ISO 13849 ar IEC 62061
TL;DR
  • ISO 13849 mašinose dažniau pasirenkamas, nes leidžia vertinti visą saugos grandinę, įskaitant mechaninius, hidraulinius ir pneumatinius elementus.
  • Atskiro komponento SIL 3 ar PL e sertifikatas negarantuoja visos funkcijos lygio – svarbi bendra įėjimo, logikos ir fizinio išėjimo patikimumo suma.
  • Pirmiausia SRS dokumente reikia apibrėžti inicijuojantį įvykį, reakciją, suveikimo laiką, saugią būseną ir pakartotinio paleidimo sąlygas.
  • PLr arba SIL, architektūra ir komponentai parenkami tik aprašius fizinį mašinos elgesį; patikimumo lygis nepakeičia saugos funkcijos specifikacijos.
  • IEC 62061 nuo 2021 m. apima ir neelektrines technologijas, tačiau daugelio įprastų elementų patikimumo duomenų stoka vis dar apsunkina SIL pagrindimą.

Kataloguose PL ir SIL dažnai pateikiami greta. Saugos PLC deklaruojamas SIL 3 ir PL e, pavara su STO funkcija – taip pat. Tačiau vertinant visą mašinos saugos funkciją klausimas ISO 13849 ar IEC 62061 dažniausiai išsprendžiamas EN ISO 13849-1 naudai. Ne vien todėl, kad šis metodas laikomas paprastesniu. Tikroji priežastis praktiškesnė: mašina nėra vien elektros spinta, o saugos funkcija nesibaigia ties valdiklio gnybtais.

Apsaugo atidarymas pajudina kumštelį, šis suveikia padėties jungiklį, signalas patenka į saugos relę arba PLC, o išėjimo grandinė turi išjungti pavarą, perjungti vožtuvą, įjungti stabdį ir suvaldyti likutinę energiją. Tai ne atskirų sertifikatų rinkinys. Tai vienas fizinis kelias į saugią būseną.

Sertifikuota saugos relė mašinos nesustabdo. Mašiną sustabdo tik visa teisingai suprojektuota ir patvirtinta saugos funkcija.

Jeigu neperjungiamas vožtuvas, nepasiekiamas jungiklis, lūžta grąžinimo spyruoklė arba stabdys neišlaiko vertikalios ašies, funkcija neįvykdoma. Valdiklio SIL 3 sertifikatas šio fizinio fakto nepanaikina.

ISO 13849 ar IEC 62061: pirmiausia apibrėžkite saugos funkciją

Dažna projekto klaida – pradėti nuo komponentų. Pirmiausia parenkamas saugos PLC, šviesos užuolaida, relė ar pavara su STO, o vėliau prie jau sudarytos architektūros prirašoma, kad „atidarius apsaugą mašina sustoja“.

Tai skamba kaip saugos funkcija, tačiau tėra antraštė. Reikia tiksliai žinoti, kas turi įvykti fiziškai. STO saugiai išjungia sukimo momentą, bet nebūtinai iš karto pašalina judėjimą – inercinė sistema gali laisvai išriedėti. SS1 pirmiausia valdomai stabdo, o tada įjungia STO. SS2 po valdomo sustabdymo pereina į stebimą saugaus sustojimo būseną. SOS aktyviai palaiko ir kontroliuoja saugų nejudėjimą.

Teiginys „mašina sustoja“ nėra pakankama saugos funkcijos specifikacija. Laisvas išriedėjimas, valdomas stabdymas ir aktyvus padėties išlaikymas yra skirtingos fizinės būsenos, turinčios skirtingas pasekmes.

Projektuotojas turi atsakyti į konkrečius klausimus:

  • koks įvykis inicijuoja funkciją;
  • kurie pavojingi judesiai ir energijos šaltiniai turi būti suvaldyti;
  • kokia reakcija reikalinga – STO, SS1, SS2, SOS ar jų derinys;
  • per kiek laiko turi būti pasiekta saugi būsena;
  • kaip ši būsena bus išlaikoma dingus ar grįžus energijai;
  • kas nutiks vertikaliai, gravitacijos veikiamai ašiai;
  • kokiais darbo režimais funkcija turi veikti;
  • kada ir kokiomis sąlygomis leidžiamas pakartotinis paleidimas;
  • kaip sistema elgsis aptikusi gedimą.

Šie atsakymai perkeliami į saugos reikalavimų specifikaciją – SRS. Pagal EN ISO 13849-1 ji yra ne po projekto parengiama pažyma, o projektavimo pradinis dokumentas, susiejantis rizikos vertinimą pagal ISO 12100 su su sauga susijusių valdymo sistemos dalių projektavimu.

Tik tada prasminga nustatyti reikalaujamą veikimo lygį PLr arba reikalaujamą saugos vientisumo lygį SIL. PLr nepasako, funkcija turi padaryti. Jis nusako, kaip patikimai ji turi tai padaryti.

Pavojų kelia ne PLC bito būsena, o energija, greitis, inercija, slėgis ir gravitacija. Todėl reakcija turi būti apibrėžta fiziniais rezultatais, o ne vien loginiais signalais.

Saugos funkcijos riba nesutampa su elektros spintos riba

Blokinėje schemoje viskas atrodo tvarkingai: įėjimas, logika ir išėjimas. Tikroje mašinoje tvarka greitai išnyksta. Apsaugas pats „nesiunčia signalo“. Jis pirmiausia turi pajudinti kumštelį, ritinėlį, liežuvėlį ar kitą mechaninį elementą.

Nedidelis vyrių laisvumas, nusidėvėjęs ritinėlis, netinkama suveikimo vieta arba pasislinkęs kumštelis gali lemti, kad atidarytas apsaugas nebus aptiktas. PLC tuo metu gali nepriekaištingai vertinti kontaktų būseną. Problema ta, kad kontaktai jau neatspindi tikrosios mašinos būsenos.

Valdiklis nemato apsaugo. Jis mato tik kontaktus. Jei mechanika neperduoda tikrojo įvykio, net geriausia dviejų kanalų diagnostika analizuoja klaidingą informaciją.

EN ISO 13849-1 leidžia pradėti su sauga susijusios valdymo sistemos dalies analizę ten, kur fizinis įvykis paverčiamas informacija. Todėl kumštelis, jungiklio ritinėlis ar priverstinio atidarymo mechanizmas gali būti saugos įrodymo dalis.

Lygiai taip pat funkcija nesibaigia ties PLC išėjimu. Išėjimo išjungimas yra tik valdymo sprendimas. Toliau kontaktorius turi realiai atjungti galios grandinę, vožtuvas – persijungti, stabdys – sukurti reikiamą jėgą, o energija – išnykti, būti išleista arba saugiai perimta.

STO nėra mechaninis stabdys. Ritės išjungimas dar nereiškia, kad pneumatinėje sistemoje neliko slėgio. Išėjimo nulinė būsena savaime neįrodo, kad vertikali ašis nenukris.

Saugi būsena neegzistuoja programoje. Ji egzistuoja mašinoje – ten, kur iš tikrųjų sustoja judėjimas, pašalinama energija ir išlaikoma saugi padėtis.

Tai nereiškia, kad į PL skaičiavimą reikia įtraukti kiekvieną varžtą ir visą mašinos mechaniką. Paprastas cilindras dažniausiai lieka už pačios su sauga susijusios valdymo sistemos dalies ribų. Tačiau jo elgsena vis tiek turi būti įvertinta patvirtinant, kad saugi būsena pasiekiama ir išlaikoma. Jei cilindro mazge integruotas užraktas ar kita saugos pofunkcė, jos jau negalima ignoruoti.

Praktinis ribos nustatymo klausimas yra paprastas: ar šio elemento gedimas gali neleisti aptikti įvykio, įvykdyti reakcijos arba išlaikyti saugios būsenos? Jei taip, jo vaidmuo privalo atsirasti saugos įrodyme, nepriklausomai nuo to, ar elementas turi elektroniką.

SIL 3 saugos PLC nesukuria SIL 3 funkcijos

Saugos PLC dokumentacija atrodo įspūdingai: SIL 3, PL e, du procesoriai, savidiagnostika ir ilgas sertifikatas. Dėl to lengva padaryti pavojingą išvadą: jei valdiklis turi SIL 3, vadinasi, tokį pat lygį turi visa funkcija.

Ne. Deklaruotas lygis nusako konkretaus posistemio galimybes, kai jis tinkamai parinktas, sukonfigūruotas ir integruotas. Jis automatiškai nepersiduoda jutikliui, laidams, programai, kontaktoriams, vožtuvams ar stabdžiams.

SIL 3 instaliacijoje neplinta kaip 24 V įtampa. Vieno posistemio sertifikatas nepakelia visos grandinės iki to paties lygio.

Tipinę funkciją sudaro bent trys posistemiai: įėjimas aptinka įvykį, logika priima sprendimą, o išėjimas sukuria fizinę reakciją. Visa funkcija gali sugesti bet kuriame iš šių etapų. PLC gali teisingai išjungti išėjimą, tačiau užstrigęs vožtuvas nepersijungs. Kontaktorius gali likti sukibęs. Netinkamai sukonfigūruotas pakartotinis paleidimas gali per anksti leisti judėjimą.

EN ISO 13849-1 leidžia jungti pagal skirtingus dokumentus patvirtintus posistemius, įskaitant įvertintus pagal IEC 62061, IEC 61508 ar gaminio standartą. Vis dėlto aukščiausias vieno elemento lygis netampa visos funkcijos lygiu.

Tą aiškiai parodo PFH – vidutinio pavojingo gedimo dažnio per valandą – sumavimas. Tarkime, įėjimo, logikos ir išėjimo posistemių PFH yra po 8 × 10−8 per valandą. Kiekvienas atskirai patenka į PL e intervalą. Sujungus juos nuosekliai gaunama:

8 × 10−8 + 8 × 10−8 + 8 × 10−8 = 2,4 × 10−7 per valandą.

Tai jau PL d, o ne PL e intervalas. Daugiau nuoseklių grandžių reiškia daugiau vietų pavojingam gedimui atsirasti.

PL e + PL e + PL e nebūtinai duoda PL e. Lygiai nesumuojami – sumuojamas posistemių indėlis į pavojingo gedimo dažnį.

Aukštas lygis pasiekiamas ne kaupiant gražias sertifikatų santrumpas, o projektuojant tinkamą struktūrą: mažinant nereikalingus kritinius taškus, taikant pagrįstą diagnostiką, naudojant perteklinį dubliavimą ten, kur jis veiksmingas, ir valdant bendrosios priežasties gedimus, žymimus CCF.

Du vienodi kanalai nėra nepriklausomi, jei abu pažeidžiami tuo pačiu viršįtampiu, užterštu oru, temperatūra, programavimo klaida ar netinkama technine priežiūra. Todėl vertinami ne vien atsitiktiniai aparatinės įrangos gedimai, bet ir sisteminės projektavimo, programinės įrangos bei integravimo klaidos.

ISO 13849 ar IEC 62061 mišrių technologijų funkcijai

Didžiausias EN ISO 13849-1 pranašumas atsiskleidžia ne kategorijų lentelėje, o tikroje mašinoje. Viena saugos funkcija gali prasidėti mechaniniu kumšteliu, tęstis elektromechaniniu jungikliu ir saugos PLC, o baigtis pneumatiniu vožtuvu, spyruokle bei mechaniniu stabdžiu.

Kataloguose šie gaminiai suskirstyti pagal technologijas. Mašinoje jie dirba kaip viena funkcija. Automatiko atsakomybė negali baigtis ties PLC išėjimu, pneumatikos projektuotojo – ties vožtuvu, o mechanikos konstruktoriaus – ties stabdžio laikikliu.

Mašina nežino, kuris įmonės skyrius projektavo kumštelį, vožtuvą ar programą. Jei viena grandis neatlieka savo vaidmens, saugi būsena nepasiekiama.

EN ISO 13849-1 nuo seno taikomas su sauga susijusioms elektrinėms, elektroninėms, hidraulinėms, pneumatinėms ir mechaninėms valdymo sistemų dalims. Funkcija gali būti padalyta į posistemius ir įvertinta kaip vienas kelias, nors jos grandys naudoja skirtingas energijos rūšis.

Tai nereiškia, kad kiekvienai spyruoklei reikia priskirti PL. Veikimo lygis nėra atskiro varžto ar ritinėlio apdovanojimas. Vertinama posistemio struktūra ir galiausiai visa saugos funkcija.

Tačiau jei spyruoklė turi grąžinti vožtuvą į saugią padėtį dingus energijai, būtina nagrinėti jos lūžį, jėgos sumažėjimą, netinkamą sumontavimą, užstrigimą dėl nešvarumų ir galimybę neįveikti mechaninio pasipriešinimo. Jei stabdys turi išlaikyti vertikalią ašį, reikia įvertinti, ar jis sukurs pakankamą jėgą ir ar jo būklė bus kontroliuojama.

Technologija pati nenustato analizės ribos. Ribą nustato elemento atliekamas vaidmuo ir jo gedimo pasekmė.

ISO 13849 remiasi duomenimis, kuriuos mašinų sektorius iš tikrųjų turi

Teoriškai PL ir SIL pasirinkimas atrodo kaip metodologinė diskusija. Praktikoje jį dažnai nulemia turimi duomenys. Saugos PLC ar pavara su STO paprastai turi deklaruotą PL, SIL, PFH, reakcijos laiką ir taikymo apribojimus. Mechaninis jungiklis, kontaktorius ar vožtuvas dažniau pateikiamas su B10D, leistinu ciklų skaičiumi ir eksploatavimo sąlygomis.

EN ISO 13849-1 leidžia abu atvejus sujungti viename įrodyme. Sertifikuotas posistemis, kuriam gamintojas pateikia PFH ir naudojimo ribas, gali būti naudojamas kaip patvirtintas blokas. Jo vidaus nereikia iš naujo skaidyti į procesorius, atmintį ir diagnostikos grandines.

Mechaniniam nusidėvėjimui vertinti dažnai naudojamas B10D – operacijų skaičius, po kurio 10 procentų tiriamų komponentų patiria pavojingą gedimą. Tačiau vien B10D nepakanka. Reikia žinoti realų metinį operacijų skaičių ir pavojingais laikomus gedimo būdus.

Vienodas vožtuvas, perjungiamas penkis kartus per pamainą ir kas dvi sekundes, turi tą patį katalogo numerį, bet visiškai kitokį patikimumą konkrečioje mašinoje.

Iš B10D ir vidutinio metinio operacijų skaičiaus galima nustatyti MTTFD. Vertinant taip pat svarbu, ar pavojingu gedimu laikomas užstrigimas, vidinis nuotėkis, per ilgas persijungimo laikas ar kita būsena. Vožtuvas gali judėti, tačiau per lėtai, kad saugi būsena būtų pasiekta per SRS nustatytą laiką.

Standarto prieduose pateikiami metodai ir tipinės vertės elektromechaniniams, pneumatiniams, hidrauliniams bei mechaniniams elementams. Jos nėra automatinė privilegija kiekvienam sandėlyje rastam gaminiui. Turi būti įvykdyti gaminio standarto, gamintojo paskirties, apkrovos, aplinkos ir saugos principų reikalavimai.

Veikimo lygio vertinimas apima ne tik skaičius. Reikia nagrinėti kategoriją, MTTFD, diagnostikos aprėptį, CCF, gedimų pasekmes, programinę įrangą, sistemines klaidas, patikrintus saugos principus ir pagrįstas gedimų išimtis.

Gedimo išimtis nėra techninis būdas pasakyti „tai niekada nesuges“. Tai dokumentuota išvada, pagrįsta konkrečia konstrukcija, apkrovomis, medžiagomis, aplinka ir žinomais fizikos dėsniais.

Jei, pavyzdžiui, atmetama mechaninio veleno lūžio galimybė, reikia pagrįsti, kokioms apkrovoms, kryptims, įtempių koncentracijoms ir eksploatavimo sąlygoms ši išvada galioja. Bendras teiginys, kad dalis yra „pakankamai tvirta“, nėra inžinerinis įrodymas.

IEC 62061 neapsiriboja elektra, tačiau duomenų problema išlieka

Ilgą laiką buvo įprasta sakyti, kad ISO 13849 taikomas visai mašinai, o IEC 62061 – elektrinėms, elektroninėms ir programuojamoms elektroninėms sistemoms. Senesniame IEC 62061 leidime toks supaprastinimas turėjo pagrindą. Neelektrinės technologijos nepateko į tiesioginę jo taikymo sritį.

2021 m. IEC 62061 leidime taikymo sritis buvo išplėsta. Todėl šiandien neteisinga teigti, kad pneumatinis vožtuvas, hidraulinis elementas ar mechaninis stabdys savaime neleidžia taikyti SIL metodo.

Pneumatika nebeatmeta SIL vertinimo. Tačiau ji vis dar atmeta patogią iliuziją, kad pakanka apskaičiuoti elektroninę grandinės dalį.

Pagal IEC 62061 neelektrinis elementas įtraukiamas kaip saugos funkcijos posistemio dalis. Pavyzdžiui, avarinio stabdymo funkcijoje gali būti saugos PLC, krypties vožtuvas, grąžinimo spyruoklė, slėgio kontrolė ir pavaros mechanizmas. Reikia nustatyti, kurie gedimai gali panaikinti saugos funkciją ir kokį indėlį jie daro į bendrą PFH.

Jei gamintojas pateikia patvirtintą posistemio PFH ir naudojimo apribojimus, šiuos duomenis galima tiesiogiai naudoti. Jei jų nėra, būtina sudaryti patikimumo modelį, pagrįstą bandymais, architektūra, diagnostika, techninės priežiūros prielaidomis ir tinkamais duomenų šaltiniais. Jei nėra nei duomenų, nei pagrįsto modelio, toks posistemis apriboja visą funkciją.

Pneumatinio vožtuvo pavojingi gedimai gali būti užstrigimas atviroje padėtyje, vidinis nuotėkis, nepakankama spyruoklės jėga ar per lėtas persijungimas. Diagnostika gali būti realizuojama stebint vožtuvo padėtį ar slėgį, atliekant periodinius bandymus arba naudojant perteklinę vožtuvų struktūrą.

IEC TS 63394:2023 papildo šią kryptį mechaninių, pneumatinių ir hidraulinių technologijų patikimumo vertinimo gairėmis. Tai svarbu, nes nusidėvintys elementai ne visada pagrįstai aprašomi elektronikai būdinga pastovia gedimų sparta. Jų būklė priklauso nuo ciklų, užterštumo, tepimo, apkrovos, temperatūros ir montavimo.

Standarto taikymo galimybė ir patikimas saugos įrodymas nėra tas pats. Taikymo sritį galima išplėsti vienu leidimu, bet komponentų duomenys, projektavimo įpročiai ir įrankiai keičiasi gerokai lėčiau.

Taigi IEC 62061 gali būti labai tinkamas mišrių technologijų funkcijai. Vis dėlto EN ISO 13849-1 dažnai lieka praktiškesnis, kai turimi duomenys yra B10D, MTTFD, ciklų skaičius, kategorijos, patikrinti komponentai ir konkrečių gedimų analizė.

SIL komponentas nepriverčia visos funkcijos pereiti prie SIL

Jei saugos PLC, pavara ir šviesos užuolaida deklaruojami SIL 3, nebūtina visos funkcijos vertinti pagal IEC 62061. Sertifikatas apibrėžia posistemio galimybes, tačiau neparenka visos mašinos vertinimo metodo.

EN ISO 13849-1 leidžia į PL vertinamą funkciją įtraukti pagal IEC 62061, IEC 61508 ar gaminio standartus patvirtintus posistemius. Todėl vienoje funkcijoje gali dirbti:

  • šviesos užuolaida su SILCL 3;
  • saugos PLC su SIL 3;
  • pavaros STO funkcija su SIL 3;
  • kontaktorius, aprašytas B10D;
  • pneumatinis vožtuvas, įvertintas pagal EN ISO 13849-1 principus.

Tam nereikia dirbtinai priskirti SIL posistemiui ISO 13849 kategorijos. Kategorija aprašo konkrečią struktūrą ir jos elgseną gedimo metu; ji nėra kitas SIL pavadinimas. Integratoriui pakanka naudoti patvirtinto posistemio PFH, reakcijos laiką, didžiausią leidžiamą lygį ir visas gamintojo nustatytas sąlygas.

PL ir SIL susitinka ties PFH intervalais, tačiau dėl to netampa tuo pačiu projektavimo metodu.

Dažno pareikalavimo arba nuolatinio veikimo režimu PL d koreliuoja su SIL 2 PFH intervalu, o PL e – su SIL 3 intervalu. Tačiau tai nėra laisvas perskaičiavimas. ISO 13849 papildomai vertina kategoriją, MTTFD, diagnostikos aprėptį, CCF, gedimų pasekmes ir patikrintus saugos principus. IEC 62061 taiko savo architektūros apribojimų, aparatinės įrangos atsparumo gedimams, sisteminio vientisumo, programinės įrangos ir gyvavimo ciklo reikalavimus.

Sertifikuotas blokas taip pat turi ribas. Deklaruotas SIL 3 gali galioti tik konkrečiai jungimo architektūrai, bandymų dažniui, naudojimo trukmei, aplinkai ir nurodytoms funkcijoms. Pavara gali turėti SIL 3 STO, tačiau tai nepadės, jei pagal rizikos vertinimą reikalingas SS1 ir valdomas stabdymas. Šviesos užuolaida gali patikimai aptikti žmogų, tačiau netinkamas saugos atstumas leis jam pasiekti pavojų anksčiau, nei mašina sustos.

Gamintojas patvirtino savo įrenginį, o ne jūsų mašiną. Sertifikatas nepagrindžia montavimo vietos, programos logikos, stabdymo laiko ar neteisingai suprojektuoto pakartotinio paleidimo.

Jungiant posistemius nepasirenkamas gražiausias sertifikatas ir neskaičiuojamas lygių vidurkis. Visos funkcijos lygį riboja silpniausias posistemis, bendra PFH suma ir sisteminių klaidų valdymas.

ISO 12100, SRS ir projektavimo proceso kryptis

Rizikos vertinimo lentelėse dažnai randamas įrašas „įrengti apsaugą su blokavimo įtaisu“. Tai tinkama rizikos mažinimo kryptis, tačiau dar ne saugos funkcijos projektas. Neaišku, kas turi būti aptikta, kurie judesiai sustabdomi, kokiu būdu valdoma energija, kiek laiko leidžiama stabdyti ir kada galimas pakartotinis paleidimas.

ISO 12100 padeda nustatyti pavojus ir parinkti rizikos mažinimo priemones. Kai priemonės veiksmingumas priklauso nuo valdymo sistemos, prasideda saugos funkcijos projektavimas. EN ISO 13849-1:2023 šį ryšį pateikia aiškiai: su sauga susijusių valdymo sistemos dalių projektavimas yra bendro iteracinio rizikos mažinimo proceso dalis, o ne po jo atliekamas atskiras skaičiavimas.

SRS turi paversti bendrą sprendimą konkrečiais techniniais reikalavimais: inicijuojančiu įvykiu, mašinos reakcija, saugia būsena, PLr, atsako laiku, darbo režimais, sąsajomis, gedimų reakcijomis ir paleidimo sąlygomis.

Rizikos vertinimo pabaiga nėra sakinys „įrengti blokuojamą apsaugą“. Būtent ten prasideda tikrasis saugos funkcijos projektavimas.

Ryšį tarp ISO 12100 ir ISO 13849-1 anksčiau išsamiau aiškino ISO/TR 22100-2. ISO 12100 peržiūros darbų kryptis rodo siekį dar aiškiau susieti rizikos vertinimą, saugos funkcijų specifikavimą, reikalaujamą vientisumą, projektavimą, patikrą ir patvirtinimą. Tačiau tai nereiškia, kad IEC 62061 pašalinamas iš mašinų projektavimo. Abi metodikos gali būti tinkamos, jei naudojamos pagal savo reikalavimus.

Svarbiausia matyti vientisą seką: pavojus, pavojinga situacija, rizikos mažinimo priemonė, saugos funkcija, inicijuojantis įvykis, reakcija, saugi būsena, PLr arba SIL, architektūra, patikra ir galutinis patvirtinimas.

ISO 13849 ar IEC 62061: kaip pasirinkti praktiškai

Sprendimas neturėtų prasidėti nuo santrumpos ant PLC sertifikato. Pirmiausia atsakykite į keturis klausimus:

  1. Ką funkcija turi fiziškai padaryti? Apibrėžkite pavojingą įvykį, reakciją, saugią būseną, laiką ir jos išlaikymą.
  2. Per kokias technologijas eina visas kelias? Įtraukite įėjimo mechaniką, logiką, energijos valdymą ir galutinį vykdymą.
  3. Kokius duomenis iš tikrųjų turite? Tai gali būti PFH, SILCL, PL, B10D, MTTFD, ciklų skaičius, bandymų duomenys ir dokumentuotos gedimų rūšys.
  4. Kuri metodika leidžia be dirbtinių spragų pagrįsti visą funkciją? Vertinkite ne tik skaičiavimą, bet ir diagnostiką, architektūrą, sistemines klaidas, integravimą bei patvirtinimą.

EN ISO 13849-1 dažniau pasirenkamas mašinoms todėl, kad ilgą laiką siūlo natūralų kelių technologijų modelį ir gerai naudoja mašinų komponentams įprastus duomenis. EN IEC 62061 gali būti lygiavertis ar net patogesnis pasirinkimas sudėtingoms programuojamoms sistemoms, ypač kai posistemių PFH, SILCL ir gyvavimo ciklo duomenys yra išsamūs.

Tačiau nė vienas metodas neatleidžia nuo svarbiausio darbo: suprasti visą fizinę funkciją, teisingai nustatyti jos ribas ir patvirtinti rezultatą tikroje mašinoje. Skaičiavimas gali būti nepriekaištingas, o funkcija vis tiek netinkama, jei pasirinkta klaidinga reakcija, neįvertintas stabdymo kelias ar pamiršta gravitacija.

Mašina nesustoja ties sertifikatu ir nesustoja ties saugos PLC išėjimu. Ji sustoja tik tada, kai visa saugos funkcija pasiekia ir išlaiko numatytą saugią būseną.

Todėl PL mašinose sutinkamas dažniau ne dėl to, kad geriau apibūdina valdiklį. Jis dažnas todėl, kad praktiškai leidžia viename įrodyme sujungti jutiklius, valdymo logiką, kontaktorius, vožtuvus, spyruokles, stabdžius ir jų realias gedimų sąlygas. Galutinis pasirinkimas turi būti inžinerinis, pagrįstas funkcija ir duomenimis, o ne įpročiu ar sertifikato išvaizda.

Dažniausiai užduodami klausimai

ISO 13849 ar IEC 62061 — kurį standartą pasirinkti mašinos saugos funkcijai?

Prieš pasirenkant reikia atlikti rizikos vertinimą pagal ISO 12100 ir apibrėžti visą saugos funkciją. ISO 13849-1 dažnai yra praktiškesnis, kai grandinė apima elektrines, mechanines, pneumatines arba hidraulines technologijas.

IEC 62061 gali būti tinkamas, kai projektas grindžiamas posistemiais, PFHd duomenimis ir SIL reikalavimais. Konkrečiai funkcijai reikia taikyti nuoseklų, dokumentais pagrįstą projektavimo ir patikros metodą.

Kodėl mašinose dažniau naudojamas PL, o ne SIL?

PL pagal PN-EN ISO 13849-1 lengva susieti su visa saugos funkcijos grandine: nuo jutiklio ir mechaninių elementų, per loginę sistemą, iki vožtuvo, stabdžio arba pavaros. Taikant šį metodą taip pat naudojamos gerai žinomos B, 1, 2, 3 ir 4 architektūros kategorijos.

Taip pat svarbus duomenų prieinamumas ir projektuotojų patirtis. Apie tipinius mašinų komponentus dažniau galima gauti PL vertinimui reikalingą informaciją nei visą duomenų rinkinį, būtiną patikimam SIL pagrindimui.

Ar SIL 3 arba PL e žymėjimą turintis komponentas užtikrina visos funkcijos saugą?

Ne. Komponento žymėjimas apibūdina jo tinkamumą naudoti tam tikromis sąlygomis, o ne visos saugos funkcijos veiksmingumą. Rezultatas taip pat priklauso nuo architektūros, jungčių, diagnostikos, eksploatavimo sąlygų, vykdymo elementų reakcijos ir atsparumo gedimams.

SIL 3 arba PL e valdiklis nekompensuos netinkamai suveikiamo galinio jungiklio, sugedusio vožtuvo ar stabdžio, kuris neišlaiko ašies.

Ką reikia apibrėžti prieš nustatant PLr arba reikalaujamą SIL?

Pirmiausia reikia parengti saugos reikalavimų specifikaciją, pagrįstą rizikos vertinimu pagal ISO 12100. Joje turi būti apibrėžti inicijuojantis įvykis, numatoma reakcija, saugi būsena, reakcijos laikas, aktyvūs veikimo režimai ir elgsena įvykus gedimui arba nutrūkus energijos tiekimui.

Taip pat reikia nustatyti, kaip palaikoma saugi būsena, ir pakartotinio paleidimo sąlygas. Tik taip aprašytai funkcijai galima nustatyti PLr arba reikalaujamą SIL.

Kuo skiriasi PLr ir SIL?

PLr – pagal ISO 13849-1 reikalaujamas saugos funkcijos veikimo lygis, žymimas skalėje nuo a iki e. SIL – saugos vientisumo lygis, taikomas IEC 62061; mašinose naudojami SIL 1–3 lygiai.

Abu metodai atsižvelgia į pavojingo gedimo tikimybę bei architektūrinius ir sisteminius reikalavimus, tačiau grindžiami skirtingais modeliais. PL ir SIL nereikėtų tarpusavyje perskaičiuoti remiantis vien paprasta palyginimo lentele.

Pirmiausia aprašykite funkciją, tada parinkite PL arba SIL

Apibrėžkite inicijuojantį įvykį, numatomą reakciją ir saugią būseną. Tik tada pereikite prie architektūros ir skaičiavimų.

Susikurti paskyrą