„Na ovoj drugoj treba postaviti drukčije.” Dvije jednake linije proizvode isti proizvod, ali traže različite postavke temperature. Iskusni operater zna što treba korigirati. Novome to tek treba pokazati. Kad pita zašto se jednaki strojevi ponašaju različito, dobije odgovor da svaki stroj treba malo upoznati.
Tako poremećeno mjerenje prestaje biti kvar koji treba ukloniti. Postaje praktično znanje koje se prenosi s radnika na radnika. Tehnolog korigira parametre, operater prati rezultat, a proizvodnja potvrđuje da se ipak može raditi. Umjesto popravka instalacije povećani su zahtjevi prema ljudima.
To je jedna od manje spektakularnih posljedica pogrešaka u električnoj opremi strojeva. Ništa se ne mora zapaliti. Zaštita ne mora proraditi. Dovoljno je da zbog loše položenih vodiča pogon svakoga dana plaća dodatno podešavanje, nadzor i popravljanje procesa. Trošak se sakrije u radnim satima pa ga je lako zamijeniti za normalan trošak proizvodnje.
HRN EN 60204-1 s tim ima mnogo više veze nego s urednim izgledom kabelskih kanala u ormaru. Električna pogreška može promijeniti način uporabe cijelog stroja. Ako uzrokuje češći pristup opasnom području, ruši i pretpostavke procjene rizika. Podešavanje predviđeno jednom mjesečno i podešavanje koje se izvodi svaki sat nisu ista stvar, čak ni kada ih dokumentacija skriva pod istom riječju.
Sličnu karijeru ostvaruju i druge pogonske dogme. Crveno na signalnom stupu mora značiti svaki zastoj jer voditelj želi vidjeti gdje proizvodnja ne radi. RCD se uz frekvencijske pretvarače ne ugrađuje jer je nekada stvarao probleme. O sustavu napajanja nitko ne pita ako je napon odgovarajući i zaštitni vodič PE priključen.
Svako takvo objašnjenje brzo završava neugodan razgovor. S vremenom se pitanje o tehničkoj osnovi počinje doživljavati kao manjak iskustva onoga tko pita. A iskustvo je potrebno upravo zato da se provjereno rješenje razlikuje od pogreške koju su svi naučili posluživati.
Broj norme u dokumentaciji neće riješiti dvojbu. Treba pregledati instalaciju, pratiti djelovanje zaštite i vidjeti što ljudi stvarno rade na stroju. Posebno ono što stroj od njih navodno nije trebao tražiti.
Najteže je ukloniti kvar koji je već postao standard pogona.
1. Tehnolog regulira proces koji kvari instalacija
Tehnolog treba stabilizirati drugu liniju. Dobiva prikaz temperature, rezultate proizvodnje i mogućnost promjene parametara. Na toj osnovi bira postavke koje daju ispravan proizvod. Ako ih treba korigirati, korigira ih.
Uzrok je, međutim, u polaganju mjernih vodiča uz motorne vodiče servopogona. Smetnje ulaze u krug termopara, a na upravljačkom zaslonu pojavljuju se kao temperatura. Isti proizvod zato traži druge postavke ne zato što je otkriveno novo svojstvo materijala, nego zato što je na jednoj liniji instalacija izvedena lošije.
Odjel tehnologije dobio je problem koji električar nije ostavio na shemi. Ostavio ga je u kabelskom kanalu.
Regulator dobiva pogrešno mjerenje i savjesno reagira
Mjerenje termoparom temelji se na malom naponu koji se pretvara u temperaturu uzimajući u obzir karakteristiku senzora i temperaturu hladnog spoja. Ako smetnja iskrivi očitanje, regulator radi s pogrešnom informacijom. Može povećavati ili smanjivati grijanje potpuno u skladu sa svojim algoritmom, iako stvarna temperatura ne opravdava takvu reakciju.
Pogreška mjerenja tako počinje mijenjati sam proces. Čovjek prati rezultat i pokušava kompenzirati postavke. Nastaje dodatna ručna regulacija koja nije bila navedena pri kupnji automatske linije. Automatika regulira prema pogrešnom mjerenju. Tehnolog popravlja rezultat automatike. U popisu opreme ta dva regulacijska sustava vode se odvojeno: prvi kao upravljački sustav, drugi kao radno mjesto.
Sama brojka na zaslonu ništa ne dokazuje. Poremećeno očitanje može i dalje biti unutar mjernog raspona. Ne mora se pojaviti alarm prekida termopara ni poruka koja bi osoblje jasno usmjerila prema instalaciji.
Ni jednake sheme dviju linija ne isključuju razliku. Shema pokazuje spojeve. Stvarni položaj vodiča, izvedbu oklopa i izjednačenje potencijala treba provjeriti na stroju.
„Ali norma dopušta zajedničko polaganje”
Dopušta. Pod određenim uvjetima. Točka 13.1.3 analiziranog izdanja dopušta polaganje vodiča različitih strujnih krugova jednih uz druge, u zajedničkom kanalu pa i u određenim zajedničkim kabelskim sklopovima. Uvjet je da takav raspored ne ometa pravilan rad nijednog od tih krugova.
Tek nakon toga dolaze zahtjevi za razdvajanje ili izolaciju pri različitim naponima. Argument „izolacija odgovara naponu” odgovara samo na dio pitanja. Vodiči ne moraju izazvati kratki spoj da bi instalacija bila loše izvedena. Dovoljno je da jedan krug kvari informaciju potrebnu drugome.
Zahtjevi EMC-a obuhvaćaju i emisiju smetnji i otpornost opreme u predviđenom radnom okruženju. Informativni dodatak H razrađuje načine ograničavanja smetnji: razdvajanje energetskih i signalnih vodiča, pravilno oklapanje, izjednačenje potencijala te uporabu kabela prema uputama proizvođača.
Nije dovoljno kupiti oklopljeni kabel i proglasiti EMC riješenim. Kabel još treba pravilno položiti, priključiti i završiti.
Najprije provjerimo mijenja li se temperatura doista
Prije nove korekcije recepture treba dovesti u pitanje ono što se dosad smatralo sigurnim: vjerodostojnost očitanja. U dijagnostici takvog slučaja očitanje uspoređujemo s neovisnim referentnim mjerenjem, uzimajući u obzir mjesto mjerenja i vrijeme odziva senzora.
Istodobno bilježimo rad pogona. Tražimo vezu između njihova rada i odstupanja očitanja, a ne samo vezu između rada pogona i promjene temperature. Kretanje stroja može stvarno utjecati na proces.
Provjeravamo konfiguraciju ulaza i izvedbu cijelog mjernog lanca. Zatim u kontroliranom ispitivanju ocjenjujemo učinak promjene trase, oklapanja ili spojeva. Pritom ne mijenjamo istodobno recepturu jer tada više ne možemo razdvojiti posljedice pojedinih promjena.
Ako je uzrok smetnja, posebna postavka za drugu liniju nije dokaz da je proces pravilno razvijen. Ona samo pokazuje da je pronađen način rada unatoč pogrešnom mjerenju. Sljedeća promjena uvjeta može ponovno tražiti intervenciju.
Smetnja je dobila vlastitu tehnološku postavku. Sada se može uredno reproducirati zajedno s recepturom.
2. Jednom mjesečno u procjeni rizika, jednom na sat u proizvodnji
„Podešavanje je obuhvaćeno procjenom rizika.” Jest. Jednom mjesečno. U stvarnosti ga operater izvodi svaki sat jer proces bez dodatnih korekcija ne održava parametre. Radnja ima isti naziv pa na papiru sve izgleda usklađeno.
Razmotrimo slučaj u kojem intervencija traži pristup iza štitnika, u blizinu vrućih procesnih dijelova. Dodatno posluživanje tada znači i dodatno izlaganje. Ne mora biti dopušteno kretanje s otvorenim štitnikom da bi problem postao sigurnosni. Stroj je trebao tražiti povremeno podešavanje. Umjesto toga traži redovito spašavanje proizvodnje. U procjeni rizika i dalje uživa povlastice prve verzije.
„To je samo procesni senzor”
Tako se problem mjerenja pokušava odvojiti od sigurnosti. Senzor ne izvršava sigurnosnu funkciju, sigurnosni relej radi, a otvaranje štitnika zaustavlja pogone. Zaključak glasi da se kvar odnosi samo na kvalitetu.
Ali upravo pogrešno mjerenje dovodi čovjeka stroju češće nego što je predviđeno. Običan senzor ne mora upravljati zaštitom da bi svojim nepravilnim radom poništio uvjete prema kojima je zaštita odabrana.
ISO 12100 pouzdanost opreme povezuje sa smanjenjem broja intervencija i izlaganja opasnostima. Ta veza obuhvaća i funkcije koje nisu sigurnosne. Podjela opreme u dokumentaciji na „sigurnost” i „proces” zato ne oslobađa projektanta od praćenja posljedica njezina rada.
U našem primjeru električar je ostavio poremećen mjerni krug. Tehnolog je pronašao postavke koje omogućuju proizvodnju. Operater obavlja dodatne radnje. Svaki odjel riješio je svoj dio. Samo učestalost izlaganja nema vlastiti odjel pa lako ostane bez vlasnika.
Ako je obrazloženje dostatnog smanjenja rizika bilo utemeljeno na povremenom pristupu, nakon prelaska na intervenciju svaki sat to se obrazloženje više ne može smatrati aktualnim. Nije problem u datumu sljedećeg pregleda. Promijenila se informacija na kojoj je zaključak zasnovan.
| Pretpostavka u procjeni | Stvarni rad u razmatranom slučaju | Što treba ponovno procijeniti? |
|---|---|---|
| Podešavanje jednom mjesečno. | Intervencija svaki sat. | Učestalost izlaganja opasnosti. |
| Jedna kratka radnja tijekom planiranog zastoja. | Ponavljane korekcije i provjere do postizanja odgovarajućeg rezultata. | Ukupno trajanje izlaganja i uvjeti izvođenja zadatka. |
| Nepomični štitnik uklanja se povremeno. | Pristup je potreban više puta tijekom smjene. | Odgovara li zaštita stvarnoj potrebi pristupa? |
To se ne preračunava jednostavnim množiteljem. Češće podešavanje ne daje automatski određeno povećanje rezultata rizika. Treba provjeriti što čovjek radi, čemu je izložen, koliko dugo i uz kakvu zaštitu.
Ali zadržavanje stare učestalosti znači svjesno procjenjivanje uvjeta koji na radnom mjestu više ne postoje.
Štitnik odabran za pregled sada opslužuje proizvodnju
Pretpostavimo da je rijetka potreba pristupa opravdala nepomični štitnik. Pri mjesečnoj radnji njegovo uklanjanje, obavljanje posla i ponovno pričvršćivanje uklapali su se u planirano održavanje. Sada se ista operacija ponavlja tijekom cijele smjene.
Netko će na kraju ostaviti štitnik nepričvršćen. Pogon tada prepoznaje novi problem: neprimjereno ponašanje radnika. Kabelski kanal ostaje kakav jest. Operater dobiva novu obuku.
To ne opravdava rad bez zaštite. Pokazuje gdje je prekinuta analiza uzroka. ISO 12100 upozorava na vezu između sve češće potrebe pristupa i nevraćanja nepomičnih štitnika. U takvim uvjetima treba odabrati drugo odgovarajuće zaštitno rješenje, a ne redovito odvrtanje štitnika proglasiti isključivo disciplinskim problemom.
Jednako bi besmisleno bilo ostaviti neispravno mjerenje i baviti se samo lakšim otvaranjem stroja. Najprije treba ukloniti uzrok nepotrebnih intervencija, a zaštitu prilagoditi radnjama koje stvarno ostaju potrebne. Dok kvar postoji, procjena i zaštitne mjere moraju odgovarati sadašnjim uvjetima rada, a ne obećanju budućeg popravka.
Nakon popravka instalacije ne provjeravamo samo stabilnost očitanja. Provjeravamo i je li nestala potreba za stalnim korekcijama. Tek tada možemo potvrditi koje pretpostavke o posluživanju ponovno odgovaraju stroju.
Procjena rizika izrađena za povremeno podešavanje nije alibi stroju koji ga zahtijeva tijekom cijele smjene.
3. Crveno jer voditelj ne voli zastoje
„Kad stroj stoji, mora svijetliti crveno. Želim odmah vidjeti gdje nema proizvodnje.” Automatizacijski inženjer dobio je jasan zahtjev. Dovoljno je povezati signal s izostankom automatskog rada.
Stroj je završio seriju — crveno. Čeka materijal — crveno. Nastalo je opasno stanje — također crveno. Signalni stup besprijekorno prikazuje nezadovoljstvo voditelja. Informiranje operatera prošlo je nešto lošije.
Jedna boja, proturječne naredbe
Kad nema materijala, čovjek treba prići i obaviti predviđenu radnju. Pri određenom opasnom stanju možda je potrebna hitna zaštitna reakcija ili upravo ostanak podalje od stroja. Ako oba slučaja prikazujemo jednako, boja više ne pomaže pri izboru reakcije.
To je problem. Ne to što je netko uvrijedio tablicu boja.
Analizirano izdanje preporučuje kodiranje pokazivača prema stanju stroja. U tablici 4 crvena je dodijeljena stanju nužde povezanom s opasnošću, žuta nenormalnom stanju, a plava potrebi djelovanja operatera. Zelena označava normalno stanje, dok bijela služi neutralnim informacijama.
„Ne proizvodi” nije kategorija opasnosti. Jednako tako, „proizvodi” nije potvrda sigurnosti. Završetak serije, zahtjev za dopunu materijala i upozorenje na opasnost treba razlikovati. Ne mogu se svesti na zajednički uvjet „automatika ne radi”.
„Ali operateri znaju što crveno znači.” U ovom primjeru prije svega znaju da sama boja ništa ne rješava. Moraju dodatno provjeriti treba li dodati materijal, preuzeti proizvod ili se udaljiti od stroja. Projektiran je upečatljiv signal, a zatim mu je oduzeto posebno značenje.
Voditelj ima puno pravo pratiti zastoje. Za to ne mora preuzeti cijelu upozoravajuću signalizaciju. Proizvodna informacija može se izdvojiti i jasno opisati. Preporučeno kodiranje ostavlja dovoljno mjesta za različita stanja i potrebe osoblja. Traži samo nešto više od spajanja jedne svjetiljke na jedan bit programa.
Crveni STOP uz crveni E-STOP
Na upravljačkom pultu isti se problem pojavljuje s druge strane: čovjek ne prima signal, nego bira uređaj kojim će djelovati. Jedan uz drugi nalaze se obični crveni STOP i crveni E-STOP.
Autor pulta zna njihovu svrhu. Tijekom ispitivanja pritisne pravi gumb i potvrdi reakciju. Projektant je dokazao da nije zamijenio gumbe koje je sam rasporedio. Teško je zamisliti povoljnije uvjete ispitivanja.
Crvena je dopuštena za obični STOP, ali se preporučuje ne upotrebljavati je blizu uređaja za djelovanje u nuždi. Za obično zaustavljanje prednost ima crna, a preporuka dopušta i sivu te bijelu. Crveni upravljački element na žutoj podlozi namijenjen je isključivo djelovanju u nuždi.
Poanta nije proglasiti svaki crveni STOP pogreškom. Treba provjeriti olakšava li konkretni pult prepoznavanje pravog uređaja ili se otežano prepoznavanje opravdava navikom osoblja. Boja, oblik, podloga, oznaka i položaj djeluju zajedno. Razlika na shemi nije dovoljna.
Ako obični STOP dopušta dovršetak određene faze procesa, njegovo pritiskanje umjesto E-STOP-a pokrenut će upravo tu reakciju. Upravljački sustav neće pogoditi da je čovjek zapravo namjeravao pritisnuti susjedni gumb. Funkcija zaustavljanja u nuždi ne smije ovisiti o telepatiji.
Provjeravamo značenje, a ne samo svijetli li
Pri preuzimanju signalizacije treba proći kroz konkretna stanja: završetak serije, čekanje na posluživanje, nepravilnost procesa i opasno stanje. Za svako treba utvrditi što će čovjek vidjeti, kako će prepoznati prioritet i koja se radnja od njega očekuje.
Ako se pojavi više stanja istodobno, provjeravamo skriva li proizvodna informacija upozorenje. Za gumbe provodimo odgovarajuću provjeru: procjenjujemo njihovu prepoznatljivost i dostupnost s mjesta posluživanja, a zatim stvarnu reakciju stroja.
Upute trebaju objasniti dosljedno sučelje, a ne miriti proturječnosti koje su u njemu ostavljene. Ispitivanje izlaza PLC-a potvrdit će da se uključila prava svjetiljka. Neće potvrditi prenosi li ta svjetiljka pravu informaciju.
Voditelj može određivati proizvodne prioritete. Značenje signala opasnosti ne pregovara se zajedno s planom smjene.
4. TT: uzemljenje postoji. Što će isključiti napajanje?
„Zaštitni vodič priključen. Kontinuitet provjeren. Zaštitni uređaj odabran prema opterećenju.” Zvuči potpuno. Sve dok ne pitamo u kojem sustavu napajanja stroj radi i što slijedi nakon kvara izolacije.
Razmotrimo stroj priključen na TT sustav, u kojem je zaštita u uvjetima kvara povjerena samo nadstrujnom zaštitnom uređaju. Odabir je kopiran iz prethodnih projekata. Uvjeti isklopa na novom mjestu nisu provjereni jer je napon isti, a uzemljenje postoji.
Dobavljač je kopirao zaštitni uređaj. Uvjete u kojima je taj uređaj trebao djelovati nije uspio kopirati.
Struja ne nestaje u uzemljivaču
U TN sustavu struja kvara ima metalni povratni put kroz zaštitne vodiče do uzemljene točke izvora. U TT sustavu dostupni vodljivi dijelovi uzemljeni su neovisno o uzemljenju izvora. U strujni krug kvara ulaze i put kroz zemlju te uzemljivači instalacije i izvora.
Nakon kvara izolacije struja teče iz faznog vodiča na kućište, kroz zaštitni spoj i sustav uzemljenja, pa natrag prema izvoru. Njezinu vrijednost određuje impedancija cijele petlje, a ne samo otpor vodiča između kućišta i stezaljke PE.
Uzemljenje nije odvod u koji se struja može ispustiti i time završiti proračun. Zato izvrstan kontinuitet zaštitnih spojeva može postojati istodobno s premalom strujom za djelovanje nadstrujnog uređaja. Nema proturječja. Provjerena je veza, ali nije dokazana učinkovitost odabrane zaštite.
Deset ampera neće uvjeriti zaštitni uređaj od 16 A
Uzmimo jednostavan računski primjer: napon prema zemlji 230 V, impedancija cijele petlje zemljospoja 23 Ω i nadstrujni zaštitni uređaj 16 A. Razmatramo kvar zanemarive impedancije između faznog vodiča i kućišta, uz zanemaren radni tok struje trošila.
Struja kvara približno iznosi:
I = U₀ / Zₛ = 230 V / 23 Ω = 10 A.
To je manje od nazivne struje zaštitnog uređaja. Nema osnove očekivati da će uređaj isključiti strujni krug zbog nadstruje. Na kućištu se pritom može zadržati opasan napon prema zemlji.
Zaštitni uređaj nije neispravan. Deset ampera uz nazivnih šesnaest nije mu razlog za djelovanje. Projektant je taj problem trebao prepoznati ranije.
Uvjet za nadstrujnu zaštitu u dodatku A.2 glasi Zₛ × Iₐ ≤ U₀. Ključna je vrijednost Iₐ: struja koja uzrokuje djelovanje uređaja u zahtijevanom vremenu. To nije nazivna struja pročitana s kućišta uređaja.
Zamjena tih vrijednosti daje vrlo ugodan proračun. Zaštitni uređaj ipak neće djelovati prema našoj pogrešci, nego prema vlastitoj karakteristici.
RCD je osnovno rješenje. Iznimku treba dokazati
Za TT sustav analizirano izdanje navodi RCD kao osnovni način ostvarivanja zaštite u uvjetima kvara, zajedno s odgovarajućom nadstrujnom zaštitom. Dopušten je i samo nadstrujni uređaj, ali pod uvjetom da je trajno i pouzdano osigurana dovoljno niska impedancija petlje kvara.
„Norma dopušta TT bez RCD-a.” Dopušta. Naš proračun upravo je pokazao zašto tu mogućnost u ovom slučaju ne možemo primijeniti. Pronalaženje iznimke ne popravlja parametre instalacije.
Kod primjene RCD-a provjerava se, među ostalim, uvjet Rₐ × IΔn ≤ 50 V, gdje Rₐ obuhvaća otpor uzemljivača i zaštitnog vodiča, a IΔn nazivnu diferencijalnu struju djelovanja. Zasebno treba osigurati zahtijevano vrijeme isklopa.
Za modelni krajnji strujni krug 16 A, pri naponu prema zemlji 230 V AC, tablica A.2 navodi 0,2 s. Samo ispunjenje nejednadžbe ne potvrđuje vrijeme djelovanja. Jednako tako, sama ugradnja RCD-a ne potvrđuje pravilan odabir ni pravilno povezivanje.
RCD ne tražimo samo unutar ormara stroja. Zaštitu može pružati odgovarajući uređaj u napojnoj instalaciji. Treba utvrditi koji uređaj štiti razmatrani strujni krug i pod kojim uvjetima. Granica isporuke nije granica tehničke analize.
Proizvođač mora navesti zahtjeve priključenja. Dodatak A.2 predviđa uporabu podataka buduće instalacije ili određivanje dopuštenih parametara za serijski proizvedene strojeve. Najveća dopuštena vrijednost otpora uzemljivača ili impedancije petlje koja je uzeta u projektu mora biti navedena u uputama za instaliranje.
„Priključiti prema pravilima struke” ne prenosi taj podatak. Samo sljedećem električaru prepušta da pogađa što je prethodni smatrao dovoljnim.
Kućište može biti besprijekorno spojeno na PE, a zaštita ipak neučinkovita. Čovjeka štiti pravilno projektiran strujni krug, ne sama prisutnost zeleno-žutog vodiča.
5. IT mreža bez nadzora. Proizvodnja ne smije stati
„To je IT. Kod prvog zemljospoja ne isključuje.” Prednost sustava zapamćena je. Teže je odgovoriti kako će osoblje doznati da se prvi zemljospoj već dogodio.
Razmotrimo instalaciju koja koristi mogućnost nastavka rada, ali nema nadzor za otkrivanje i signaliziranje kvara izolacije. Stroj proizvodi, zaštitni uređaji ne isključuju, a održavanje ne prima dojavu.
Odabran je sustav u kojem se kvar ne mora pokazati zastojem, a zatim je izostavljeno njegovo otkrivanje. Teško je pronaći bolji način poboljšanja statistike prijavljenih kvarova.
Što je zapravo izolirano?
U IT sustavu aktivni su dijelovi izolirani od zemlje ili je točka izvora spojena sa zemljom preko dovoljno velike impedancije. To ne znači da se metalna kućišta ostavljaju bez zaštitnih spojeva i uzemljenja.
Pri prvom kvaru izolacije struja prema zemlji ograničena je svojstvima sustava, uključujući impedanciju izolacije, kapacitivnosti prema zemlji i eventualnu impedanciju spojenu na izvor. Ako su uvjeti zaštite ispunjeni, napajanje nije potrebno odmah isključiti.
To omogućuje organiziranje pronalaska i uklanjanja kvara bez naglog prekida procesa. Ne omogućuje da se oštećena izolacija proglasi novim prihvatljivim stanjem instalacije.
Zato je potreban nadzor. Uređaj za nadzor izolacije, IMD, prati otpor izolacije nadziranog sustava prema zemlji i signalizira njegov pad ispod odabrane vrijednosti. Mjerenje provedeno pri preuzimanju ne zamjenjuje tu funkciju tijekom uporabe. Zapisnik potvrđuje što je izmjereno na dan ispitivanja. Ne radi noćnu smjenu.
Utišavanje alarma ne popravlja izolaciju
Točka 6.3.3 analiziranog izdanja za IT sustave upućuje na odgovarajuće zahtjeve IEC 60364-4-41. Za vrijeme kvara izolacije traži se zadržavanje zvučnog i optičkog signala. Dopušteno je ručno utišati zvučni signal nakon što se oglasio.
Razlika je važna. Može se potvrditi primitak informacije i isključiti zvuk. Iz toga ne slijedi da je uzrok alarma nestao.
Pretpostavimo da je IMD ugrađen, ali osoblje redovito poništava poruku jer „stroj normalno radi”. Alarm se vraća pa s vremenom postaje navodna smetnja samog uređaja. Izolacija se pogoršala. Reklamaciju je dobio uređaj koji je to otkrio.
Ako zaslon nakon potvrde alarma pokazuje normalan rad, iako kvar još postoji i nema druge trajne optičke signalizacije, informacija je uklonjena iz sučelja, a ne iz instalacije. Sljedeća smjena možda više neće znati da radi s neriješenim kvarom.
Drugi kvar ne mora nastati na istom stroju
Prvi kvar može spojiti fazu L1 s kućištem jednog uređaja. Sljedeći može spojiti fazu L2 s kućištem drugog uređaja napajanog iz istog IT sustava. Preko zajedničkih zaštitnih spojeva tada nastaje put međufaznog kratkog spoja. Mora biti osigurano zahtijevano automatsko isključenje.
Objašnjenje „prvi zemljospoj ne isključuje” više ne opisuje stanje koje imamo. Nadzor izolacije i zaštita koja isključuje pri sljedećem kvaru obavljaju različite zadatke.
IMD ne zamjenjuje zaštitne uređaje za isklop. Jednako tako, čekanje djelovanja zaštite pri drugom kvaru ne zamjenjuje otkrivanje i obradu prvoga. Ostavljen poznati kvar sustavu oduzima prednost zbog koje je odabran.
Umjesto da informaciju iskoristi za organiziranje popravka, pogon čeka da sljedeći kvar sam odredi termin zastoja.
„Nadzor je u razvodnom ormaru.” Dobro. Dokle dolazi alarm?
Izostanak IMD-a u ormaru stroja ne dokazuje da nadzora nema. Može ga pružati uređaj koji obuhvaća odgovarajući sustav napajanja. Treba, međutim, utvrditi stvarni opseg nadzora, a ne samo pronaći uređaj s odgovarajućim nazivom.
Koje strujne krugove obuhvaća? Obuhvaća li taj stroj u svim predviđenim konfiguracijama napajanja? Gdje se pojavljuje alarm i tko ga obrađuje?
Pri preuzimanju provjeravamo postavke i cijeli signalni put prema uputama proizvođača uređaja. Potvrđujemo da informacija dolazi do mjesta na kojem će biti uočena, da ostaje dostupna dok kvar traje i da vodi do unaprijed određenog postupanja.
Svjetleća dioda u zatvorenom razvodnom ormaru može potvrditi rad uređaja, ali malo pomaže ljudima koji ni ne znaju da postoji. Dobavljač je pretpostavio da će alarm obraditi pogon. Pogon je pretpostavio da je dobavljač sve riješio. Izolacija nije sudjelovala u tom dogovoru.
Iz IT sustava preuzeta je mogućnost nastavka proizvodnje. Obveza otkrivanja kvara očito je proglašena dodatnom opcijom.
6. „Uz frekvencijske pretvarače ne ugrađujemo RCD”
RCD isključuje pri pokretanju pogona. Nakon nekoliko zastoja netko ga ukloni. Stroj ponovno radi, prijava se zatvara, a iz neobjašnjenog isključivanja nastaje pravilo za buduće projekte: uz frekvencijske pretvarače ne ugrađujemo RCD.
Izveden je zaključak o svim pretvaračima. Nije utvrđeno ni zašto je taj jedan strujni krug isključivao.
Tvrdnja „ovaj RCD ne odgovara ovom sustavu” može biti potpuno točna. Zaključak „zato sustav više ne treba zaštitu koju je taj RCD trebao pružiti” već je slobodno stvaralaštvo.
Struja odvoda ne čeka kvar izolacije
Pogonski sustav može uzrokovati struje prema zemlji i bez kvara. Na njih utječu konstrukcija pogona, EMC filtri, kapacitivnost motornih kabela i sklopna frekvencija. Tu su i prijelazne pojave pri uključivanju.
RCD reagira na diferencijalnu struju prema vlastitim karakteristikama. Od upravljačkog sustava ne prima poruku: „To se samo pune kapacitivnosti, molimo ne prekidajte proizvodnju.”
Isključenje zato može nastati zbog neusklađenosti zaštitnog uređaja s ispravnom opremom. Može pokazivati i stvarni kvar. Sama prisutnost frekvencijskog pretvarača na shemi ne govori koji je slučaj posrijedi.
Treba provjeriti struje pri uključivanju i tijekom rada, njihov valni oblik te konfiguraciju strujnog kruga. Isti pogon s kratkim i dugim motornim kabelom ne mora postavljati jednake zahtjeve.
Više pogona iza zajedničkog RCD-a zahtijeva procjenu ukupne diferencijalne struje, a ne kopiranje odabira za jedan uređaj. Struje prema zemlji ne nestaju zato što je svaki pogon pojedinačno bio unutar pretpostavljene vrijednosti. Zajednička zaštita radi s cijelom priključenom skupinom.
To se rješava pri projektiranju. Uklanjanje uređaja uklanja njegovu reakciju, a ne uzrok protoka struje.
Izostanak isključivanja može biti još gora vijest
Kod energetske elektronike treba razmotriti i oblik diferencijalne struje u uvjetima kvara. Ona može sadržavati istosmjernu komponentu za koju ugrađeni RCD nije prikladan.
Dovoljno velika istosmjerna komponenta može pogoršati sposobnost uređaja tipa AC ili A da otkrije kvar. U određenim uvjetima nastaje takozvano zasljepljivanje RCD-a: uređaj ostaje uključen iako više ne pruža očekivanu reakciju na struju kvara.
Taj slučaj daje izvrsne proizvodne rezultate. Zaštita više ne ometa proizvodnju jer više ne štiti pravilno.
Uređaj pritom ne mora biti neispravan. Dovoljno je primijeniti ga u uvjetima za koje nema potrebna svojstva. Točka 7.7 analiziranog izdanja navodi mogućnost zahtjeva za RCD-om tipa B kada se mogu pojaviti struje kvara s istosmjernim komponentama.
Detalje odabira treba povezati s konstrukcijom sustava i uputama proizvođača pogona. Narudžba „RCD-a za frekvencijski pretvarač” nije dovoljan projekt. Tip opisuje sposobnost reagiranja na određene valne oblike. I dalje treba odrediti diferencijalnu struju djelovanja, frekvencijsku karakteristiku, vrijeme djelovanja i uvjete uporabe.
Treba pogledati i ispred ormara stroja. Istosmjerna komponenta koja prolazi kroz RCD tipa B, ali je ispod njegova praga djelovanja, može utjecati na zajednički zaštitni uređaj postavljen više u instalaciji. Ugradnja odgovarajućeg uređaja kod pogona ne potvrđuje automatski ispravnost cijelog sustava zaštite.
Odabir zaustavljen na stezaljkama vlastite isporuke može ostaviti problem u razvodnom ormaru korisnika. Tamo ga neće riješiti izjava da „naš ormar ima tip B”.
„Postavit ću viši prag” također traži proračun
Povećanje nazivne diferencijalne struje djelovanja ili uvođenje vremenske odgode može smanjiti neželjena isključivanja. Ali zaštita i dalje mora ispunjavati uvjete zbog kojih je RCD ugrađen.
U ranije opisanom TT sustavu promjena struje djelovanja utječe na uvjet povezan s otporom uzemljenja. Promjena odgode utječe na vrijeme isklopa. Parametri se ne mogu povećavati sve dok stroj napokon ne prestane stajati.
Prag odabran metodom „još isključuje, stavi viši” dokazano je usklađen sa strpljenjem voditelja. Usklađenost sa zaštitom od električnog udara treba dokazati zasebno.
Pravilno rješenje može tražiti drugi RCD, podjelu strujnih krugova, ograničavanje struja odvoda mjerama koje dopušta proizvođač ili promjenu koncepta zaštite. Odvajanje zaštitnog vodiča nije takav koncept. Samovoljno odspajanje EMC filtra može samo preseliti problem sa zaštitnog uređaja na mjerenje i upravljanje.
Ne mora svaki stroj s frekvencijskim pretvaračem imati RCD. Ako je potrebna zaštita učinkovito ostvarena drugim načinom, njegov izostanak može biti opravdan. Opravdanje je dokazana učinkovitost zaštite, a ne sama prisutnost pretvarača.
Prije odobrenja rješenja treba poznavati sustav napajanja, zadaću zaštitnog uređaja, očekivane struje u radu i pri kvaru, zahtjeve proizvođača te koordinaciju uređaja. Tek se zatim uređaji odabiru i ispituje njihovo djelovanje.
Uklonjeni RCD doista više ne uzrokuje zastoje. Teško je to ipak upisati kao pozitivan rezultat ispitivanja zaštite od električnog udara.
7. Je li ispitivanje prošao stroj ili ekipa koja je spašavala njegov rad?
Tijekom preuzimanja naše ogledne linije tehnolog korigira postavku, automatizacijski inženjer mijenja konfiguraciju, a operater ponovno pokreće ciklus. Nakon nekoliko pokušaja proizvod zadovoljava zahtjeve. U zapisniku ostaje pozitivan rezultat.
Sve intervencije tretirane su kao pomoć pri puštanju u rad. Nije utvrđeno koje su uklonile uzrok problema, a koje će se morati ponavljati tijekom proizvodnje. Stroju je priznat rezultat postignut zajedničkim radom nekoliko stručnjaka. U uputama je predviđen jedan operater.
Korekcije tijekom ispitivanja također su rezultat
Puštanje u rad traži podešavanje. Problem nije u tome što su se prije preuzimanja mijenjali parametri, nego u prihvaćanju stroja bez dokaza da se nakon tih radova ponaša prema projektu.
Ako su tijekom stvarnog ispitivanja i dalje potrebne neplanirane korekcije, treba ih zapisati. Što je promijenjeno? Zašto? Je li nakon promjene ponovno provjeren cijeli razmatrani ciklus ili se samo čekao prvi dobar proizvod?
Prvi dobar komad može zaključiti raspravu brže od uklanjanja uzroka prethodnih neispravnih komada. Posebno ako je prijevoz stroja već naručen.
Kod poremećenog mjerenja ne zanima nas samo postignuta kvaliteta. Treba potvrditi vjerodostojnost očitanja u predviđenim uvjetima rada i utvrditi je li nestala potreba za dodatnim intervencijama. Bez toga korisniku se može predati ispravan proizvod iz pokusa i neispravan proces za svakodnevni rad.
Planirane radnje operatera nisu kvar automatizacije. Privremeno spašavanje rada sustava ipak ne smije nestati iz procjene samo zato što ga radnik obavlja vješto. Posebno ako traži češći pristup opasnosti nego što je pretpostavljeno pri odabiru zaštite.
Pri preuzimanju zato treba promatrati i čovjeka. Ne da bismo utvrdili zaslužuje li taj stroj, nego da bismo vidjeli što stroj stvarno traži od njega.
Mjerni instrument neće umjesto nas dovršiti preuzimanje
„Električna mjerenja su pozitivna.” Dobro. Koji su zahtjevi njima provjereni?
Poglavlje 18 analiziranog izdanja upućuje na opseg provjere određen posebnom normom proizvoda. Ako takva norma ne postoji, traži se provjera usklađenosti izvedbe s dokumentacijom, kontinuiteta sustava zaštitnog povezivanja, uvjeta automatskog isklopa kada se tako ostvaruje zaštita u uvjetima kvara te funkcionalna ispitivanja.
Mjerenje otpora izolacije i ispitivanje naponom navedeni su zasebno. Ne zamjenjuju ostale provjere. Ni svaka stavka nema iste uvjete primjene. Opseg provjere proizlazi iz opreme i zahtjeva. Okretni prekidač na instrumentu nije sadržaj norme.
Ispravan rezultat kontinuiteta ne objašnjava hoće li zaštitni uređaj isključiti odgovarajući strujni krug u zahtijevanom vremenu. Ne potvrđuje da će alarm izolacije doći do osoblja ni da će mjerenje temperature ostati vjerodostojno dok pogoni rade. To su različita pitanja i traže različite provjere.
I usklađenost sa shemom ima granice. Ako izvedba vjerno ponavlja projektantsku pogrešku, usporedba dokumentacije sa strojem može završiti izvrsno. Potvrđena je precizna izvedba pogreške. Ne i njezina prihvatljivost.
| Što se smatra riješenim? | Što još treba provjeriti? | Gdje tražiti potvrdu? |
|---|---|---|
| „Na drugoj liniji imamo drukčije postavke.” | Je li mjerenje vjerodostojno i je li uklonjen uzrok korekcija? | Usporedba s referentnim mjerenjem, bilježenje očitanja tijekom rada pogona i provjera nakon popravka instalacije. |
| „Podešavanje je u procjeni rizika.” | Odgovara li procjena stvarnoj učestalosti, trajanju i uvjetima intervencije? | Promatranje zadataka, zapisi intervencija i ponovna procjena pretpostavki za odabir zaštite. |
| „Svjetiljke svijetle, gumbi rade.” | Prepoznaje li čovjek stanje, potrebnu radnju i odgovarajući upravljački element? | Opis signalizacije, ocjena pulta te ispitivanje konkretnih stanja i reakcija stroja. |
| „U TT sustavu priključili smo PE.” | Što osigurava učinkovito isključenje nakon kvara? | Podaci napajanja, odabir zaštite i provjera uvjeta, uključujući instalaciju ispred stroja. |
| „IT omogućuje nastavak proizvodnje.” | Hoće li kvar biti otkriven, signaliziran i obrađen? | Opseg nadzora, postavke, ispitivanje signalizacije i utvrđen način reakcije. |
| „Uz frekvencijske pretvarače više ne isključuje.” | Pruža li novo rješenje i dalje potrebnu zaštitu? | Obrazloženje odabira, upute proizvođača, koordinacija zaštitnih uređaja i rezultati odgovarajućih ispitivanja. |
Nakon izmjene treba provjeriti na što se odnose raniji rezultati
Tijekom puštanja u rad promijenjena je postavka zaštitnog uređaja, zamijenjen je uređaj ili su vodiči premješteni. Dokumentacija i rezultati provjera moraju se odnositi na izvedbu koja se predaje korisniku.
Nakon promjena treba razmotriti potrebu za ponovnom provjerom i ispitivanjem. Opseg ovisi o utjecaju izmjene na opremu. Ne treba slijepo ponavljati sve, ali nije dopušteno pretpostaviti da raniji rezultat obuhvaća izmjenu samo zato što je izvedena istoga dana.
Datum na zapisniku odgovara. Zaštitni uređaj na koji se mjerenje odnosilo već je napustio ormar.
U zapisniku treba navesti ispitanu konfiguraciju, bitne postavke, uvjete ispitivanja i kriterije ocjene. Treba zabilježiti odstupanja i način njihova zatvaranja. Tako se može utvrditi što je stvarno potvrđeno, bez rekonstrukcije puštanja u rad iz sjećanja sudionika.
Korekcija koja uklanja uzrok problema rezultat je inženjerskog rada. Korekcija koju odsad treba ponavljati svaki sat novi je zahtjev prema osoblju. Preuzimanje mora ih razlikovati prije nego što obje završe pod zajedničkom oznakom „stroj podešen”.
Ako su ljudi tijekom ispitivanja stalno popravljali rad stroja, i njihov je doprinos dio rezultata. Ne može se oduzeti u trenutku potpisivanja zapisnika.
8. Navika pogona ne popravlja projekt
Loše izvedena instalacija može se platiti pri kupnji stroja, a zatim plaćati dalje: vremenom operatera, radom tehnologa i novim zastojima. S vremenom se taj račun toliko dobro uklopi u troškove proizvodnje da pitanje uklanjanja uzroka počinje zvučati kao nepotrebno kompliciranje.
Za popravak projekta šteta je izgubiti jedan zastoj. Za svakodnevno popravljanje njegovih posljedica nekako se uvijek pronađe vrijeme.
Znanje iskusnog osoblja u takvoj se situaciji mora vratiti projektantu. Radnici mogu pokazati kada mjerenje prestaje biti vjerodostojno, što puštanje u rad doista zahtijeva i koje se radnje stalno ponavljaju iako su trebale biti povremene.
Njihova snalažljivost vrijedan je izvor podataka o stroju. U opisanim slučajevima uglavnom je iskorištena za odgađanje popravka.
Primjena HRN EN 60204-1 traži usporedbu projekta sa stvarnom opremom i uvjetima njezina rada. Treba dokazati djelovanje zaštite, primjerenost primijenjenih rješenja i usklađenost pretpostavki sa stvarnim posluživanjem stroja.
Višegodišnja navika ne daje nedostajuće proračune ni rezultate provjera. Zato nakon sljedećeg „taj stroj jednostavno tako radi” treba zatražiti objašnjenje uzroka.
Ako je odgovor ime jedinog operatera koji na tom stroju može održavati proizvodnju, doznali smo nešto o sposobnosti čovjeka. Projekt još čeka obranu.
Radnici mogu naučiti živjeti s nedostatkom stroja. Time nedostatak ne postaje tehnološki zahtjev.
Izvori i napomene
Brojevi točaka navedeni u članku potječu iz izvornog poljskog izdanja iz prosinca 2018., koje uvodi odgovarajući europski tekst s izmjenama. Hrvatsku oznaku norme i njezin status za konkretan projekt treba provjeriti u važećem katalogu hrvatskih norma. Ne treba pretpostaviti da različita nacionalna izdanja, izmjene i prijevodi imaju potpuno jednako numeriranje ili tekst.
Vanjske poveznice vode na stranice IEC-a, ISO-a i Europske komisije. Kataloške stranice služe identifikaciji publikacije i njezina područja primjene. Ne zamjenjuju puni tekst norme.
[1] Električna oprema kao dio sigurnosti stroja. Uvod te dijelovi 1, 2 i 8 izvornog izdanja povezuju električnu opremu s procjenom rizika stroja, posljedicama nepravilnog rada i pravilnim odabirom opreme. Međunarodna temeljna publikacija navedena je u katalogu IEC 60204-1:2016.
[2] Polaganje vodiča, EMC i termoparovi. Točke 4.4.2 i 13.1.3 te informativni dodatak H obrađuju emisiju, otpornost, zajedničko polaganje vodiča, razdvajanje trasa i spojeve za ograničavanje smetnji. Za karakteristike termoparova vidi IEC 60584-1:2013 — termoparovi, elektromotorna sila i dopuštena odstupanja. Opisana dijagnostika inženjerski je prijedlog, a ne izvještaj o ispitivanju konkretnih linija.
[3] Češće intervencije i odabir zaštite. ISO 12100:2010 u točkama 5.5.2.3.1, 5.5.3.2, 6.2.13 i 6.3.2.1 razmatra potrebu, učestalost i trajanje izlaganja, pouzdanost opreme te odabir štitnika prema potrebi pristupa. Vidi ISO 12100:2010. Promjena pretpostavke ne znači automatsko poništenje cijele procjene ili obvezno povećanje određene razine svojstava sigurnosne funkcije.
[4] Boje i značenje sučelja. Točke 10.2.1 i 10.3.1–10.3.3 te tablica 4 izvornog izdanja daju preporuke za kodiranje pokazivača i izbjegavanje običnog crvenog STOP-a uz uređaj za djelovanje u nuždi. Obični crveni STOP dopušten je, dok je kombinacija crvenog upravljačkog elementa i žute podloge rezervirana za djelovanje u nuždi.
[5] Zaštita u TT sustavu. Točka 6.3.3, dodatak A, tablica A.2 i točka 17.2 obuhvaćaju koordinaciju zaštite, uvjetnu uporabu nadstrujnog uređaja, izraze Zₛ × Iₐ ≤ U₀ i Rₐ × IΔn ≤ 50 V te instalacijske podatke. Vrijednosti 230 V, 23 Ω i 16 A modelni su podaci. Vrijeme 0,2 s odnosi se samo na opisani krajnji strujni krug, a ne na sve TT strujne krugove.
[6] Nadzor izolacije u IT sustavu. Za instalacijske zahtjeve vidi IEC 60364-4-41:2005 s izmjenom iz 2017. — zaštita od električnog udara. Za IMD vidi IEC 61557-8:2014 — uređaji za nadzor izolacije u IT sustavima. Opis prvog i sljedećeg kvara pojašnjava načelo rada, ali ne zamjenjuje cjelovit projekt ni odabir uređaja.
[7] RCD uz frekvencijske pretvarače. Točke 6.3.3, 7.7, 4.2.1 i 18.2.1 izvornog izdanja odnose se na zaštitu u uvjetima kvara, moguće istosmjerne komponente, upute dobavljača i provjeru RCD-a. Dodatne publikacije su IEC 62423:2009 te IEC 60364-5-53:2019 s izmjenama iz 2020. i 2024.. Opis struja odvoda i zasljepljivanja RCD-a nije potpuna uputa za odabir uređaja za svaki pogon.
[8] Provjera i izmjene tijekom puštanja u rad. Točke 18.1, 18.2.1–18.2.3, 18.6 i 18.7 izvornog izdanja razdvajaju pojedine provjere, dokumentiranje rezultata, funkcionalna ispitivanja i razmatranje ponovnih ispitivanja nakon izmjena. Točka 17.2 obuhvaća instalacijske podatke, postavke, održavanje i provjeru funkcija nakon popravaka ili izmjena.
[9] Temeljno izdanje, izmjene i usklađenost. IEC je objavio izmjenu IEC 60204-1:2016 iz 2021.. Ovaj članak nije pregled svih kasnijih izmjena ni njihovih nacionalnih preuzimanja. Za konkretan projekt treba zasebno utvrditi važeće izdanje, izmjene, primjenjivu normu tipa C i instalacijske zahtjeve. Službene informacije objavljuje Europska komisija — usklađene norme za strojeve. Povezana stranica vodi prema službenim odlukama i popisima; ovaj članak ne utvrđuje trenutačni status pojedinog izdanja.
[10] Priroda primjera. Organizacijske situacije, načini pristupa stroju, računske vrijednosti i tablice služe objašnjenju tehničkih veza. Nisu izvještaji o mjerenjima konkretnih instalacija ni potpuni postupci preuzimanja. Dijagnostika iz prvog poglavlja prijedlog je za utvrđivanje uzroka: treba dokazati što mijenja očitanje prije nego što se na temelju tog očitanja ponovno promijeni proizvodnja. Tablica iz sedmog poglavlja nije potpun plan provjere, nego način otkrivanja slučajeva u kojima je istinita tvrdnja o stroju iskorištena za opravdavanje mnogo šireg zaključka.