EN 60204-1: elektriskās kļūdas, kas kļuva par normu

“Otrajai līnijai jāiestata citādi.” Divas vienādas līnijas ražo vienu un to pašu izstrādājumu, tomēr prasa atšķirīgus temperatūras iestatījumus. Pieredzējis operators zina, ko piekoriģēt. Jaunajam tas jāparāda. Kad viņš jautā, kāpēc identiskas mašīnas uzvedas atšķirīgi, atbilde skan: katra vienkārši jāiepazīst.

Tā traucēts mērījums pārstāj būt novēršams defekts un kļūst par praktisku zināšanu, ko nodod nākamajai maiņai. Tehnologs labo parametrus, operators vēro rezultātu, bet ražošana secina: strādāt taču var. Instalāciju nesalaboja. Tā vietā paaugstināja prasības cilvēkiem.

Tās ir vienas no mazāk iespaidīgajām mašīnas elektroiekārtas kļūdu sekām. Nekam nav jāsadeg, un aizsardzībai nav jānostrādā. Pietiek, ka nepareizi izvietotu vadu dēļ uzņēmums katru dienu maksā par papildu regulēšanu, pārbaudēm un procesa glābšanu. Šīs izmaksas pazūd darba laikā, tāpēc tās viegli noturēt par normālu ražošanas cenu.

Ar EN 60204-1 tam ir daudz vairāk sakara nekā ar glīti sakārtotām kabeļu renēm skapī. Elektriska kļūda var mainīt visu mašīnas lietošanas veidu. Ja tā liek biežāk piekļūt bīstamai zonai, tiek apšaubīti arī riska novērtēšanas pieņēmumi. Regulēšana reizi mēnesī un regulēšana reizi stundā nav viens un tas pats, pat ja dokumentācijā abas sauc vienā vārdā.

Līdzīgu karjeru cehā veido citi uzskati. Sarkanajai signāllampai jānorāda katra dīkstāve, jo vadītājs grib redzēt, kur nenotiek ražošana. Pie frekvences pārveidotājiem RCD nelieto, jo reiz tie radīja problēmas. Par tīkla sistēmu neviens nejautā, ja spriegums ir pareizs un aizsargvadītājs pievienots.

Katrs šāds skaidrojums ātri pabeidz neērtu sarunu. Ar laiku jautājumu par tehnisko pamatojumu sāk uztvert kā jautātāja pieredzes trūkumu. Patiesībā pieredze vajadzīga tieši tam, lai atšķirtu pārbaudītu risinājumu no kļūdas, kuru visi ir iemācījušies apkalpot. Standarta numurs dokumentācijā šo strīdu neizšķir. Jāapskata instalācija, jāizseko aizsardzības darbība un jāredz, ko cilvēki pie mašīnas dara patiesībā — īpaši tas, ko mašīnai nevajadzēja no viņiem prasīt.

Visgrūtāk novērst defektu, kas jau paspējis kļūt par uzņēmuma standartu.

1. Tehnologs regulē procesu, kuru bojā instalācija

Tehnologam jāstabilizē otrā līnija. Viņa rīcībā ir temperatūras rādījumi, ražošanas rezultāti un iespēja mainīt parametrus. Ja iestatījumi jālabo, viņš tos labo. Taču patiesais cēlonis slēpjas termopāra vadu izvietojumā blakus servopiedziņu motora kabeļiem.

Traucējumi nonāk mērīšanas ķēdē, un vadības panelī to sekas parādās kā temperatūra. Vienam izstrādājumam vajag citus iestatījumus nevis jaunas materiāla īpašības dēļ, bet tāpēc, ka vienā līnijā instalācija izpildīta sliktāk. Elektriķis problēmu neatstāja shēmā. Viņš to atstāja kabeļu renē.

Regulators saņem nepareizu mērījumu un apzinīgi uz to reaģē

Termopāris rada nelielu spriegumu, ko pārrēķina temperatūrā, ņemot vērā sensora raksturlīkni un aukstā gala temperatūru. Ja traucējums izkropļo signālu, regulators strādā ar nepareizu informāciju. Tas atbilstoši savam algoritmam palielina vai samazina sildīšanu, lai gan faktiskā temperatūra šādu reakciju neprasa.

Tādējādi mērījuma problēma sāk vadīt pašu procesu. Cilvēks redz gala rezultātu un labo iestatījumus. Rodas papildu manuāla regulēšana, kas automātiskās līnijas iegādē nebija paredzēta. Automātika regulē pēc kļūdaina mērījuma. Tehnologs labo automātikas darbu. Iekārtu sarakstā pirmais regulators ir kontrolieris, bet otrais — amata vieta.

Skaitlis ekrānā pats par sevi neko daudz nepierāda. Traucēts rādījums var palikt mērījumu diapazonā. Nav obligāti jāparādās termopāra pārtraukuma trauksmei vai citam nepārprotamam paziņojumam. Arī vienāda abu līniju elektriskā shēma neizslēdz atšķirību. Shēma rāda savienojumus. Vadu faktiskais tuvums, ekrānu izpildījums un potenciālu izlīdzināšanas savienojumi jāpārbauda uz mašīnas.

“Standarts taču atļauj tos izvietot kopā”

Atļauj. Ar nosacījumiem. EN 60204-1 13.1.3. punktā pieļauj dažādu ķēžu vadu izvietošanu blakus, vienā kanālā un noteiktos gadījumos arī kopīgos kabeļu komplektos. Taču šāds izvietojums nedrīkst traucēt nevienas ķēdes pareizu darbību. Tikai pēc tam nāk prasības par atdalīšanu vai izolāciju dažādiem spriegumiem.

Arguments “izolācija ir paredzēta attiecīgajam spriegumam” atbild tikai uz daļu jautājuma. Vadiem nav jārada īsslēgums, lai instalācija būtu nepareiza. Pietiek, ja viena ķēde sabojā otrai vajadzīgo informāciju.

EMC prasības aptver gan traucējumu emisiju, gan mašīnas elektroiekārtas noturību paredzamajā darba vidē. Informatīvajā H pielikumā aprakstīta jaudas un signālu vadu atdalīšana, atbilstoša ekranēšana, potenciālu izlīdzināšana un ražotāju norādījumiem atbilstošu kabeļu izmantošana. Ar ekranēta kabeļa iegādi nepietiek. Tas pareizi jāizvieto un jāpieslēdz.

Vispirms pārbaudīsim, vai temperatūra tiešām mainījās

Pirms nākamās receptes korekcijas jāapšauba līdzšinējais “drošais fakts” — rādījuma ticamība. Rādījumu salīdzina ar neatkarīgu atsauces mērījumu, ņemot vērā mērījuma vietu un sensoru reakcijas laiku. Vienlaikus reģistrē piedziņu darbību.

Jāmeklē saistība starp piedziņu darbību un rādījuma novirzi, nevis tikai starp kustību un temperatūras procesu. Mašīnas kustība var reāli ietekmēt procesu, tāpēc šie efekti jāatdala. Pārbauda ievades konfigurāciju un visu mērīšanas ķēdi. Kontrolētā izmēģinājumā novērtē kabeļu trases, ekranēšanas vai savienojumu izmaiņas, vienlaikus nemainot recepti. Citādi cēloņus vairs nevar nošķirt.

Ja problēma ir traucējums, atšķirīgs otrās līnijas iestatījums nepierāda pareizi izstrādātu procesu. Tas pierāda tikai to, ka atrasts veids, kā strādāt par spīti nepareizam mērījumam. Nākamā apstākļu maiņa atkal prasīs cilvēka iejaukšanos.

Traucējums ieguva savu tehnoloģisko iestatījumu. Tagad to var atkārtot kopā ar recepti.

2. Riska novērtēšanā reizi mēnesī, ražošanā reizi stundā

“Regulēšana ir ņemta vērā riska novērtēšanā.” Ir gan — reizi mēnesī. Patiesībā operators to dara katru stundu, jo bez korekcijām process nenotur parametrus. Darbībai ir tas pats nosaukums, tāpēc dokumentos šķietami viss sakrīt.

Pieņemsim, ka regulēšanai jāpiekļūst aiz aizsarga, karstu procesa elementu tuvumā. Tad papildu apkalpošana nozīmē arī papildu pakļautību riskam. Lai tas kļūtu par drošuma jautājumu, nav pat jāpieļauj kustība ar atvērtu aizsargu. Mašīnai bija vajadzīga reta regulēšana. Tagad tai regulāri jāglābj ražošana, bet riska novērtējumā tā joprojām bauda pirmā scenārija privilēģijas.

“Tas taču ir tikai procesa sensors”

Ar šo frāzi mēģina nošķirt mērījumu no drošuma. Sensors nepilda drošības funkciju, drošības relejs darbojas, un aizsarga atvēršana aptur piedziņas. Tātad defekts it kā skar tikai kvalitāti.

Tomēr tieši kļūdainais mērījums atved cilvēku pie mašīnas biežāk, nekā bija paredzēts. Parastam sensoram nav jāvada aizsardzība, lai tā nepareiza darbība izjauktu apstākļus, kuriem aizsardzība izvēlēta. ISO 12100 sasaista aprīkojuma uzticamību ar iejaukšanās reižu un pakļautības riskam samazināšanu. Tas attiecas arī uz funkcijām, kas nav drošības funkcijas.

Dokumentācijas sadalījums kategorijās “drošums” un “process” neatceļ vajadzību izsekot sekām. Elektriķis atstāja traucētu mērīšanas ķēdi. Tehnologs atrada ražošanai derīgus iestatījumus. Operators ieguva papildu uzdevumus. Katra nodaļa apstrādāja savu gabalu. Tikai pakļautības biežumam nav savas nodaļas.

Ja pietiekams riska samazinājums pamatots ar retu piekļuvi, pēc pārejas uz iejaukšanos katru stundu šo pamatojumu vairs nevar uzskatīt par aktuālu. Tā nav tikai jauna pārskata datuma problēma. Mainījusies informācija, uz kuras balstīts secinājums.

To nevar pārrēķināt ar vienkāršu reizinātāju. Biežāka regulēšana automātiski nedod noteiktu riska skaitļa pieaugumu. Jāpārbauda, ko cilvēks dara, kam viņš ir pakļauts, cik ilgi un ar kādu aizsardzību. Taču vecā biežuma saglabāšana nozīmē apzināti vērtēt citus apstākļus nekā tie, kas valda darba vietā.

Pārbaudei izvēlētais aizsargs tagad apkalpo ražošanu

Pieņemsim, ka stacionārs aizsargs izvēlēts tāpēc, ka piekļuve vajadzīga reti. Reizi mēnesī aizsarga noņemšana, darba izpilde un atkārtota nostiprināšana iekļāvās uzturēšanas organizācijā. Tagad tas jādara visu maiņu. Agrāk vai vēlāk kāds aizsargu atstās nenostiprinātu.

Uzņēmums atklās jaunu problēmu — darbinieku nepareizu rīcību. Kabeļu rene paliks neskarta, bet operators saņems vēl vienu apmācību. Tas neattaisno darbu bez aizsardzības, taču parāda, kur pārtraukta cēloņu analīze.

ISO 12100 norāda uz saistību starp pieaugošu piekļuves vajadzību un stacionāru aizsargu neatlikšanu vietā. Šādos apstākļos jāizvēlas cits piemērots risinājums. Regulāru skrūvēšanu nevar pasludināt tikai par disciplīnas problēmu. Tikpat aplami būtu atstāt bojātu mērījumu un nodarboties vienīgi ar ērtāku mašīnas atvēršanu.

Vispirms jānovērš nevajadzīgo iejaukšanos cēlonis. Pēc tam aizsardzības līdzekļi jāizvēlas darbībām, kas patiešām paliks vajadzīgas. Kamēr defekts pastāv, riska novērtēšanai un aizsardzībai jāatbilst pašreizējiem darba apstākļiem, nevis solījumam kādreiz visu salabot.

Pēc instalācijas labošanas pārbauda ne tikai rādījuma stabilitāti. Jāpārliecinās, ka nepārtrauktu korekciju vajadzība tiešām izzudusi. Tikai tad var apstiprināt, kuri apkalpošanas pieņēmumi atkal atbilst mašīnai.

Riska novērtējums retai regulēšanai nedod alibi mašīnai, kas to prasa visu maiņu.

3. Sarkans, jo vadītājam nepatīk dīkstāves

“Ja mašīna stāv, tai jādeg sarkanai. Gribu uzreiz redzēt, kur nenotiek ražošana.” Automātikas speciālists ir saņēmis skaidru uzdevumu. Atliek signālu sasaistīt ar automātiskā režīma neesamību.

Partija pabeigta — sarkans. Nav materiāla — sarkans. Radies bīstams stāvoklis — arī sarkans. Signālkolonna nevainojami rāda vadītāja neapmierinātību. Ar informāciju operatoram veicas sliktāk.

Viena krāsa, pretrunīgas komandas

Ja trūkst materiāla, cilvēkam jāpieiet un jāveic paredzētā darbība. Bīstamā stāvoklī var būt vajadzīga tūlītēja aizsargdarbība vai tieši pretēji — palikšana tālu no mašīnas. Ja abus gadījumus signalizē vienādi, krāsa vairs nepalīdz izvēlēties reakciju.

EN 60204-1 iesaka indikatoru krāsas saistīt ar mašīnas stāvokli. 4. tabulā sarkanā krāsa paredzēta avārijas stāvoklim, kas saistīts ar bīstamību, dzeltenā — nenormālam stāvoklim, zilā — operatora obligātai darbībai. Zaļā apzīmē normālu stāvokli, bet baltā sniedz neitrālu informāciju.

“Neražo” nav bīstamības kategorija. Arī “ražo” nav drošuma apliecinājums. Partijas pabeigšana, aicinājums papildināt materiālu un brīdinājums par bīstamību ir jāatšķir. Tos nevar reducēt uz kopīgu nosacījumu “automāts nedarbojas”.

“Operatori taču zina, ko nozīmē sarkanais.” Šajā piemērā viņi zina galvenokārt to, ka krāsa pati neko neizšķir. Jāpārbauda, vai šoreiz jāpapildina materiāls, jāpaņem izstrādājums vai nedrīkst tuvoties. Izveidots izceļams signāls un pēc tam tam atņemta izceļama nozīme.

Vadītājam ir tiesības redzēt dīkstāves. Taču šim mērķim nav jāpārņem visa brīdinājumu sistēma. Ražošanas informāciju var nodalīt un skaidri apzīmēt. Tam vajag mazliet vairāk par vienas lampas piesaisti vienam PLC bitam.

Sarkans STOP blakus sarkanam E-STOP

Vadības panelī līdzīga problēma rodas pretējā virzienā: cilvēks nevis uztver signālu, bet izvēlas ierīci, ar kuru rīkoties. Blakus atrodas parasts sarkans STOP un sarkans E-STOP. Paneļa autors zina abu nozīmi. Pieņemšanas pārbaudē viņš nospiež pareizo pogu un apstiprina darbību. Projektētājs pierādīja, ka pats nesajauc paša izvietotās pogas. Ērtākus pārbaudes apstākļus grūti iedomāties.

Standarts pieļauj sarkanu krāsu parastam STOP, tomēr iesaka to neizmantot avārijas vadības ierīces tuvumā. Parastai apturēšanai vēlama melna krāsa; ieteikumā pieļauta arī pelēka un balta. Savukārt sarkans vadības elements uz dzeltena fona paredzēts tikai avārijas darbībām.

Tas nenozīmē, ka katrs sarkans STOP automātiski ir kļūda. Jāvērtē, vai konkrētajā panelī pareizās ierīces atpazīšana ir atvieglota vai apgrūtinājums attaisnots ar darbinieku paradumiem. Kopā jāvērtē krāsa, forma, fons, marķējums un atrašanās vieta. Atšķirība shēmā nav pietiekama.

Ja parastais STOP ļauj pabeigt procesa posmu, tā nospiešana E-STOP vietā izraisīs tieši šo reakciju. Vadības sistēma neuzminēs, ka cilvēks bija iecerējis nospiest blakus pogu. Pareizi projektēta avārijas apturēšanas funkcija nevar balstīties uz šādu minējumu.

Pārbaudām nozīmi, ne tikai lampas degšanu

Pieņemšanas laikā jāizspēlē konkrēti stāvokļi: partijas beigas, gaidīšana uz apkalpošanu, procesa novirze un bīstams stāvoklis. Katram nosaka, ko cilvēks redzēs, kā atpazīs prioritāti un kāda rīcība no viņa tiek gaidīta. Ja vienlaikus rodas vairāki stāvokļi, pārbauda, vai ražošanas informācija neaizsedz brīdinājumu.

Pogām veic līdzvērtīgu pārbaudi: novērtē atpazīstamību un sasniedzamību no darba vietas, pēc tam pārbauda mašīnas faktisko reakciju. Instrukcijai jāizskaidro konsekventa saskarne, nevis jācenšas izlīdzināt tajā atstātās pretrunas.

PLC izeju pārbaude apstiprina, ka iedegas paredzētā lampiņa. Tā neapstiprina, ka lampiņa nodod pareizo informāciju. Vadītājs var noteikt ražošanas prioritātes. Bīstamības signāla nozīmi nevajag pārrunāt kopā ar maiņas plānu.

Ja viena krāsa aicina gan tuvoties, gan turēties pa gabalu, tā vairs nav norāde. Tā ir mīkla.

4. TT: zemējums ir. Bet kas atslēgs barošanu?

“Aizsargvadītājs pievienots. Nepārtrauktība pārbaudīta. Aizsardzības aparāts izvēlēts atbilstoši slodzei.” Izklausās pilnīgi — līdz jautājam, kādā tīkla sistēmā mašīna darbojas un kas notiks izolācijas bojājuma gadījumā.

Aplūkosim TT sistēmai pievienotu mašīnu, kurā aizsardzība bojājuma gadījumā uzticēta tikai pārstrāvas aizsardzības aparātam. Izvēle pārkopēta no iepriekšējiem projektiem. Atslēgšanas nosacījumi jaunajā uzstādīšanas vietā nav pārbaudīti, jo spriegums sakrīt un zemējums taču ir. Piegādātājs nokopēja aparātu. Apstākļus, kuros tam jānostrādā, nokopēt neizdevās.

Strāva zemē nepazūd

TN sistēmā bojājuma strāvai ir metālisks atgriešanās ceļš pa aizsargvadītājiem līdz avota zemētajam punktam. TT sistēmā pieejamās vadītspējīgās daļas ir zemētas neatkarīgi no avota zemējuma. Bojājuma strāvas ķēdē jāņem vērā ceļš caur zemi, instalācijas zemētāju un avota zemētāju.

Pēc izolācijas bojājuma strāva plūst no fāzes vadītāja uz korpusu, tālāk pa aizsargsavienojumu un zemēšanas sistēmu, pēc tam atgriežas avotā. Tās vērtību nosaka visas zemesslēguma cilpas pilnā pretestība, nevis tikai pretestība starp korpusu un PE spaili.

Zemējums nav noteka, kurā var izliet strāvu un pabeigt aprēķinu. Nevainojama aizsargsavienojumu nepārtrauktība var pastāvēt kopā ar pārāk mazu strāvu pārstrāvas aizsardzības nostrādei. Pretrunas nav. Savienojums ir pārbaudīts, bet aizsardzības efektivitāte vēl nav pierādīta.

Desmit ampēri nepārliecinās 16 A aizsardzības aparātu

Pieņemsim vienkāršu aprēķina piemēru: spriegums pret zemi 230 V, visas zemesslēguma cilpas pilnā pretestība 23 Ω, pārstrāvas aizsardzības aparāts 16 A. Aplūkojam bojājumu ar nenozīmīgu pilno pretestību starp fāzes vadītāju un korpusu un neņemam vērā patērētāja darba strāvu.

Bojājuma strāva būs aptuveni:

I = U₀ / Zₛ = 230 V / 23 Ω = 10 A.

Tā ir mazāka par aparāta nominālo strāvu. Nav pamata gaidīt, ka pārstrāvas dēļ tas atslēgs ķēdi. Uz korpusa tikmēr var saglabāties bīstams spriegums pret zemi. Aparāts nav bojāts. Desmit ampēri aparātam ar 16 A nominālu nav iemesls iejaukties. Projektētājam tas bija jāatklāj agrāk.

A pielikuma A.2. punktā pārstrāvas aizsardzības nosacījums izteikts kā Zₛ × Iₐ ≤ U₀. Izšķirošais lielums ir Iₐ — strāva, kas izraisa aparāta nostrādi prasītajā laikā. Tā nav obligāti uz korpusa uzdrukātā nominālā strāva. Abu vērtību sajaukšana dod ļoti ērtus aprēķinus, taču aizsardzības aparāts nestrādās pēc mūsu kļūdas. Tas strādās pēc savas raksturlīknes.

RCD ir pamatrisinājums. Izņēmums jāpierāda

EN 60204-1 norāda atlikumstrāvas ierīci (RCD) kā pamatrisinājumu aizsardzībai bojājuma gadījumā TT sistēmā kopā ar atbilstošu pārstrāvas aizsardzību. Ir pieļaujams arī tikai pārstrāvas aparāts, ja pastāvīgi un droši nodrošināta pietiekami zema cilpas pilnā pretestība.

“Standarts atļauj TT bez RCD.” Atļauj. Taču mūsu aprēķins parādīja, kāpēc konkrētajā piemērā šo pieļāvumu izmantot nevar. Atrasts izņēmums standartā nemaina instalācijas parametrus.

Izmantojot RCD, cita starpā pārbauda nosacījumu Rₐ × IΔn ≤ 50 V, kur Rₐ ietver zemētāja un aizsargvadītāja pretestību, bet IΔn ir nominālā nostrādes atlikumstrāva. Atsevišķi jānodrošina prasītais atslēgšanas laiks. Modelētajai 16 A gala ķēdei pie 230 V AC pret zemi A.2. tabulā norādītas 0,2 s. Nevienādības izpilde pati par sevi neapstiprina nostrādes laiku. Arī RCD uzstādīšana viena pati neapliecina pareizu izvēli un pieslēgumu.

RCD nav obligāti jāatrodas mašīnas skapī. Aizsardzību var nodrošināt atbilstoši izvēlēta ierīce barojošajā instalācijā. Jānosaka, kurš aparāts aizsargā konkrēto ķēdi un ar kādiem nosacījumiem. Piegādes robeža nav analīzes robeža.

Ražotājam jānorāda pieslēgšanas prasības. A.2. pielikums ļauj izmantot topošās instalācijas datus vai noteikt pieļaujamos parametrus sērijveida mašīnām. Projektā pieņemtajai maksimālajai zemētāja pretestībai vai cilpas pilnajai pretestībai jānonāk uzstādīšanas instrukcijā. Frāze “pieslēgt atbilstoši labai praksei” šo informāciju nesniedz. Tā tikai nodod nākamajam elektriķim uzdevumu uzminēt, ko iepriekšējais uzskatīja par pietiekamu.

Korpuss var būt nevainojami savienots ar PE, bet aizsardzība joprojām var būt neefektīva. Cilvēku sargā pareizi projektēta ķēde, nevis zaļi dzeltena vada klātbūtne.

5. IT tīkls bez uzraudzības. Ražošana nedrīkst apstāties

“Tas ir IT. Pirmajā zemesslēgumā neko neatslēdz.” Sistēmas priekšrocība ir iegaumēta. Grūtāk ir atbildēt, kā apkalpojošais personāls uzzinās, ka pirmais bojājums jau noticis.

Aplūkosim instalāciju, kurā izmantota iespēja turpināt darbu, bet nav nodrošināta izolācijas bojājuma atklāšana un signalizācija. Mašīna ražo, aizsardzība neatslēdzas, un uzturēšanas dienests nesaņem ziņojumus. Izvēlēta sistēma, kurā bojājumam nav obligāti jāizpaužas kā dīkstāvei, un pēc tam izlaista tā noteikšana. Lielisks veids, kā uzlabot reģistrēto defektu statistiku.

Kas īsti ir izolēts?

IT sistēmā aktīvās daļas ir izolētas no zemes vai avota punkts savienots ar zemi caur pietiekami lielu pilno pretestību. Tas nenozīmē, ka metāla korpusi jāatstāj bez aizsargsavienojumiem un zemējuma.

Pirmajā izolācijas bojājumā zemesslēguma strāvu ierobežo sistēmas īpašības, tostarp izolācijas pilnā pretestība, kapacitātes pret zemi un iespējamā avotam pievienotā pilnā pretestība. Ja aizsardzības nosacījumi izpildīti, tūlītēja barošanas atslēgšana nav vajadzīga. Tas dod laiku organizēt bojājuma atrašanu un novēršanu, pēkšņi nepārtraucot procesu.

Taču tas neatļauj bojātu izolāciju pasludināt par jaunu normālo stāvokli. Tieši tāpēc vajadzīga izolācijas uzraudzības ierīce (IMD). Tā uzrauga attiecīgās sistēmas izolācijas pretestību pret zemi un signalizē, ja vērtība nokrīt zem iestatītās robežas. Pieņemšanas laikā veikts mērījums šo funkciju ekspluatācijā neaizstāj. Protokols apliecina konkrētā datumā izmērīto. Tas nestrādā nakts maiņā.

Trauksmes apklusināšana izolāciju neuzlabo

EN 60204-1 6.3.3. punktā IT sistēmai norāda uz IEC 60364-4-41 prasībām. Izolācijas bojājuma laikā jāuztur akustiska un optiska signalizācija. Pēc akustiskā signāla atskanēšanas to drīkst manuāli apklusināt. Atšķirība ir būtiska: drīkst apstiprināt informācijas saņemšanu un izslēgt skaņu, bet nedrīkst izlikties, ka cēlonis pazudis.

Pieņemsim, ka IMD ir uzstādīta, taču operatori iemācījušies dzēst paziņojumu, jo “mašīna darbojas normāli”. Trauksme atgriežas un drīz tiek uztverta kā pašas uzraudzības ierīces traucēklis. Izolācija pasliktinājās. Pretenziju saņēma aparāts, kas to pamanīja.

Ja pēc trauksmes apstiprināšanas ekrāns rāda parastu darba stāvokli, lai gan bojājums saglabājas un nav citas uzturētas optiskās signalizācijas, informācija ir izņemta no saskarnes, nevis defekts no instalācijas. Nākamā maiņa var nezināt, ka strādā ar neatrisinātu bojājumu.

Otrajam bojājumam nav jārodas tajā pašā mašīnā

Pirmais defekts var savienot fāzi L1 ar vienas ierīces korpusu. Nākamais — fāzi L2 ar citas ierīces korpusu, ja abas baro viena IT sistēma. Kopīgie aizsargsavienojumi tad izveido starpfāžu īsslēguma ceļu. Jānodrošina prasītā automātiskā atslēgšana.

Frāze “pirmais zemesslēgums neatslēdz” vairs neapraksta radušos situāciju. Izolācijas uzraudzība un aizsardzība, kas atslēdz nākamajā bojājumā, pilda dažādus uzdevumus. IMD neaizstāj atslēdzošos aizsardzības aparātus. Savukārt gaidīšana uz aizsardzības nostrādi otrajā bojājumā neaizstāj pirmā defekta noteikšanu un novēršanu.

Atstājot zināmu defektu, uzņēmums zaudē priekšrocību, kuras dēļ IT sistēma tika izvēlēta. Tā vietā, lai informāciju izmantotu plānotai labošanai, tiek gaidīts nākamais bojājums, kas pats noteiks dīkstāves laiku.

“Uzraudzība ir sadalnē.” Labi. Kur nonāk trauksme?

IMD neesamība mašīnas skapī vēl nepierāda uzraudzības trūkumu. To var nodrošināt ierīce, kas aptver attiecīgo barošanas sistēmu. Taču jānoskaidro faktiskais uzraudzības tvērums, nevis tikai jāatrod aparāts ar pareizo nosaukumu.

Kuras ķēdes tas uzrauga? Vai attiecīgā mašīna ir ietverta visās paredzētajās barošanas konfigurācijās? Kur parādās trauksme, un kurš par to atbild? Pieņemšanas laikā pārbauda iestatījumus un signalizācijas ķēdi atbilstoši ierīču instrukcijām. Informācijai jāsasniedz vieta, kur to pamanīs, tai jāpaliek pieejamai bojājuma laikā un jāizraisa iepriekš noteikta rīcība.

Gaismas diodes iedegšanās slēgtā sadalnē var apliecināt aparāta darbību. Cilvēkiem, kuri nezina par tās esamību, tā palīdz maz. Piegādātājs pieņēma, ka trauksmi apkalpos uzņēmums. Uzņēmums pieņēma, ka piegādātājs visu atrisinājis. Izolācija šajās sarunās nepiedalījās.

No IT sistēmas paņēma iespēju turpināt ražošanu. Pienākumu uzzināt par bojājumu acīmredzot uzskatīja par papildaprīkojumu.

6. “Pie frekvences pārveidotājiem RCD neliekam”

Atlikumstrāvas ierīce nostrādā, ieslēdzot piedziņas. Pēc dažām dīkstāvēm kāds to noņem. Mašīna sāk darboties, pieteikums tiek slēgts, un no neizskaidrotas nostrādes rodas uzņēmuma noteikums nākamajiem projektiem: pie frekvences pārveidotājiem RCD neuzstāda.

Secinājums izdarīts par visiem frekvences pārveidotājiem, lai gan nav noskaidrots pat viena konkrētā gadījuma cēlonis. Apgalvojums “šis RCD nav piemērots šai sistēmai” var būt pilnīgi patiess. Secinājums “tātad sistēmai vairs nav vajadzīga aizsardzība, ko tas nodrošināja” jau ir pašdarbība.

Noplūdes strāva negaida izolācijas bojājumu

Darbojošās piedziņās strāvas uz zemi var plūst arī bez bojājuma. Tās ietekmē piedziņas konstrukcija, EMC filtri, motora kabeļu kapacitātes un pārslēgšanās frekvence. Ieslēgšanas laikā pievienojas pārejas procesi.

RCD reaģē uz atlikumstrāvu atbilstoši savām īpašībām. Tas nesaņem no kontroliera ziņu: “Tā ir tikai kapacitātes uzlāde, lūdzu, nepārtrauciet ražošanu.” Tāpēc nostrādi var izraisīt aizsardzības neatbilstība pareizi strādājošai iekārtai. Tā var norādīt arī uz reālu bojājumu. Frekvences pārveidotāja simbols shēmā nepasaka, kurš gadījums ir aktuāls.

Jāpārbauda strāvas ieslēgšanas un darba laikā, to raksturs un ķēdes konfigurācija. Viena piedziņa ar īsu motora kabeli un tā pati piedziņa ar garu kabeli var radīt atšķirīgas prasības. Ja aiz viena RCD pieslēgtas vairākas piedziņas, jāvērtē kopējā atlikumstrāva. Tā nepazūd tāpēc, ka katra piedziņa atsevišķi iekļāvās pieņēmumos.

Kopīgajai aizsardzībai jādarbojas ar visu pieslēgto grupu. Tas jāatrisina projektēšanā. Aparāta noņemšana likvidē tā reakciju, nevis strāvas plūsmas cēloni.

Nenostrādāšana var būt vēl sliktāka ziņa

Ja izmantotas jaudas elektronikas piedziņas, jāvērtē atlikumstrāvas forma arī bojājuma apstākļos. Tajā var būt DC komponente, kurai uzstādītais RCD nav paredzēts. Pietiekami liela DC komponente var pasliktināt AC vai A tipa ierīces spēju noteikt bojājumu.

Noteiktos apstākļos RCD var tikt “apžilbināts”: aparāts paliek ieslēgts, lai gan vairs nenodrošina gaidīto reakciju. No ražošanas statistikas viedokļa rezultāts ir lielisks. Aizsardzība pārstāj traucēt, jo pārstāj pienācīgi aizsargāt.

Aparātam nav jābūt bojātam. Pietiek to izmantot apstākļos, kuriem tas nav piemērots. EN 60204-1 7.7. punktā norādīts, ka tad, ja iespējamas bojājuma strāvas ar DC komponentēm, var būt vajadzīgs B tipa RCD. Tālāka izvēle jābalsta sistēmas konstrukcijā un piedziņas ražotāja instrukcijās.

Pasūtījums “RCD frekvences pārveidotājam” jautājumu neatrisina. Tips nosaka spēju reaģēt uz konkrētām strāvas formām. Joprojām jāizvēlas nominālā nostrādes atlikumstrāva, frekvenču īpašības, darbības laiks un lietošanas nosacījumi.

Jāskatās arī ārpus mašīnas skapja. DC komponente, kas plūst caur B tipa RCD zem tā nostrādes sliekšņa, var ietekmēt augstāk instalācijā esošu kopīgu aizsardzību. Pareiza aparāta uzstādīšana pie piedziņas automātiski neapstiprina visas aizsardzības sistēmas pareizību. Ja izvēle apstājas pie paša piegādes spailēm, problēma var palikt klienta sadalnē.

“Uzlikšu lielāku slieksni” arī prasa aprēķinus

Lielāka nominālā nostrādes atlikumstrāva vai aizture var samazināt nevēlamas nostrādes. Taču risinājumam joprojām jāizpilda tās aizsardzības nosacījumi, kurai RCD uzstādīts. Iepriekš aplūkotajā TT sistēmā sliekšņa maiņa ietekmē nosacījumu, kas saistīts ar zemētāja pretestību. Aiztures maiņa ietekmē atslēgšanas laiku.

Šos parametrus nedrīkst palielināt tikai līdz brīdim, kad mašīna beidz apstāties. Metode “vēl nostrādā — uzliec augstāk” pierāda vienīgi atbilstību vadītāja pacietībai. Atbilstība aizsardzībai pret elektriskās strāvas triecienu jāpierāda atsevišķi.

Pareizais risinājums var būt cita RCD izvēle, ķēžu sadalīšana, noplūdes strāvu ierobežošana ar ražotāja atļautiem līdzekļiem vai aizsardzības koncepcijas maiņa. Aizsargvadītāja atvienošana nav aizsardzības koncepcija. Patvaļīga EMC filtra atvienošana var tikai pārvietot problēmu no nostrādājošas aizsardzības uz traucētiem mērījumiem un vadību.

Ne katrai mašīnai ar frekvences pārveidotāju obligāti vajadzīgs RCD. Ja nepieciešamā aizsardzība efektīvi nodrošināta citādi, tā neesamība var būt pamatota. Pamatojums ir pierādīta aizsardzības efektivitāte, nevis frekvences pārveidotāja klātbūtne.

Noņemts RCD tiešām vairs nerada dīkstāves. Grūti tikai šo faktu ieskaitīt kā pozitīvu aizsardzības pārbaudes rezultātu.

7. Pārbaudi izturēja mašīna vai komanda, kas glāba tās darbu?

Pieņemot mūsu piemēra līniju, tehnologs labo iestatījumu, automātikas speciālists maina konfigurāciju, bet operators atkārto ciklu. Pēc vairākiem mēģinājumiem izstrādājums atbilst prasībām. Protokolā paliek pozitīvs rezultāts.

Visas iejaukšanās nosauktas par palīdzību iedarbināšanā. Taču nav noteikts, kuras novērsa problēmas cēloni un kuras būs jāatkārto ražošanā. Mašīnai ieskaitīts rezultāts, ko kopīgi sasniedza vairāki speciālisti. Ekspluatācijas instrukcijā paredzēts viens operators.

Korekcijas pārbaudes laikā arī ir rezultāts

Iedarbināšana prasa regulēšanu. Problēma nav tajā, ka pirms pieņemšanas mainīti parametri. Problēma sākas, ja mašīnu pieņem, nepierādot tās paredzēto darbību pēc šo darbu pabeigšanas.

Ja faktiskajā pārbaudē joprojām vajadzīgas neparedzētas korekcijas, tās jāreģistrē. Kas mainīts? Kāpēc? Vai pēc izmaiņas pārbaudīts viss attiecīgais cikls, vai tikai sagaidīts pirmais labs izstrādājums? Pirmā derīgā detaļa diskusiju bieži noslēdz ātrāk nekā iepriekšējo brāķu cēloņa novēršana — īpaši tad, ja mašīnas transports jau pasūtīts.

Traucēta mērījuma gadījumā nepietiek ar produkta kvalitāti. Jāapstiprina rādījuma ticamība paredzētajos darba apstākļos un jāpārbauda, vai papildu iejaukšanās vairs nav vajadzīga. Citādi klientam var nodot pareizu pārbaudes izstrādājumu un nepareizi strādājošu procesu ikdienas ekspluatācijai.

Plānotas operatora darbības nav automatizācijas defekts. Taču operatīvu sistēmas glābšanu nevar izņemt no vērtējuma tikai tāpēc, ka darbinieks to veic prasmīgi. Īpaši tad, ja cilvēkam bīstamai zonai jāpiekļūst biežāk, nekā pieņemts aizsardzības projektā.

Mēraparāts mūsu vietā nepabeigs pieņemšanu

“Elektriskie mērījumi ir pozitīvi.” Labi. Kuras prasības ar tiem tika pārbaudītas?

EN 60204-1 18. nodaļa vispirms atsaucas uz specializētajā izstrādājuma standartā noteikto verifikācijas apjomu. Ja tāda nav, jāpārbauda izpildījuma atbilstība dokumentācijai, aizsargsavienojumu sistēmas nepārtrauktība, automātiskās atslēgšanas nosacījumi, ja tā nodrošina aizsardzību bojājuma gadījumā, un funkcionālā darbība. Izolācijas pretestības un sprieguma pārbaudes minētas atsevišķi. Tās neaizstāj pārējo.

Arī katram pārbaudes punktam nav vienādu piemērošanas nosacījumu. Apjoms izriet no mašīnas elektroiekārtas un prasībām. Mēraparāta pārslēga pozīcijas nav standarta satura rādītājs.

Pareizs nepārtrauktības mērījums nepasaka, vai aizsardzības aparāts vajadzīgajā laikā atslēgs pareizo ķēdi. Tas neapstiprina arī to, ka izolācijas trauksme sasniegs operatoru vai temperatūras rādījums paliks ticams piedziņu darbības laikā. Tie ir atšķirīgi jautājumi, kuriem vajadzīgas atšķirīgas pārbaudes.

Arī atbilstībai shēmai ir robežas. Ja izpildījums precīzi atkārto projekta kļūdu, salīdzinājums ar dokumentāciju var būt nevainojams. Ir pierādīta rūpīga kļūdas izgatavošana, nevis tās pieļaujamība.

Pēc labojuma jāpārbauda, uz ko attiecas iepriekšējie rezultāti

Iedarbināšanas laikā mainīts aizsardzības iestatījums, nomainīts aparāts vai pārvietoti vadi. Dokumentācijai un pārbaužu rezultātiem jāattiecas uz izpildījumu, ko nodod lietotājam.

Pēc izmaiņām jāapsver atkārtotas verifikācijas un pārbaužu nepieciešamība. Apjomu nosaka izmaiņu ietekme. Nav akli jāatkārto viss, taču nedrīkst pieņemt, ka iepriekšējais rezultāts automātiski aptver labojumu tikai tāpēc, ka tas veikts tajā pašā dienā. Datums protokolā sakrīt, bet izmērītais aparāts jau ir izņemts no skapja.

Pārbaudes ierakstā jānorāda pārbaudītā konfigurācija, būtiskie iestatījumi, izmēģinājuma apstākļi un vērtēšanas kritērijs. Jāreģistrē novirzes un to novēršanas veids. Tad var noteikt, kas tieši pierādīts, neatjaunojot visu iedarbināšanas gaitu no dalībnieku atmiņas.

Korekcija, kas novērsa cēloni, ir inženiertehniskā darba rezultāts. Korekcija, kas turpmāk jāatkārto katru stundu, ir jauna prasība operatoram. Pieņemšanā abas jāatšķir, pirms tās kopā ieraksta kā “mašīna noregulēta”.

Ja pārbaudes laikā cilvēki nepārtraukti laboja mašīnas darbu, viņu ieguldījums ir daļa no rezultāta. Parakstot protokolu, to nevar vienkārši atņemt.

8. Uzņēmuma paradums projektu nesalabo

Par slikti izpildītu instalāciju var samaksāt, pērkot mašīnu, un pēc tam maksāt vēlreiz — ar operatoru laiku, tehnologu darbu un atkārtotām dīkstāvēm. Ar laiku šis rēķins tik labi saplūst ar ražošanas izmaksām, ka jautājums par cēloņa novēršanu sāk izklausīties pēc nevajadzīgas sarežģīšanas.

Projekta labošanai žēl vienas dīkstāves. Tā seku labošanai katru dienu laiks kaut kā atrodas.

Pieredzējušās komandas zināšanām šādā situācijā jāatgriežas pie projektētāja. Darbinieki vislabāk zina, kad mērījums kļūst neuzticams, ko patiesībā prasa iedarbināšana un kuras darbības jāatkārto, lai gan tām bija jābūt retām. Viņu atjautība ir vērtīga informācija par mašīnu. Aprakstītajos piemēros tā galvenokārt izmantota remonta atlikšanai.

EN 60204-1 piemērošana prasa salīdzināt projektu ar faktisko mašīnas elektroiekārtu un tās darba apstākļiem. Jāspēj pierādīt aizsardzības darbību, izmantoto risinājumu pareizību un pieņēmumu atbilstību reālai ekspluatācijai. Daudzgadīgs paradums neaizvieto trūkstošus aprēķinus vai pārbaudes rezultātus.

Tāpēc, nākamreiz dzirdot “šī mašīna tā vienkārši dara”, prasiet cēloni. Ja atbilde ir vienīgā operatora vārds, kurš prot uzturēt ražošanu, esam uzzinājuši kaut ko par cilvēka kompetenci. Projekts joprojām gaida aizstāvību.

Darbinieki var iemācīties sadzīvot ar mašīnas defektu. Tas nepārvērš defektu par tehnoloģisku prasību.

Avoti un piezīmes

Rakstā minētie EN 60204-1 punktu numuri balstīti uz avotā izmantoto Polijas izdevumu PN-EN 60204-1:2018-12, kas ievieš EN 60204-1:2018. Eiropas versija ar modifikācijām ievieš IEC 60204-1:2016; šie apzīmējumi paši par sevi nenozīmē visu noteikumu identisku formulējumu. Ārējās saites ved uz ISO, IEC un Eiropas Komisijas katalogiem. Kataloga lapas identificē publikāciju un tās tvērumu, bet neaizstāj pilnu standarta tekstu.

[1] Mašīnas elektroiekārta un drošums. PN-EN 60204-1:2018-12 4.1., 4.2.1. un 4.4.1. punkts: saikne ar mašīnas riska novērtēšanu, nepareizas darbības sekas, izvēle un lietošanas apstākļi. Starptautiskās pamatpublikācijas dati: IEC 60204-1:2016 — IEC katalogs.

[2] Vadu izvietojums, EMC un termopāru mērījumi. PN-EN 60204-1:2018-12 4.4.2. un 13.1.3. punkts, kā arī informatīvā H pielikuma H.2.–H.4. punkts: emisija un noturība, ķēžu kopīgas izvietošanas nosacījumi, trašu atdalīšana un traucējumus ierobežojoši savienojumi. Termopāru raksturlīkņu avots: IEC 60584-1:2013 — Termopāri, 1. daļa: termoelektriskā sprieguma specifikācijas un pielaides. Aprakstītā diagnostika ir inženiertehnisks skaidrojums, nevis konkrēto līniju pārbaudes pārskats.

[3] Biežāka iejaukšanās, uzticamība un aizsardzības izvēle. ISO 12100:2010 5.5.2.3.1., 5.5.3.2., 6.2.13. un 6.3.2.1. punkts: pakļautības biežums, ilgums un raksturs, iejaukšanās nepieciešamības samazināšana un aizsargu izvēle atbilstoši piekļuves vajadzībai. Pieņēmuma aktualitātes zudums automātiski neatceļ visu dokumentu un pats par sevi nenosaka drošības funkcijas veiktspējas līmeni.

[4] Krāsas un saskarnes nozīme. PN-EN 60204-1:2018-12 10.2.1. un 10.3.1.–10.3.3. punkts, kā arī 4. tabula. Indikatoru krāsu kodēšanai un ieteikumam neizvietot parastu sarkanu STOP tuvu avārijas vadības ierīcei šajā izdevumā ir ieteikuma statuss. Sarkans parasts STOP ir pieļauts, savukārt sarkans vadības elements uz dzeltena fona rezervēts avārijas darbībām.

[5] Aizsardzība TT sistēmā un aprēķina piemērs. PN-EN 60204-1:2018-12 6.3.3. punkts, A pielikuma A.2.1.–A.2.3. punkts, A.2. tabula un 17.2. punkts. Pamats ietver nosacījumus Zₛ × Iₐ ≤ U₀ un Rₐ × IΔn ≤ 50 V, atslēgšanas laiku un uzstādīšanas datus. Vērtības 230 V, 23 Ω un 16 A ir modeļa dati. Saistītais instalāciju standarts: IEC 60364-4-41:2005+AMD1:2017 — Aizsardzība pret elektriskās strāvas triecienu.

[6] Izolācijas uzraudzība IT sistēmā. PN-EN 60204-1:2018-12 6.3.3. punkts: atsauce uz IEC 60364-4-41, akustiskā un optiskā signalizācija, skaņas manuāla apklusināšana un vienošanās par bojājumu uzraudzību un atrašanu. Prasības IMD, kas pastāvīgi uzrauga izolācijas pretestību pret zemi, nosaka IEC 61557-8:2014 — izolācijas uzraudzības ierīces IT sistēmām.

[7] RCD pie frekvences pārveidotājiem. PN-EN 60204-1:2018-12 6.3.3., 7.7., 4.2.1. un 18.2.1. punkts: aizsardzība bojājuma gadījumā, iespējamā B tipa nepieciešamība DC komponenšu dēļ, piegādātāju instrukcijas un RCD verifikācija. Papildu atsauces: IEC 62423:2009 un IEC 60364-5-53:2019+AMD1:2020+AMD2:2024. Apraksts nav pilnīga izvēles instrukcija katrai piedziņai.

[8] Verifikācija un izmaiņas iedarbināšanas laikā. PN-EN 60204-1:2018-12 18.1., 18.2.1.–18.2.3., 18.6. un 18.7. punkts: verifikācijas apjoms, atsevišķas pārbaudes, rezultātu dokumentēšana, funkcionālie izmēģinājumi un atkārtotu pārbaužu nepieciešamības izvērtēšana pēc izmaiņām. 17.2. punkts aptver uzstādīšanas datus, iestatījumus, uzturēšanu un funkciju pārbaudi pēc remonta vai modifikācijām.

[9] Pamatizdevums, vēlākas izmaiņas un saskaņošana. IEC ir publicējusi IEC 60204-1:2016/AMD1:2021. Rakstā izmantoto noteikumu numerācija pārbaudīta avotā norādītajā PN-EN 60204-1:2018-12 izdevumā; raksts nav vēlāko IEC izmaiņu vai Eiropas pārņemšanas pilns pārskats. Konkrētā projektā atsevišķi jānosaka piemērojamais izdevums, grozījumi, C tipa standarts un instalācijas prasības. Oficiālo informāciju par saskaņošanu publicē Eiropas Komisija — mašīnu saskaņotie standarti. Šis raksts nenosaka konkrēta izdevuma pašreizējo saskaņošanas statusu.

[10] Piemēru un pārbaužu raksturs. Organizatoriskās situācijas, piekļuves scenāriji, aprēķinu dati un tabulas skaidro tehniskās sakarības. Tie nav konkrētu instalāciju mērījumu pārskati vai pilnīgas pieņemšanas procedūras. Pirmajā daļā piedāvātā diagnostika ir cēloņa noteikšanas paņēmiens, nevis no standarta pārrakstīta obligāta secība. Septītās daļas tabula nav pilns EN 60204-1 verifikācijas plāns; tā palīdz pamanīt gadījumus, kuros patiess apgalvojums par mašīnu izmantots daudz plašāka un nepamatota secinājuma aizstāvēšanai.