουργία και μετά, από αυτή την ήδη πιστωμένη αποτελεσματικότητα, να προκύψει ηπιότερη απαίτηση για την ίδια.

Ένα χαμηλότερο αποτέλεσμα μπορεί να αιτιολογηθεί. Η αγορά του ρελέ δεν είναι αιτιολόγηση

Το γράφημα δεν είναι η μοναδική επιτρεπόμενη μέθοδος προσδιορισμού του PLr. Έχει πληροφοριακό χαρακτήρα. Ένα κατάλληλο πρότυπο τύπου C για συγκεκριμένη κατηγορία μηχανημάτων μπορεί να ορίζει το απαιτούμενο επίπεδο διαφορετικά από το γενικό γράφημα.

Και στην προσέγγιση που περιγράφεται, το αποτέλεσμα μπορεί να μειωθεί κατά ένα επίπεδο εάν η πιθανότητα εμφάνισης του επικίνδυνου γεγονότος έχει αξιολογηθεί ως χαμηλή. Αυτή η απόφαση χρειάζεται αιτιολόγηση και τεκμηρίωση. Δεν αρκεί να προστεθεί η φράση «ελάχιστα πιθανό» αφού διαπιστωθεί ότι το επιτευχθέν PL είναι πολύ χαμηλό.

Πρέπει να μπορεί κανείς να εξηγήσει ποιο γεγονός αξιολογήθηκε, τι περιορίζει την πιθανότητα εμφάνισής του και με ποια βάση θεωρήθηκε χαμηλή. Το «δεν είχαμε ατύχημα εδώ και χρόνια» δεν απαντά από μόνο του σε αυτά τα ερωτήματα.

Τελικά συγκρίνουμε δύο ανεξάρτητα προσδιορισμένα στοιχεία: το απαιτούμενο PLr και το επιτευχθέν PL. Εάν μια πραγματική αλλαγή στη σχεδίαση ή στον τρόπο χρήσης μειώνει τον κίνδυνο, η απαίτηση μπορεί να επανεκτιμηθεί. Εάν άλλαξε μόνο η απάντηση στη φόρμα, το μηχάνημα δεν έγινε λιγότερο επικίνδυνο.

Το γράφημα δεν υπάρχει για να δικαιολογεί το ρελέ που έχει ήδη παραγγελθεί. Υπάρχει για να βοηθά να προσδιορίσουμε τι χρειάζεται ο άνθρωπος που θα εργάζεται στο μηχάνημα.

4. Πότε αρκεί η απλοποιημένη μέθοδος και πότε χρειάζεται αναλυτικότερος υπολογισμός;

«Βγήκε d; Ας δοκιμάσουμε την απλοποιημένη μέθοδο».

Ο εξοπλισμός παραμένει ίδιος. Οι συνδέσεις επίσης. Κανείς δεν βελτιώνει τα διαγνωστικά ούτε αντικαθιστά υποσύστημα. Αλλάζει μόνο ο τρόπος παραγωγής του αποτελέσματος, μέχρι να εμφανιστεί e στο κατάλληλο πεδίο.

Εξαιρετικά αποτελεσματικός εκσυγχρονισμός. Δεν χρειάζεται καν να ανοίξει ο πίνακας.

Το πρόβλημα δεν είναι η χρήση απλοποιήσεων. Το πρότυπο τις προβλέπει και, υπό τις κατάλληλες προϋποθέσεις, επιτρέπουν σωστή αξιολόγηση χωρίς να κατασκευάζουμε δικό μας μαθηματικό μοντέλο από την αρχή. Το πρόβλημα εμφανίζεται όταν επιλέγουμε τη μέθοδο αφού πρώτα δούμε ποια δίνει το πιο βολικό αποτέλεσμα.

Η μέθοδος επιλέγεται με βάση το σύστημα που αξιολογείται και τα διαθέσιμα δεδομένα. Η προθεσμία παραλαβής δεν είναι πρόσθετη παράμετρος υπολογισμού.

Πρώτα ξεκαθάρισε τι ακριβώς αξιολογείς

Κάτω από τον τίτλο «απλοποιημένοι υπολογισμοί» είναι εύκολο να μπερδευτούν δύο διαφορετικές εργασίες.

Η πρώτη είναι η αξιολόγηση ενός υποσυστήματος που κατασκευάζεται από επιμέρους στοιχεία. Για παράδειγμα, πρέπει να προσδιοριστούν οι παράμετροι ενός δικού μας υποσυστήματος εξόδου με επαφείς και με τα διαγνωστικά που εφαρμόζονται σε αυτούς. Γνωρίζουμε τα δεδομένα των στοιχείων, αλλά το αποτέλεσμα της συνεργασίας τους πρέπει ακόμη να υπολογιστεί.

Η δεύτερη είναι η αξιολόγηση του συνδυασμού υποσυστημάτων που έχουν ήδη καθορισμένες παραμέτρους ασφάλειας. Σε αυτή την περίπτωση αξιοποιούμε την προηγούμενη αξιολόγηση, ελέγχουμε τις συνθήκες εφαρμογής και προσδιορίζουμε το αποτέλεσμα του συνδυασμού.

Δεν χρειάζεται να αναλύσουμε ένα ήδη αξιολογημένο ρελέ στα εσωτερικά του εξαρτήματα μόνο και μόνο επειδή το χρησιμοποιούμε στο μηχάνημά μας. Δεν μπορούμε όμως να θεωρήσουμε ένα δικό μας τμήμα κυκλώματος έτοιμο υποσύστημα PL e επειδή περιέχει δύο επαφείς και κάποιος σχεδίασε γύρω τους ένα πλαίσιο.

Το πλαίσιο στο σχέδιο οργανώνει το μοντέλο. Δεν απονέμει παραμέτρους ασφάλειας.

Ο πρακτικός διαχωρισμός έχει ως εξής:

Τι αξιολογούμε και ποια δεδομένα έχουμε; Κατάλληλη προσέγγιση
Σύνδεση σε σειρά υποσυστημάτων που έχουν ήδη αξιολογηθεί· γνωρίζουμε όλες τις τιμές PFH. Αθροίζουμε τις PFH και λαμβάνουμε υπόψη και τον περιορισμό του χαμηλότερου PL υποσυστήματος.
Αντίστοιχος συνδυασμός υποσυστημάτων· γνωρίζουμε τα PL, αλλά όχι όλες τις PFH. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη μέθοδο πίνακα που προβλέπεται για αυτή την περίπτωση.
Δικό μας υποσύστημα που αντιστοιχεί σε αρχιτεκτονική της απλοποιημένης μεθόδου. Προσδιορίζουμε την κατηγορία, τα MTTFD των καναλιών και τη DCavg, εξασφαλίζουμε τα απαιτούμενα μέτρα κατά CCF και την τήρηση των υπόλοιπων παραδοχών.
Δικό μας υποσύστημα του οποίου η αρχιτεκτονική δεν αντιστοιχεί στις αρχιτεκτονικές αυτής της μεθόδου. Χρειαζόμαστε τεκμηριωμένο μοντέλο και λεπτομερή υπολογισμό που να αποδεικνύουν την επίτευξη του απαιτούμενου επιπέδου.

Σε μία λειτουργία μπορούν να συνδυαστούν και οι δύο προσεγγίσεις: να αξιοποιηθούν τα έτοιμα δεδομένα αξιολογημένων υποσυστημάτων και να αξιολογηθεί χωριστά το τμήμα που σχεδίασε ο ολοκληρωτής. Δεν χρειάζεται να διαλέξουμε ανάμεσα στο «αντιγράφουμε τα πάντα από καταλόγους» και στο «υπολογίζουμε τα πάντα ξεκινώντας από κάθε τρανζίστορ».

Ο πίνακας δίνει e. Τα διαθέσιμα δεδομένα δίνουν d

Ας επιστρέψουμε στα τρία υποσυστήματα της πρώτης ενότητας:

PFH = (3 + 4 + 5) × 10−8 = 1,2 × 10−7 h−1.

Κάθε υποσύστημα αξιολογήθηκε ως PL e. Το άθροισμα των PFH βρίσκεται όμως στην περιοχή d.

Το πρότυπο περιλαμβάνει και μέθοδο συνδυασμού υποσυστημάτων όταν δεν γνωρίζουμε όλες τις τιμές PFH. Σε αυτή προσδιορίζονται το χαμηλότερο PL και ο αριθμός των υποσυστημάτων με αυτό το επίπεδο. Για χαμηλότερο επίπεδο e και έως τρία τέτοια υποσυστήματα ο πίνακας δίνει e.

Έχουμε λοιπόν συγκεκριμένη διαφορά: τα γράμματα από μόνα τους μπορούν να δώσουν e, ενώ το άθροισμα των γνωστών τιμών του παραδείγματός μας δίνει d.

Δεν πρέπει να το κρύβουμε πίσω από τη διαβεβαίωση ότι κάθε απλοποιημένη μέθοδος δίνει πάντοτε πιο συντηρητικό αποτέλεσμα. Σε αυτή τη σύγκριση δεν ισχύει. Πρέπει όμως να διαβάσουμε την προϋπόθεση για την οποία προβλέπεται η κάθε μέθοδος.

Εάν γνωρίζουμε τις PFH όλων των υποσυστημάτων, τις αθροίζουμε. Ο πίνακας για άγνωστες PFH δεν είναι δεύτερη εξεταστική μετά από αποτυχημένη πρόσθεση.

Τα δεδομένα του κατασκευαστή δεν γίνονται άγνωστα επειδή έπαψαν να ταιριάζουν στο επιθυμητό αποτέλεσμα.

Η χρήση του πίνακα στο κατάλληλο πεδίο εφαρμογής δεν είναι λάθος. Λάθος θα ήταν η σκόπιμη απόρριψη διαθέσιμων τιμών μόνο και μόνο για να αντικατασταθεί το ενοχλητικό d με το πιο βολικό e. Το σύστημα δεν απέκτησε μικρότερη συχνότητα επικίνδυνων αστοχιών. Ο συντάκτης της τεκμηρίωσης απλώς έπαψε να τη λαμβάνει υπόψη με την ακρίβεια που επέτρεπαν τα δεδομένα.

Η απλοποιημένη μέθοδος μειώνει τους υπολογισμούς. Όχι τον έλεγχο των παραδοχών

Κατά την αξιολόγηση δικού μας υποσυστήματος, η απλοποίηση λειτουργεί διαφορετικά. Χρησιμοποιούμε αποτελέσματα μοντέλων που έχουν αναπτυχθεί για συγκεκριμένες αρχιτεκτονικές, αντί να παράγουμε εξαρχής όλες τις μαθηματικές σχέσεις.

Το διάγραμμα που συνδέει την κατηγορία, το MTTFD και τη DCavg δεν είναι ενδεικτική εικόνα από την οποία επιλέγουμε τη στήλη που μοιάζει περισσότερο με τις προσδοκίες μας. Παρουσιάζει αποτελέσματα μαθηματικών μοντέλων για συγκεκριμένες δομές και συνθήκες.

Πρέπει λοιπόν πρώτα να διαπιστωθεί αν το υποσύστημά μας αντιστοιχεί πράγματι σε αυτές. Πώς συμπεριφέρεται σε σφάλμα; Ποιες αστοχίες ανιχνεύονται; Ποιες είναι οι παράμετροι των καναλιών; Έχουν εξασφαλιστεί τα απαιτούμενα μέτρα κατά αστοχιών κοινής αιτίας;

Το πιο βολικό είναι να επιλέξουμε κατηγορία και διαγνωστικά ώστε η στήλη να φτάσει στο e. Δυστυχώς, μετά πρέπει και να κατασκευάσουμε το σύστημα που αντιστοιχεί σε αυτές τις επιλογές.

Η μέθοδος βασίζεται επίσης σε παραδοχές για τη διάρκεια χρήσης και τη συχνότητα αστοχιών σε αυτή την περίοδο. Δεν χαρίζει αυτομάτως είκοσι χρόνια ζωής σε κάθε στοιχείο που εισάγουμε στον υπολογισμό. Τα στοιχεία που φθείρονται μπορεί να χρειάζονται νωρίτερη αντικατάσταση. Θα επανέλθουμε σε αυτό με τον αριθμό κύκλων.

Αντίστοιχα, η ακριβέστερη αριθμητική ανάγνωση αντί της ανάγνωσης από διάγραμμα δεν αλλάζει το είδος του χρησιμοποιούμενου μοντέλου. Μπορούμε να πάρουμε ακριβέστερη τιμή PFH, αλλά πρέπει και πάλι να πληρούνται οι προϋποθέσεις της μεθόδου από την οποία προέκυψε.

Ένα αποτέλεσμα με περισσότερα ψηφία δεν περιγράφει ακριβέστερα ένα μηχάνημα όταν το μοντέλο του παραλείπει μια σημαντική εξάρτηση. Περιγράφει ακριβέστερα την παράλειψη.

Πότε χρειάζεται λεπτομερής υπολογισμός;

Το όριο δεν χωρίζει μικρούς από μεγάλους πίνακες. Περισσότερες συσκευές δεν σημαίνουν αυτομάτως ότι πρέπει να κατασκευάσουμε δικό μας μοντέλο. Λιγότερες συσκευές δεν εγγυώνται ότι επιτρέπεται η απλούστερη επιλογή.

Σημασία έχει αν το υποσύστημα μπορεί να αποτυπωθεί σωστά στην αρχιτεκτονική για την οποία αναπτύχθηκε η απλοποιημένη μέθοδος.

Το ηλεκτρολογικό σχέδιο δεν χρειάζεται να μοιάζει οπτικά με το διάγραμμα του προτύπου. Είναι διαφορετικοί τρόποι αναπαράστασης του συστήματος. Πρέπει όμως να αποδειχθεί η ισοδυναμία των ουσιωδών σχέσεων: της υλοποίησης της υπολειτουργίας, του πλεονασμού, των διαγνωστικών και της συμπεριφοράς σε σφάλματα.

Εάν δεν υπάρχει αυτή η ισοδυναμία, χρειάζεται λεπτομερής υπολογισμός με κατάλληλο μοντέλο, για παράδειγμα μοντελοποίηση Markov ή ανάλυση δένδρου σφαλμάτων. Το μοντέλο πρέπει να περιλαμβάνει τις ιδιότητες της λύσης που δεν χωρούν στην επιλεγμένη απλοποίηση.

Ένα σχέδιο μπορεί να ξανασχεδιαστεί ώστε να φαίνεται οικείο. Ένα κοινό σημείο αστοχίας, όμως, δεν εξαφανίζεται επειδή απομακρύναμε δύο γραμμές στην οθόνη.

Ο λεπτομερής υπολογισμός δεν επιτρέπει ούτε την παράλειψη των ποιοτικών απαιτήσεων. Εάν δηλώνουμε συγκεκριμένη κατηγορία, πρέπει να τηρούνται οι απαιτήσεις της. Εάν η λειτουργία πρέπει να αντιδρά με συγκεκριμένο τρόπο, αυτή η αντίδραση πρέπει να εξασφαλίζεται. Τα πιο σύνθετα μαθηματικά δεν αντικαθιστούν τα διαγνωστικά που λείπουν ούτε δικαιολογούν λανθασμένη λογική.

Δεν σημαίνει λοιπόν ότι κάθε μελετητής πρέπει να κάνει μοντελοποίηση Markov. Πρέπει να αναγνωρίζει τη στιγμή που το έτοιμο μοντέλο παύει να αντιστοιχεί στο σύστημά του. Τότε χρειάζεται είτε αλλαγή της λύσης ώστε να μπορεί να αξιολογηθεί σωστά με απλοποιημένη μέθοδο είτε κατάλληλη λεπτομερής ανάλυση.

Το «δεν έχουμε MTTFD» δεν αποτελεί ακόμη επιλογή μεθόδου

Το πρότυπο προβλέπει επίσης μια περιορισμένη εναλλακτική διαδικασία για υποσυστήματα με συγκεκριμένες μηχανικές και ρευστοδυναμικές τεχνολογίες, μεταξύ αυτών ηλεκτροϋδραυλικές και ηλεκτροπνευματικές, όταν δεν υπάρχουν δεδομένα αξιοπιστίας και δεν μπορεί να εφαρμοστεί η προβλεπόμενη μέθοδος ορθής μηχανικής πρακτικής.

Πρόκειται για συγκεκριμένη διαδικασία με δικές της προϋποθέσεις, μεταξύ άλλων για την αρχιτεκτονική, τα διαγνωστικά, τα στοιχεία και τη διάρκεια χρήσης. Όχι για γενική άδεια αξιολόγησης οποιουδήποτε συστήματος χωρίς MTTFD.

Το «δεν βρήκαμε δεδομένα» περιγράφει την πορεία της αναζήτησής μας. Δεν αποδεικνύει ότι πληρούνται οι όροι της εξαίρεσης.

Πριν εγκρίνουμε το αποτέλεσμα, πρέπει επομένως να μπορούμε να εξηγήσουμε τι αξιολογήθηκε, ποια δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν, γιατί εφαρμόζεται η επιλεγμένη μέθοδος και πού αποδεικνύεται η τήρηση των παραδοχών της.

Αυτό έχει πολύ μεγαλύτερη σημασία από το μήκος της έκθεσης. Μερικοί σαφείς υπολογισμοί για ένα σωστά ορισμένο σύστημα αξίζουν περισσότερο από δεκάδες σελίδες εκτύπωσης που ο συντάκτης τους δεν μπορεί να συνδέσει με το σχέδιο.

Εάν μετά την αλλαγή μεθόδου το αποτέλεσμα ανέβηκε από d σε e, χωρίς να αλλάξει τίποτα στο μηχάνημα, η πρώτη ερώτηση πρέπει να είναι: τι υπολογίζουμε διαφορετικά και γιατί επιτρέπεται; Όχι: πού υπογράφουμε την παραλαβή;

5. DC 99% και έλεγχος CCF επιτυχής. Τι έχει πραγματικά υλοποιηθεί;

Στους υπολογισμούς καταχωρίστηκε υψηλή διαγνωστική κάλυψη. Τα μέτρα κατά αστοχιών κοινής αιτίας επίσης κρίθηκαν επαρκή. Το αποτέλεσμα φαίνεται καλό.

Τώρα πρέπει να βρούμε αυτά τα μέτρα στο μηχάνημα.

Η τιμή που επιλέγεται από μια αναπτυσσόμενη λίστα έχει ένα πλεονέκτημα έναντι των πραγματικών διαγνωστικών: μπορεί πάντα να οριστεί στο 99%.

Ο υπολογισμός από μόνος του δεν κρίνει αν το σύστημα ανιχνεύει πραγματικά τις αστοχίες που έχουν υποτεθεί. Επεξεργάζεται τα δεδομένα που του δόθηκαν. Εάν τα διαγνωστικά αξιολογήθηκαν με βάση ευχές, το αποτέλεσμα μπορεί να είναι μαθηματικά σωστό και τεχνικά άχρηστο.

Το καλώδιο ανατροφοδότησης υπάρχει. Τι ακριβώς επιστρέφει;

Ας επιστρέψουμε στους δύο επαφείς K₁ και K₂. Η μελέτη προβλέπει έλεγχο της κατάστασής τους και στον υπολογισμό έχει ληφθεί DC = 99%.

Ας υποθέσουμε ότι οι κύριες επαφές του K₁ παραμένουν κλειστές παρά την εντολή απενεργοποίησης. Ο K₂ μπορεί ακόμη να διακόψει την τροφοδοσία. Τα διαγνωστικά, όμως, πρέπει να αναγνωρίσουν τη λανθασμένη κατάσταση του K₁ και το σύστημα να αντιδράσει κατάλληλα.

Τι ελέγχει λοιπόν το σήμα ανατροφοδότησης;

Εάν επιβεβαιώνει μόνο ότι το πρόγραμμα απενεργοποίησε την εντολή τροφοδότησης του πηνίου, δεν ενημερώνει για το πραγματικό άνοιγμα των κύριων επαφών. Ξέρουμε τι ζήτησε ο ελεγκτής. Δεν ξέρουμε ακόμη αν ο επαφέας το εκτέλεσε.

Ο ελεγκτής έδωσε εντολή και έλεγξε τη δική του εντολή. Ο επαφέας δεν χρειαζόταν να συμμετέχει σε αυτόν τον έλεγχο.

Ούτε η σύνδεση οποιασδήποτε βοηθητικής επαφής κλείνει το θέμα. Χρειάζεται κατάλληλη και επιβεβαιωμένη σχέση της κατάστασής της με τα στοιχεία των οποίων την αστοχία θέλουμε να ανιχνεύσουμε. Χρειάζονται επίσης σωστή σύνδεση, αξιολόγηση των πιθανών σφαλμάτων της διαδρομής ανατροφοδότησης και λογική που αξιοποιεί την πληροφορία στον σωστό χρόνο.

Το πρότυπο προβλέπει υψηλή διαγνωστική κάλυψη για συγκεκριμένους τρόπους άμεσης επιτήρησης ηλεκτρομηχανικών συσκευών. Δεν την απονέμει επειδή υπάρχει ένας ακροδέκτης με την ένδειξη «feedback».

Πρώτα πρέπει να αποδειχθεί τι ανιχνεύει η υλοποιημένη λύση. Μετά επιτρέπεται να καταχωριστεί η αντίστοιχη τιμή.

Η DC δεν είναι το ποσοστό επιτυχημένων δοκιμών διακοπής

Η DC αφορά τον λόγο της συχνότητας των ανιχνευόμενων επικίνδυνων αστοχιών προς τη συχνότητα όλων των επικίνδυνων αστοχιών του εξεταζόμενου στοιχείου. Δεν είναι το ποσοστό επιτυχημένων διακοπών ούτε ο αριθμός τύπων βλάβης που σημειώθηκαν σε μια λίστα.

Εκατό σωστές διακοπές ενός υγιούς συστήματος δεν επιβεβαιώνουν ότι ανιχνεύει το 99% των επικίνδυνων αστοχιών. Σε αυτές τις δοκιμές μπορεί να μην εμφανίστηκε καμία από τις αστοχίες των οποίων η ανίχνευση προσμετρήθηκε στον υπολογισμό.

Ελέγχθηκε ότι ο υγιής επαφέας ανοίγει. Στην έκθεση μπήκε το συμπέρασμα ότι το σύστημα αναγνωρίζει έναν επαφέα που δεν άνοιξε. Ανάμεσα σε αυτές τις δύο προτάσεις λείπει ένας έλεγχος.

Αυτό δεν σημαίνει ότι πρέπει να καταστρέψουμε εκατό συσκευές για να υπολογίσουμε το ποσοστό. Η διαγνωστική κάλυψη μπορεί να αιτιολογηθεί με ανάλυση αστοχιών ή με σωστή εφαρμογή των εκτιμήσεων του προτύπου. Πρέπει όμως να αποδειχθεί ότι το περιγραφόμενο μέτρο αντιστοιχεί στην πραγματική υλοποίηση.

Επίσης, DC = 99% για έναν επιτηρούμενο επαφέα δεν σημαίνει αυτομάτως DCavg = 99% για ολόκληρο το υποσύστημα. Τα υπόλοιπα στοιχεία έχουν τις δικές τους αστοχίες και διαγνωστικά. Στον προσδιορισμό της μέσης κάλυψης λαμβάνεται υπόψη η συμβολή τους στη συχνότητα επικίνδυνων αστοχιών. Ένα στοιχείο χωρίς ανίχνευση αστοχιών δεν εξαφανίζεται από τον υπολογισμό επειδή χαλάει τον μέσο όρο.

Η εξαιρετική επιτήρηση ενός στοιχείου δεν επεκτείνεται στα υπόλοιπα επειδή βρίσκονται δίπλα του στον πίνακα.

Ανιχνεύθηκε αστοχία. Μπορεί να συνεχιστεί η παραγωγή;

Η αναγνώριση μιας ανωμαλίας πρέπει επίσης να συνδέεται με αντίδραση.

Στη δική μας περίπτωση ο ελαττωματικός K₁ παραμένει κλειστός. Το σύστημα αναγνωρίζει την ασυμφωνία και εμποδίζει την επανεκκίνηση, επειδή η συνέχιση της λειτουργίας δεν συμβαδίζει με την επιλεγμένη προστατευτική στρατηγική.

Κατά τη θέση σε λειτουργία, όμως, εμφανίζεται πρόβλημα: το μήνυμα σταματά την παραγωγή. Κάποιος αλλάζει τη συνθήκη ώστε, μετά την επιβεβαίωση του συναγερμού, η λειτουργία να συνεχίζεται. Στους υπολογισμούς τα διαγνωστικά εξακολουθούν να έχουν την ίδια τιμή.

Η ανίχνευση διατηρήθηκε. Αφαιρέθηκε μόνο η ενοχλητική συνέπειά της.

Δεν χρειάζεται κάθε αντίδραση σε σφάλμα να είναι ίδια. Πρέπει όμως να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της λειτουργίας και στην επιλεγμένη αρχιτεκτονική. Εάν η αιτιολόγηση βασίστηκε στην ανίχνευση της αστοχίας και στην παρεμπόδιση επικίνδυνης συνέχισης, η απλή εμφάνιση ενός μηνύματος στην οθόνη δεν είναι ισοδύναμη λύση.

Πρέπει να ελεγχθεί όλη η ακολουθία: η αστοχία, η ανίχνευσή της, ο χρόνος ανίχνευσης και η αντίδραση του μηχανήματος. Όχι μόνο αν αλλάζει η κατάσταση μιας εισόδου στον ελεγκτή.

Δύο κανάλια μπορούν να έχουν μία κοινή αιτία αστοχίας

Ο πλεονασμός βοηθά όταν η αστοχία της μίας διαδρομής δεν αφαιρεί την αποτελεσματικότητα της άλλης. Δεν αρκεί λοιπόν να σχεδιάσουμε δύο κανάλια και να τα θεωρούμε ανεξάρτητα χωρίς ανάλυση των συνθηκών λειτουργίας τους.

Ας εξετάσουμε μια προβλέψιμη υπέρταση τροφοδοσίας που μπορεί να καταστρέψει στοιχεία και των δύο καναλιών. Ή την αύξηση της θερμοκρασίας μετά από βλάβη της ψύξης, που επηρεάζει και τις δύο διαδρομές ταυτόχρονα. Αυτού του είδους το πρόβλημα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στην αξιολόγηση CCF — των αστοχιών κοινής αιτίας.

Η υπέρταση δεν σταματά αφού καταστρέψει το πρώτο κανάλι, για να σεβαστεί τον πλεονασμό του σχεδίου.

Η κοινή τροφοδοσία ή το κοινό περίβλημα δεν σημαίνουν αυτομάτως ότι η λύση είναι απαράδεκτη. Πρέπει όμως να αποδειχθούν η κατάλληλη αντοχή και τα εφαρμοσμένα μέτρα προστασίας. Δεν πρέπει να υποθέτουμε ότι κάθε ανωμαλία θα περιοριστεί ευγενικά σε μία διαδρομή.

Γι’ αυτό αξιολογούμε τα μέτρα κατά CCF για το πραγματικό υποσύστημα και την εφαρμογή του. Η προστασία των εισόδων, της λογικής και των εξόδων μπορεί να απαιτεί διαφορετικές λύσεις. Ένας πίνακας αντιγραμμένος από έργο σε έργο δεν αποδεικνύει ότι οι ίδιες παραδοχές ταιριάζουν σε όλα.

Λείπουν πέντε βαθμοί. Μα έγινε εκπαίδευση

Η βαθμολογική μέθοδος του προτύπου απαιτεί τουλάχιστον 65 βαθμούς για τα εφαρμοσμένα μέτρα κατά CCF. Δεν πρόκειται για ποσοστό ανίχνευσης αστοχιών ούτε για βαθμολογία ποιότητας ολόκληρου του μηχανήματος.

Ας υποθέσουμε ότι οι τεκμηριωμένες επιλογές δίνουν 60 βαθμούς. Λείπουν πέντε. Ο πίνακας περιέχει ένα στοιχείο σχετικό με εκπαίδευση και στην τεκμηρίωση υπάρχει παρουσιολόγιο από την εκπαίδευση των χειριστών.

Μπορούμε να το επιλέξουμε. Το φύλλο θα το δεχτεί.

Μόνο που το αξιολογούμενο μέτρο αφορά εκπαίδευση των μελετητών στις αιτίες και στις συνέπειες αστοχιών κοινής αιτίας, με κατάλληλη τεκμηρίωση. Η εκπαίδευση των χειριστών στη χρήση του μηχανήματος απαντά σε διαφορετική ερώτηση.

Οι εργαζόμενοι έμαθαν να χειρίζονται το μηχάνημα. Στον υπολογισμό πιστώθηκε ότι ο μελετητής γνωρίζει τις αιτίες κοινών αστοχιών. Οι πέντε βαθμοί βρέθηκαν αλλάζοντας τον αποδέκτη της εκπαίδευσης.

Το ίδιο ισχύει όταν προσθέτουμε βαθμούς για μέτρο που υλοποιήθηκε μόνο εν μέρει. Σε αυτή τη μέθοδο η μερική συμμόρφωση δεν δίνει μέρος των βαθμών. Δίνει μηδέν για το συγκεκριμένο στοιχείο.

Δεν πρόκειται για σχολαστικότητα χάριν του πίνακα. Η βαθμολόγηση αντικαθιστά λεπτομερέστερη εκτίμηση μόνο αν τηρούνται οι κανόνες της. Εάν αρχίσουμε να δίνουμε βαθμούς για λύσεις παρόμοιες, σχεδιαζόμενες ή «που συνήθως εφαρμόζουμε», δεν χρησιμοποιούμε πλέον αυτή τη μέθοδο, όσο κι αν η φόρμα εξακολουθεί να φαίνεται ίδια.

Η παράμετρος πρέπει να οδηγεί σε συγκεκριμένη λύση

Για την επιλεγμένη DC πρέπει να μπορούμε να δείξουμε το επιτηρούμενο στοιχείο, τον τρόπο ανίχνευσης των επικίνδυνων αστοχιών του και την απαιτούμενη αντίδραση. Για τα μέτρα κατά CCF που προσμετρήθηκαν — την πραγματική υλοποίηση, τις συνθήκες εφαρμογής και τη βάση χορήγησης των βαθμών.

Για ένα ήδη αξιολογημένο υποσύστημα χρησιμοποιούμε τα κατάλληλα δεδομένα και τις συνθήκες ενσωμάτωσής του. Για το δικό μας τμήμα του συστήματος απαιτείται δική μας αξιολόγηση. Δεν αντιγράφουμε την εσωτερική διαγνωστική κάλυψη του ρελέ σε επαφείς, αισθητήρες και συνδέσεις που αυτή η παράμετρος δεν περιγράφει.

Μετά από αλλαγή προγράμματος, εξοπλισμού ή συνδέσεων ελέγχουμε επίσης αν η προηγούμενη αιτιολόγηση αντιστοιχεί ακόμη στο μηχάνημα. Η αφαίρεση ελέγχου ή η αποδυνάμωση της αντίδρασης σε σφάλμα δεν είναι αδιάφορη μόνο και μόνο επειδή κανείς δεν άνοιξε το αρχείο των υπολογισμών.

Η DC και τα CCF πρέπει να περιγράφουν τα μέτρα που υλοποιήθηκαν. Όχι εκείνα που έλειπαν για να βγει το επιθυμητό γράμμα.

6. Χίλιοι κύκλοι ανά βάρδια. Και το ρελέ ασφαλείας κάνει δουλειά

Ημιαυτόματος σταθμός συναρμολόγησης. Ο χειριστής ανοίγει τον προφυλακτήρα, αλλάζει το τεμάχιο, κλείνει τον προφυλακτήρα και ξεκινά τον επόμενο κύκλο. Στη λύση που εξετάζουμε, κάθε άνοιγμα απενεργοποιεί τις εξόδους ρελέ και τους επαφείς, ενώ η αποκατάσταση της ετοιμότητας τους ενεργοποιεί ξανά.

Χίλιες φορές ανά βάρδια.

Στην αξιολόγηση της διάρκειας ζωής, όμως, κάποιος υπολογίζει μόνο τις περιστασιακές ενεργοποιήσεις της διακοπής έκτακτης ανάγκης. Επειδή οι ίδιοι επαφείς συμμετέχουν και στη λειτουργία E-STOP, ενώ το μπουτόν μανιταριού σχεδόν κανείς δεν το πατά.

Στους υπολογισμούς ο εξοπλισμός περιμένει μια έκτακτη ανάγκη. Μέσα στον πίνακα εξυπηρετεί από το πρωί κάθε επόμενο τεμάχιο.

Μπορούμε να αντιγράψουμε σωστά τα δεδομένα του κατασκευαστή, να εφαρμόσουμε σωστά τον τύπο και να πάρουμε εντελώς άχρηστο αποτέλεσμα. Αρκεί να υπολογίσουμε το στοιχείο για διαφορετικό αριθμό ενεργοποιήσεων από αυτόν που πραγματικά εκτελεί.

Η λειτουργία ασφάλειας δεν χρειάζεται να περιμένει μια βλάβη

Η προστασία μπορεί να συμμετέχει στην κανονική χρήση του μηχανήματος σε όλη τη βάρδια. Αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε μισό λεπτό υπάρχει κατάσταση έκτακτης ανάγκης. Σημαίνει ότι ο τρόπος εργασίας απαιτεί τακτική εκτέλεση ενός συγκεκριμένου προστατευτικού καθήκοντος.

Σε σταθμό όπου ο προφυλακτήρας ανοίγει για κάθε τεμάχιο, το καθήκον είναι η αποτροπή επικίνδυνης κίνησης κατά την πρόσβαση. Στη χειροκίνητη τροφοδοσία μέσω του πεδίου φωτοκουρτίνας — η διακοπή της κίνησης ή η διατήρηση της αναστολής της μετά την παραβίαση του πεδίου. Σε κατάλληλα εφαρμοσμένο χειρισμό με δύο χέρια — η δυνατότητα εκτέλεσης συγκεκριμένης επικίνδυνης κίνησης μόνο όταν πληρούνται οι απαιτούμενες συνθήκες χειρισμού.

Σε κάθε μία από αυτές τις υλοποιήσεις, οι έξοδοι ρελέ μπορεί να λειτουργούν σε κάθε παραγωγικό κύκλο. Μπορεί — δεν είναι υποχρεωτικό. Πρέπει να ελεγχθεί το συγκεκριμένο σύστημα. Χίλιες παραβιάσεις της φωτοκουρτίνας δεν σημαίνουν αυτομάτως χίλιες μεταγωγές κάθε συσκευής στον πίνακα.

Αντίστοιχα, η κλήση ενός μπλοκ προγράμματος σε κάθε σάρωση του ελεγκτή δεν είναι μηχανικός κύκλος του ρελέ.

Η ένδειξη «safety» περιγράφει τον προορισμό της συσκευής. Δεν απαλλάσσει τις επαφές της από τους νόμους της φυσικής.

Ένα μηχάνημα, τρία διαφορετικά μεγέθη προς καταμέτρηση

Στη μελέτη πρέπει να διακρίνουμε την έκθεση του ανθρώπου, την απαίτηση εκτέλεσης της λειτουργίας ασφάλειας και τις ενεργοποιήσεις του συγκεκριμένου στοιχείου.

Για την έκθεση ενδιαφέρει πόσο συχνά και για πόσο χρόνο ο άνθρωπος βρίσκεται στην εξεταζόμενη κατάσταση ως προς την πηγή κινδύνου. Για την απαίτηση εκτέλεσης της λειτουργίας — πότε χρειάζεται να εκτελεστεί το καθήκον της. Για τη διάρκεια ζωής του επαφέα — πόσους κύκλους εκτελεί ο συγκεκριμένος επαφέας.

Αυτοί οι αριθμοί μπορεί να συνδέονται. Δεν είναι όμως εξ ορισμού ίδιοι.

Ας υποθέσουμε ότι ο K₁ συμμετέχει στη διακοπή έκτακτης ανάγκης, στην προστασία πρόσβασης μέσω προφυλακτήρα και στην κανονική διακοπή της διεργασίας. Στον αριθμό ενεργοποιήσεών του περιλαμβάνονται οι πραγματικές μεταγωγές από όλες αυτές τις χρήσεις. Όχι μόνο από τη λειτουργία για την οποία ανοίξαμε μόλις το φύλλο υπολογισμού.

Από την άλλη, δεν μετράμε τον ίδιο φυσικό κύκλο τρεις φορές επειδή αποδίδεται σε τρεις λειτουργίες. Μετράμε τη λειτουργία του στοιχείου, όχι τον αριθμό των σημείων όπου εμφανίζεται το αναγνωριστικό του.

Ο διαχωρισμός των λειτουργιών στην τεκμηρίωση είναι απαραίτητος. Δεν μοιράζει όμως τη φθορά της κοινής συσκευής σε διαφορετικά ανεξάρτητα όρια.

Ο επαφέας δεν αποκτά καινούργιες επαφές όταν περνάμε στο επόμενο κεφάλαιο της έκθεσης.

Χρονικό διάγραμμα που συγκρίνει την πρόσβαση του ανθρώπου A(t), την απαίτηση της λειτουργίας SF1(t) και τις μεταγωγές του επαφέα K1(t).
Η συχνότητα πρόσβασης, η απαίτηση εκτέλεσης της επιλεγμένης λειτουργίας ασφάλειας και ο αριθμός κύκλων του κοινού στοιχείου δεν είναι κατ’ ανάγκη ίδιοι. Στην αξιολόγηση της διάρκειας ζωής λαμβάνουμε υπόψη την πραγματική λειτουργία του στοιχείου σε όλες τις χρήσεις του.

Μισό εκατομμύριο κύκλοι τον χρόνο. Χωρίς εξαιρετικά γρήγορη παραγωγή

Για το παράδειγμά μας θεωρούμε 1000 πλήρεις κύκλους του στοιχείου ανά βάρδια, δύο βάρδιες ημερησίως και 250 ημέρες λειτουργίας τον χρόνο.

Ο ετήσιος αριθμός κύκλων είναι:

nop = 1000 × 2 × 250 = 500 000 κύκλοι/έτος.

Χίλιοι κύκλοι σε οκτάωρη βάρδια σημαίνουν κατά μέσο όρο έναν κύκλο ανά 28,8 δευτερόλεπτα. Δεν χρειαζόμαστε γραμμή με εκατοντάδες τεμάχια ανά λεπτό για να εκτελεί ο εξοπλισμός εκατοντάδες χιλιάδες κύκλους τον χρόνο.

Σε αυτό το παράδειγμα ένας πλήρης κύκλος περιλαμβάνει την ενεργοποίηση και την απενεργοποίηση του στοιχείου. Στην πραγματική επιλογή εξοπλισμού, ο τρόπος καταμέτρησης πρέπει να αντιστοιχεί στον ορισμό του κύκλου στον οποίο αναφέρονται τα δεδομένα του κατασκευαστή. Δεν επιτρέπεται να πάρουμε τον αριθμό ενεργοποιήσεων από έναν πίνακα, τον αριθμό αλλαγών κατάστασης από άλλον και να τους θεωρήσουμε ίδιο μέγεθος.

Πρέπει επίσης να υπολογιστούν πρόσθετες ενεργοποιήσεις κατά τις προβλεπόμενες δοκιμές, ρυθμίσεις ή άλλες εργασίες — εφόσον πράγματι προκαλούν μεταγωγή αυτού του στοιχείου.

Το ετήσιο πρόγραμμα παραγωγής μπορεί να είναι αναλυμένο μέχρι το τελευταίο τεμάχιο. Ο αριθμός μεταγωγών στους υπολογισμούς ασφάλειας δεν πρέπει να προκύπτει από μια πιο πρόχειρη κουβέντα.

Το B10D δεν εγγυάται λειτουργία μέχρι τον εκατομμυριοστό κύκλο

Για ηλεκτρομηχανικά, μηχανικά και πνευματικά στοιχεία που υπόκεινται σε φθορά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την παράμετρο B10D. Περιγράφει τον μέσο αριθμό κύκλων μέχρι να αστοχήσει επικίνδυνα το 10% των στοιχείων.

Δεν σημαίνει ότι κάθε μονάδα θα ολοκληρώσει με ασφάλεια αυτόν τον αριθμό κύκλων. Ούτε είναι οποιαδήποτε τιμή «διάρκειας ζωής» διαβάσαμε στον κατάλογο.

Τα δεδομένα πρέπει να αντιστοιχούν στην εφαρμογή και στις συνθήκες λειτουργίας. Στις επαφές έχει σημασία, μεταξύ άλλων, το φορτίο για το οποίο καθορίστηκε η τιμή. Η μηχανική αντοχή, η ηλεκτρική αντοχή και το B10D δεν γίνονται εναλλάξιμα επειδή όλα εκφράζονται σε κύκλους.

Ο μεγαλύτερος αριθμός στον κατάλογο δίνει το πιο όμορφο αποτέλεσμα. Αξίζει ακόμη να ελέγξουμε αν αφορά τις συνθήκες του δικού μας μηχανήματος.

Για τον επόμενο υπολογισμό ας θεωρήσουμε ενδεικτικά B10D = 1 000 000 κύκλοι για ένα μεμονωμένο ηλεκτρομηχανικό στοιχείο που πληροί τις προϋποθέσεις της μεθόδου. Αυτή είναι παραδοχή του παραδείγματος, όχι παράμετρος συγκεκριμένου προϊόντος.

MTTFD: είκοσι χρόνια. Αντικατάσταση: το αργότερο στα δύο

Από το B10D και τον ετήσιο αριθμό κύκλων προσδιορίζουμε το MTTFD του στοιχείου:

MTTFD = B10D / (0,1 × nop).

Για τα δεδομένα μας:

MTTFD = 1 000 000 / (0,1 × 500 000) = 20 έτη.

Μπορούμε να ανασάνουμε. Το μηχάνημα προορίζεται για δέκα χρόνια, επομένως τα είκοσι μοιάζουν με γερό περιθώριο.

Μόνο που το MTTFD δεν είναι η επιτρεπόμενη διάρκεια χρήσης αυτής της μονάδας.

Με την ίδια μέθοδο προσδιορίζουμε το T10D, μέχρι το οποίο περιορίζουμε τη χρήση του στοιχείου:

T10D = B10D / nop = 1 000 000 / 500 000 = 2 έτη.

Και τα δύο αποτελέσματα είναι σωστά. Το MTTFD περιγράφει την αξιοπιστία του στοιχείου στο επιλεγμένο μοντέλο. Το T10D ορίζει το όριο της διάρκειας χρήσης του που προκύπτει από το B10D και την ένταση λειτουργίας.

Όποιος εξέλαβε τα είκοσι χρόνια ως χρόνο αντικατάστασης μόλις δεκαπλασίασε τη διάρκεια χρήσης. Απλώς μπερδεύοντας τα ονόματα δύο παραμέτρων.

Εάν η προβλεπόμενη διάρκεια χρήσης του συστήματος είναι μεγαλύτερη, το στοιχείο πρέπει να αντικατασταθεί πριν ή το αργότερο όταν φτάσει το T10D. Δεν πρόκειται για πρόβλεψη ότι ακριβώς εκείνη την ημέρα θα πάψει να λειτουργεί. Πρόκειται για το όριο εφαρμογής της αιτιολόγησης της αξιοπιστίας του.

Από αυτούς τους δύο υπολογισμούς δεν προέκυψε ακόμη PL e ούτε οποιοδήποτε άλλο PL για ολόκληρη τη λειτουργία. Προέκυψαν μια παράμετρος αξιοπιστίας μεμονωμένου στοιχείου και ένας περιορισμός της χρήσης του. Και τα δύο πρέπει να ενσωματωθούν στη σωστή αξιολόγηση του υποσυστήματος.

Η υπόσχεση αντικατάστασης κάθε δύο χρόνια δεν αυξάνει αυτομάτως το MTTFD από 20 σε 100 χρόνια. Ούτε διορθώνει διαγνωστικά που λείπουν. Επιτρέπει να τηρηθεί ο περιορισμός στον οποίο βασίζεται η μέθοδος.

Ένα έτοιμο ρελέ ασφαλείας δεν είναι μία μεμονωμένη επαφή

Ο παραπάνω υπολογισμός αφορούσε στοιχείο που αξιολογείται με τη μέθοδο B10D. Για έτοιμη, ήδη αξιολογημένη μονάδα ασφάλειας χρησιμοποιούμε τις παραμέτρους και τις συνθήκες που αφορούν τη μονάδα και τη συγκεκριμένη εφαρμογή της.

Εάν δίνονται PL και PFH, πρέπει να ελεγχθεί για ποιες διαμορφώσεις, φορτία, συχνότητες λειτουργίας και διάρκειες χρήσης ισχύουν. Εάν έχει οριστεί όριο κύκλων, δεν επιτρέπεται να παραλειφθεί επειδή δίπλα αναγράφεται PL e.

Δεν παίρνουμε έναν τυχαίο αριθμό που περιγράφεται ως αντοχή του ρελέ, δεν τον ονομάζουμε από μόνοι μας B10D και δεν ανακοινώνουμε με βάση αυτόν νέο αποτέλεσμα για ολόκληρη τη μονάδα.

Από το τεχνικό φυλλάδιο πρέπει να περάσουν στη μελέτη όχι μόνο το ευνοϊκό γράμμα αλλά και οι όροι που αναγράφονται από κάτω.

Εάν η πραγματική ένταση λειτουργίας απαιτεί αντικατάσταση ενός στοιχείου κάθε δύο χρόνια, ενώ το μηχάνημα θα λειτουργεί δέκα, προκύπτει συγκεκριμένο καθήκον συντήρησης. Πρέπει να προβλεφθούν οι διαδοχικές αντικαταστάσεις και να δοθούν στον χρήστη οι πληροφορίες για την εκτέλεσή τους. Ένα αποτέλεσμα που μένει μόνο στο αρχείο του μελετητή δεν προγραμματίζει τους ελέγχους στο εργοστάσιο.

Η διακοπή έκτακτης ανάγκης μπορεί να μη χρησιμοποιηθεί για χρόνια. Ο επαφέας στον οποίο βασίζεται μπορεί στο μεταξύ να εκτελέσει εκατομμύρια μεταγωγές. Η ένδειξη «E-STOP» στο σχέδιο δεν αφαιρεί ούτε έναν κύκλο.

7. Το μηχάνημα για δέκα χρόνια. Το πρώτο ρελέ για δύο

Η τεκμηρίωση της μελέτης προέβλεπε περιοδική αντικατάσταση του στοιχείου. Στο εγχειρίδιο έμεινε μόνο μια γενική σύσταση: «να ελέγχεται τακτικά το σύστημα ασφάλειας».

Ύστερα από δύο χρόνια, στον έλεγχο, το ρελέ λειτουργεί. Το μηχάνημα σταματά όταν ανοίγει ο προφυλακτήρας. Δεν υπάρχει αναφορά βλάβης, άρα δεν παραγγέλνεται ανταλλακτικό.

Ο μελετητής προέβλεψε αντικατάσταση πριν από την αστοχία. Το εργοστάσιο αντικαθιστά μετά την αστοχία. Το επιτευχθέν PL καταγράφηκε σαν να είχαν συμφωνήσει και οι δύο στην ίδια μέθοδο.

Δεν είχαν συμφωνήσει. Εάν η περιοδική αντικατάσταση ήταν προϋπόθεση της αξιολόγησης, δεν μπορεί να μείνει μόνο στους υπολογισμούς. Ο χρήστης πρέπει να γνωρίζει ποιο στοιχείο να αντικαταστήσει, πότε και τι να ελέγξει μετά την αντικατάσταση.

Το «να ελέγχεται τακτικά» δεν δίνει καμία από αυτές τις πληροφορίες. Επιτρέπει όμως για χρόνια να συμπληρώνονται πρακτικά που βεβαιώνουν ότι ο έλεγχος έγινε.

Πέντε μονάδες. Τέσσερις αντικαταστάσεις. Ένα μηχάνημα

Ας θεωρήσουμε ένα παράδειγμα χρήσης: το μηχάνημα προορίζεται για δέκα χρόνια και για το επιλεγμένο ρελέ έχει τεθεί όριο ενός εκατομμυρίου κύκλων. Με 500 000 κύκλους τον χρόνο, αυτό σημαίνει αντικατάσταση το αργότερο στα δύο χρόνια, εκτός αν άλλος περιορισμός την απαιτεί νωρίτερα.

Το χρονοδιάγραμμα αυτό δεν προσδιορίζει το PL. Περιγράφει τη συντήρηση που απαιτείται για να διατηρηθούν οι συνθήκες για τις οποίες αξιολογήθηκε το σύστημα.

Με σταθερή ένταση λειτουργίας και αντικαταστάσεις στο τέλος κάθε διαδοχικής διετίας, το πρόγραμμα είναι το εξής:

Περίοδος χρήσης μηχανήματος Μονάδα ρελέ Ενέργεια στο τέλος της περιόδου
0–2 έτη Πρώτη, τοποθετημένη κατά την κατασκευή Πρώτη αντικατάσταση
2–4 έτη Δεύτερη Δεύτερη αντικατάσταση
4–6 έτη Τρίτη Τρίτη αντικατάσταση
6–8 έτη Τέταρτη Τέταρτη αντικατάσταση
8–10 έτη Πέμπτη Τέλος χρήσης του μηχανήματος σε αυτό το σενάριο

Πέντε μονάδες και τέσσερις αντικαταστάσεις σε δέκα χρόνια. Όχι πέντε αντικαταστάσεις — η πέμπτη μονάδα λειτουργεί μέχρι το προβλεπόμενο τέλος χρήσης.

Αυτές είναι οι τελευταίες επιτρεπόμενες προθεσμίες αντικατάστασης. Στην πράξη προγραμματίζουμε την αλλαγή ώστε να μην ξεπεραστεί το όριο, αντί να περιμένουμε να το φτάσουμε και μετά να ελέγχουμε τη διαθεσιμότητα ανταλλακτικού και την επόμενη διαθέσιμη διακοπή παραγωγής.

Η ημερομηνία παράδοσης του νέου ρελέ δεν παρατείνει την επιτρεπόμενη χρήση του παλιού. Ακόμη κι αν ο προμηθευτής ζητά πολλές συγγνώμες.

Δεκαετές πρόγραμμα χρήσης μηχανήματος: πέντε διαδοχικές μονάδες ρελέ, με αντικαταστάσεις στα 2, 4, 6 και 8 έτη.
Η δεκαετής χρήση ενός μηχανήματος μπορεί να απαιτεί πέντε διαδοχικές μονάδες του ίδιου στοιχείου. Παρουσιάζεται ενδεικτικό χρονοδιάγραμμα με σταθερή ένταση λειτουργίας και διετή διαστήματα αντικατάστασης.

Το χρονικό όριο του μηχανήματος δεν είναι απλώς μια ημερομηνία στην πρώτη σελίδα

Δέκα χρόνια χρήσης πρέπει να σημαίνουν κάτι περισσότερο από τον αναμενόμενο χρόνο απόσβεσης της επένδυσης. Πρέπει να καθοριστούν οι συνθήκες υπό τις οποίες το μηχάνημα θα διατηρεί τις απαιτούμενες ιδιότητες σε όλη αυτή την περίοδο.

Πόσες βάρδιες την ημέρα; Πόσες ημέρες τον χρόνο; Πόσοι κύκλοι; Με ποιο φορτίο; Ποια εξαρτήματα χρειάζονται αντικατάσταση πριν λήξει η περίοδος που προβλέπεται για το σύνολο;

«Μηχάνημα για δέκα χρόνια» και «όλα τα εξαρτήματα για δέκα χρόνια» είναι δύο διαφορετικές υποσχέσεις. Η δεύτερη δεν συνοδεύει αυτομάτως την πρώτη.

Η τεκμηρίωση της μελέτης χρειάζεται τις παραμέτρους και τις παραδοχές που στηρίζουν το αποτέλεσμα. Οι πληροφορίες για τον χρήστη χρειάζονται τις ενέργειες που προκύπτουν από αυτές. Το εργοστάσιο δεν χρειάζεται κάθε εσωτερικό φύλλο του μελετητή για να μάθει πότε να αλλάξει ένα ρελέ. Χρειάζεται όμως σαφείς πληροφορίες που να επιτρέπουν την αντικατάσταση.

Στην πράξη, η οδηγία πρέπει να οδηγεί σε συγκεκριμένο αναγνωριστικό στο σχέδιο και σε συγκεκριμένο ανταλλακτικό. Να ορίζει το όριο, τον τρόπο προσδιορισμού της προθεσμίας, τις συνθήκες ασφαλούς εκτέλεσης και τον απαιτούμενο έλεγχο.

Ένας μετρητής κύκλων και μια προειδοποίηση για επικείμενη αντικατάσταση μπορούν να βοηθήσουν. Το πρόγραμμα μπορεί επίσης να βασίζεται στον χρόνο, εφόσον η οργάνωση της χρήσης εξασφαλίζει πράγματι ότι δεν ξεπερνιέται το προβλεπόμενο όριο κύκλων. Πρώτα όμως πρέπει να γνωστοποιηθούν αυτές οι παραδοχές.

Το τμήμα συντήρησης δεν πρέπει να μαντεύει από την ημερομηνία κατασκευής της συσκευής ποιο φορτίο εισήγαγε ο μελετητής στους υπολογισμούς τρία χρόνια πριν.

Η τρίτη βάρδια φέρνει την αντικατάσταση νωρίτερα. Δεν μηδενίζει τους κύκλους

Ας επιστρέψουμε στο στοιχείο του προηγούμενου υπολογισμού. Μετά από έναν χρόνο λειτουργίας σε δύο βάρδιες έχει εκτελέσει 500 000 κύκλους. Τους μισούς από το προβλεπόμενο εκατομμύριο.

Το εργοστάσιο προσθέτει τρίτη βάρδια. Με τους ίδιους 1000 κύκλους ανά βάρδια και 250 ημέρες λειτουργίας τον χρόνο, η νέα ένταση είναι:

1000 × 3 × 250 = 750 000 κύκλοι/έτος.

Οι υπόλοιποι 500 000 κύκλοι θα εξαντληθούν έπειτα από περίπου οκτώ μήνες τέτοιας λειτουργίας. Με την παραδοχή ομοιόμορφης χρήσης, το όριο θα επιτευχθεί περίπου στον εικοστό μήνα από την έναρξη λειτουργίας, όχι στα δύο χρόνια.

Για μια καινούργια μονάδα, το εκατομμύριο κύκλοι θα αντιστοιχούσε πλέον σε περίπου δεκαέξι μήνες. Μόνο που στον πίνακα δεν εγκαταστάθηκε καινούργια μονάδα. Η υπάρχουσα έχει ήδη εκτελέσει μισό εκατομμύριο κύκλους.

Η αλλαγή του προγράμματος παραγωγής δεν μηδενίζει τη φθορά του εξοπλισμού. Τη μηδενίζει το πολύ το φύλλο υπολογισμού, εάν κάποιος άρχισε ξανά να μετρά από την αρχή.

Πρέπει να επανεξεταστεί όχι μόνο η προθεσμία αντικατάστασης. Για το στοιχείο του προηγούμενου παραδείγματος B10D, η αύξηση από 500 000 σε 750 000 κύκλους ετησίως μεταβάλλει το υπολογισμένο MTTFD από 20 σε περίπου 13,3 έτη. Αυτό είναι νέο δεδομένο για την αξιολόγηση του υποσυστήματος.

Δεν σημαίνει αυτόματη πτώση κατά ένα γράμμα PL. Σημαίνει ότι πρέπει να ελεγχθεί αν το προηγούμενο αποτέλεσμα παραμένει τεκμηριωμένο με τη νέα ένταση χρήσης.

Η νωρίτερη αντικατάσταση αντιμετωπίζει την υπέρβαση του ορίου. Δεν αντικαθιστά τον έλεγχο των υπόλοιπων συνεπειών του αυξημένου αριθμού κύκλων.

Το «το ελέγξαμε, λειτουργεί ακόμη» δεν παρατείνει την προβλεπόμενη διάρκεια ζωής

Η λειτουργική δοκιμή και η αντικατάσταση μετά από ορισμένο χρόνο ή αριθμό κύκλων εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς.

Μια επιτυχής δοκιμή επιβεβαιώνει τη λειτουργία στο πεδίο που ελέγχθηκε. Δεν επαναφέρει στο φθαρμένο στοιχείο τις παραμέτρους μιας καινούργιας μονάδας και δεν δικαιολογεί από μόνη της παράταση του ορίου που χρησιμοποιήθηκε στην αξιολόγηση.

Το ρελέ έκανε ακόμη μία μεταγωγή. Να του χαρίσουμε γι’ αυτό άλλα δύο χρόνια θα ήταν εξαιρετικά γενναιόδωρη ερμηνεία της δοκιμής.

Δεν ισχυριζόμαστε ότι αμέσως μετά την προθεσμία η συσκευή παύει να λειτουργεί. Ούτε ότι το PL e μετατρέπεται αυτομάτως σε PL d. Το θέμα είναι ότι η περαιτέρω χρήση δεν μπορεί να δικαιολογείται χωρίς αλλαγές από αποτέλεσμα που βασίστηκε σε προϋπόθεση η οποία δεν τηρήθηκε.

Εάν η αντικατάσταση παραλείφθηκε, πρέπει να αποκατασταθούν οι απαιτούμενες συνθήκες και να ελεγχθεί κατάλληλα το σύστημα. Άλλος ένας επιτυχής έλεγχος δεν διαγράφει την εκκρεμή εργασία.

Το ανταλλακτικό ταιριάζει στη βάση. Ταιριάζει και στους υπολογισμούς;

Στην επόμενη αντικατάσταση χρησιμοποιείται άλλο μοντέλο. Ταιριάζει μηχανικά, έχει τη σωστή τάση τροφοδοσίας και τον ίδιο αριθμό εξόδων. Το μηχάνημα μπορεί να ξεκινήσει.

Αυτό δεν επιβεβαιώνει ακόμη ισοδυναμία για τη λειτουργία ασφάλειας.

Μπορεί να έχουν σημασία οι παράμετροι αξιοπιστίας, ο χρόνος απόκρισης, ο τρόπος επιτήρησης, το επιτρεπόμενο φορτίο και οι συνθήκες χρήσης. Το ανταλλακτικό πρέπει να πληροί τις ίδιες απαιτήσεις ασφάλειας που είναι ουσιώδεις στη συγκεκριμένη εφαρμογή — όχι απλώς να έχει τις ίδιες διαστάσεις.

Η βάση έλεγξε την απόσταση μεταξύ των ακροδεκτών. Η υπόλοιπη αξιολόγηση παραμένει δουλειά του ανθρώπου.

Μετά από επισκευή ή τροποποίηση του συστήματος απαιτείται κατάλληλη επανεπικύρωση, που περιλαμβάνει λειτουργική δοκιμή. Το εύρος της εξαρτάται από τις αλλαγές. Η αντικατάσταση με ίδιο στοιχείο δεν απαιτεί να θεωρήσουμε το μηχάνημα εντελώς νέα μελέτη, αλλά δεν απαλλάσσει από τον έλεγχο ότι αποκαταστάθηκαν οι σωστές συνδέσεις και η σωστή λειτουργία.

Ένα νέο ρελέ δεν ανανεώνει ούτε το ιστορικό των άλλων εξαρτημάτων. Οι επαφείς, οι αισθητήρες και οι βαλβίδες έχουν δικούς τους περιορισμούς. Η αντικατάσταση μιας συσκευής δεν ξεκινά από την αρχή τη διάρκεια χρήσης ολόκληρου του συστήματος.

Η συντήρηση πρέπει να σχεδιάζεται, όχι απλώς να συνιστάται

Εάν ένα στοιχείο χρειάζεται περιοδική αντικατάσταση, πρέπει να εξασφαλίζεται ότι αυτή μπορεί να πραγματοποιηθεί. Η πρόσβαση, η ταυτοποίηση του ανταλλακτικού, ο χώρος για εργαλεία και ο τρόπος ελέγχου μετά την εργασία ανήκουν στη μελέτη όσο και οι ακροδέκτες και τα καλώδια.

Η οδηγία «αντικατάσταση κάθε δύο χρόνια» ελάχιστα βοηθά αν το αναγνωριστικό της συσκευής δεν φαίνεται, η αφαίρεσή της απαιτεί αποσύνδεση γειτονικών κυκλωμάτων και η τεκμηρίωση δεν επιτρέπει την αποκατάσταση των συνδέσεων χωρίς μαντεψιές.

Αυτό δεν δικαιολογεί την αναβολή της αντικατάστασης. Δείχνει ότι ο μελετητής όρισε την αναγκαία εργασία, αλλά δεν εξασφάλισε τις συνθήκες εκτέλεσής της.

Η πληρότητα των οδηγιών χρήσης και των πληροφοριών αντικατάστασης ελέγχεται κατά την επικύρωση. Η απουσία προθεσμίας αντικατάστασης δεν είναι λοιπόν μια μικρή συντακτική ατέλεια μετά την ολοκλήρωση της αξιολόγησης. Μπορεί να είναι μια προϋπόθεση που λείπει για τη διατήρηση του αποτελέσματός της.

Εάν η τεκμηρίωση του PL προβλέπει τέσσερις αντικαταστάσεις και το εγχειρίδιο καμία, παραδόθηκε στον χρήστη διαφορετικός τρόπος χρήσης από εκείνον για τον οποίο αποδείχθηκε η ασφάλεια.

8. Το PL υπολογίστηκε. Τώρα ελέγχουμε το μηχάνημα

Κατά την παραλαβή ανοίχτηκε ο προφυλακτήρας. Στην οθόνη εμφανίστηκε μήνυμα ενεργού STO. Ο κινητήρας έπαψε να παράγει ροπή και ο μηχανισμός σταμάτησε ύστερα από λίγο. Στο πρακτικό καταγράφηκε: «η λειτουργία ασφάλειας λειτουργεί».

Το «ύστερα από λίγο» είναι πολύ βολική μονάδα χρόνου. Χωρά σχεδόν κάθε χρόνο ακινητοποίησης.

Ο υπολογισμός καλύπτει την απαίτηση και ο εξοπλισμός αντιδρά, αλλά πρέπει ακόμη να διαπιστωθεί αν η πραγματική αντίδραση προστατεύει τον άνθρωπο. Σταμάτησε η σωστή κίνηση; Αρκετά γρήγορα; Διατηρήθηκε η απαιτούμενη κατάσταση μετά τη διακοπή; Ελέγχθηκε αυτό στις συνθήκες στις οποίες θα χρησιμοποιείται το μηχάνημα;

Γι’ αυτό η απόδειξη ότι PL ≥ PLr δεν αντικαθιστά την επικύρωση της συνολικής υλοποίησης της λειτουργίας. Δεν αρκεί σωστός υπολογισμός της αξιοπιστίας εκτέλεσης ενός καθήκοντος που έχει οριστεί ελλιπώς.

Το STO λειτουργεί. Η κίνηση δεν έχει σταματήσει ακόμη

Το STO —ασφαλής απενεργοποίηση ροπής— δεν είναι καθολική εντολή «κάνε το μηχάνημα ασφαλές». Αφορά την αποτροπή παραγωγής ροπής από τον κινητήρα. Από μόνο του δεν εκτελεί ελεγχόμενη πέδηση, δεν επιβεβαιώνει ακινησία και δεν εξασφαλίζει ηλεκτρική απομόνωση.

Ας εξετάσουμε έναν σταθμό με περιστρεφόμενο τραπέζι. Μετά την ενεργοποίηση του STO ο κινητήρας παύει να κινεί το τραπέζι, αλλά η αποθηκευμένη κινητική ενέργεια δεν εξαφανίζεται. Το τραπέζι σταματά αφού ολοκληρωθεί η ελεύθερη επιβράδυνσή του. Εάν στο διάστημα αυτό ο άνθρωπος μπορεί να φτάσει την επικίνδυνη κίνηση, η σωστή εκτέλεση του STO από μόνη της δεν επιτελεί το προστατευτικό καθήκον.

Ο μετατροπέας εκτέλεσε τη λειτουργία του. Ο μελετητής τού ανέθεσε και μερικές ακόμη, τις οποίες δεν είχε παραγγείλει.

Η ανάγκη διακοπής μιας οριζόντιας κίνησης διαφέρει επίσης από την ανάγκη συγκράτησης ενός φορτισμένου κατακόρυφου άξονα. Εάν το φορτίο μπορεί να κινηθεί λόγω βαρύτητας, πρέπει να εξασφαλιστεί η ασφαλής συγκράτησή του. Η απενεργοποίηση της ροπής δεν γίνεται μέτρο συγκράτησης επειδή υλοποιείται με υψηλό PL.

Αυτό δεν είναι επιχείρημα κατά του STO. Σε σωστά σχεδιασμένο σύστημα μπορεί να εκτελεί κατάλληλα την απαιτούμενη υπολειτουργία. Πρώτα όμως πρέπει να προσδιοριστεί αν χρειάζεται απλώς αποτροπή παραγωγής ροπής, ελεγχόμενη διακοπή, συγκράτηση φορτίου ή συνδυασμός ενεργειών.

Η τιμή της διαθέσιμης λειτουργίας του συστήματος κίνησης δεν καθορίζει το καθήκον που πρέπει να εκτελεστεί.

Απαιτείται μισό δευτερόλεπτο. Το μηχάνημα χρειάζεται πάνω από ένα

Ας θεωρήσουμε στο παράδειγμά μας ότι, για συγκεκριμένη προστασία πρόσβασης, έχει οριστεί μέγιστος χρόνος 0,5 s από την ενεργοποίηση της λειτουργίας μέχρι την παύση της επικίνδυνης κίνησης. Πρόκειται για παραδοχή του παραδείγματος που προκύπτει από την επιλεγμένη στρατηγική προστασίας — όχι για καθολικό όριο για τα μηχανήματα.

Στον έλεγχο μετράμε 1,2 s.

Το σύστημα μπορεί να έχει πολύ καλές παραμέτρους αξιοπιστίας. Μπορεί κάθε φορά να λαμβάνει σωστά το σήμα και να εκτελεί την προβλεπόμενη μεταγωγή. Δεν καλύπτει όμως τη συγκεκριμένη χρονική απαίτηση.

Το μηχάνημα κάνει αξιόπιστα λιγότερα από όσα χρειάζονται. Το καλύτερο PFH δεν θα συντομεύσει την ακινητοποίησή του.

Πρέπει να αλλάξει η υλοποίηση της διακοπής ή η στρατηγική προστασίας πρόσβασης και να ελεγχθεί ξανά η λύση. Δεν αρκεί η μέτρηση της απόκρισης του ρελέ αν η απαίτηση αφορά την παύση της κίνησης ολόκληρου του μηχανισμού.

Στη δεύτερη περίπτωση ο χρόνος είναι 0,4 s. Η χρονική απαίτηση καλύπτεται, αλλά η μέτρηση αυτή δεν επιβεβαιώνει από μόνη της το PL. Όπως και το αποτέλεσμα PFH δεν επιβεβαίωσε τον χρόνο στην πρώτη περίπτωση.

Πρόκειται για δύο απαιτήσεις. Καμία δεν καλύπτει παρεμπιπτόντως την άλλη.

Η τήρηση του αριθμητικού κριτηρίου PFH δεν επιβεβαιώνει την τήρηση του απαιτούμενου χρόνου διακοπής.
Η τήρηση του αριθμητικού κριτηρίου PFH δεν επιβεβαιώνει την τήρηση του απαιτούμενου χρόνου διακοπής. Το ενδεικτικό παράδειγμα δείχνει δύο ξεχωριστά κριτήρια που πρέπει να επαληθεύονται για την ίδια λειτουργία.

Ούτε ο επαφέας αντικαθιστά τον καθορισμό του καθήκοντος

Το STO και το άνοιγμα ενός επαφέα δεν είναι ίδιες ενέργειες. Στη δεύτερη περίπτωση οι επαφές διακόπτουν φυσικά ένα συγκεκριμένο κύκλωμα. Πρέπει όμως να γνωρίζουμε ποιο κύκλωμα και ποια πηγή ενέργειας αποσυνδέουμε.

Αυτό δεν σημαίνει ότι η προσθήκη επαφέα εξασφαλίζει αυτομάτως ταχύτερη ακινητοποίηση ή ασφαλή συγκράτηση άξονα. Ούτε ότι κάθε επαφέας που απενεργοποιείται από το κύκλωμα ελέγχου παρέχει απομόνωση κατάλληλη για ηλεκτρολογικές εργασίες.

Εάν η εργασία απαιτεί κατάσταση χωρίς τάση και απομόνωση του εξοπλισμού, χρειάζονται κατάλληλα μέσα αποσύνδεσης και προστασίας από επανενεργοποίηση. Το μήνυμα «STO ενεργό» δεν επιβεβαιώνει μια τέτοια κατάσταση. Ούτε η εντολή απενεργοποίησης του επαφέα την επιβεβαιώνει από μόνη της.

Απουσία ροπής, απουσία κίνησης και απομονωμένο κύκλωμα δεν είναι τρία ονόματα της ίδιας κατάστασης.

Για τη συμπεριφορά σε αστοχίες χρησιμοποιούμε το πεδίο αξιολόγησης του υποσυστήματος και τις συνθήκες εφαρμογής του. Δεν αποδίδουμε στο STO αντοχή σε κάθε πιθανό σφάλμα, αλλά ούτε υποθέτουμε ότι κάθε βραχυκύκλωμα στον μετατροπέα προκαλεί υποχρεωτικά επικίνδυνη κίνηση. Αυτό το συμπέρασμα δεν προκύπτει μόνο από την απουσία απομόνωσης.

Η επιλογή της λύσης καθορίζεται από τα καθήκοντα και τις εργασίες του μηχανήματος, τις εξεταζόμενες πηγές κινδύνου και την απαιτούμενη αντίδραση. Μόνο μεταξύ λύσεων που πληρούν αυτές τις προϋποθέσεις συγκρίνουμε κόστος, αντοχή και ευκολία συντήρησης.

Η εξοικονόμηση επαφέων μπορεί να είναι καλό αποτέλεσμα της μελέτης. Δεν μπορεί να είναι η προδιαγραφή ασφάλειάς της.

Η επικύρωση δεν είναι ακόμη μία εκτύπωση υπολογισμών

Η επικύρωση περιλαμβάνει ανάλυση και δοκιμές. Ελέγχουμε τόσο τις λειτουργικές απαιτήσεις όσο και τη βάση του επιτευχθέντος PL: δεδομένα, αρχιτεκτονική, διαγνωστικά, συμπεριφορά σε σφάλματα και συνθήκες εφαρμογής.

Αυτή η εργασία δεν ξεκινά όταν το μηχάνημα περιμένει να φορτωθεί. Ήδη η προδιαγραφή πρέπει να ελέγχεται για πληρότητα και συμφωνία με την προβλεπόμενη χρήση. Εάν γράφει μόνο «ενεργοποίηση STO», μπορούμε να επιβεβαιώσουμε υποδειγματικά αυτό το σήμα και ακόμη να μην απαντήσουμε αν αντιμετωπίστηκε η πηγή κινδύνου.

Η απουσία κριτηρίου από την προδιαγραφή δεν διευκολύνει την κάλυψη της απαίτησης. Διευκολύνει να μην προσέξουμε ότι δεν καλύφθηκε.

Οι δοκιμές πρέπει να συνδέονται με όσα χρειάζεται να αποδειχθούν. Περιλαμβάνουν τους σχετικούς τρόπους λειτουργίας, τις ακολουθίες σημάτων, τις συνθήκες επανεκκίνησης και τις προβλέψιμες μη συνήθεις καταστάσεις. Για τις κατηγορίες 2, 3 και 4 προβλέπονται επίσης κατάλληλες δοκιμές με εισαγωγή σφαλμάτων, ώστε να ελέγχονται τα διαγνωστικά και η απαιτούμενη αντίδραση.

Οι δοκιμές αυτές προγραμματίζονται και εκτελούνται υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Δεν αντικαθίστανται από τυχαία αποσύνδεση ενός καλωδίου κατά τη θέση σε λειτουργία ούτε από τη γενική διαβεβαίωση «ελέγξαμε τις βλάβες».

Μπορούν να αξιοποιηθούν υπάρχοντα αποτελέσματα επικύρωσης των υποσυστημάτων. Δεν χρειάζεται να εξετάσουμε εκ νέου το εσωτερικό κάθε αγορασμένης συσκευής. Οι συνδέσεις, οι διεπαφές και η λειτουργία τους στο συγκεκριμένο μηχάνημα εξακολουθούν όμως να χρειάζονται έλεγχο.

Πρέπει επίσης να επιβεβαιωθεί ότι η ελεγχόμενη υλοποίηση αντιστοιχεί στην τεκμηρίωση: οι συσκευές, η έκδοση του προγράμματος, η διαμόρφωση και οι ουσιώδεις ρυθμίσεις. Μετά από αλλαγή λογισμικού ή λύσης, το σχετικό μέρος της επικύρωσης πρέπει να επαναλαμβάνεται.

Η έκθεση δεν ενημερώνεται επειδή φορτώθηκε νέο πρόγραμμα. Ακόμη κι αν το αρχείο εξακολουθεί να λέγεται «final».

Μία λειτουργία. Απαντήσεις που μπορούν να ελεγχθούν

Αντί για άλλη μία γενική καταχώριση «safety — OK», για κάθε λειτουργία πρέπει να μπορούμε να απαντήσουμε στα εξής:

Ερώτηση Πού πρέπει να βρίσκεται η απάντηση;
Από τι προστατεύουμε και κατά ποια εργασία; Στην εκτίμηση κινδύνου, στα όρια του μηχανήματος και στην περιγραφή της προβλεπόμενης χρήσης.
Τι ενεργοποιεί τη λειτουργία και ποια κατάσταση πρέπει να εξασφαλίζει; Στην προδιαγραφή: αντίδραση, χρόνος, τρόποι λειτουργίας και συνθήκες διατήρησης της κατάστασης και επανεκκίνησης.
Ποιο PLr απαιτείται και ποιο PL επιτεύχθηκε; Στην αιτιολόγηση της απαίτησης και στην αξιολόγηση της συγκεκριμένης υλοποίησης — με όρια υποσυστημάτων, μέθοδο, δεδομένα και παραδοχές.
Το κατασκευασμένο μηχάνημα πληροί αυτές τις απαιτήσεις; Στα αποτελέσματα αναλύσεων και δοκιμών που αντιστοιχούν στις επιμέρους απαιτήσεις, συμπεριλαμβανομένων των εξεταζόμενων σφαλμάτων.
Σε ποια υλοποίηση αναφέρονται τα αποτελέσματα; Στην ταυτοποίηση του εξοπλισμού, του προγράμματος, της διαμόρφωσης και της τεκμηρίωσης που καλύπτει ο έλεγχος.
Τι πρέπει να διατηρείται κατά τη χρήση; Στους καθορισμένους περιορισμούς και στους κανόνες ελέγχου, συντήρησης και αντικατάστασης εξαρτημάτων που παραδόθηκαν στον χρήστη.

Το ζητούμενο δεν είναι να δημιουργήσουμε έξι νέες φόρμες. Είναι να μπορούμε να βρούμε τις απαντήσεις και να ελέγξουμε ότι όλες αφορούν την ίδια λειτουργία και το ίδιο μηχάνημα.

Δεν χρειάζεται να παραδοθεί στον χρήστη όλη η τεκμηρίωση της μελέτης. Αυτό όμως δεν μπορεί να γίνει πρόσχημα για να παραμείνουν στον μελετητή πληροφορίες απαραίτητες για τη σωστή χρήση.

Το όριο μεταξύ εσωτερικής τεκμηρίωσης και εγχειριδίου δεν πρέπει να στερεί από τον χρήστη τους όρους που ο ίδιος καλείται να τηρεί.

Το αποτέλεσμα πρέπει να αφορά το μηχάνημα που παραδόθηκε στον χρήστη. Όχι την καλύτερη έκδοση του σχεδίου, την ευνοϊκότερη ρύθμιση ή το πρόγραμμα πριν από την τελευταία διόρθωση.

Το ρελέ δεν θα κάνει τη δουλειά του μελετητή

Η συζήτηση στην εκπαίδευση ήταν καλή αφετηρία για το άρθρο, επειδή αποκάλυψε ένα λάθος που γίνεται εύκολα με καλή πίστη. Επιλέγουμε καλό εξοπλισμό, ελέγχουμε τις παραμέτρους του και υποθέτουμε ότι το αποτέλεσμα για ολόκληρη τη λειτουργία θα είναι εξίσου καλό.

Δεν θα είναι πάντα.

Αυτό δεν λύνεται ούτε αγοράζοντας παντού τις ακριβότερες συσκευές ούτε επαναλαμβάνοντας ότι όλα εξαρτώνται από την εκτίμηση κινδύνου. Πρέπει να μπορούμε να δείξουμε συγκεκριμένη σύνδεση ανάμεσα στην πηγή κινδύνου, στην απαίτηση, στο κατασκευασμένο σύστημα και στο αποτέλεσμα του ελέγχου του.

Εάν το άθροισμα των PFH είναι πολύ μεγάλο, αλλάζουμε τη λύση. Εάν τα διαγνωστικά που υποθέσαμε δεν υπάρχουν, πρέπει να υλοποιηθούν ή να επαναξιολογηθεί το σύστημα. Εάν το αποτέλεσμα προϋποθέτει περιοδικές αντικαταστάσεις, ο χρήστης πρέπει να λάβει τις κατάλληλες πληροφορίες. Εάν το STO λειτουργεί αλλά ο άνθρωπος μπορεί ακόμη να έρθει σε επαφή με επικίνδυνη κίνηση, το προστατευτικό καθήκον δεν έχει εκτελεστεί.

Η γνώση του ISO 13849-1 δεν είναι ευχέρεια στη χρήση συντομογραφιών. Είναι η ικανότητα να αιτιολογούμε τις αποφάσεις για το δικό μας μηχάνημα.

Το PL e πάνω στη συσκευή είναι πληροφορία από τον κατασκευαστή της. Το PL e της λειτουργίας πρέπει να τεκμηριωθεί με τη δική μας δουλειά.

Πηγές και σημειώσεις

[1] Πεδίο και έκδοση του προτύπου. Το άρθρο αναφέρεται στο PN-EN ISO 13849-1:2023-09, που υιοθετεί τα EN ISO 13849-1:2023 και ISO 13849-1:2023. Επίσημα στοιχεία έκδοσης: ISO 13849-1:2023 — Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General principles for design. Η σελίδα του καταλόγου προσδιορίζει την έκδοση και το πεδίο· δεν αντικαθιστά το πλήρες κείμενο του προτύπου. Οι αριθμοί παραγράφων στις επόμενες σημειώσεις αναφέρονται σε αυτή την έκδοση, εκτός αν δηλώνεται ρητά άλλο έγγραφο.

[2] PFH και συνδυασμός υποσυστημάτων — εισαγωγή και ενότητα 1. ISO 13849-1:2023, παράγραφος 3.1.58, πίνακας 2, παράγραφοι 6.2.1–6.2.2 και κεφάλαιο 8: έννοια του PFH, περιοχές PL, άθροιση γνωστών PFH σε σύνδεση σε σειρά ήδη αξιολογημένων υποσυστημάτων, περιορισμός από το χαμηλότερο PL υποσυστήματος και σύγκριση PL με PLr. Σε αυτή την έκδοση ο πίνακας 2 ορίζει το PL e ως PFH < 10−7 h−1, χωρίς κάτω όριο 10−8. Οι τιμές 3, 4, 5 και 2, 3, 4 × 10−8 h−1 είναι ενδεικτικές· στους υπολογισμούς θεωρείται ότι πληρούνται οι υπόλοιπες απαιτήσεις.

[3] Όρια λειτουργίας, κατηγορία και PL — ενότητα 2. ISO 13849-1:2023, παράγραφοι 5.2.1.3, 5.5, 6.1.1, 6.1.3.2.5–6.1.3.2.6 και 6.2: προδιαγραφή λειτουργίας, διαχωρισμός σε υποσυστήματα, απαιτήσεις κατηγοριών 3 και 4 και εύρος αξιολόγησης PL. Τα τρία αποτελέσματα της κατηγορίας 3 προέρχονται από τον πίνακα K.1, στήλη DCavg = medium, υπολογισμένη για 90%, και γραμμές MTTFD = 10, 30 και 100 έτη ανά κανάλι: αντίστοιχα 1,36 × 10−6, 2,65 × 10−7 και 4,29 × 10−8 h−1.

[4] Προσδιορισμός PLr — ενότητα 3. ISO 13849-1:2023, παράγραφοι 5.3–5.4 και πληροφοριακό παράρτημα A: σχήμα A.1, παράγραφοι A.2, A.3.1–A.3.3 και πίνακες A.1–A.2. Η βάση καλύπτει τη σοβαρότητα του τραυματισμού, τη συχνότητα και τη διάρκεια έκθεσης, την πραγματική δυνατότητα αποφυγής ή περιορισμού της βλάβης, τον κανόνα ότι μία αξιολόγηση C οδηγεί σε P2 και την καθοδήγηση για 15 λεπτά και 1/20 του χρόνου λειτουργίας. Η A.2 προβλέπει αιτιολογημένη και τεκμηριωμένη μείωση κατά ένα επίπεδο όταν η πιθανότητα του επικίνδυνου γεγονότος είναι χαμηλή· η μέθοδος δεν είναι η μοναδική επιτρεπόμενη και ένα κατάλληλο πρότυπο τύπου C μπορεί να ορίζει διαφορετικό PLr. Οι απαιτήσεις καθορίζονται πριν επιλεγεί η λύση· η σειρά των παραδειγμάτων στο άρθρο είναι σειρά επεξήγησης.

[5] Επιλογή μεθόδου υπολογισμού — ενότητα 4. ISO 13849-1:2023, παράγραφοι 6.1.3.2.1, 6.1.8–6.1.9 και 6.2.1–6.2.3, σχήμα 12 και πίνακας 9. Η απλοποιημένη διαδικασία απαιτεί ισοδυναμία του υποσυστήματος με κατάλληλη αρχιτεκτονική και τήρηση των παραδοχών του μοντέλου. Διαφορετική αρχιτεκτονική χρειάζεται λεπτομερή υπολογισμό. Ο πίνακας 9 αφορά συνδυασμούς υποσυστημάτων όταν δεν είναι γνωστές όλες οι PFH· η άθροιση αφορά την περίπτωση όπου είναι όλες γνωστές. Το παράδειγμα της διαφοράς μεταξύ πίνακα και αθροίσματος συγκεκριμένων δεδομένων δείχνει τα διαφορετικά πεδία εφαρμογής των μεθόδων, όχι δικαίωμα αυθαίρετης επιλογής του ευνοϊκότερου γράμματος. Η διαδικασία 6.1.9 για έλλειψη MTTFD έχει περιορισμένο πεδίο και δικές της προϋποθέσεις.

[6] Διαγνωστικά και CCF — ενότητα 5. ISO 13849-1:2023, παράγραφοι 5.2.1.3, 6.1.5–6.1.7, πληροφοριακό παράρτημα E (πίνακας E.1 και παράγραφος E.2) και παράρτημα F (παράγραφοι F.1–F.3, ιδίως F.3.5, και πίνακας F.1). Η DC αφορά το εξεταζόμενο στοιχείο· η DCavg λαμβάνει υπόψη τη συμβολή των στοιχείων στη συχνότητα επικίνδυνων αστοχιών. Στη μέθοδο του παραρτήματος F απαιτούνται τουλάχιστον 65 βαθμοί· η μερική εφαρμογή μέτρου δίνει μηδέν για το συγκεκριμένο στοιχείο. Το κριτήριο εκπαίδευσης αφορά την προετοιμασία των μελετητών στις αιτίες και στις συνέπειες CCF. Τα περιστατικά ελέγχου της ίδιας της εντολής, παράλειψης αντίδρασης και χρήσης παρουσιολογίου χειριστών είναι ερμηνευτικά παραδείγματα.

[7] Κύκλοι, B10D, MTTFD και T10D — ενότητα 6. ISO 13849-1:2023, παράγραφοι 5.2.1.3 στοιχείο j), 5.5, 6.1.4 και C.4.1–C.4.3. Τύποι C.1–C.3 και C.7: MTTFD = B10D / (0,1 × nop) και T10D = B10D / nop. Για τις παραδοχές 500 000 κύκλοι/έτος και B10D = 1 000 000 κύκλοι προκύπτουν 20 έτη και 2 έτη. Μετρά η λειτουργία του συγκεκριμένου στοιχείου στην εφαρμογή του, όχι μόνο η χρήση μίας συσκευής ενεργοποίησης. Αυτά τα αποτελέσματα δεν προσδιορίζουν από μόνα τους το PL υποσυστήματος ή λειτουργίας.

[8] Περιορισμοί και συντήρηση — ενότητα 7. ISO 13849-1:2023, παράγραφοι C.4.2–C.4.3, 10.9, κεφάλαιο 11 και κεφάλαια 12–13: περιορισμός χρήσης του στοιχείου, γνωστοποίηση όρων αντικατάστασης, επικύρωση της πληρότητας των οδηγιών χρήσης, πρόσβαση για συντήρηση και επανεπικύρωση μετά από επισκευή ή τροποποίηση. Το πρόγραμμα πέντε μονάδων και τεσσάρων αντικαταστάσεων αφορά την προβλεπόμενη δεκαετία, αντικαταστάσεις ανά διετία και τέλος χρήσης στο δέκατο έτος. Το εκατομμύριο κύκλοι του ρελέ σε αυτό το σενάριο είναι υποθετικό όριο χρήσης, όχι αυτομάτως το B10D του. Ο υπολογισμός αλλαγής της έντασης μετά από έναν χρόνο λαμβάνει υπόψη τους ήδη εκτελεσμένους 500 000 κύκλους και την ενδεικτική ομοιόμορφη λειτουργία στους επόμενους μήνες.

[9] Επικύρωση — ενότητα 8 και συμπέρασμα. ISO 13849-1:2023, παράγραφοι 5.2.1.3, 5.2.2.2, κεφάλαιο 8, παράγραφοι 10.1–10.6, 10.8–10.9 και κεφάλαια 12–13: λειτουργική απαίτηση και PLr, ανάλυση και δοκιμές, κατάλληλη εισαγωγή σφαλμάτων για κατηγορίες 2, 3 και 4, επικύρωση συνδυασμού υποσυστημάτων και λογισμικού, ιχνηλάσιμα αποτελέσματα και πληροφορίες για τον χρήστη. Οι χρόνοι 0,5 s, 1,2 s και 0,4 s είναι παραδοχές του παραδείγματος, όχι όρια του προτύπου. Ο πίνακας ερωτήσεων οργανώνει τα αποδεικτικά στοιχεία· δεν είναι πλήρες σχέδιο επικύρωσης ούτε υποχρεωτική φόρμα.

[10] STO, διακοπή και απομόνωση — συμπλήρωμα της ενότητας 8. PN-EN 60204-1:2018-12, παράγραφοι 5.4–5.6 και 9.2.2–9.2.3.3: διάκριση μεταξύ αποτροπής απροσδόκητης εκκίνησης, λειτουργιών απομόνωσης και κατηγοριών διακοπής, καθώς και επιλογή αντίδρασης βάσει εκτίμησης κινδύνου και λειτουργίας του μηχανήματος. Η έκδοση υιοθετεί το EN 60204-1:2018 και το IEC 60204-1:2016 με ευρωπαϊκές τροποποιήσεις. Στοιχεία της βασικής έκδοσης: IEC 60204-1:2016 — Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements. Το πρότυπο συστημάτων κίνησης που αναφέρεται στην παράγραφο 5.2.2.2 του ISO 13849-1:2023 είναι το IEC 61800-5-2:2016 — Adjustable speed electrical power drive systems — Part 5-2: Safety requirements — Functional· ο σύνδεσμος προσδιορίζει την έκδοση και δεν σημαίνει ότι το άρθρο την εξετάζει πλήρως. Δεν υιοθετείται καθολικό σενάριο κίνησης μετά από οποιοδήποτε βραχυκύκλωμα στον μετατροπέα. Οι ιδιότητες του συγκεκριμένου συστήματος κίνησης πρέπει να ελεγχθούν εντός του πεδίου αξιολόγησης και των συνθηκών εφαρμογής του.

[11] Αναφορά προτύπων στη δήλωση — εισαγωγή. Directive 2006/42/EC — Annex II, Part 1, Section A, points 7–8 και Regulation (EU) 2023/1230 — Annex V, Part A, point 7: αναφορές στα πρότυπα και στις τεχνικές προδιαγραφές που εφαρμόστηκαν. Ο κανονισμός προβλέπει επίσης προσδιορισμό των εφαρμοσμένων τμημάτων όταν τα πρότυπα χρησιμοποιούνται εν μέρει· σύμφωνα με το άρθρο 54 εφαρμόζεται κατά κανόνα από τις 20 Ιανουαρίου 2027. Το σχόλιο της εισαγωγής αφορά την παρουσίαση μιας αναφοράς ως επιβεβαίωσης εργασίας που δεν έγινε· δεν υποθέτει ότι η απλή κατοχή του προτύπου ή η αναγραφή του αριθμού του αποδεικνύει συμμόρφωση του μηχανήματος.

[12] Χαρακτήρας των παραδειγμάτων. Η συζήτηση της εκπαίδευσης στην εισαγωγή αποτελεί εμπειρία του συγγραφέα. Οι υπόλοιπες διαμορφώσεις, τα δεδομένα και οι σκηνές που παρουσιάζονται ως παραδείγματα αναπτύσσουν απαιτήσεις και σχέσεις των προτύπων· δεν αποδίδονται στην εταιρεία της εκπαίδευσης ούτε σε συγκεκριμένα προϊόντα. Καμία εικόνα, πίνακας ή μεμονωμένος υπολογισμός δεν αντικαθιστά την αξιολόγηση και την επικύρωση της πραγματικής λειτουργίας. Πηγή των τεχνικών απαιτήσεων είναι οι αναφερόμενες εκδόσεις των προτύπων, όχι άρθρα κατασκευαστών εξοπλισμού. Το άρθρο δεν αποτελεί επισκόπηση του τρέχοντος καταλόγου εναρμονισμένων προτύπων.

Συχνές ερωτήσεις

Σε τι συνίσταται ο υπολογισμός του PL για τις λειτουργίες ασφαλείας;

Ο υπολογισμός του PL αρχίζει με τον καθορισμό της λειτουργίας ασφάλειας και του απαιτούμενου επιπέδου PLr βάσει της εκτίμησης κινδύνου. Στη συνέχεια αναλύεται ολόκληρη η αλυσίδα που υλοποιεί τη λειτουργία: ανίχνευση, λογική και εκτελεστικά στοιχεία.

Σύμφωνα με το ISO 13849-1, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη, μεταξύ άλλων, η αρχιτεκτονική, η κατηγορία, το MTTFD, το DCavg, το CCF, οι συστηματικές αστοχίες και η συνολική τιμή PFHD. Το PL που αναγράφεται για μια μεμονωμένη συσκευή δεν αποτελεί το αποτέλεσμα για την πλήρη λειτουργία.

Εξασφαλίζουν τρεις συσκευές με PL e επίπεδο PL e για ολόκληρη τη λειτουργία;

Όχι πάντα. Εάν και τα τρία υποσυστήματα είναι απαραίτητα για την εκτέλεση της ίδιας λειτουργίας ασφαλείας, οι τιμές PFHD τους πρέπει να λαμβάνονται υπόψη συνολικά. Το άθροισμα μπορεί να υπερβεί το ανώτατο όριο που προβλέπεται για το PL e.

Για παράδειγμα, 3 × 10−8, 4 × 10−8 και 5 × 10−8 h−1 δίνουν 1,2 × 10−7 h−1, δηλαδή το αριθμητικό εύρος του PL d, παρότι κάθε υποσύστημα αξιολογήθηκε χωριστά ως PL e.

Πώς αθροίζεται το PFH για τα υποσυστήματα μιας λειτουργίας ασφαλείας;

Για τα υποσυστήματα που συνδέονται σε σειρά, καθένα από τα οποία είναι απαραίτητο για την εκτέλεση της λειτουργίας, οι γνωστές τιμές PFHD αθροίζονται: PFHD = PFHD1 + PFHD2 + … + PFHDn.

Ωστόσο, ο απλός αθροισμός δεν υποκαθιστά την επαλήθευση των υπόλοιπων απαιτήσεων του ISO 13849-1, συμπεριλαμβανομένου του περιορισμού που προκύπτει από το χαμηλότερο PL υποσυστήματος, της αρχιτεκτονικής, των διαγνωστικών, των CCF και των μέτρων κατά των συστηματικών αστοχιών.

Ποια τιμή PFH σηματοδοτεί τη μετάβαση από PL e σε PL d;

Για το PL e, η τιμή PFHD πρέπει να είναι μικρότερη από 10−7 h−1. Το εύρος του PL d αρχίζει από 10−7 h−1 και τελειώνει πριν από 10−6 h−1.

Μια τιμή ίση ακριβώς με 10−7 h−1 ανήκει ήδη στο εύρος του PL d. Το όριο για το PL e υπόκειται στη συνθήκη «μικρότερο από» και όχι «μικρότερο ή ίσο με».

Είναι το PL ολόκληρης της λειτουργίας ίσο με το PL του ασθενέστερου στοιχείου;

Το χαμηλότερο PL του εφαρμοζόμενου υποσυστήματος περιορίζει το δυνατό αποτέλεσμα, αλλά δεν εγγυάται την επίτευξή του. Η συνολική λειτουργία δεν μπορεί να αποκτήσει υψηλότερο PL από εκείνο του ασθενέστερου υποσυστήματός της, ενώ ταυτόχρονα μπορεί να επιτύχει χαμηλότερο επίπεδο λόγω του αθροίσματος των PFHD ή της μη εκπλήρωσης άλλων απαιτήσεων.

Επομένως, η διατύπωση «το σύνολο έχει το επίπεδο του ασθενέστερου στοιχείου» αποτελεί απλούστευση που δεν υποκαθιστά τον υπολογισμό του PL.

Ελέγξτε τον υπολογισμό PL ολόκληρης της λειτουργίας ασφαλείας

Αθροίστε τις τιμές PFH των υποσυστημάτων και τεκμηριώστε το επιτευχθέν PL σύμφωνα με το ISO 13849-1. Καταγράψτε κάθε βήμα της διαδικασίας.

Δημιουργήστε λογαριασμό