Tehničke mjere zaštite na strojevima: papir trpi svaku normu, ali stroj ne.

Najgore mjesto za traženje normi za novi stroj jest izjava o sukladnosti nekog sličnog stroja. Ipak, upravo se tako iznenađujuće često počinju projektirati tehničke mjere zaštite na strojevima.

Procjena rizika još nije završena. Ne zna se kako će operater uklanjati zaglavljeni materijal, može li posegnuti preko štitnika ni hoće li se opasno gibanje zaustaviti prije nego što osoba dođe do njega. Unatoč tome, već se postavlja pitanje: koje norme unosimo u izjavu?

Odgovor je obično spreman: ISO 12100, odgovarajuća norma tipa C i nekoliko poznatih normi tipa B. Kopiraj, zalijepi, potpiši. Dokument izgleda ozbiljno. Problem je što je proizvođač upravo dao niz tehničkih izjava koje mora moći dokazati.

Navođenjem norme bez ograničenja njezine primjene proizvođač ne tvrdi samo da zna njezinu oznaku. Tvrdi da je primijenio sva relevantna pravila, da je odabrao odgovarajuće rješenje, proveo potrebne proračune i ispitivanja te potvrdio učinkovitost zaštite.

Gdje je trag tih odluka? Koja je opasnost dovela do odabira štitnika? Zašto je potrebno zaključavanje? Iz čega proizlazi sigurnosna udaljenost? Koji PLr mora postići sigurnosna funkcija? Čime je potvrđeno da se cijeli sustav zaustavlja dovoljno brzo?

Ako na ta pitanja nema odgovora, popis normi nije dokaz sukladnosti. Papir trpi svaku normu. Stroj ne.

Od čega polaze tehničke mjere zaštite na strojevima?

Stroj i dalje mora rezati, preša mora stvarati silu, robot se mora gibati, a valjci moraju uvlačiti materijal. Obradak može ostati vruć dugo nakon završetka procesa. Uklanjanjem svih tih svojstava često bi nestala i funkcija zbog koje je stroj izrađen.

Prvi korak smanjenja rizika prema ISO 12100 zato traži rješenja koja su sama po sebi sigurna. Provjerava se može li se ukloniti mjesto prignječenja, smanjiti energija ili brzina, premjestiti mjesto podešavanja ili potpuno ukloniti potreba da čovjek ulazi u opasno područje.

Tek kada su te mogućnosti stvarno analizirane, a rizik i dalje nije dovoljno smanjen, prelazi se na drugi korak. Ne zato što je trodimenzionalni model zaključan. Ne zato što je proizvodnja već počela. I ne zato što je jednostavnije pričvrstiti ogradu nego ponovno otvoriti konstrukciju.

Granica je jasna: daljnja konstrukcijska promjena nije praktično izvediva ili bi stroju oduzela njegovu namjenu. Opasnost ostaje pa treba spriječiti izlaganje osobe ili ga prekinuti prije nastanka ozljede.

Tada pitanja postaju konkretna. Treba li pristup tijekom normalnog rada? Ulazi li operater u područje jednom tjedno ili svakih nekoliko sekundi? Koliko dugo nakon naredbe za zaustavljanje traje opasno gibanje? Može li stroj izbaciti predmet, raspršiti tekućinu ili osloboditi prašinu? Može li osoba ostati iza zaštitnog uređaja? Kako se obavljaju čišćenje, promjena alata i uklanjanje smetnji?

Odgovori određuju zaštitu. Nepomični štitnik prikladan je kada pristup nije potreban. Kod čestih zahvata brzo postaje prepreka koju će netko pokušati skinuti ili zaobići. Tada može biti potreban pomični štitnik povezan s uređajem za blokiranje. Ako opasnost traje dulje nego što je osobi potrebno da do nje dođe, štitnik se mora zadržati zaključanim sve dok opasno stanje ne prestane.

Svjetlosna zavjesa može otkriti osobu i pokrenuti zaustavljanje. Neće zaustaviti izbačeni predmet, zadržati raspršenu tekućinu ni ograničiti emisiju prašine. S druge strane, fizički štitnik može zadržati predmet, ali će loše projektiran pristup snažno poticati zaobilaženje zaštite.

Ne postoji univerzalno dobro zaštitno sredstvo. Postoji samo rješenje koje odgovara konkretnoj opasnosti, zadatku čovjeka i ponašanju stroja.

Jedan štitnik ne znači jednu normu

Na nacrtu se vide jedna prozirna vrata, a u izjavi je navedena EN ISO 14120. Je li time posao završen? Nije. Vrata su samo jedan dio sustava, a čak ni njihova učinkovitost još nije dokazana.

Najprije treba provjeriti konstrukciju štitnika. Hoće li izdržati predvidiv udar? Može li zadržati izbačeni dio? Hoće li pričvršćenje ostati pouzdano nakon tisuća ciklusa? Nastaju li nova mjesta prignječenja kod šarki? Zadržava li materijal svojstva pri radnoj temperaturi? To je područje norme EN ISO 14120.

Čvrsta vrata ipak ne štite ako se preko njih može posegnuti, provući ispod donjeg ruba ili gurnuti ruku kroz otvor. Dimenzije i položaj zato se povezuju sa sigurnosnim udaljenostima iz EN ISO 13857.

Sljedeće je pitanje što se mora dogoditi nakon otvaranja vrata. Ako opasnost prestane prije mogućeg pristupa, blokiranje može biti dovoljno. Ako opasno gibanje traje dulje, potrebno je zaključavanje štitnika. Način blokiranja, zaključavanja i smanjenja mogućnosti zaobilaženja obrađuje EN ISO 14119.

Uređaj za blokiranje sam ne zaustavlja stroj. On šalje informaciju o položaju vrata. Tu informaciju moraju obraditi dijelovi upravljačkog sustava povezani sa sigurnošću, a izvršni elementi moraju energiju dovesti u sigurno stanje. Cijela sigurnosna funkcija projektira se prema EN ISO 13849-1 ili EN IEC 62061 i zatim validira.

Ova tablica nije popis za automatsko prepisivanje u izjavu o sukladnosti. Dva vizualno jednaka štitnika mogu zahtijevati različita rješenja. Na jednom stroju gibanje prestaje gotovo trenutačno, dok se na drugom zamašnjak okreće još nekoliko sekundi. Jedan štitnik samo sprječava pristup, a drugi mora zadržati izbačene predmete ili ograničiti emisiju.

Norma tipa C ne zamjenjuje procjenu rizika

Normi koja u naslovu ima naziv stroja lako je povjerovati. Tokarilica, preša, pokretna podizna radna platforma ili pakirni stroj zvuče dovoljno određeno. Ipak, naslov ne određuje cijelo područje primjene.

Norma tipa C odnosi se na određenu kategoriju strojeva i u njoj navedene značajne opasnosti, opasne situacije i događaje. Može propisati zaštitno sredstvo, sigurnosnu funkciju, PLr, SIL ili metodu ispitivanja. Ako se njezini zahtjevi razlikuju od norme tipa A ili B, za strojeve obuhvaćene njezinim područjem prednost ima norma tipa C, ali samo u području te razlike.

Treba zato provjeriti obuhvaća li norma dodatnu opremu, neuobičajenu namjenu, povezivanje s drugim strojem i stvarne zadatke u konkretnom pogonu. Opasnosti koje su izričito isključene ili nisu obrađene i dalje zahtijevaju procjenu prema ISO 12100.

Norma tipa C također ne uklanja norme tipa B. Često upravo na njih upućuje. Može zahtijevati štitnik, dok njegove konstrukcijske detalje prepušta EN ISO 14120. Može zahtijevati blokiranje prema EN ISO 14119 ili zadati PLr, dok se projektiranje i validacija upravljačkog sustava provode prema EN ISO 13849-1 i EN ISO 13849-2.

Primjer EN 280: ne postoji jedan PL za cijeli stroj

Norme za pokretne podizne radne platforme dobro pokazuju zašto oznaku poput PL d ne treba lijepiti na cijeli stroj. Zahtjevi se dodjeljuju pojedinim funkcijama prema posljedicama njihova otkaza.

Blokiranje pristupnih vrata platforme može imati drukčiji zahtjev od funkcije niveliranja, nadzora opterećenja ili kontrole momenta. Čak i zaustavljanje u nuždi može imati različit zahtjev ovisno o tome koristi li neovisne dijelove upravljanja ili dijeli elemente s radnim funkcijama.

To nisu parametri pojedinačnih uređaja, nego zahtjevi za sigurnosne funkcije. Norma tipa C određuje što treba postići, a norme tipa B daju metode kojima se projektira i dokazuje postignuti rezultat.

Pretpostavka sukladnosti ne nastaje upisivanjem norme

Izjava s dugim popisom normi i oznakom CE može izgledati uvjerljivo. No pretpostavka sukladnosti ne nastaje upisivanjem oznaka u dokument. Proizlazi iz stvarne primjene usklađene norme čija je referenca objavljena za odgovarajući propis Europske unije, i to samo za zahtjeve koje ta norma obuhvaća.

Za strojeve koji se stavljaju na tržište prije početka pune primjene Uredbe (EU) 2023/1230 i dalje je ključan režim Direktive 2006/42/EZ. Uredba se u najvećem dijelu počinje primjenjivati 20. siječnja 2027. Popis normi zato se ne smije jednostavno prenijeti iz dokumentacije izrađene za Direktivu u dokumentaciju prema Uredbi.

Prije navođenja norme treba provjeriti točno izdanje, datum, propis za koji je referenca objavljena, moguća ograničenja objave, područje primjene te bitne zahtjeve navedene u dodatku ZA. Tehnički nova i korisna norma nije nužno već usklađena za odgovarajući pravni akt.

Posebno je opasna izjava preuzeta sa stroja koji je samo približno jednak. Sličan izgled ne znači iste opasnosti. Isti tip vrata ne znači isti način pristupa. Sličan upravljački sustav ne znači jednak PLr. Čak i naizgled odgovarajuća norma tipa C može imati drukčije područje primjene.

Za svaku navedenu normu proizvođač mora moći odgovoriti na tri pitanja: iz koje opasnosti ili bitnog zahtjeva proizlazi njezina primjena, u kojem je konstrukcijskom rješenju primijenjena i koji zapis, proračun ili rezultat ispitivanja to potvrđuje.

Norme tipa B stvaraju mrežu zahtjeva, a ne popis uređaja

Pomični štitnik s blokiranjem i zaključavanjem nije samo fizička prepreka. On ograničava dosezanje opasnog područja, surađuje s uređajem za blokiranje, može ostati zaključan do prestanka opasnosti, pokreće sigurnosnu funkciju i ne smije izazvati neočekivano pokretanje nakon zatvaranja.

To nije nepotrebno gomilanje normi. To je jedan stvarni zaštitni sustav raščlanjen na više tehničkih problema. Propisi određuju ciljeve, a norme opisuju načine njihova postizanja i dokazivanja.

Točne zahtjeve obuhvaćene pretpostavkom sukladnosti uvijek treba provjeriti u dodatku ZA konkretnog izdanja i u odgovarajućoj objavi Europske komisije. Ista brojčana oznaka zahtjeva u Direktivi i Uredbi ne jamči da je sadržaj ostao jednak.

Uredba, primjerice, snažnije naglašava vanjske utjecaje, zaštitu sigurnosnih postavki, promjene konfiguracije i zaštitu od oštećenja ili nedopuštene manipulacije. Sam unos EN ISO 13849-1 u izjavu ne rješava automatski kibernetičke prijetnje, zaštitu softvera ili sigurnost komunikacijskih veza.

Sukladna komponenta nije dokaz sukladne sigurnosne funkcije

Svjetlosna zavjesa ima izjavu o sukladnosti. Sigurnosni upravljač ima odgovarajuće parametre. Senzor vrata pripada provjerenoj seriji, a sklopnici imaju podatke za proračun. Je li sigurnosna funkcija time dokazana? Još nije.

Svjetlosna zavjesa ne zaustavlja opasnost. Ona otkriva prekid zaštitnog polja i šalje signal. Logika ga mora ispravno obraditi, izvršni element mora isključiti ili sigurno kontrolirati energiju, a mehanika stroja mora prijeći u stanje u kojem osoba neće biti ozlijeđena.

Cijeli slijed glasi: otkrivanje osobe, obrada signala, djelovanje izvršnih elemenata, prestanak opasnosti i kontrolirano ponovno pokretanje. Jedna loše izvedena karika može poništiti praktičnu vrijednost svih certifikata ugrađenih dijelova.

PLr se određuje za funkciju, ne za cijeli stroj

Zahtijevana razina djelovanja PLr dodjeljuje se konkretnoj sigurnosnoj funkciji. Može proizlaziti iz norme tipa C ili iz procjene rizika. EN ISO 13849-1 ne bira umjesto projektanta koje su funkcije potrebne niti koji PLr treba primijeniti.

Sigurnosni upravljač sposoban za PL e ne podiže automatski cijeli sustav na PL e. Rezultat ovisi o ulaznim uređajima, logici, izvršnim elementima, arhitekturi, dijagnostici, zajedničkim uzrocima kvarova, softveru i integraciji.

Zahtijevani rezultat može izostati ako se kvar ulaznog uređaja ne otkriva, dva kanala mogu otkazati iz istog razloga, izvršni element nije nadziran, jedan način rada zaobilazi zaštitu ili je tipkalo za ponovno postavljanje postavljeno tako da osoba može ostati u opasnom području.

Proračun nije validacija

Izvještaj iz programskog alata može potvrditi arhitekturu i izračunati PL. Ne može otvoriti vrata, prekinuti zraku, izmjeriti stvarno vrijeme zaustavljanja ni provjeriti sve načine rada. Validacija zato obuhvaća analizu i ispitivanje gotove funkcije.

Postignuti PL također ne potvrđuje da je zavjesa dovoljno udaljena, da se preko štitnika ne može posegnuti ili da teret neće pasti nakon isključenja pogona. PL opisuje pouzdanost dijelova upravljačkog sustava povezanih sa sigurnošću. Ne zamjenjuje geometriju, mehaniku, vrijeme zaustavljanja ni analizu ponašanja čovjeka.

Sukladnost se potvrđuje mjerenjem na gotovom stroju

Ispitivanje nije postupak kojim dokazujemo da je projektant bio u pravu. Ispitivanje treba pokazati je li doista bio u pravu. Ako je stvarno vrijeme zaustavljanja dulje od projektirane vrijednosti, mijenja se projekt, a ne rezultat ispitivanja.

Nakon ugradnje svakog zaštitnog sredstva treba provjeriti je li rizik dovoljno smanjen, je li nastala nova opasnost i surađuje li rješenje s ostalim zaštitama. Zaštita koja nepotrebno otežava rad može povećati vjerojatnost zaobilaženja.

Vrijeme zaustavljanja mjeri se za cijeli sustav

Kod svjetlosne zavjese nije dovoljan podatak o vremenu reakcije iz njezine dokumentacije. Ukupno vrijeme obuhvaća reakciju zaštitnog uređaja, prijenos i obradu signala, djelovanje izlaznih elemenata, odziv pogona te stvarno mehaničko zaustavljanje.

Na rezultat utječu opterećenje, temperatura, ventili, istrošenost kočnice, komunikacija i starenje dijelova. Nije važan prosjek nekoliko najpovoljnijih mjerenja, nego najveće predvidivo vrijeme uz odgovarajuću mjernu nesigurnost.

EN ISO 13855 povezuje minimalnu udaljenost s ukupnim vremenom zaustavljanja izrazom S = (K × T) + C. Ako se T poveća, mora se povećati i udaljenost S. Promjena sigurnosnog parametra u upravljaču zato može poništiti raniji proračun, iako je zavjesa fizički ostala na istom mjestu.

Sedam čestih pogrešaka u drugom koraku smanjenja rizika

1. Zaštitni uređaj odabran je prije analize zadatka

Rečenica „ovdje ćemo staviti zavjesu“ nije projektna odluka. Najprije treba znati tko pristupa području, zašto, koliko često i može li se opasnost zaustaviti dovoljno brzo.

2. Norma tipa C smatra se odgovorom na sve

Jedni je potpuno zanemare, drugi samo prepišu njezinu oznaku. Ispravan pristup traži provjeru područja primjene, izuzeća, značajnih opasnosti i normativnih upućivanja.

3. Jedan štitnik znači jednu normu

Štitnik može otvoriti pitanja čvrstoće, dosezanja, blokiranja, zaključavanja, sigurnosne funkcije, zaobilaženja i neočekivanog pokretanja. Broj normi ne prati broj uređaja, nego broj relevantnih tehničkih problema.

4. Novo izdanje automatski se smatra usklađenom normom

Potrebno je provjeriti službeno objavljeno izdanje, odgovarajući pravni akt, ograničenja objave i zahtjeve obuhvaćene dodatkom ZA.

5. Dokumentacija komponente zamjenjuje validaciju

Izjava proizvođača senzora ne potvrđuje program integratora, mjesto tipkala za ponovno postavljanje, način ožičenja ni vrijeme zaustavljanja stroja.

6. Proračun se tretira kao rezultat mjerenja

Proračun pokazuje kako bi se sustav trebao ponašati. Mjerenje pokazuje kako se ponaša u stvarnosti. Ako se rezultati razlikuju, ispravlja se stroj.

7. Nakon ugradnje zaštite ne ponavlja se procjena rizika

Novi štitnik može stvoriti mjesto prignječenja, zaključana vrata mogu zarobiti osobu, a svjetlosna zavjesa može dopustiti ostanak osobe u području bez otkrivanja. Smanjenje rizika iterativan je postupak.

Kako provesti drugi korak: tehničke mjere zaštite na strojevima

1. Vratite se na preostali rizik. Zapišite izvor opasnosti, zadatak, izloženu osobu, način pristupa, područje i moguće posljedice.
2. Provjerite postoji li odgovarajuća norma tipa C. Analizirajte područje primjene, izuzeća, predviđena zaštitna sredstva, funkcije, PLr ili SIL, ispitivanja i upućivanja na norme tipa B.
3. Odredite traženi zaštitni učinak. Treba li spriječiti pristup, otkriti osobu, zaustaviti gibanje, zadržati štitnik zaključanim, ograničiti brzinu ili odvojiti energiju?
4. Definirajte svaku sigurnosnu funkciju. Navedite početni događaj, opasne funkcije koje se zaustavljaju, sigurno stanje, najveće vrijeme reakcije, načine rada, ponašanje pri kvaru, resetiranje i PLr ili SIL.
5. Raščlanite rješenje na tehničke probleme. Tek tada odaberite norme za štitnike, udaljenosti, blokiranje, upravljanje, energiju, pristup i validaciju.
6. Uključite stvarni rad čovjeka. Provjerite vidljivost, ergonomiju, čišćenje, promjenu alata, uklanjanje zaglavljenja, mogućnost zarobljavanja i zaobilaženja.
7. Odredite kriterije prihvata prije ispitivanja. Unaprijed zapišite dopušteno vrijeme zaustavljanja, minimalnu udaljenost, PL ili SIL, dopuštene otvore i očekivano ponašanje pri kvaru.
8. Provedite verifikaciju i validaciju. Primijenite proračune, preglede, mjerenja, ispitivanja kvarova i provjeru svih načina rada.
9. Ponovno ocijenite rizik. Potvrdite da je izvorni rizik smanjen, da nisu nastale neprihvatljive nove opasnosti i da je preostali rizik pravilno opisan korisniku.

Minimalna matrica odluka i dokaza

Najjednostavniji test kvalitete dokumentacije jest odabrati jednu opasnost i pratiti je sve do rezultata konkretnog ispitivanja. Zatim treba krenuti obrnutim smjerom: od rezultata ispitivanja do projektne odluke i zahtjeva koji taj rezultat potvrđuje.

Ako se trag prekida na oznaci norme, dokumentacija čuva popis, ali ne čuva obrazloženje.

Norma mora ostaviti trag u konstrukciji, proračunu, ispitivanju i procjeni rizika. Ako tog traga nema, njezina oznaka u izjavi samo je tehničko obećanje koje proizvođač još ne može obraniti.

Zaključak: popis normi ne projektira siguran stroj

Drugi korak smanjenja rizika nije odabir štitnika, svjetlosne zavjese ili sigurnosnog upravljača iz kataloga. Njegov je cilj povezati zaštitna sredstva tako da u stvarnim zadacima čovjeka dovoljno smanje rizik.

Najprije treba utvrditi rizik koji je ostao nakon inherentno sigurnog projektiranja. Zatim se provjerava odgovarajuća norma tipa C, određuje traženi zaštitni učinak, definiraju sigurnosne funkcije i odabiru norme tipa B za pojedine dijelove rješenja.

Izjava o sukladnosti nije početak tog postupka, nego njegov završni zapis. Za svaku normu mora biti jasno iz koje opasnosti proizlazi, gdje je primijenjena, je li primijenjena u cijelosti ili djelomično te koji dokument ili rezultat ispitivanja potvrđuje ispunjenje zahtjeva.

Isto vrijedi za komponente. Oznaka CE na uređaju za blokiranje ne potvrđuje vrijeme prestanka opasnosti. Parametri upravljača ne potvrđuju program. Izjava za svjetlosnu zavjesu ne potvrđuje njezinu udaljenost. Izračunati PL ne dokazuje da osoba ne može zaobići zaštitu.

Konačan odgovor daje gotov stroj. Može li se dosegnuti opasno područje? Zaustavlja li otvaranje vrata sva odgovarajuća gibanja? Ostaje li štitnik zaključan dovoljno dugo? Odgovara li položaj zavjese stvarno izmjerenom vremenu zaustavljanja? Može li nakon povratka napajanja doći do neočekivanog pokretanja?

Ako ispitivanje proturječi projektu, mijenja se projekt. Nakon toga ponovno se procjenjuje rizik. Tek kada zaštita djeluje, surađuje s drugim mjerama i ne stvara nove neprihvatljive opasnosti, drugi korak može se smatrati dovršenim.

U Safety Software taj se dokazni lanac može dosljedno dokumentirati od opasnosti i zadatka čovjeka, preko zahtjeva i zaštitne mjere, do ispitivanja i ponovne procjene rizika.

Stručna osnova i službeni izvori

Za projektiranje i dokazivanje zaštitnih rješenja posebno su relevantne ISO 12100, EN ISO 14120, EN ISO 13857, EN ISO 14119, EN ISO 13849-1, EN ISO 13849-2, EN IEC 62061, EN ISO 13855, niz EN IEC 61496, EN ISO 14118, EN ISO 13850, EN 60204-1, EN ISO 4413, EN ISO 4414 i niz EN ISO 14122.

Pravnu osnovu čine Direktiva 2006/42/EZ, Uredba (EU) 2023/1230 i Provedbena odluka Komisije (EU) 2023/1586 s popisom usklađenih normi. Za tumačenje su korisni Vodič za primjenu Direktive o strojevima i Plavi vodič za provedbu pravila EU-a o proizvodima. Smjernice nisu pravno obvezujući propisi; prednost uvijek imaju tekst pravnog akta i objave u Službenom listu Europske unije.

Navođenje norme u stručnoj literaturi ne znači da je svako njezino izdanje usklađeno. Status, datum, ograničenja i opseg pretpostavke sukladnosti moraju se provjeriti za točno izdanje, konkretan proizvod i pravni akt koji se primjenjuje u trenutku stavljanja stroja na tržište.