Praėjusią savaitę vedžiau mokymus įmonei, integruojančiai robotizuotas palečių krovimo darbo vietas. Aptardamas saugos funkcijas pasakiau, kad sujungus tris įrenginius, kurių kiekvienas turi PL e, visos funkcijos PL nebūtinai bus e.
Tai sukėlė nuostabą. Dalyviai buvo įsitikinę, kad iki šiol veiksmingumo lygį nustatydavo teisingai. Jie parinkdavo PL e įrenginius ir tikėdavosi tokio paties iš jų sudarytos funkcijos lygio. Jei nė vieno elemento raidė nebuvo žemesnė, iš kur galėtų atsirasti prastesnis rezultatas?
Būtent tarp atskirų įrenginių parametrų ir jų sujungimo rezultato pritrūko dalies inžinerinio darbo.
Vertinu tai, kad jie naudojo tokius įrenginius ir atėjo pasitikrinti savo žinių. Yra rangovų, kurie net netikrina parenkamos aparatūros parametrų. Tačiau kitų aplaidumas nesumažina mūsų projektui keliamų reikalavimų. Galima dirbti kruopščiau už konkurentus ir vis tiek klaidingai įvertinti saugos funkciją.
Nuosekliai sujungus posistemius, kurių PFH vertės — vidutinis pavojingo gedimo dažnis per valandą — yra žinomos, ISO 13849-1 reikalaujama atsižvelgti į jų sumą. Atskiri posistemiai gali atitikti PL e intervalą, tačiau jų suma — jau ne. Be to, nė vienas įrenginio gamintojas neprivalo būti pateikęs klaidingų duomenų. Klaidinga gali būti tik integratoriaus išvada.
Tai nėra akademinis žaidimas su dešimties laipsniais. Rezultatas susijęs su funkcija, kuria turi pasikliauti prie mašinos dirbantis žmogus. Jei reikalaujamas PL e, tačiau pasiektas lygis neįrodytas, trys duomenų lapai su raide e klausimo neišsprendžia.
Buvo nupirkti geri įrenginiai. Tačiau kartu su jais nebuvo nupirktas parengtas nuosavos mašinos saugos pagrindimas.
Tai tampa ypač svarbu, kai atitikties deklaracijoje pateikiama nuoroda į ISO 13849-1. Juk gavėjas gauna ne standartų, apie kuriuos tiekėjas yra girdėjęs, sąrašą. Jis gauna informaciją apie standartus, taikytus vertinant ir gaminant pristatytą mašiną.
Jei gamintojas tokią nuorodą pateikia kaip standarto reikalavimų įvykdymo patvirtinimą, nors funkcijos vertinimą pakeitė PL nuskaitymu iš katalogų, jis klaidina naudotoją. Sąžiningi ketinimai gali paaiškinti, kodėl buvo padaryta klaida. Tačiau jie neatstoja trūkstamo patvirtinimo.
Šios istorijos išvada nėra ta, kad dabar visiems reikia pirkti dar brangesnes reles. Pirmiausia būtina nustatyti, ko reikalaujame iš funkcijos, kurie elementai ją įgyvendina ir koks rezultatas iš tikrųjų gaunamas juos sujungus. Tada reikia patikrinti, kokiomis sąlygomis šis rezultatas tebėra pagrįstas — taip pat po kelerių metų ir šimtų tūkstančių perjungimų.
Būtent šis pokalbis paskatino mane parašyti straipsnį. PL skaičiavimą pagal ISO 13849-1 pagaliau reikia paaiškinti taip, kad santrumpų išmanymą lydėtų savos sistemos supratimas. Kategorija nėra kitas PL užrašymo būdas. Relės rezultatas nėra visos funkcijos rezultatas. O teisingas skaičiavimo rezultatas neatleidžia nuo pareigos išlaikyti sąlygas, kuriomis jis buvo gautas.
Naudotojui reikia funkcijos, kurios saugos lygis yra įrodytas. Ne trijų įrenginių, kurių kiekvienas atskirai atrodo įtikinamai.
1. Trys PL e įrenginiai. Patikrinkime, koks rezultatas gaunamas sudėjus
Panagrinėkime saugos funkciją, kurią įgyvendina trys posistemiai: aptikimo, loginis ir išėjimo posistemis, atliekantis numatytą reakciją. Kiekvienas posistemis atskirai įvertintas PL e. Kiekvienas jų būtinas, kad visa funkcija tinkamai atliktų savo užduotį.
Būtent tai čia reiškia nuoseklusis sujungimas. Kalbama ne apie tris vienu laidu sujungtus kontaktus ir ne apie tris vienas kitą pakeičiančius įrenginius.
Darome prielaidą, kad posistemiai pritaikyti tinkamai ir įvykdyti kiti reikalavimai. Neieškosime netinkamai prijungto laido ar išjungtos diagnostikos. Patikrinsime, ar net šiomis palankiomis sąlygomis trijų raidžių e pakanka ketvirtajai — svarbiausiai — gauti.
Raidės vienodos. Skaičiai — ne
PL e nereiškia vienos visiems įrenginiams vienodos PFH vertės. Tą patį lygį gali atitikti skirtingos vidutinio pavojingo gedimo dažnio per valandą vertės.
Skaičiavimo pavyzdžiui naudokime šiuos duomenis:
| Posistemis | Įvertintas PL | PFH [h−1] |
|---|---|---|
| Aptikimas | e | 3 × 10−8 |
| Loginė dalis | e | 4 × 10−8 |
| Išėjimas | e | 5 × 10−8 |
Visos vertės yra mažesnės nei 10−7 h−1, taigi jos atitinka PL e skaitinę sąlygą.
Jei tikrinimas būtų baigtas ties paskutine eilute, būtų galima paskelbti sėkmę. Kiekvienas tiekėjas pristatė tinkamą posistemį. Pirkimai atitinka reikalavimus.
Tačiau naudotojas pasikliaus jų bendru veikimu, o ne trimis atskirais duomenų lapais.
Kai žinome visų tokį sujungimą sudarančių posistemių PFH, šias vertes reikia sudėti.
PFH = PFH1 + PFH2 + PFH3
PFH = (3 + 4 + 5) × 10−8 = 1,2 × 10−7 h−1.
PL e atveju suma turi būti mažesnė nei 10−7 h−1. Mūsų rezultatas yra didesnis. Jis patenka į PL d intervalą:
10−7 ≤ PFH < 10−6 h−1.
Kiekvieno posistemio PL yra e. Šiame pavyzdyje sujungimas pasiekia PL d. Ne todėl, kad kuris nors gamintojas būtų nurodęs padidintus parametrus. Taip yra todėl, kad vertinant sujungimą reikia atsižvelgti į visų trijų posistemių indėlį.
To nenulemia ir teiginys: „visumos lygis atitinka silpniausio elemento lygį“. Standartas rezultatą riboja tiek žemiausiu posistemio PL, tiek pagal PFH sumą gaunamu lygiu. Žemiausias posistemio PL yra rezultato apribojimas, o ne pažadas, kad toks rezultatas bus pasiektas.
Trys įrenginiai ne visada reiškia sumažėjimą iki PL d
Nepakeiskime vienos klaidos kita. Pats įrenginių skaičius rezultato nenulemia.
Trims kitiems posistemiams, taip pat įvertintiems kaip PL e, tarkime reikšmes 2 × 10−8, 3 × 10−8 ir 4 × 10−8 h−1:
PFH = (2 + 3 + 4) × 10−8 = 9 × 10−8 h−1.
Ši suma išlieka mažesnė nei 10−7 h−1. Jei laikomasi kitų nustatytų sąlygų, šis derinys gali pasiekti PL e.
Skirtumas tampa labai aiškus, kai visus skaičius užrašome tuo pačiu masteliu. Riba yra 10 × 10−8. Pirmajame pavyzdyje gavome 12, antrajame – 9. Kai rezultatas lygus tiksliai 10 × 10−8, jau patenkame į d intervalą. Lentelėje nurodyta „mažiau nei“, o ne „mažiau arba lygu“.
Abiem variantais pirkinių sąraše PL e nurodytas tris kartus. Tik skaičiai parodo, kad įsigytas rezultatas nėra toks pats.
PFH nenustato kito gedimo datos
Esant tokiems mažiems skaičiams lengva pasijusti pernelyg saugiai. Jei PFH yra 10−8 h−1, kas nors gali tai suprasti kaip patikinimą, kad įrenginys be pavojingo gedimo veiks šimtą milijonų valandų.
Toks aiškinimas būtų neteisingas.
PFH apibūdina vidutinį pavojingo gedimo dažnį įgyvendinant konkrečią saugos funkciją. Jis nenurodo pirmojo gedimo laiko. Tai taip pat nėra nelaimingo atsitikimo tikimybė vieną kartą atidarius apsaugą.
Šimtas milijonų valandų nėra garantinis laikotarpis. Pavojingas gedimas gali įvykti gerokai anksčiau.
Todėl mažos PFH vertės nepaverčiame patikinimu, kad „kelis artimiausius šimtus metų nieko neatsitiks“. Standartas suteikia parametrą sistemos gebėjimui vykdyti funkciją įvertinti. Jis nesuteikia pagrindo mašinai sudaryti darbo be nelaimingų atsitikimų kalendorių.
Reikalaujama e, apskaičiuota d. Ką keičiame?
Tarkime, kad nagrinėjamai funkcijai nustatytas reikalaujamas PLr e. Tuomet pirmojo pavyzdžio rezultato d nepakanka. Jei pasiektas PL neatitinka reikalavimo, reikia grįžti prie projektavimo proceso.
Pirmiausia patikriname, ar modelis apima tinkamus posistemius, o naudoti duomenys atitinka taikomą konfigūraciją ir darbo sąlygas. Jei taip, sprendimą reikia pakeisti.
Skaičiavimas netgi parodo, ko ieškome. Palikus pirmąsias dvi reikšmes – 3 × 10−8 ir 4 × 10−8 h−1 – trečiojo posistemio PFH turi būti mažesnis nei 3 × 10−8 h−1, kad vien suma patektų į e intervalą. Neužtenka užsakyti kitą įrenginį, pažymėtą PL e. Jo PFH vertė gali būti būtent tokia, dėl kurios vėl viršysime ribą.
„Pakeitėme kitu PL e“ apibūdina pirkimą. Tik pakartotinis skaičiavimas parodys, ar problema išspręsta.
Iš modelio nepašaliname posistemio, kuris vis dar reikalingas funkcijai vykdyti. Taip pat nemažiname reikalaujamo PLr vien todėl, kad pasirinkta įranga jo nepasiekia. Jei reikia e, o patikimas vertinimas duoda d, taisyti reikia projektą, o ne rezultato užrašymo būdą.
Šiame pavyzdyje patikinimui apie PL e paneigti pakako sudėties. Verta ją atlikti prieš pasirašant dokumentus.
2. Ko 4 kategorija? Relės ar suprojektuotos sistemos?
„Turime 4 kategoriją. Relė yra saugos relė“.
Tai gali būti teisinga informacija apie pasirinktą aparatą. Tačiau ji vis tiek nepaaiškina, kas prijungta prie jo įėjimų, ką valdo išėjimai ir kas nutiks sugedus kuriam nors iš šių elementų.
Relė gali tinkamai išjungti savo išėjimus. Jei vienintelis pavarą atjungiantis kontaktorius neatvers pagrindinių kontaktų, vien relės komanda neatjungs variklio maitinimo.
Tai nėra priekaištas relei. Sprendimą pagal jos parametrus įvertinti visą funkciją priėmė projektuotojas. Aparato gamintojas už jį neprojektavo likusios grandinės dalies.
Pirmiausia užduotis. Tada ją atliekantys įtaisai
Panagrinėkime paprastą konvejerio pavaros prieigos apsaugos pavyzdį. Atidarius apsaugą pavojingas judesys turi būti sustabdytas, o palikus ją atidarytą turi būti neįmanoma jo paleisti. Saugios būsenos pasiekimo laikas turi atitikti prieigos sąlygas: žmogus negali pasiekti pavojingo judesio, nuo kurio jį turėjo apsaugoti ši funkcija.
Tik taip apibrėžę užduotį išsamiai aprašome jos įgyvendinimą: jutiklis aptinka apsaugos būseną, saugos relė apdoroja signalus, o išėjimo elementai veikia pavarą. Specifikacijoje, be kita ko, turi būti apibrėžtas inicijuojantis įvykis, reakcija, reikalaujamas PLr, saugios būsenos pasiekimo laikas ir režimai, kuriais funkcija veikia. Relės katalogo numeris šių mūsų mašinai taikomų nuostatų neapima.
„Apsauga prijungta prie saugos sistemos“ apibūdina jungtį. Tai dar nepasako, nuo ko ir kaip saugome žmogų.
Vertindami sistemą taip pat nesustojame ties relės išėjimo gnybtais. SRP/CS apibrėžtis apima kelią nuo su sauga susijusių signalų inicijavimo iki galios valdymo elementų išėjimų, pavyzdžiui, kontaktoriaus pagrindinių kontaktų.
Taigi, jei kontaktorius turi atlikti atjungimą, jis netampa „įprasta elektros įranga už saugos sistemos ribų“ vien todėl, kad yra kitame schemos puslapyje.
Du kontaktoriai nėra du PL e posistemiai
Dabar apsvarstykime variantą su dviem kontaktoriais: K₁ ir K₂. Jų pagrindiniai kontaktai nuosekliai sujungti variklio maitinimo grandinėje, tačiau kiekvienas kontaktorius gali savarankiškai nutraukti šią grandinę. Jei K₁ neatvers kontaktų, K₂ vis tiek galės atjungti.
Nuoseklus sujungimas galios grandinėje šiuo atveju nereiškia nuoseklaus sujungimo patikimumo modelyje.
Tokioje sistemoje K₁ ir K₂ gali sudaryti du dubliuotus vieno išėjimo posistemio kanalus. Jų paskirtis – išlaikyti atjungimo galimybę įvykus tam tikram vieno kanalo gedimui. Tai kitokia situacija nei ankstesnėje dalyje aprašyti trys posistemiai, kurių kiekvienas buvo būtinas funkcijai vykdyti.
Todėl nepakanka paimti dviejų atskirų kontaktorių verčių ir jas sudėti pagal įvertintų posistemių nuosekliojo jungimo taisyklę. Pirmiausia reikia įvertinti išėjimo posistemį: jo struktūrą, elementų patikimumą, diagnostiką ir veikimą gedimų atveju. Tik tada jo rezultatą naudojame vertindami junginį su aptikimo ir logikos posistemiais. Tokį posistemio vertinimo ir posistemių junginio vertinimo atskyrimą numato standartas.
Taip pat lieka klausimas dėl tolesnio veikimo sugedus K₁. Ar sistema aptiks, kad kontaktorius neįvykdė komandos? Ką ji darys su šia informacija? Ar leis pradėti kitą ciklą?
Pridėjus antrą kontaktorių, atsiranda antras atjungimo būdas. Tačiau tai savaime neužtikrina nei diagnostikos, nei kategorijos pagrindimo.
Kategorija apibūdina atsparumą gedimams. PL apima daugiau
Kategorija klasifikuoja posistemį pagal atsparumą gedimams ir jo veikimą jiems įvykus. Svarbūs struktūra, gedimų aptikimas ir patikimumas. Tai nėra vien kanalų skaičius ar kitas PL žymuo.
3 kategorijos atveju vienas gedimas negali lemti vykdomos pofunkcės praradimo. Jis turėtų būti aptiktas vėliausiai kito funkcijos pareikalavimo metu, jei tai pagrįstai įmanoma. Tačiau tai nereiškia, kad aptinkami visi gedimai; neaptiktų gedimų sankaupa gali lemti pofunkcės praradimą.
4 kategorijai keliami griežtesni reikalavimai: jei vieno gedimo negalima aptikti reikiamu momentu, neaptiktų gedimų sankaupa negali lemti funkcijos praradimo. Taip pat reikalaujama didelės DCavg ir didelės kiekvieno dubliuoto kanalo MTTFD.
Atidarius spintą, matyti du kontaktoriai. Vien pažvelgus į du kontaktorius, nematyti, ar šie reikalavimai įvykdyti.
Nustatant PL taip pat vertinami visi susiję aspektai: patikimumo rodikliai, diagnostikos veiksmingumas, priemonės nuo bendrosios priežasties gedimų, programinė įranga ir sisteminių gedimų prevencija. Vien nurodyta kategorija šios vertinimo apimties nepakeičia.
Ta pati 3 kategorija, o rezultatas – c, d arba e
Užuot apsiriboję teiginiu „PL priklauso nuo daugelio veiksnių“, pažvelkime į konkrečias vertes.
Taikydami 3 kategorijos architektūrą, kai DCavg = 90% ir įvykdytos likusios metodo prielaidos, gauname šiuos rezultatus, priklausančius nuo kiekvieno kanalo MTTFD:
| Kiekvieno kanalo MTTFD | Posistemio PFH [h−1] | PL |
|---|---|---|
| 10 metų | 1,36 × 10−6 | c |
| 30 metų | 2,65 × 10−7 | d |
| 100 metų | 4,29 × 10−8 | e |
Tai pagal standarto modelį gautos vertės, o ne konkrečių kontaktorių vertinimo rezultatai. Kategorija liko ta pati. Diagnostikos aprėptis taip pat. Pasikeitė kanalų patikimumas, todėl gavome tris skirtingus PL lygius.
MTTFD čia yra patikimumo parametras, o ne įrenginio keitimo terminas. Prie šio skirtumo grįšime aptardami ciklų skaičių ir naudojimo laiką.
Lentelė taip pat parodo, kodėl supaprastintas teiginys „3 kategorija reiškia PL d“ yra klaidingas abiem kryptimis. 3 kategorija negarantuoja d, tačiau taip pat neatmeta e. Rezultatui pasiekti būtinas sąlygas reikia įrodyti.
Galiausiai grįžkime prie relės. Jei naudojame anksčiau įvertintą posistemį, neprivalome iš naujo atkurti jo konstrukcijos ir nuo pradžių skaičiuoti kiekvieno vidinio elemento. Tačiau turime žinoti vertinimo apimtį, tinkamai ją taikyti ir įvertinti posistemio junginį su likusia sistemos dalimi. Standartas leidžia jungti anksčiau validuotus posistemius su integratoriaus projektuojamais posistemiais.
Nereikia kartoti relės gamintojo atlikto darbo. Reikia atlikti tą darbo dalį, kurios relės gamintojas už mus neatliko.
Buvo paklausta, kas nutiks sugedus mašinos elementui. Atsakant parodyta relės kategorija. Tai vis dar nėra atsakymas į pateiktą klausimą.
3. Reikalaujamas PLr nenustatomas pagal tai, kas jau nupirkta
„Gavome PL d. Turėtų pakakti“.
Galbūt. Tačiau to negalima nuspręsti nei pagal skaičiavimo rezultatą, nei pagal įsitikinimą, kad panaudoti kokybiški įrenginiai.
PLr apibrėžia konkrečiai saugos funkcijai keliamą reikalavimą. PL apibūdina lygį, kurį pasiekia šią funkciją vykdanti sistema. Pirmiausia reikia nustatyti, kokio rizikos sumažinimo reikia. Tik tada galima suprojektuoti sprendimą ir įrodyti, kad jis atitinka reikalavimą.
Jei relė jau užsakyta, schema parengta, o reikalaujamą lygį tik pradedame rinktis, šią seką lengva apversti. Tada vertinimo parametrai ima įtartinai gerai atitikti įsigytos įrangos galimybes.
Prie jau gauto rezultato priderintas reikalavimas leidžia išvengti projekto taisymo. Tačiau jis neleidžia įrodyti, kad projektas yra tinkamas.
S2 nėra skirta tik mirtimi pasibaigiantiems nelaimingiems atsitikimams
PLr nustatymo grafike vertiname galimo sužalojimo sunkumą, poveikio dažnį arba trukmę ir galimybę išvengti žalos arba ją sumažinti. Juos atitinka parametrai S, F ir P.
S2 apima sunkų, paprastai negrįžtamą sužalojimą arba mirtį. Todėl piršto amputacija netampa S1 vien todėl, kad žmogus išgyvena. Nebūtina nagrinėti pusę cecho apimančios katastrofos, kad funkcijai keliamas reikalavimas būtų aukštas.
Esant S2, pagrindinis grafikas pateikia šiuos rezultatus:
| Sužalojimo sunkumas | Pavojaus poveikis | Galimybė išvengti žalos arba ją sumažinti | Pagrindinio grafiko rezultatas |
|---|---|---|---|
| S2 | F1 — retesnis ir (arba) trumpalaikis | P1 — įmanoma tam tikromis sąlygomis | PLr c |
| S2 | F1 — retesnis ir (arba) trumpalaikis | P2 — mažai tikėtina | PLr d |
| S2 | F2 — dažnas arba ilgalaikis | P1 — įmanoma tam tikromis sąlygomis | PLr d |
| S2 | F2 — dažnas arba ilgalaikis | P2 — mažai tikėtina | PLr e |
Esant S2, net palankūs F1 ir P1 šiame grafike lemia PLr c. Vieno mažiau palankaus įvertinimo — F2 arba P2 — pakanka d. Abu kartu lemia e.
Šie lygiai nėra parenkami pagal tai, kaip įspūdingai atrodo mašina. Net nedidelis mechanizmas gali sukelti negrįžtamą sužalojimą.
„Operatorius yra patyręs.“ Tik nėra kur pasitraukti
Tarkime, kad atliekant numatytą techninės priežiūros veiksmą reikia būti tarp judančio elemento ir nejudamos konstrukcijos. Nagrinėjamas netikėtas poslinkis gali sukelti sunkų sutraiškymą. Saugos funkcija turi užkirsti kelią šiam judesiui patekimo metu.
Vertinant galimybę išvengti žalos, pateikiamas argumentas: operatorius pažįsta mašiną, yra išmokytas ir šį veiksmą atlieka daug metų. Siūlomas įvertinimas — P1.
Tačiau užduočiai atlikti būtinoje padėtyje nėra erdvinės galimybės pasitraukti iš judėjimo trajektorijos.
Darbuotojo patirtis yra svarbi. Ji nekeičia darbo vietos geometrijos.
Įrašytas išmokytas operatorius. Trūkstama vieta pasitraukti, matyt, turėjo būti jo paties rūpestis.
Vienu iš P nustatymo metodų atsižvelgiama į penkis veiksnius: asmens pasirengimą, įvykio raidos spartą ir turimą laiką, erdvinę galimybę pasitraukti, pavojaus atpažįstamumą ir veiksmo sudėtingumą. Įvertinimams priskiriamos raidės A, B arba C, atsižvelgiant į konkretaus veiksnio sąlygas.
Taikant šį metodą, P2 priskirti pakanka vieno C. Net jei visi kiti įvertinimai yra A.
Erdvinės galimybės pasitraukti nebuvimas būtent ir yra toks C. Juo taip pat gali būti laiko veiksmingai pasitraukti trūkumas. Šių apribojimų nevidurkiname su gerais kitų veiksnių įvertinimais. Keturi palankūs atsakymai nesukuria praėjimo per plieninę konstrukciją.
Nagrinėjamo S2 atveju tai reiškia PLr d, kai F1, arba PLr e, kai F2.
Be to, P1 automatiškai nepasirenkame vien todėl, kad nėra nė vieno C. Reikia įvertinti kitus veiksnius ir realią galimybę išvengti žalos arba ją reikšmingai sumažinti. Lentelė susistemina vertinimą. Ji neatleidžia nuo būtinybės suprasti aprašomą situaciją.
Mašinos apribojimai turi įtakos valdymo sistemai keliamam reikalavimui
Galimybę pasitraukti tikriname numatyto naudojimo sąlygomis. Ne tik tada, kai darbo vieta tuščia, nėra medžiagos ir patogu prieiti iš visų pusių.
Jei dirbant su mažiausiu gaminiu žmogui lieka laisvos erdvės, bet didžiausias leidžiamas gaminys ją užima, reikia atsižvelgti būtent į šį variantą. Tas pats taikoma palečių padėčiai, technologinei įrangai ir užduotims, dėl kurių būtina užimti tam tikrą padėtį.
Paskirtis, gaminio matmenys ir veiksmo atlikimo vieta nėra aprašomasis įvadas į „tikruosius skaičiavimus“. Nuo jų gali priklausyti, kokį reikalavimą šie skaičiavimai turi atitikti.
Taip pat vertiname F. Kas kelias minutes kartojamas trumpas veiksmas netampa retkarčiais atliekamu vien todėl, kad kiekvienas patekimas trunka tik akimirką. Reikia atsižvelgti ir į dažnį, ir į bendrą pavojaus poveikio trukmę.
Taikant aprašytą metodą ir nesant kitokio pagrindimo, didesnis nei kartą per 15 minučių dažnis lemia F2. Nuoroda, leidžianti priskirti F1, apima dvi sąlygas: dažnis ne didesnis kaip kartą per 15 minučių ir bendra pavojaus poveikio trukmė, neviršijanti vienos dvidešimtosios darbo laiko.
Taip pat nesvarbu, ar vienas po kito patenka tas pats darbuotojas, ar keli asmenys.
Operatoriaus pasikeitimas nenustato pavojaus poveikio prie mašinos dažnio iš naujo.
Nemažink reikalavimo remdamasis funkcijos, kurią dar tik vertini, veiksmingumu
„Rizika nedidelė, nes atidarius apsaugą pavara sustoja.“
Jei kaip tik nustatome reikalaujamą funkcijos, sustabdančios pavarą atidarius apsaugą, PLr, toks pagrindimas yra klaidingas. Atsakyme jau daroma prielaida, kad funkcija, kuriai dar tik nustatome reikalavimą, veikia veiksmingai.
Nustatydami PLr, nagrinėjame situaciją neatsižvelgdami į rizikos sumažinimą, kurį užtikrina pati vertinama funkcija. Tai nereiškia, kad nepaisoma visų kitų apsaugos priemonių. Galima atsižvelgti į tinkamas nuo valdymo sistemos nepriklausomas technines priemones ir papildomas saugos funkcijas. Tačiau jų veikimą reikia atskirti nuo funkcijos, kurios reikalaujamą lygį nustatome, veikimo.
Negalima pirmiausia priskirti funkcijai veiksmingumo, o tada remiantis tuo priskirtu veiksmingumu nustatyti jai pačiai švelnesnį reikalavimą.
Žemesnis rezultatas gali būti pagrįstas. Relės įsigijimas nėra pagrindimas
Grafikas nėra vienintelis leidžiamas PLr nustatymo metodas. Jis yra informacinio pobūdžio. Konkrečios rūšies mašinoms taikomas C tipo standartas gali nustatyti reikalaujamą lygį kitaip nei bendrasis grafikas.
Taip pat taikant aprašytą metodą rezultatą galima sumažinti vienu lygiu, jeigu pavojingojo įvykio tikimybė įvertinta kaip maža. Šį sprendimą reikia pagrįsti ir dokumentuoti. Nustačius, kad gautas PL yra per žemas, nepakanka tiesiog prirašyti „mažai tikėtina“.
Reikia gebėti nurodyti, koks įvykis buvo įvertintas, kas riboja jo įvykimo galimybę ir kuo remiantis nustatyta maža tikimybė. Vien teiginys „jau daug metų nebuvo nelaimingų atsitikimų“ į šiuos klausimus dar neatsako.
Galiausiai palyginame dvi nepriklausomai nustatytas reikšmes: reikalaujamą PLr ir pasiektą PL. Jeigu realus konstrukcijos arba naudojimo būdo pakeitimas sumažina riziką, reikalavimą galima įvertinti iš naujo. Jeigu pakeistas tik atsakymas formoje, mašina dėl to netapo mažiau pavojinga.
Grafas nėra skirtas jau užsakytai relei pagrįsti. Jis turi padėti nustatyti, ko reikia žmogui, kuris dirbs prie šios mašinos.
4. Kada galima skaičiuoti supaprastintu metodu, o kada reikia skaičiuoti išsamiau?
„Gavome d? Tuomet išbandykime supaprastintą metodą“.
Aparatūra lieka ta pati. Jungtys taip pat. Niekas netobulina diagnostikos ir nekeičia posistemės. Keičiamas tik rezultato gavimo būdas, kol atitinkamame laukelyje atsiranda e.
Labai veiksmingas modernizavimas. Net nereikia atidaryti spintos.
Problema nėra tai, kad taikomi supaprastinimai. Standarte jie numatyti ir tinkamomis sąlygomis leidžia teisingai įvertinti sistemą nekuriant savo matematinio modelio nuo pat pradžių. Problema kyla tuomet, kai metodą pasirenkame tik patikrinę, kuris iš jų duos patogesnį rezultatą.
Metodo pasirinkimą lemia vertinama sistema ir turimi duomenys. Priėmimo terminas nėra papildomas skaičiavimo parametras.
Pirmiausia nustatykite, ką iš tiesų vertinate
Po sąvoka „supaprastinti skaičiavimai“ lengva supainioti du skirtingus veiksmus.
Pirmasis – iš elementų sudarytos posistemės vertinimas. Pavyzdžiui, reikia nustatyti savo išėjimo posistemės, sudarytos iš kontaktorių ir jiems įgyvendintos diagnostikos, parametrus. Komponentų duomenis žinome, tačiau jų bendro veikimo rezultatą dar reikia nustatyti.
Antrasis – posistemių, kurių saugos parametrai jau nustatyti, sujungimo vertinimas. Tuomet naudojamės anksčiau atlikto vertinimo rezultatais, patikriname taikymo sąlygas ir nustatome sujungimo rezultatą.
Nereikia skaidyti įvertintos relės į vidinius elementus vien todėl, kad naudojame ją savo mašinoje. Tačiau savarankiškai surinktos grandinės dalies negalima laikyti gatava PL e posisteme vien todėl, kad joje yra du kontaktoriai ir kažkas aplink juos nubrėžė rėmelį.
Rėmelis schemoje padeda sutvarkyti modelį. Saugos parametrų jis nesuteikia.
Praktiškai skirstoma taip:
| Ką vertiname ir kokius duomenis turime? | Tinkama kryptis |
|---|---|
| Nuoseklusis anksčiau įvertintų posistemių sujungimas; žinome visas PFH reikšmes. | Susumuojame PFH ir taip pat atsižvelgiame į ribą, kurią lemia žemiausias posistemių PL. |
| Toks posistemių sujungimas; žinome jų PL, tačiau žinome ne visas PFH reikšmes. | Galime taikyti šiai situacijai numatytą lentelinį metodą. |
| Savo sukurta posistemė, atitinkanti supaprastintame metode numatytą architektūrą. | Nustatome kategoriją, kanalų MTTFD ir DCavg, įgyvendiname reikiamas apsaugos nuo CCF priemones ir užtikriname kitų prielaidų įvykdymą. |
| Savo sukurta posistemė, kurios architektūra neatitinka šiame metode numatytų architektūrų. | Reikia pagrįsto modelio ir išsamaus skaičiavimo, kuris leistų įrodyti, kad pasiektas reikalaujamas lygis. |
Vienoje funkcijoje galima derinti abi darbo kryptis: naudoti parengtus įvertintų posistemių duomenis ir savarankiškai įvertinti integratoriaus suprojektuotą dalį. Nereikia rinktis tarp „viską perrašome iš katalogų“ ir „viską skaičiuojame nuo vieno tranzistoriaus“.
Pagal lentelę gauname e. Pagal turimus duomenis – d
Grįžkime prie trijų posistemių iš pirmosios dalies:
PFH=(3+4+5)×10−8=1,2×10−7 h−1.
Kiekviena posistemė įvertinta PL e. Tačiau PFH suma patenka į d intervalą.
Standarte taip pat pateiktas posistemių sujungimo metodas, taikomas tuomet, kai žinome ne visas PFH reikšmes. Pagal jį nustatomas žemiausias PL ir tokio lygio posistemių skaičius. Kai žemiausias lygis yra e ir tokių posistemių yra ne daugiau kaip trys, lentelėje nurodomas e.
Taigi turime konkrečią neatitiktį: vien pagal raides galima gauti e, nors žinomų mūsų pavyzdžio reikšmių suma duoda d.
Nereikėtų to slėpti teigiant, kad kiekvienas supaprastintas metodas visada duoda konservatyvesnį rezultatą. Šiuo atveju taip nėra. Tačiau reikia perskaityti sąlygą, kuriai konkretus metodas yra numatytas.
Jeigu žinome visų posistemių PFH, jas susumuojame. Nežinomoms PFH skirta lentelė nėra antras bandymas per egzaminą po nepavykusio sudėjimo.
Gamintojo duomenys netampa nežinomi vien todėl, kad nebeatitinka laukiamo rezultato.
Lentelės taikymas pagal jos paskirtį nėra klaida. Klaida būtų sąmoningai atmesti turimas reikšmes vien tam, kad nepatogų d būtų galima pakeisti palankesniu e. Dėl to sistemos pavojingųjų gedimų dažnis nesumažėjo. Dokumentacijos autorius tiesiog nustojo vertinti šį dažnį tokiu tikslumu, kokį leido duomenys.
Supaprastintas metodas mažina skaičiavimų apimtį, bet ne prielaidų tikrinimo poreikį
Vertinant savo posistemę supaprastinimas veikia kitaip. Užuot nuo pradžių kūrę visas matematines priklausomybes, naudojame konkrečioms architektūroms parengtų modelių rezultatus.
Kategoriją, MTTFD ir DCavg susiejanti diagrama nėra iliustracinis brėžinys, iš kurio pasirenkamas stulpelis, labiausiai atitinkantis lūkesčius. Joje pateikiami konkrečioms struktūroms ir sąlygoms taikomų matematinių modelių rezultatai.
Taigi pirmiausia reikia nustatyti, ar mūsų posistemė iš tikrųjų juos atitinka. Kaip ji veiks įvykus trikčiai? Kurie gedimai bus aptikti? Kokie yra kanalų parametrai? Ar numatytos reikiamos priemonės nuo bendrosios priežasties gedimų?
Patogiausia pasirinkti kategoriją ir diagnostiką taip, kad stulpelis pasiektų e. Deja, vėliau dar reikėtų sukurti šiuos pasirinkimus atitinkančią sistemą.
Metodas taip pat grindžiamas prielaidomis dėl naudojimo trukmės ir gedimų dažnio per šį laikotarpį. Jis automatiškai neužtikrina dvidešimties metų patvarumo kiekvienam elementui, kurį įtraukiame į skaičiavimą. Dėvimuosius komponentus gali reikėti pakeisti anksčiau. Prie to grįšime aptardami ciklų skaičių.
Be to, tikslesnis skaitinės vertės nustatymas vietoj jos nuskaitymo iš diagramos nekeičia taikomo modelio rūšies. Galime gauti tikslesnę PFH vertę, tačiau vis tiek turime atitikti metodo, kuriuo ją gavome, sąlygas.
Daugiau skaitmenų turintis rezultatas tiksliau neapibūdina mašinos, kurios modelyje praleistas esminis ryšys. Jis tiksliau apibūdina praleidimą.
Kada reikia išsamaus skaičiavimo?
Riba nėra tarp mažos ir didelės spintos. Didesnis įrenginių skaičius automatiškai nereiškia, kad reikia kurti savo modelį. Mažesnis elementų skaičius negarantuoja, kad galima taikyti paprasčiausią variantą.
Svarbu, ar posistemę galima tinkamai atvaizduoti taikant architektūrą, kuriai parengtas supaprastintas metodas.
Elektros schema nebūtinai turi atrodyti taip pat kaip standarte pateikta blokinė schema. Tai skirtingi sistemos vaizdavimo būdai. Tačiau reikia įrodyti esminių sąryšių lygiavertiškumą: pofunkcijų įgyvendinimo būdo, perteklumo, diagnostikos ir veikimo esant triktims.
Jeigu tokio lygiavertiškumo nėra, reikia išsamaus skaičiavimo, pagrįsto tinkamu modeliu, pavyzdžiui, Markovo modeliavimu arba gedimų medžio analize. Modelyje turi būti atsižvelgta į tas sprendinio savybes, kurių neapima pasirinktas supaprastinimas.
Schemą galima perbraižyti taip, kad ji atrodytų pažįstama. Tačiau bendrojo gedimo taško neįmanoma pašalinti ekrane atskyrus dvi linijas.
Išsamus skaičiavimas taip pat nesuteikia teisės nepaisyti kokybinių reikalavimų. Jeigu deklaruojame konkrečią kategoriją, reikia atitikti jos reikalavimus. Jeigu funkcija turi reaguoti nustatytu būdu, reikia užtikrinti tokią reakciją. Sudėtingesnė matematika nepakeičia trūkstamos diagnostikos ir nepateisina klaidingos logikos.
Taigi nereikia kiekvienam projektuotojui pavesti atlikti Markovo modeliavimą. Svarbu, kad jis atpažintų momentą, kai parengtas modelis nustoja atitikti jo sistemą. Tuomet reikia arba pakeisti sprendinį tokiu, kurį galima tinkamai įvertinti supaprastintu būdu, arba atlikti tinkamą išsamią analizę.
„Neturime MTTFD“ dar nėra metodo pasirinkimas
Standarte taip pat numatyta riboto taikymo alternatyvi procedūra posistemėms, kuriose naudojamos tam tikros mechaninės ir fluidinės technologijos, įskaitant elektrohidraulines ir elektropneumatines, kai patikimumo duomenų nėra ir negalima taikyti nurodyto gerosios inžinerinės praktikos metodo.
Tai konkreti procedūra su atskiromis sąlygomis, susijusiomis, be kita ko, su architektūra, diagnostika, komponentais ir naudojimo trukme. Tai nėra bendras leidimas be MTTFD vertinti bet kokią sistemą.
„Neradome duomenų“ apibūdina mūsų paieškų rezultatą. Tai neįrodo, kad įvykdėme išimties sąlygas.
Todėl prieš patvirtinant rezultatą reikia gebėti atsakyti, kas buvo įvertinta, kokie duomenys panaudoti, kodėl pasirinktas metodas yra taikytinas ir kur įrodyta, kad jo prielaidos tenkinamos.
Tai gerokai svarbiau už ataskaitos apimtį. Keli aiškūs tinkamai apibrėžtos sistemos skaičiavimai yra vertingesni už keliasdešimt puslapių spausdintos medžiagos, kurios autorius negali susieti su schema.
Jeigu pakeitus metodą rezultatas padidėjo nuo d iki e, o mašinoje niekas nebuvo pakeista, pirmasis klausimas turėtų būti: ką dabar skaičiuojame kitaip ir kodėl turime teisę tai daryti? O ne: kur pasirašyti priėmimo aktą.
5. DC 99% ir CCF reikalavimai įvykdyti. Kas iš tikrųjų padaryta?
Skaičiavimuose įrašyta didelė diagnostinė aprėptis. Priemonės nuo bendrosios priežasties gedimų taip pat įvertintos kaip atitinkančios reikalavimus. Rezultatas atrodo geras.
Dabar šias apsaugos priemones reikia rasti mašinoje.
Iš išskleidžiamojo sąrašo pasirinkta vertė turi vieną pranašumą prieš tikrą diagnostiką: ją visada galima nustatyti kaip 99%.
Vien skaičiavimas neparodo, ar sistema iš tikrųjų aptinka numatytus gedimus. Jis apdoroja pateiktus duomenis. Jeigu diagnostika įvertinta remiantis pageidavimais, rezultatas gali būti matematiškai teisingas, bet techniškai bevertis.
Grįžtamojo ryšio laidas yra. Kas iš tiesų grįžta?
Grįžkime prie dviejų kontaktorių K₁ ir K₂. Projekte numatytas jų būsenos tikrinimas, o skaičiavimuose pasirinkta DC = 99%.
Tarkime, kad pagrindiniai K₁ kontaktai lieka uždaryti, nors duota išjungimo komanda. K₂ vis dar gali nutraukti maitinimo grandinę. Tačiau diagnostika turi atpažinti netinkamą K₁ būseną, o sistema turi tinkamai į ją reaguoti.
Taigi ką tikrina grįžtamojo ryšio signalas?
Jeigu jis tik patvirtina, kad programa panaikino ritės įjungimo komandą, tai nesuteikia informacijos apie faktinį pagrindinių kontaktų atsivėrimą. Žinome, ką valdiklis nurodė atlikti. Tačiau dar nežinome, ar kontaktorius tai atliko.
Valdiklis davė komandą ir patikrino savo paties komandą. Kontaktorius galėjo visai nedalyvauti atliekant šį tikrinimą.
Vien bet kokio pagalbinio kontakto prijungimo taip pat nepakanka. Reikia tinkamo ir patvirtinto jo būsenos ryšio su elementais, kurių gedimą norime aptikti. Taip pat reikia tinkamai prijungti, įvertinti galimas grįžtamojo ryšio grandinės triktis ir taikyti logiką, kuri šią informaciją panaudoja tinkamu momentu.
Standarte didelė diagnostinė aprėptis numatyta konkretiems tiesioginės elektromechaninių įrenginių stebėsenos būdams. Ji nesuteikiama vien dėl to, kad yra gnybtas, pažymėtas „grįžtamasis ryšys“.
Pirmiausia reikia įrodyti, ką aptinka taikomas sprendinys. Tik tuomet galima įrašyti jį atitinkančią vertę.
DC nėra sėkmingų sustabdymo bandymų procentas
DC yra aptinkamų pavojingų gedimų dažnio ir visų nagrinėjamo elemento pavojingų gedimų dažnio santykis. Tai nereiškia nei sėkmingų sustabdymų procento, nei sąraše pažymėtų gedimų tipų skaičiaus.
Šimtas tinkamų tvarkingos sistemos sustabdymų nepatvirtina, kad ji aptinka 99% pavojingų gedimų. Per tokius bandymus galėjo neįvykti nė vienas iš gedimų, kurių aptikimas įtrauktas į skaičiavimą.
Patikrinta, kad tvarkingas kontaktorius atsijungia. Ataskaitoje padaryta išvada, kad sistema atpažins neatsijungusį kontaktorių. Tarp šių teiginių trūksta patikrinimo.
Tai nereiškia, kad norint apskaičiuoti procentą privaloma sugadinti šimtą įtaisų. Diagnostinę aprėptį galima pagrįsti gedimų analize arba tinkamai taikant standarte numatytus įverčius. Tačiau būtina parodyti, kad aprašyta priemonė atitinka faktinį įgyvendinimą.
Stebimo kontaktoriaus DC = 99% taip pat automatiškai nereiškia visos posistemės DCavg = 99%. Kiti elementai turi savų gedimų ir savą diagnostiką. Nustatant vidutinę diagnostinę aprėptį atsižvelgiama į jų indėlį į pavojingų gedimų dažnį. Elementas, kurio gedimai neaptinkami, neišnyksta iš skaičiavimo vien todėl, kad gadina vidurkį.
Labai gera vieno elemento stebėsena nepersiduoda kitiems vien dėl kaimynystės spintoje.
Gedimas aptiktas. Ar gamyba gali būti tęsiama?
Vien gedimo aptikimą taip pat reikia susieti su reakcija.
Mūsų variante sugedęs K₁ lieka uždaras. Sistema aptinka neatitiktį ir blokuoja pakartotinį paleidimą, nes tolesnis darbas neatitinka pasirinkto apsaugos būdo.
Tačiau paleidimo metu kyla problema: pranešimas sustabdo gamybą. Kažkas pakeičia sąlygą, kad patvirtinus pavojaus signalą būtų galima tęsti darbą. Skaičiavimuose diagnostikos vertė lieka ta pati.
Aptikimas paliktas. Pašalinta tik nepatogi jo pasekmė.
Ne kiekviena reakcija į gedimą turi būti vienoda. Tačiau ji turi atitikti funkcijos reikalavimus ir pasirinktą architektūrą. Jeigu pagrindime atsižvelgta į gedimo aptikimą ir pavojingo tolesnio veikimo blokavimą, vien pranešimo rodymas valdymo pulte nėra lygiavertis sprendimas.
Reikia patikrinti visą seką: gedimą, jo aptikimą, aptikimo laiką ir mašinos reakciją. Ne tik tai, ar valdiklyje pasikeičia įėjimo būsena.
Du kanalai gali turėti vieną bendrą gedimo priežastį
Dubliavimas padeda tada, kai vieno kanalo gedimas nepanaikina kito kanalo veiksmingumo. Todėl nepakanka nubraižyti du kanalus ir toliau laikyti juos nepriklausomais, neišanalizavus jų veikimo sąlygų.
Panagrinėkime galimą numatyti maitinimo viršįtampį, kuris gali sugadinti abiejų kanalų elementus. Arba temperatūros padidėjimą sugedus aušinimui, vienu metu veikiantį abu kanalus. Būtent į tokio pobūdžio problemą reikia atsižvelgti vertinant CCF — bendrosios priežasties gedimus.
Viršįtampis, sugadinęs pirmąjį kanalą, nesustoja, kad paisytų schemoje parodyto dubliavimo.
Bendras maitinimas ar bendras korpusas savaime nereiškia, kad sprendimas neleistinas. Tačiau reikia įrodyti tinkamą atsparumą ir taikomas apsaugos priemones. Negalima manyti, kad kiekvienas gedimas mandagiai apsiribos vienu kanalu.
Todėl apsaugos nuo CCF priemones vertiname atsižvelgdami į faktinę posistemę ir jos taikymą. Įėjimų, loginės dalies ir išėjimų apsaugai gali reikėti skirtingų sprendimų. Viena iš vieno projekto į kitą nukopijuota lentelė nepatvirtina, kad tos pačios prielaidos tinka kiekvienam iš jų.
Trūksta penkių balų. Juk mokymai vyko
Standarte aprašytame balų metode už taikomas apsaugos nuo CCF priemones būtina surinkti bent 65 balus. Tai nėra aptinkamų gedimų procentas ar visos mašinos kokybės įvertinimas.
Tarkime, kad už pagrįstai įskaitytas pozicijas gaunama 60 balų. Trūksta penkių. Lentelėje yra su mokymais susijusi pozicija, o dokumentuose — mokymuose dalyvavusių operatorių sąrašas.
Galima pažymėti. Skaičiuoklės lapas priims.
Tačiau vertinama priemonė susijusi su projektuotojų mokymu apie bendrosios priežasties gedimų priežastis ir pasekmes ir tinkamu jo dokumentavimu. Operatorių mokymas valdyti mašiną atsako į kitą klausimą.
Darbuotojai išmokyti valdyti mašiną. Skaičiavimuose įskaityta, kad projektuotojas išmano bendrosios priežasties gedimų priežastis. Penki balai atsirado pakeitus mokymų adresatą.
Panašiai veikia balų pridėjimas už tik iš dalies įgyvendintą priemonę. Taikant šį metodą dalinis atitikties užtikrinimas nesuteikia dalies balų. Už tą poziciją skiriama nulis balų.
Esmė nėra kruopštumas vien dėl pačios lentelės. Balų sistema pakeičia išsamesnį įvertinimą tik tada, kai laikomasi jos taisyklių. Jei pradedame skirti balus už panašius, planuojamus ar „paprastai taikomus“ sprendimus, nustojame taikyti šį metodą, nors forma vis dar atrodo taip pat.
Parametras turi nurodyti konkretų sprendimą
Pasirinkus DC turi būti galima nurodyti stebimą elementą, jo pavojingų gedimų aptikimo būdą ir reikalaujamą reakciją. Įskaitytų apsaugos nuo CCF priemonių atveju — faktinį įgyvendinimą, taikymo sąlygas ir balų skyrimo pagrindą.
Anksčiau įvertintai posistemei naudojame atitinkamus duomenis ir jos integravimo sąlygas. Savai sistemos daliai reikia atlikti atskirą vertinimą. Relės vidinės diagnostinės aprėpties nepriskiriame kontaktoriams, jutikliams ir jungtims, kurių šis parametras neapibūdina.
Po programos, aparatūros ar jungčių pakeitimo taip pat tikriname, ar ankstesnis pagrindimas vis dar atitinka mašiną. Stebėsenos pašalinimas ar reakcijos į gedimą susilpninimas nepraranda reikšmės vien todėl, kad niekas neatidarė skaičiavimo failo.
DC ir CCF turi apibūdinti įgyvendintas apsaugos priemones. Ne tas, kurių trūko norint gauti reikiamą raidę.
6. Tūkstantis ciklų per pamainą. Saugos relė taip pat dirba
Pusiau automatinė surinkimo darbo vieta. Operatorius atidaro apsaugą, pakeičia detalę, uždaro apsaugą ir paleidžia kitą ciklą. Nagrinėjamame sprendime kiekvieną kartą atidarius apsaugą išjungiami reliniai išėjimai ir kontaktoriai, o atkūrus parengtį jie vėl įjungiami.
Tūkstantį kartų per pamainą.
Tačiau vertindamas ilgaamžiškumą kažkas atsižvelgia tik į pavienius avarinio stabdymo naudojimo atvejus. Juk tie patys kontaktoriai taip pat naudojami E-STOP funkcijai, o grybo formos mygtuko beveik niekas nespaudžia.
Skaičiavimuose aparatūra laukia avarinės situacijos. Spintoje ji nuo pat ryto aptarnauja kiekvieną kitą gaminį.
Galima teisingai perrašyti gamintojo duomenis, tinkamai pritaikyti formulę ir gauti visiškai nenaudingą rezultatą. Pakanka komponentą apskaičiuoti pagal kitokį operacijų skaičių, nei jis iš tikrųjų atlieka.
Saugos funkcija neturi laukti avarijos
Apsauga gali būti naudojama įprastai eksploatuojant mašiną visą pamainą. Tai nereiškia, kad kas pusę minutės susidaro avarinė situacija. Tai reiškia, kad dėl darbo būdo reikia reguliariai atlikti konkrečią apsauginę užduotį.
Darbo vietoje, kur apsauga atidaroma keičiant kiekvieną detalę, tokia užduotis yra pavojingo judesio prevencija patekimo metu. Kai rankomis kraunama kertant šviesos užuolaidos lauką, užduotis yra sustabdyti judesį arba išlaikyti jį užblokuotą kirtus lauką. Tinkamai pritaikius dviejų rankų valdymą, užduotis yra leisti atlikti konkretų pavojingą judesį tik tada, kai įvykdytos reikiamos valdymo sąlygos.
Kiekviename iš šių sprendimų reliniai išėjimai gali veikti per kiekvieną darbo ciklą. Gali, bet neprivalo. Reikia patikrinti konkrečią schemą. Tūkstantis šviesos užuolaidos lauko kirtimų automatiškai nereiškia tūkstančio kiekvieno spintoje esančio aparato perjungimų.
Taip pat programos bloko iškvietimas per kiekvieną valdiklio skenavimo ciklą nėra mechaninis relės ciklas.
Užrašas „safety“ nurodo aparato paskirtį. Jis neatleidžia jo kontaktų nuo fizikos dėsnių.
Viena mašina, trys skirtingi skaičiavimai
Projektuojant reikia atskirti žmogaus patiriamą pavojaus poveikį, saugos funkcijos poreikį ir konkretaus komponento operacijas.
Vertinant žmogaus patiriamą pavojaus poveikį svarbu, kaip dažnai ir kiek laiko žmogus yra nagrinėjamoje situacijoje pavojaus atžvilgiu. Vertinant saugos funkcijos poreikį svarbu, kada reikia atlikti jos užduotį. Vertinant kontaktoriaus ilgaamžiškumą svarbu, kiek ciklų atlieka būtent šis kontaktorius.
Šie skaičiai gali būti tarpusavyje susiję. Tačiau jie nėra savaime vienodi.
Tarkime, K₁ naudojamas avariniam stabdymui, patekimo apsaugai naudojant apsaugą ir įprastam proceso stabdymui. Jo operacijų skaičius apima faktinius perjungimus, atliekamus visais šiais naudojimo atvejais. Ne tik dėl tos funkcijos, kuriai tuo metu atidarėme skaičiuoklę.
Kita vertus, to paties fizinio ciklo neskaičiuojame tris kartus vien todėl, kad jis priskirtas trims funkcijoms. Skaičiuojame komponento darbą, o ne vietų, kuriose pateiktas jo žymuo, skaičių.
Dokumentacijoje funkcijas atskirti būtina. Tačiau tai nepadalija kelioms funkcijoms bendro aparato nusidėvėjimo į kelias nepriklausomas ribas.
Perėjus į kitą ataskaitos skyrių kontaktorius negauna naujo kontaktų komplekto.
Pusė milijono ciklų per metus. Be išskirtinio gamybos tempo
Mūsų pavyzdyje tarkime, kad atliekama 1000 visų komponento ciklų per pamainą, dirbama dviem pamainomis per dieną ir 250 dienų per metus.
Metinis operacijų skaičius yra:
nop=1000×2×250=500 000 ciklų per metus.
Tūkstantis ciklų per aštuonių valandų pamainą reiškia, kad vidutiniškai vienas ciklas atliekamas per 28,8 sekundės. Kad aparatūra per metus atliktų šimtus tūkstančių operacijų, nereikia linijos, gaminančios šimtus vienetų per minutę.
Šiame pavyzdyje vienas visas ciklas apima komponento įjungimą ir išjungimą. Parenkant komponentą faktiniam naudojimui skaičiavimo būdas turi atitikti ciklo apibrėžtį, su kuria susieti naudojami gamintojo duomenys. Negalima paimti įjungimų skaičiaus iš vienos suvestinės, būsenos pokyčių skaičiaus iš kitos ir laikyti jų tuo pačiu dydžiu.
Taip pat reikia atsižvelgti į papildomas operacijas per numatytus bandymus, reguliavimą ar atliekant kitus veiksmus, jeigu dėl jų šis komponentas iš tikrųjų perjungiamas.
Metinis gamybos planas gali būti sudarytas vieno gaminio tikslumu. Saugos skaičiavimuose naudojamas perjungimų skaičius neturėtų būti nustatomas per neformalų pokalbį.
B10D negarantuoja veikimo iki milijoninio ciklo
Dylantiems elektromechaniniams, mechaniniams ir pneumatiniams komponentams galime naudoti parametrą B10D. Jis apibūdina vidutinį ciklų skaičių, kuriam esant pavojingai sugenda 10% komponentų.
Tai nereiškia, kad kiekvienas egzempliorius saugiai atlaikys tokį operacijų skaičių. Tai taip pat nėra bet kokia iš katalogo paimta „ilgaamžiškumo“ vertė.
Duomenys turi atitikti naudojimo paskirtį ir darbo sąlygas. Kontaktų atveju, be kita ko, svarbi apkrova, kuriai nustatyta konkreti vertė. Mechaninis ilgaamžiškumas, elektrinis ilgaamžiškumas ir B10D netampa lygiaverčiais vien todėl, kad visi jie nurodyti ciklais.
Didžiausias kataloge pateiktas skaičius duoda gražiausią rezultatą. Dar verta patikrinti, ar jis taikomas mūsų mašinoje esančioms sąlygoms.
Tolesniam skaičiavimui kaip pavyzdį tarkime, kad vieno elektromechaninio komponento, kuriam tenkinamos šio metodo taikymo sąlygos, B10D = 1 000 000 ciklų. Tai yra pavyzdžio prielaida, o ne konkretaus gaminio parametras.
MTTFD: dvidešimt metų. Keitimas: ne vėliau kaip po dvejų
Pagal B10D ir metinį operacijų skaičių apskaičiuojame komponento MTTFD:
MTTFD = B10D / (0,1 × nop).
Pagal mūsų duomenis:
MTTFD = 1 000 000 / (0,1 × 500 000) = 20 metų.
Galima atsikvėpti. Mašina turi būti naudojama dešimt metų, todėl dvidešimt metų atrodo kaip nemaža atsarga.
Tačiau MTTFD nėra leistina šio egzemplioriaus naudojimo trukmė.
Taikydami tą patį metodą apskaičiuojame T10D, kuriuo apribojame komponento naudojimo trukmę:
T10D = B10D / nop = 1 000 000 / 500 000 = 2 metai.
Abu rezultatai yra teisingi. MTTFD naudojamas komponento patikimumui apibūdinti pagal pasirinktą modelį. T10D apibrėžia jo naudojimo trukmės apribojimą, nustatomą pagal B10D ir veikimo intensyvumą.
Kas dvidešimt metų palaikė keitimo terminu, ką tik dešimteriopai pailgino eksploatavimą. Vien dėl to, kad supainiojo dviejų parametrų pavadinimus.
Jeigu numatyta sistemos naudojimo trukmė yra ilgesnė, elementą reikia pakeisti prieš pasibaigiant T10D, bet ne vėliau kaip šią ribą pasiekus. Tai nėra prognozė, kad būtent tą dieną įtaisas nustos veikti. Tai riba, iki kurios taikomas priimtas jo patikimumo pagrindimas.
Atlikę šiuos du skaičiavimus dar negavome nei PL e, nei jokio kito visos funkcijos PL. Gavome vieno elemento patikimumo parametrą ir jo naudojimo apribojimą. Abu duomenys turi būti įtraukti į tinkamą posistemės vertinimą.
Vien pažadas keisti kas dvejus metus automatiškai nepadidina MTTFD nuo 20 iki 100 metų. Jis taip pat nepašalina diagnostikos trūkumo. Jis leidžia laikytis apribojimo, kuriuo pagrįstas taikomas metodas.
Parengta saugos relė nėra vienas kontaktas
Pirmiau pateiktas skaičiavimas buvo taikomas komponentui, vertinamam B10D metodu. Naudodami parengtą, anksčiau įvertintą saugos modulį remiamės parametrais ir sąlygomis, taikomomis tam moduliui ir jo naudojimui.
Jeigu nurodyti PL ir PFH, reikia patikrinti, kokioms konfigūracijoms, apkrovoms, veikimo dažniams ir naudojimo trukmei šie duomenys taikomi. Jeigu nustatyta ciklų skaičiaus riba, jos negalima nepaisyti vien todėl, kad greta nurodyta PL e.
Negalima pasirinkti bet kokio skaičiaus, apibūdinto kaip relės ilgaamžiškumas, savarankiškai pavadinti jo B10D ir tuo remiantis paskelbti naujo viso modulio rezultato.
Į projektą iš gaminio duomenų lapo reikia perkelti ne tik palankią raidę, bet ir prie jos nurodytas sąlygas.
Jeigu dėl faktinio veikimo intensyvumo konkretų elementą reikia keisti kas dvejus metus, o mašina turi veikti dešimt metų, atsiranda konkreti eksploatacinė užduotis. Reikia numatyti vėlesnius keitimus ir pateikti naudotojui jiems atlikti reikalingą informaciją. Vien projektuotojo faile paliktas rezultatas nepadeda organizuoti patikrų įmonėje.
Mašinai daugelį metų gali neprireikti avarinio stabdymo. Kontaktorius, kuris turi jį atlikti, per tą laiką gali persijungti milijonus kartų. Užrašas „E-STOP“ schemoje neatima nė vieno ciklo.
7. Mašina dešimčiai metų. Pirmoji relė – dvejiems
Projektinėje dokumentacijoje numatytas periodinis elemento keitimas. Instrukcijoje liko bendra rekomendacija: „reguliariai tikrinti saugos sistemą“.
Po dvejų metų per patikrą relė veikia. Atidarius apsaugą mašina sustoja. Nėra pranešimo apie gedimą, todėl dalis neužsakoma.
Projektuotojas numatė keitimą prieš gedimą. Įmonė keičia po gedimo. Pasiektas PL įrašytas taip, tarsi abi šalys būtų suderinusios tą patį metodą.
Tačiau jos jo nesuderino. Jeigu periodinis keitimas buvo sąlyga, priimta vertinant funkciją, jo negalima palikti vien skaičiavimuose. Naudotojas turi žinoti, kurį elementą pakeisti, kada tai padaryti ir ką patikrinti po keitimo.
Vien nurodymas „reguliariai tikrinti“ nepateikia nė vieno iš šių duomenų. Tačiau jis leidžia dar ne vienus metus protokoluose rašyti, kad patikra atlikta.
Penki egzemplioriai. Keturi keitimai. Viena mašina
Panagrinėkime eksploatavimo pavyzdį: mašiną numatyta naudoti dešimt metų, o pasirinktai relei nustatyta milijono ciklų riba. Esant 500 000 ciklų per metus, ją reikia pakeisti ne vėliau kaip po dvejų metų, jeigu dėl jokio kito apribojimo jos nereikia keisti anksčiau.
Pagal šį grafiką PL nenustatome. Planuojame techninę priežiūrą, reikalingą sąlygoms, pagal kurias sistema buvo įvertinta, išlaikyti.
Jeigu veikimo intensyvumas nekinta, o relės keičiamos kiekvieno dvejų metų laikotarpio pabaigoje, grafikas atrodo taip:
| Mašinos naudojimo laikotarpis | Relės egzempliorius | Veiksmas laikotarpio pabaigoje |
|---|---|---|
| 0–2 metai | Pirmasis, sumontuotas gamybos metu | Pirmasis keitimas |
| 2–4 metai | Antrasis | Antrasis keitimas |
| 4–6 metai | Trečiasis | Trečiasis keitimas |
| 6–8 metai | Ketvirtasis | Ketvirtasis keitimas |
| 8–10 metų | Penktasis | Mašinos naudojimo pabaiga pagal šį scenarijų |
Penki egzemplioriai ir keturi keitimai per dešimt metų. Ne penki keitimai – penktasis egzempliorius veikia iki numatytos eksploatavimo pabaigos.
Tai ribinis grafikas. Praktiškai keitimas planuojamas taip, kad riba nebūtų viršyta, užuot tik ją pasiekus pradėjus tikrinti, ar yra reikiama dalis ir kada numatyta artimiausia laisva prastova.
Naujos relės pristatymo terminas nepratęsia leistinos senosios relės naudojimo trukmės. Net jei tiekėjas labai atsiprašo.
Mašinos naudojimo trukmės apribojimas nėra pirmame puslapyje įrašyta data
Dešimt naudojimo metų turi reikšti daugiau nei tik numatomą investicijų atsipirkimo laiką. Reikia nustatyti sąlygas, kuriomis mašina visą šį laikotarpį turi išlaikyti reikiamas savybes.
Kiek pamainų per dieną? Kiek dienų per metus? Kiek operacijų? Esant kokiai apkrovai? Kurias dalis reikia pakeisti dar nepasibaigus visai mašinai numatytam laikotarpiui?
„Mašina dešimčiai metų“ ir „visos dalys dešimčiai metų“ – du skirtingi pažadai. Antrasis nėra automatiškai gaunamas kartu su pirmuoju.
Projektinėje dokumentacijoje turi būti rezultatą pagrindžiantys parametrai ir prielaidos. Naudotojui skirtoje informacijoje – iš jų kylančios užduotys. Įmonei nebūtina gauti kiekvieno projektuotojo vidinio skaičiavimo lapo, kad sužinotų, kada pakeisti relę. Tačiau ji turi gauti vienareikšmę informaciją, leidžiančią atlikti šį keitimą.
Praktiškai įrašas turėtų nurodyti konkretų žymėjimą schemoje ir konkrečią dalį. Jame turi būti nurodyta riba, termino nustatymo būdas, saugaus darbo atlikimo sąlygos ir reikiamas patikrinimas.
Tam gali padėti ciklų skaitiklis ir įspėjimas apie artėjantį keitimą. Grafiką taip pat galima grįsti laiku, jei naudojimas iš tiesų organizuotas taip, kad būtų laikomasi nustatyto operacijų limito. Tačiau pirmiausia šias prielaidas reikia pateikti.
Techninės priežiūros darbuotojai neturėtų iš komponento pagaminimo datos spėlioti, kokią apkrovą projektuotojas prieš trejus metus įrašė į skaičiavimus.
Papildoma gamybos pamaina paankstina terminą. Tačiau skaičiavimas nepradedamas nuo rytojaus kaip nulinės dienos
Grįžkime prie ankstesniame skaičiavime nagrinėto komponento. Per vienus darbo dviem pamainomis metus jis atliko 500 000 ciklų. Pusę nustatyto milijono.
Įmonė pradeda dirbti trečiąja pamaina. Jei per pamainą ir toliau atliekama 1000 ciklų, o per metus dirbama 250 dienų, naujas intensyvumas yra:
1000×3×250=750 000 ciklų/metus.
Likęs 500 000 ciklų rezervas taip dirbant bus išnaudotas maždaug per aštuonis mėnesius. Darant prielaidą, kad limitas išnaudojamas tolygiai, jis bus pasiektas maždaug dvidešimtą mėnesį nuo eksploatacijos pradžios, o ne po dvejų metų.
Naujam vienetui milijonas ciklų dabar atitiktų maždaug šešiolika mėnesių. Tačiau spintoje sumontuotas ne naujas vienetas. Dabartinis jau atliko pusę milijono operacijų.
Gamybos plano pakeitimas nenulina komponentų nusidėvėjimo. Jį nebent nunulina skaičiuoklės lapas, jei kas nors kartu pradėjo skaičiuoti iš naujo.
Be to, reikia iš naujo įvertinti ne tik keitimo terminą. Ankstesniame pavyzdyje nagrinėto komponento B10D operacijų skaičiaus padidėjimas nuo 500 000 iki 750 000 per metus pakeičia apskaičiuotą MTTFD nuo 20 iki maždaug 13,3 metų. Tai naujas posistemės vertinimo pradinis duomuo.
Tai nereiškia, kad PL automatiškai sumažėja viena raide. Tai reiškia, kad būtina patikrinti, ar ankstesnis rezultatas tebėra pagrįstas pasikeitus naudojimo intensyvumui.
Ankstesnis keitimas išsprendžia limito viršijimo problemą. Jis nepakeičia kitų padidėjusio operacijų skaičiaus pasekmių patikrinimo.
„Patikrinome. Vis dar veikia“ nepratęsia nustatytos eksploatavimo trukmės
Funkcinis bandymas ir keitimas po nustatyto laiko arba ciklų skaičiaus skirti skirtingiems tikslams.
Sėkmingas bandymas patvirtina veikimą patikrinta apimtimi. Jis neatkuria nusidėvėjusio komponento naujo vieneto parametrų ir pats savaime nesuteikia pagrindo pratęsti vertinime nustatyto apribojimo.
Relė atliko dar vieną perjungimą. Už tai priskirti jai dar dvejus metus būtų ypač dosnus bandymo rezultato aiškinimas.
Tai nereiškia, kad pasibaigus terminui komponentas iš karto nustoja veikti. Tai taip pat nereiškia, kad PL e automatiškai perrašomas į PL d. Esmė ta, kad tolesnės eksploatacijos nebegalima nepakeitus pagrįsti rezultatu, kuris buvo gautas remiantis nebeįvykdyta sąlyga.
Jei keitimas buvo praleistas, reikia atkurti reikiamas sąlygas ir tinkamai patikrinti sistemą. Dar vieno teigiamo patikrinimo įrašymas nepanaikina neatliktos užduoties.
Pakaitinis komponentas tinka lizdui. O skaičiavimams?
Kito keitimo metu pasirenkamas kitas modelis. Jis tinka mechaniškai, jo maitinimo įtampa tinkama ir jis turi tiek pat išėjimų. Mašiną galima paleisti.
Tačiau tai dar nepatvirtina lygiavertiškumo saugos funkcijos atžvilgiu.
Svarbūs gali būti patikimumo parametrai, reakcijos laikas, stebėsenos būdas, leidžiama apkrova ir eksploatavimo sąlygos. Pakaitinė dalis turi atitikti tuos pačius konkrečiam taikymui svarbius saugos reikalavimus, o ne tik sutapti matmenimis.
Lizdas patikrino gnybtų išdėstymą. Už likusį vertinimą vis dar atsakingas žmogus.
Po sistemos remonto ar modifikavimo reikia atlikti tinkamą pakartotinį validavimą, apimantį funkcinį bandymą. Jo apimtis priklauso nuo pakeitimų. Keičiant komponentą tokiu pačiu, mašinos nereikia vertinti kaip visiškai naujo projekto, tačiau vis tiek būtina patikrinti, ar atkurti tinkami sujungimai ir veikimas.
Nauja relė taip pat neatnaujina kitų dalių eksploatavimo istorijos. Kontaktoriai, jutikliai ir vožtuvai turi savo apribojimus. Vieno komponento pakeitimas nepradeda visos sistemos naudojimo laikotarpio iš naujo.
Techninę priežiūrą reikia suprojektuoti, o ne tik rekomenduoti
Jei komponentą reikia periodiškai keisti, turi būti užtikrinta galimybė tai atlikti. Prieiga, dalies identifikavimas, vieta įrankiams ir patikrinimo po darbų būdas yra tokios pat projekto dalys kaip gnybtai ir laidai.
Įrašas „keisti kas dvejus metus“ mažai padės, jei komponento žymuo nematomas, norint jį išimti reikia atjungti gretimas grandines, o dokumentacija neleidžia be spėlionių atkurti sujungimų.
Tai nepateisina keitimo atidėjimo. Tai rodo, kad projektuotojas nustatė reikiamą užduotį, tačiau neužtikrino jos atlikimo sąlygų.
Naudojimo instrukcijos ir informacijos apie keitimą išsamumas tikrinamas validuojant. Taigi keitimo termino nenurodymas nėra menkas redakcinis trūkumas po užbaigto vertinimo. Tai gali būti trūkstama sąlyga vertinimo rezultatui išlaikyti.
Jei PL pagrindime numatyti keturi keitimai, o instrukcijoje nenumatyta nė vieno, naudotojui pateiktas kitoks eksploatavimo režimas nei tas, kurio sauga buvo įrodyta.
8. PL apskaičiuotas. Dabar dar reikia patikrinti mašiną
Priėmimo metu buvo atidarytas apsaugas. Valdymo skydelyje pasirodė pranešimas apie aktyvią STO funkciją. Pavara nustojo generuoti sukimo momentą, netrukus mechanizmas sustojo. Protokole įrašyta: „saugos funkcija veikia“.
„Netrukus“ – labai patogus laiko vienetas. Jis gali reikšti beveik bet kokią sustojimo iš inercijos trukmę.
Skaičiavimo rezultatas atitinka reikalavimą, įranga reaguoja, tačiau vis tiek reikia nustatyti, ar įgyvendinta reakcija iš tiesų apsaugo žmogų. Ar sustabdytas reikiamas judėjimas? Ar pakankamai greitai? Ar sustojus buvo išlaikyta reikiama būsena? Ir ar tai patikrinta tokiomis sąlygomis, kuriomis mašina bus naudojama?
Būtent todėl įrodyta PL ≥ PLr atitiktis neatstoja viso funkcijos įgyvendinimo validavimo. Neužtenka teisingai apskaičiuoti neišsamiai apibrėžtos užduoties įgyvendinimo patikimumą.
STO veikia. Judėjimas dar nesustojo
STO – saugus sukimo momento išjungimas – nėra universali komanda „padaryk mašiną saugią“. Jis skirtas neleisti varikliui generuoti sukimo momento. Pats savaime neužtikrina valdomo sustabdymo, nepatvirtina nejudamosios būsenos ir neužtikrina elektrinio izoliavimo.
Tarkime, turime darbo vietą su sukamuoju stalu. Suveikus STO, variklis nustoja sukti stalą, tačiau sukaupta kinetinė energija neišnyksta. Stalas sustoja tik judėdamas iš inercijos. Jei per tą laiką žmogus gali pasiekti pavojingai judančias dalis, vien tinkamas STO įgyvendinimas apsaugos užduoties neišsprendžia.
Dažnio keitiklis atliko savo funkciją. Projektuotojas jai dar priskyrė kelias kitas funkcijas, kurių neužsakė.
Horizontaliosios pavaros sustabdymo ir apkrautos vertikaliosios ašies laikymo poreikiai taip pat skiriasi. Jei apkrova gali pajudėti veikiama sunkio jėgos, reikia užtikrinti saugų jos laikymą. Variklio sukimo momento išjungimas netampa apkrovos laikymo priemone vien todėl, kad įgyvendintas su aukštu PL.
Tai nėra argumentas prieš STO. Tinkamai suprojektuotoje sistemoje STO gali tinkamai įgyvendinti reikiamą pofunkcę. Tačiau pirmiausia reikia nustatyti, ar reikia tik neleisti generuoti sukimo momento, valdomai sustabdyti, laikyti apkrovą ar suderinti kelis veiksmus.
Turimos pavaros funkcijos kaina neapibrėžia užduoties, kurią reikia atlikti.
Reikalauta pusės sekundės. Mašinai reikia daugiau nei sekundės
Tarkime, šiame modeliniame pavyzdyje konkrečiai prieigai apsaugoti nustatytas maksimalus 0,5 s laikas nuo funkcijos inicijavimo iki pavojingo judėjimo sustojimo. Tai mūsų pavyzdžio prielaida, kylanti iš pasirinktos apsaugos koncepcijos, o ne universalus mašinoms taikomas apribojimas.
Patikrinę gauname 1,2 s.
Sistema gali pasižymėti labai gerais patikimumo rodikliais. Ji gali kiekvieną kartą tinkamai priimti signalą ir atlikti numatytą perjungimą. Tačiau ji neatitinka nustatyto laiko reikalavimo.
Mašina patikimai atlieka per mažai. Geresnis PFH nesutrumpins jos sustojimo iš inercijos trukmės.
Reikia pakeisti sustabdymo įgyvendinimą arba prieigos apsaugos koncepciją ir iš naujo patikrinti sprendinį. Negana išmatuoti tik relės reakciją, jei reikalavimas susijęs su viso mechanizmo judėjimo sustojimu.
Antruoju variantu laikas yra 0,4 s. Laiko reikalavimas įvykdytas, tačiau vien šis matavimas dar nepatvirtina PL. Lygiai taip pat, kaip PFH rezultatas pirmuoju variantu nepatvirtino sustojimo laiko.
Tai du reikalavimai. Nė vieno įvykdymas savaime nepatvirtina kito.
Kontaktorius taip pat neatstoja užduoties apibrėžimo
STO ir kontaktoriaus atidarymas nėra tapatūs veiksmai. Pastaruoju atveju kontaktai fiziškai nutraukia konkrečią grandinę. Tačiau reikia žinoti, kurią grandinę ir kokį energijos šaltinį atjungiame.
Tai nereiškia, kad pridėjus kontaktorių automatiškai bus užtikrintas greitesnis sustabdymas arba saugus ašies laikymas. Tai taip pat nereiškia, kad kiekvienas valdymo grandine išjungiamas kontaktorius užtikrina izoliavimą, tinkamą elektros darbams atlikti.
Jei užduočiai būtina dirbti išjungus įtampą ir izoliavus įrangą, reikia tinkamų atjungimo priemonių ir apsaugos nuo pakartotinio įjungimo. Vien pranešimas „STO aktyvi“ tokios būsenos nepatvirtina. Vien komanda išjungti kontaktorių taip pat to nepatvirtina.
Sukimo momento nebuvimas, judėjimo nebuvimas ir izoliuota grandinė nėra trys tos pačios būsenos pavadinimai.
Vertindami elgseną gedimo sąlygomis remiamės posistemio vertinimo aprėptimi ir jo naudojimo sąlygomis. STO nepriskiriame atsparumo bet kokiam gedimui, tačiau taip pat nemanome, kad kiekvienas dažnio keitiklio trumpasis jungimas turi sukelti pavojingą judėjimą. Tokios išvados negalima daryti vien dėl to, kad nėra izoliavimo.
Sprendinio pasirinkimą lemia mašinos užduotys ir operacijos, nagrinėjami pavojai bei reikiama reakcija. Tik iš šias sąlygas atitinkančių sprendinių lyginame kainą, patvarumą ir naudojimo patogumą.
Taupymas kontaktorių sąskaita gali būti geras projekto rezultatas. Tačiau tai negali būti jo saugos specifikacija.
Validavimas nėra dar vienas skaičiavimų spaudinys
Validavimas apima analizę ir bandymus. Tikriname tiek funkcinius reikalavimus, tiek pasiekto PL pagrindą: priimtus duomenis, architektūrą, diagnostiką, elgseną gedimų atvejais ir naudojimo sąlygas.
Šio darbo nepradedame tik tada, kai mašina jau laukia transportavimo. Jau specifikaciją reikia patikrinti, ar ji išsami ir ar atitinka numatytą naudojimą. Jei joje įrašyta tik „aktyvinti STO“, galima pavyzdingai patvirtinti šį signalą ir vis tiek neatsakyti, ar pavojus suvaldytas.
Jei specifikacijoje nėra kriterijaus, reikalavimą įvykdyti netampa lengviau. Tik lengviau nepastebėti, kad jis neįvykdytas.
Bandymus reikia susieti su tuo, ką reikia įrodyti. Jie apima atitinkamus veikimo režimus, signalų sekas, pakartotinio paleidimo sąlygas ir numatomas neįprastas situacijas. 2, 3 ir 4 kategorijoms taip pat numatyti atitinkami bandymai įvedant triktis, leidžiantys patikrinti diagnostikos veikimą ir reikalaujamą reakciją.
Tokie bandymai planuojami ir atliekami kontroliuojamomis sąlygomis. Jų nepakeičia atsitiktinis vieno laido atjungimas paleidimo metu ar bendras patikinimas, kad „patikrinome triktis“.
Galima naudoti esamus posistemių validavimo rezultatus. Nereikia iš naujo tirti visos kiekvieno įsigyto įrenginio vidinės sandaros. Tačiau jų jungtis, sąsajas ir veikimą konkrečioje mašinoje vis tiek reikia patikrinti.
Taip pat reikia patvirtinti, kad tikrinamas įgyvendinimas atitinka dokumentaciją: naudoti aparatai, programos versija, konfigūracija ir svarbios nuostatos. Pakeitus programinę įrangą arba sprendinį, atitinkamos apimties validavimą reikia pakartoti.
Įkėlus naują programą, ataskaita savaime neatsinaujina. Net jei failas vis dar vadinasi „final“.
Viena funkcija. Atsakymai, kuriuos galima patikrinti
Vietoj dar vieno bendro įrašo „sauga — gerai“ verta gebėti nuosekliai atsakyti į šiuos kiekvienai funkcijai skirtus klausimus:
| Klausimas | Kur turėtų būti atsakymas? |
|---|---|
| Nuo ko saugome ir atliekant kokį veiksmą? | Rizikos vertinime, mašinos ribose ir numatyto naudojimo apraše. |
| Kas aktyvina funkciją ir kokią būseną ji turi užtikrinti? | Specifikacijoje: reakcija, laikas, veikimo režimai, taip pat būsenos išlaikymo ir pakartotinio paleidimo sąlygos. |
| Kokio PLr reikalaujame ir koks PL pasiektas? | Reikalavimo pagrindime ir konkretaus įgyvendinimo vertinime, nurodant posistemių ribas, metodą, duomenis ir prielaidas. |
| Ar pagaminta mašina atitinka šiuos reikalavimus? | Su atskirais reikalavimais susietuose analizių ir bandymų rezultatuose, įskaitant rezultatus, susijusius su nagrinėjamomis triktimis. |
| Kuriam įgyvendinimui taikomi rezultatai? | Patikrintos įrangos, programos, konfigūracijos ir dokumentacijos identifikavimo duomenyse. |
| Ką reikia išlaikyti eksploatuojant? | Nustatytose ribose ir naudotojui pateiktose tikrinimo, priežiūros bei dalių keitimo taisyklėse. |
Tai nereiškia, kad reikia sukurti šešias naujas formas. Reikia turėti galimybę rasti atsakymus ir patikrinti, ar jie visi susiję su ta pačia funkcija ir ta pačia mašina.
Visa projektavimo dokumentacija nebūtinai turi būti perduota naudotojui. Tačiau šiuo pretekstu negalima palikti pas projektuotoją informacijos, būtinos tinkamai eksploatacijai.
Riba tarp vidinės dokumentacijos ir instrukcijos negali atskirti naudotojo nuo sąlygų, kurias jis turi įvykdyti.
Rezultatas turi būti susijęs su naudotojui perduota mašina. Ne su geriausia schemos versija, palankiausia nuostata ar programa iki paskutinio pataisymo.
Relė neatliks darbo už projektuotoją
Pokalbis mokymuose buvo tinkama šio straipsnio pradžia, nes parodė klaidą, kurią lengva padaryti veikiant sąžiningai. Parenkama patikima įranga, patikrinami jos parametrai ir daroma prielaida, kad visos funkcijos rezultatas bus toks pat geras.
Taip bus ne visada.
Šios problemos neišspręsime nei visur pirkdami brangiausius įrenginius, nei kartodami, kad viskas priklauso nuo rizikos vertinimo. Reikia gebėti parodyti konkretų ryšį tarp pavojaus, reikalavimo, įgyvendintos sistemos ir jos patikrinimo rezultato.
Jei PFH suma per didelė — keičiame sprendinį. Jei numatyta diagnostika neįgyvendinta — ją reikia įgyvendinti arba iš naujo įvertinti sistemą. Jei rezultatui išlaikyti reikia periodiškai keisti dalis — naudotojas turi gauti atitinkamą informaciją. Jei STO veikia, tačiau žmogus vis dar gali būti veikiamas pavojingo judesio — apsaugos užduotis neįvykdyta.
ISO 13849-1 išmanymas nėra gebėjimas sklandžiai vartoti santrumpas. Jis reiškia, kad gebame pagrįsti su savo mašina susijusius sprendimus.
PL e ant įrenginio yra jo gamintojo pateikta informacija. Funkcijos PL e jau reikia pagrįsti savo darbu.
Šaltiniai ir išnašos
[1] Standarto taikymo sritis ir leidimas. Šiame straipsnyje remiamasi PN-EN ISO 13849-1:2023-09, kuriuo įgyvendinami EN ISO 13849-1:2023 ir ISO 13849-1:2023. Oficialūs leidinio duomenys: ISO 13849-1:2023 — Mašinų sauga — Su sauga susijusios valdymo sistemų dalys — 1 dalis. Bendrieji projektavimo principai. Katalogo puslapyje nurodomas leidimas ir taikymo sritis; jis nepakeičia viso standarto teksto. Tolesnėse išnašose pateikti punktų numeriai susiję su šiuo leidimu, nebent aiškiai nurodytas kitas dokumentas.
[2] PFH ir posistemių sujungimas — įvadas ir 1 dalis. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, 3.1.58 punktas, 2 lentelė, 6.2.1–6.2.2 punktai ir 8 skyrius: PFH reikšmė, PL intervalai, žinomų PFH sumavimas nuosekliai sujungus anksčiau įvertintus posistemius, rezultato apribojimas žemiausiu posistemio PL ir PL palyginimas su PLr. Šiame leidime 2 lentelėje PL e nurodomas kaip PFH < 10−7 h−1, be apatinės 10−8 ribos. 3, 4, 5 ir 2, 3, 4 × 10−8 h−1 reikšmės yra pavyzdinės; atliekant šiuos skaičiavimus laikyta, kad kiti reikalavimai įvykdyti.
[3] Funkcijos ribos, kategorija ir PL — 2 dalis. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, 5.2.1.3, 5.5, 6.1.1, 6.1.3.2.5–6.1.3.2.6 ir 6.2 punktai: funkcijos specifikacija, suskirstymas į posistemes, 3 ir 4 kategorijų reikalavimai bei PL vertinimo apimtis. Trijų 3 kategorijos rezultatų pavyzdys paimtas iš K.1 lentelės, stulpelio DCavg = vidutinė, apskaičiuota esant 90%, eilučių MTTFD = 10, 30 ir 100 metų vienam kanalui: atitinkamai 1,36 × 10−6, 2,65 × 10−7 ir 4,29 × 10−8 h−1. G02 paveiksle galios grandinė atskiriama nuo patikimumo modelio; pavaizduotai sistemai jame nepriskiriama nei kategorija, nei PL.
[4] PLr nustatymas — 3 dalis. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, 5.3–5.4 punktai ir informacinis A priedas: A.1 paveikslas, A.2, A.3.1–A.3.3 punktai ir A.1–A.2 lentelės. Vertinimo pagrindas apima sužalojimo sunkumą, poveikio dažnį ir trukmę, faktinę galimybę išvengti žalos arba ją apriboti, vieno C įvertinimo, lemiančio P2, taisyklę bei nurodymus dėl 15 minučių ir 1/20 darbo laiko. A.2 numatyta galimybė pagrįstai ir dokumentuotai sumažinti rezultatą vienu lygiu, kai pavojingo įvykio tikimybė yra maža; šis metodas nėra vienintelis leidžiamas, o taikytinas C tipo standartas gali nustatyti PLr kitaip. Reikalavimai nustatomi prieš pasirenkant sprendimą; straipsnyje pavyzdžiai pateikti tokia tvarka, kokia jie aiškinami.
[5] Skaičiavimo metodo parinkimas — 4 dalis. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, 6.1.3.2.1, 6.1.8–6.1.9 ir 6.2.1–6.2.3 punktai, 12 paveikslas ir 9 lentelė. Taikant supaprastintą procedūrą posistemė turi atitikti atitinkamą architektūrą ir turi būti tenkinamos modelio prielaidos. Kitokios architektūros atveju būtinas išsamus skaičiavimas. 9 lentelė taikoma posistemėms sujungti, kai žinomos ne visos PFH vertės; sumavimas taikomas tada, kai žinomos visos PFH vertės. Lentelėje pateikto rezultato ir konkrečių duomenų sumos neatitikties pavyzdys iliustruoja skirtingas šių metodų taikymo sritis, o ne galimybę savo nuožiūra pasirinkti palankesnę raidę. Kai MTTFD nėra žinoma, 6.1.9 procedūros taikymo sritis yra ribota ir jai nustatytos atskiros sąlygos.
[6] Diagnostika ir CCF — 5 dalis. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, 5.2.1.3, 6.1.5–6.1.7 punktai, informacinis E priedas (E.1 lentelė ir E.2 punktas) bei F priedas (F.1–F.3 punktai, ypač F.3.5, ir F.1 lentelė). DC taikoma tikrinamam elementui; DCavg atsižvelgiama į elementų dalį pavojingų gedimų dažnyje. Taikant F priedo metodą būtina surinkti bent 65 taškus; iš dalies įgyvendinus konkrečią priemonę, už šią poziciją skiriama nulis taškų. Su mokymu susijusi pozicija taikoma projektuotojų rengimui CCF priežasčių ir pasekmių srityje. Situacijos, kai patvirtinama savo komanda, praleidžiama reakcija ir naudojamas operatorių dalyvavimo sąrašas, yra aiškinamieji pavyzdžiai.
[7] Ciklai, B10D, MTTFD ir T10D — 6 dalis. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, 5.2.1.3 punkto j papunktis, 5.5, 6.1.4 ir C.4.1–C.4.3 punktai. C.1–C.3 ir C.7 formulės: MTTFD = B10D / (0,1 × nop) ir T10D = B10D / nop. Esant modelinėms 500 000 ciklų per metus ir B10D = 1 000 000 ciklų vertėms, gauname 20 metų ir 2 metus. Vertinamas konkretaus komponento veikimas jo naudojimo srityje, o ne vien vieno inicijuojančio įtaiso panaudojimų skaičius. Šie rezultatai savaime nenustato nei posistemės, nei funkcijos PL.
[8] Apribojimai ir techninė priežiūra — 7 dalis. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, C.4.2–C.4.3, 10.9 punktai, 11 skyrius ir 12–13 skyriai: elemento naudojimo apribojimas, keitimo sąlygų perdavimas, naudojimo instrukcijos išsamumo validavimas, galimybė atlikti techninę priežiūrą ir pakartotinis validavimas po remonto arba modifikavimo. Penkių vienetų ir keturių keitimų tvarkaraštis taikomas numatytam dešimties metų laikotarpiui, keičiant kas dvejus metus ir baigiant naudojimą dešimtaisiais metais. Vienas milijonas relės ciklų šiame scenarijuje yra numatyta eksploatavimo riba, o ne automatiškai jos B10D. Skaičiuojant intensyvumo pokytį po vienų metų atsižvelgiama į jau atliktus 500 000 ciklų ir modelyje numatytą tolygų veikimą vėlesniais mėnesiais.
[9] Validavimas — 8 dalis ir pabaiga. PN-EN ISO 13849-1:2023-09, 5.2.1.3, 5.2.2.2 punktai, 8 skyrius, 10.1–10.6, 10.8–10.9 punktai ir 12–13 skyriai: funkcinis reikalavimas ir PLr, analizė ir bandymai, tinkamas trikčių įvedimas 2, 3 ir 4 kategorijoms, posistemių sujungimo ir programinės įrangos validavimas, atsekami rezultatai ir naudotojui skirta informacija. 0,5 s, 1,2 s ir 0,4 s trukmės yra pavyzdžio prielaidos, o ne standarte nustatytos ribos. Klausimų lentelėje susisteminama įrodymų medžiaga; tai nėra išsamus validavimo planas ar privaloma forma.
[10] STO, stabdymas ir izoliavimas — 8 dalies papildymas. PN-EN 60204-1:2018-12, 5.4–5.6 ir 9.2.2–9.2.3.3 punktai: netikėto paleidimo prevencijos, izoliavimo funkcijos ir stabdymo kategorijų atskyrimas bei reakcijos parinkimas pagal rizikos vertinimą ir mašinos veikimą. Šiuo leidimu perimami EN 60204-1:2018 ir IEC 60204-1:2016 su europiniais pakeitimais. Pagrindinio leidinio duomenys: IEC 60204-1:2016 — Mašinų sauga — Mašinų elektros įranga — 1 dalis. Bendrieji reikalavimai. ISO 13849-1:2023 5.2.2.2 punkte nurodytas pavarų standartas yra IEC 61800-5-2:2016 — Reguliuojamojo greičio elektrinių galios pavarų sistemos — 5-2 dalis. Saugos reikalavimai — Funkcinė sauga; pateikta nuoroda identifikuoja šį leidinį, tačiau nereiškia, kad straipsnyje atlikta išsami jo apžvalga. Nebuvo numatytas universalus judėjimo scenarijus po bet kokio trumpojo jungimo keitiklyje. Konkrečios pavaros savybes reikia patikrinti atsižvelgiant į jos vertinimo apimtį ir naudojimo sąlygas.
[11] Nuorodų į standartus pateikimas deklaracijoje — įvadas.Direktyva 2006/42/EB — II priedo 1 dalies A skirsnio 7–8 punktai ir Reglamentas (ES) 2023/1230 — V priedo A dalies 7 punktas: nuorodos į taikytus standartus ir technines specifikacijas. Reglamente taip pat numatyta nurodyti taikytas standartų dalis, kai standartai taikomi iš dalies; pagal 54 straipsnį jis iš esmės taikomas nuo 2027 m. sausio 20 d. Įvade pateiktas komentaras susijęs su nuorodos pateikimu kaip neatlikto darbo patvirtinimu; juo neteigiama, kad vien standarto turėjimas ar jo numerio įrašymas patvirtina mašinos atitiktį.
[12] Pavyzdžių pobūdis. Įvade aprašytas pokalbis per mokymus yra autoriaus patirtis. Kitos kaip pavyzdžiai pateiktos konfigūracijos, duomenys ir situacijos išsamiau paaiškina standartuose aprašytus reikalavimus bei sąsajas; jos nesusijusios nei su mokymuose dalyvavusia įmone, nei su konkrečiais gaminiais. Jokia iliustracija, lentelė ar atskiras skaičiavimas nepakeičia realios funkcijos vertinimo ir validavimo. Techninių reikalavimų šaltinis yra nurodytos standartų redakcijos, o ne aparatūros gamintojų straipsniai. Šis leidinys nėra galiojančio darniųjų standartų sąrašo apžvalga.