Operátor otvorí ochranný kryt obrábacieho centra. Vloží obrobok do upínača a rukou ho pridrží, aby nastavil jeho polohu pred upnutím. Skúsi spustiť upínač. Stroj odmietne: otvorený ochranný kryt blokuje pohyb.
Presne tak bol navrhnutý. Výrobu však treba nejako začať.
Predstavme si, že pracovisko sledujeme počas preberania. V rozvádzači sú overené komponenty, na stole leží správa s výpočtom úrovne vlastností PL. Konštruktér má schému, údaje snímača a knižnicu výrobcu. Operátor drží obrobok v ruke. Jeho úloha nebola dohodnutá rovnako dôkladne.
Riadenie správne vykonáva pridelenú funkciu. Pred jej výberom však nikto nepoložil otázku, ako má človek súčiastku upnúť. Túto medzeru má uzavrieť SRS, teda špecifikácia bezpečnostných požiadaviek, skôr než sa nepomenovaný predpoklad objedná, namontuje a naprogramuje.
ISO 13849-1:2023 vyžaduje výsledky posúdenia rizika podľa ISO 12100. Z nich odvodíme bezpečnostné funkcie, potrebné správanie a požadovanú úroveň vlastností PLr. Zapíšeme ich do SRS, ktorá je súčasťou technickej dokumentácie a východiskom ďalšieho návrhu.
Potom prídu výber prvkov, výpočty, overovanie a validácia. Ešte predtým sa oplatí zistiť, kde bude pri upínaní ruka operátora. V katalógu bezpečnostného riadenia túto odpoveď nenájdeme.
Ako bezpečne upnúť obrobok, keď je riadenie už hotové?
Vráťme sa o niekoľko týždňov. Projekt zrýchľuje, pretože niekto navrhne overenú zostavu z predchádzajúceho stroja: snímač ochranného krytu, bezpečnostné riadenie a vhodný pohon. Údaje sú k dispozícii, knižnica je pripravená a dodávateľ pozná termín.
Otázka ručného nastavenia obrobku sa odloží na uvádzanie do prevádzky. Vtedy predsa bude všetko vidieť.
A naozaj. Teraz problém vidia všetci. Operátor potrebuje pohyb pri otvorenom ochrannom kryte, zatiaľ čo riadenie má tento pohyb zastaviť. Objaví sa návrh pridať do programu výnimku. Zakúpené zariadenia tak začínajú určovať požiadavky ochrany, hoci by ich mali iba realizovať.
Zastavme sa pri upínači. Prečo musí operátor obrobok pridržiavať? Mohol by prípravok vopred určiť jeho polohu? Ktorý pohyb je nevyhnutný a ktorý po zmene spôsobu upínania úplne zmizne?
Od týchto odpovedí závisí koncepcia ochrany. Možno sa zmení upínač. Možno zostane potrebný pohyb pri prístupe; potom musíme určiť podmienky jeho povolenia, obmedzenia a zastavenia. Samotná výnimka v logike bezpečnosť tejto činnosti nevyrieši.
Rovnaké riadenie, iná úloha
Na predchádzajúcom stroji mohla nakládka vyzerať inak. Predpokladajme, že prípravok tam držal položenú súčiastku a operátor zatvoril dvere ešte pred upnutím. Tu zostáva jeho ruka v priestore stroja dlhšie.
Typové číslo riadenia sedí. Podmienky použitia už nemusia. Pred prevzatím starého návrhu overíme prístup, poradie úkonov, potrebné pohyby a správanie zaťaženia. Odpoveď „na predchádzajúcom stroji to fungovalo“ stále opisuje predchádzajúci stroj.
Takéto zistenia dokážu zmeniť výkresy, výber zariadení aj program. Prijímajú sa oveľa ťažšie, keď je rozvádzač hotový a v harmonograme zostala už len položka preberania. Vtedy ruka operátora prekáža aj uzavretiu projektu.
Opakovaný výpočet obvodu spor pri upínači nevyrieši. Dosiahnutá PL sa týka realizovanej funkcie a podmienok jej hodnotenia. Ak sme posudzovali zastavenie po otvorení ochranného krytu, výsledok sám nedoplní požiadavky na ručné upínanie.
Môžeme mať dva kanály a ani jednu požiadavku na činnosť, ktorú operátor práve vykonáva.
Certifikované zariadenia a predtým validované podsystémy sú užitočné. ISO 13849-1 umožňuje ich použitie pri splnení podmienok integrácie. Stále však musíme preukázať vlastnosti celej funkcie v konkrétnej aplikácii, s jej upínačom, zaťažením a prístupom.
Výrobca riadenia nepozná náš spôsob nastavovania obrobku. Jeho certifikát ho nemal ako posúdiť.
Pre automatizačného technika je to dôležitá hranica zodpovednosti. Môže správne prepojiť zariadenia, napísať logiku a zdôvodniť PL, no napriek tomu dostať neúplné zadanie. Výsledky posúdenia rizika potrebuje skôr, než predpoklady napevno zapíše do programu.
Ak chýbajú, vraciame sa k projektovému tímu. Rozhodneme o ochrane pri tejto konkrétnej práci: kto rozhoduje o upínači, kto určuje potrebné pohyby a kto opisuje podmienky prístupu. Programovať sa má dohodnutá požiadavka, nie domnienka.
Odložme katalóg a prejdime s operátorom celú činnosť, najmä jej začiatok pred zatvorením ochranného krytu. Až potom budeme vedieť, čo požadujeme od bezpečnostných častí riadiaceho systému SRP/CS. Dva kanály neopravujú úlohu, ktorú nikto nerozpoznal.
Operátor vstupuje do projektu ešte pred zatvorením ochranného krytu
Operátor prinesie obrobok, uloží ho, upraví jeho polohu a upne ho. Až potom zatvorí ochranný kryt a spustí obrábanie. Na konci znovu otvorí dvere a súčiastku vyberie.
Ak sa opis práce začínal tlačidlom ŠTART, vypadla z neho činnosť, bez ktorej nemá zmysel toto tlačidlo stlačiť.
Pridajme nesprávne vložený obrobok, výmenu nástroja, čistenie a obnovenie práce po prerušení. Pri každom zásahu sa človek môže ocitnúť na inom mieste, bližšie k inému pohybu alebo zdroju energie.
Veta „obsluha podľa návodu“ túto prácu projektantovi neukáže. Neurčí ani to, čo sa vtedy smie spustiť a čo musí zostať nehybné.
ISO 12100 vyžaduje začať určením obmedzení stroja a jeho používania. Stanovíme používateľov, režimy, materiály a zásahy. Zohľadníme etapy životného cyklu stroja aj rozumne predvídateľné nesprávne použitie.
Až na tomto základe identifikujeme nebezpečenstvá a odhadneme riziko. Nasleduje hodnotenie, či je potrebné riziko znížiť. Vďaka tomu prestane byť „odstránenie zaseknutia“ jedným pohodlným riadkom. Ukáže sa prístup z druhej strany a riadený pohyb mechanizmu.
Rozhovor pri stroji to odhalí rýchlo. Ak ochrana znemožňuje nevyhnutnú úlohu, môže zároveň nabádať na obchádzanie ochranných opatrení. Riešenie treba opraviť skôr, než sa obchádzanie stane bežným pracovným postupom.
Možno bude najlepšie zmeniť upínač
Prvé rozhodnutie pri našom upínači vôbec nemusí súvisieť s riadením. Prípravok, ktorý ustaví obrobok bez ruky v oblasti upnutia, zmení samotné vystavenie človeka nebezpečenstvu.
Práve riešeniami inherentne bezpečnej konštrukcie začína ISO 12100 znižovanie rizika. Potom nasledujú technické ochranné opatrenia, teda ochranné kryty alebo ochranné zariadenia, a doplnkové ochranné opatrenia. Nakoniec prichádzajú informácie na používanie.
Pri zvolenej koncepcii určíme úlohy riadenia. Má zabrániť konkrétnym pohybom počas prístupu, povoliť potrebné nastavovanie a zabezpečiť požadované držanie obrobku po strate tlaku. Z týchto rozhodnutí odvodíme bezpečnostné funkcie a ich rozsah.
Úlohy operátora odhaľujú dôležitú časť problému, posúdenie však zahŕňa celý stroj. Zostáva vymrštenie materiálu, hluk či poškodenie konštrukcie, aj keď človek práve nevykonáva ručný zásah.
Celý rozhodovací postup ukazuje príklad posúdenia rizika podľa ISO 12100. Pri výbere ochrany pomôže aj vysvetlenie technických ochranných opatrení.
ISO 13849-1 očakáva výsledky tejto práce
Článok 4.5 ISO 13849-1:2023 vyžaduje výsledky posúdenia rizika, informácie o potrebných funkciách, ich príspevku k zníženiu rizika a PLr. Článok 5.1 priamo odkazuje na podrobné informácie z posúdenia podľa ISO 12100.
To sú vstupné údaje návrhu. Začiatok elektrickou schémou ich neposkytne, hoci umožní rýchlejšie nakresliť prvú stranu dokumentácie.
V SRS opisujeme funkcie a funkčné požiadavky, určujeme PLr a pred návrhom kontrolujeme úplnosť. Takto postupujú články 5.1 až 5.4. PLr už patrí do uzavretej SRS.
Skorší zápis bez PLr zostáva pracovným návrhom. Poznámka „určí sa pri uvádzaní do prevádzky“ iba stanovuje termín ďalšej práce. Bezpečnostnú požiadavku neuzatvára.
Konštruktér pozná upínač, technológ spôsob ustavenia, používateľ zásahy a automatizačný technik možnosti riadenia. V SRS zostane výsledok ich spoločného rozhodnutia. Práve tu možno zachytiť, že plánovaná funkcia stroj zastaví, ale zároveň znemožní jeho obsluhu.
Náš operátor stále čaká s obrobkom. Rozdiel je v tom, že pracovisko môžeme zmeniť skôr, než problém obostaviame hotovým strojom.
Ak preskočíte ISO 12100, začínate prácu s ISO 13849-1 bez potrebných odpovedí. Posúdenie rizika určí potrebnú ochranu. SRS zapíše výsledné požiadavky na riadenie vrátane PLr. Až potom má projekt pevný základ.
Pohyb potrebný človeku nezmizne len preto, že ho nazveme nebezpečným
Vráťme sa k projektu upínania. Niekto pripomenie, že zastavenie po otvorení ochranného krytu je predsa overená funkcia. Áno. Stále však treba ustaviť obrobok, ktorým sa výroba začne.
Normy pre konkrétne stroje pomáhajú rozložiť všeobecné slovo „zabezpečenie“ na činnosti, pohyby a podmienky. Potom je jasné, prečo jedna správna reakcia riadenia ešte neopisuje ochranu celej práce.
Upínač musí obrobok upnúť aj pred obrábaním
V obrábacom centre oddeľujeme automatickú prevádzku od ručného nastavovania. Pri oboch overujeme potrebné pohyby, prístup k ich účinkom a ochranu. Ak prípravok potrebuje pohyb pri otvorenom ochrannom kryte, projekt musí umožniť bezpečné vykonanie tejto činnosti.
Odstránenie blokovania by zmenilo program. Ruka a čeľuste by zostali na rovnakom mieste.
ISO 16090-1 pri obrábacích strojoch patriacich do jej rozsahu rieši upnutie obrobku, monitorovanie upnutia aj podmienky spustenia práce. Otázky teda siahajú ďalej než po polohu dverí.
Je súčiastka držaná? Ktoré pohyby možno povoliť? Čo nastane pri strate energie? Odpovede môžu vynútiť zmenu upínača, spôsobu riadenia alebo celej postupnosti upínania.
Ak norma typu C určuje požiadavku alebo PLr, spolu s hodnotou zachováme opis použitia a príslušné podmienky. Samotné písmeno sa do tabuľky prenáša ľahko. Oveľa ľahšie sa prehliadne, že pochádzalo z riadka pre iný prístup alebo stav stroja.
SRS musí ďalšiemu človeku umožniť obnoviť rozhodnutie: pre ktorú činnosť bola funkcia prijatá a prečo očakávame práve takú ochranu.
Balíkovací lis skončil lisovanie. Teraz treba vybrať balík
Presuňme sa k vertikálnemu lisu na odpad, teda k balíkovaciemu lisu. Projektant posúdil pohyb lisovacej dosky počas lisovania. Dvere boli zatvorené, prístup monitorovaný a cyklus sa skončil.
Operátor však musí balík ešte zviazať a odstrániť. Otvorí dvere, zmení polohu a použije pohyby potrebné na vybratie. V opise cyklu stroj skončil. Pri stroji človek svoju prácu ešte len dokončuje.
EN 16500:2014 venuje tejto fáze samostatné požiadavky. Ide o určené uzavreté vertikálne balíkovacie lisy s ručným viazaním, nie o ľubovoľný stroj na lisovanie odpadu.
Článok 5.1.4 rieši vyhadzovanie balíka, ovládanie mimo oblasti jeho prevrátenia a viditeľnosť. Pri prístupe cez otvorené dvere k nebezpečnému pohybu dosky smerom nahor stanovuje dvojručné ovládanie. Článok 5.2.2 priraďuje tejto funkcii PLr d.
V SRS zapíšeme spolu činnosť, pohyb a podmienku ochrany. Následne overíme aj spätný pohyb vyhadzovacieho mechanizmu. Samotné slovo „lisovanie“ nepokrýva všetky situácie pri odoberaní balíka.
Uvedené vydanie EN 16500 odkazuje na EN ISO 13849-1:2008. Túto väzbu vydaní treba zohľadniť pri výbere noriem. PLr d z opísaného prípadu sa pritom nestáva spoločným hodnotením celého balíkovacieho lisu.
V zastavenej zóne materiál stále pokračuje
Operátor teraz odstraňuje zaseknutie medzi dvoma strojmi. Pohony v jeho zóne stoja. Susedné zariadenie naďalej privádza materiál cez technologický otvor. Miestne riadenie svoju úlohu splnilo.
Materiál však nepozná hranice dodávok.
ISO 11161:2007 s A1:2010 upozorňuje na pracovné zóny a rozhrania integrovaného výrobného systému. Článok 8.1.4 rieši ochranu pri toku materiálu medzi zónami.
Podľa článku 8.8.1 má špecifikácia zahŕňať okrem iného režimy, interakcie ľudí, správanie systému, rozhrania a reakcie na poruchy. Dve samostatné správy s výpočtami nechávajú integrátorovi práve túto spoločnú časť úlohy.
Treba dohodnúť rozsah zastavenia alebo inú primeranú ochranu rozhrania, prístup a správanie susedných zariadení. A to aj pri strate potrebného signálu. Človek odstraňujúci zaseknutie potrebuje ochranu počas celého zásahu.
Veta „rozhranie rieši integrátor“ správne označuje adresáta práce. Nevykoná ju však v žiadnom z pripojených strojov. Rozsah ochrany vyplýva aj z nebezpečenstiev prenášaných tokom materiálu.
Mimo automatického cyklu má človek stále čo robiť. Upínanie, odoberanie balíka aj odstránenie zaseknutia majú vlastné pohyby, prístupy a energie. SRS musí viesť ochranu cez celú potrebnú činnosť, nie iba cez pekne pomenovaný cyklus.
Upínač zastal. Čo sa má stať s obrobkom?
„Po otvorení ochranného krytu sa má stroj zastaviť.“ Automatizačný technik ukáže na nehybný upínač. Konštruktér sa pozerá na obrobok, ktorý operátor stále drží v ruke.
Obaja vidia rovnaký stroj. Slovo „zastaviť“ im iba na chvíľu umožnilo nedohodnúť sa, čo sa má v skutočnosti stať.
Do špecifikácie preto zapíšeme názov funkcie, jej vzťah k nebezpečenstvu, spúšťaciu udalosť a reakciu vyvolanú výstupmi. Uvedieme konkrétne pohyby a rozsah ochrany. Potom možno rozhodnúť o ich zastavení aj o požadovanom stave po zastavení.
Ručné nastavovanie pri prístupe dostane vlastné požiadavky v súlade so zvolenou koncepciou ochrany. Osobitne opíšeme, že v automatickom režime musí otvorený ochranný kryt zabrániť spusteniu určených nebezpečných pohybov.
Zastavenie a zabránenie neočakávanému spusteniu môžu využívať spoločné podsystémy. Každá funkcia však potrebuje zrozumiteľný opis a overenie. Operátor neprestáva potrebovať ochranu, keď do riadenia príde ďalší povel.
Znova zaznie návrh: vypnime všetko
Na schéme pôsobí tento nápad presvedčivo. Vypneme výstupy, energia zmizne a vec sa zdá uzavretá. Konštruktér však pridá podmienku: pri strate tlaku môže upínač obrobok uvoľniť.
Práve sme prestali hovoriť iba o zastavení pohybu. Treba rozhodnúť aj o držaní zaťaženia a o čase zachovania požadovaného stavu. Povel na vypnutie nepovie, čo bude po jeho vykonaní obrobok držať.
SRS opisuje fyzický stav vyplývajúci z posúdenia rizika: zastavené pohyby a potrebné držanie súčiastky. Ak je prítomná aj vertikálna os zaťažená gravitáciou, pridáva sa ochrana proti pádu. Až projekt ukáže, ako sa tieto požiadavky splnia.
Tím prejde stratu napájania, neprípustné kolísanie a návrat energie. Pre každú situáciu určí správanie systému. Obnovenie tlaku alebo napätia tak nezostane nepomenovaným úsekom sekvencie.
Samostatne sa posúdi zistená porucha: reakcia vedúca do stavu zaisťujúceho bezpečnosť a potrebné udržanie tohto stavu až do opravy. Pri súčasne aktívnych funkciách sa rozhodne o prioritách a konfliktoch. Zastavenie nesmie bez posúdenia pripraviť zaťaženie o potrebnú ochranu.
Snímač už odpovedal. Mechanika potrebuje čas
Človek nebude pri ochrannom kryte čakať tak dlho, ako to vyhovuje mechanizmu. Siahne na konkrétne miesto. Tím sa preto vráti k jeho polohe, možnostiam prístupu a času potrebnému na dosiahnutie požadovaného stavu.
Automatizačný technik ukáže čas reakcie snímača. Potom však stále pracujú logika, komunikácia, akčné členy a mechanika. SRS potrebuje požiadavku na celkový čas reakcie stroja vrátane zastavenia pohybu.
Pri umiestňovaní ochranných zariadení podľa ISO 13855 potrebujeme správne údaje o zastavení a podmienkach ich hodnotenia. Zaťaženie, nástroj, teplota a opotrebenie môžu výsledok zmeniť. Katalógový parameter nenahradí meranie správania celého stroja.
Ak údaje chýbajú, zostane otvorená úloha: kto ich dodá a ktoré rozhodnutia čakajú na výsledok. Pracovnú hodnotu treba neskôr potvrdiť alebo zmeniť projekt.
Inak dodávateľ postaví ochranný kryt okolo čísla, ktoré automatizačný technik považoval len za odhad. Pri preberaní potom obaja svorne potvrdia, že o čase predsa hovorili.
Operátor zmení režim a potom zatvorí dvere
Obrobok stále čaká na upnutie. Ak koncepcia umožňuje pohyb pri prístupe, SRS určí režim a podmienky takéhoto pohybu. Zvolený režim musí byť jednoznačný a prechod medzi režimami musí zachovať potrebnú ochranu.
Samotný výber režimu pohyb nespustí. Ani názov „servis“ na obrazovke pri upínači nič nechráni. Až dohodnuté správanie vytvorí požiadavku, ktorú možno naprogramovať.
Pri tejto príležitosti posúdime čistenie a opravu upínača. Niektoré práce vyžadujú oddelenie stroja od všetkých zdrojov napájania a zaistenie odpájacích zariadení v odpojenej polohe. Iné potrebujú primerane chránený pohyb. Výsledky posúdenia rizika týchto činností sa musia premietnuť do požiadaviek.
Riešenie určené na nastavovanie obrobku automaticky neprenášame na každú opravu. Človek môže stáť inde a dosiahnuť k iným nebezpečenstvám. Premenovanie činnosti v návode nezmení jeho prístup k mechanizmu.
Po upnutí operátor zatvorí ochranný kryt. Snímač potvrdí polohu dverí. Sám však neurčí, či niekto zostal v nebezpečnej zóne ani či fungujú ostatné ochranné opatrenia. Pri druhej osobe sú tieto otázky ešte dôležitejšie.
SRS vedie návrat do prevádzky cez určené podmienky resetovania a opätovného spustenia. Ak posúdenie rizika ukáže potrebu ručného resetovania, stanovíme miesto mimo nebezpečnej zóny, s potrebným výhľadom a bez možnosti aktivácie zo zóny.
Resetovanie je úmyselný úkon oddelený od spustenia. Prijatie signálu vyžaduje monitorovanie jeho zmeny. Samotné resetovanie nesmie vyvolať nebezpečenstvo a príslušné bezpečnostné funkcie aj technické ochranné opatrenia už musia byť účinné.
Pri neprehľadnej časti zóny je potrebné vhodné riešenie, napríklad sekvencia resetovania alebo monitorovanie. Norma za odôvodnených podmienok pripúšťa aj automatické resetovanie, okrem iného pri nepretržitej detekcii osoby, ktorá zabraňuje vzniku nebezpečnej situácie.
V dokumente zostane voľba pre konkrétnu aplikáciu. Ak má byť resetovanie bezpečnostnou funkciou, treba určiť aj jeho PLr. Nepredpokladáme, že každé tlačidlo s rovnakým nápisom plní rovnakú úlohu.
Ak vedľa pracuje podávač, jeho dodávateľ musí poznať požadovaný stav počas prístupu k upínaču aj reakciu na stratu signálov. Integrátor dohodne rozhrania s ostatnými funkciami. Veta „STOP bol odoslaný“ opisuje vysielač. Špecifikácia musí povedať aj to, ako a kedy zareaguje prijímač.
Jeden obrobok ešte nepredstavuje všetky prevádzkové podmienky
Operátor ukázal upínanie raz, ale počas zmeny ho zopakuje mnohokrát. Zapíšeme frekvenciu vyžiadania funkcie aj počet operácií jej prvkov. Prístup pri každom obrobku kladie iné prevádzkové nároky než občasný zásah.
Pridáva sa prostredie, čistenie a údržba, pri ktorých si riešenie musí zachovať vlastnosti. Údaje zariadení vztiahneme na skutočnú intenzitu práce a podmienky použitia. Aj vtedy, keď rovnaký komponent už pracuje na inom pracovisku.
Pred uzavretím SRS dostane každá funkcia PLr spolu s podkladom: posúdením rizika alebo príslušnou požiadavkou normy typu C a jej podmienkami. Pri našom upínači rozhoduje požiadavka pre túto aplikáciu.
Dosiahnutá PL bude neskôr výsledkom posúdenia realizácie. Teraz tím určuje, čo od realizácie požaduje. Podobný zápis v dvoch stĺpcoch tabuľky nesmie tento rozdiel rozmazať.
Zapíšme to tak, aby ďalší automatizačný technik nemusel hádať
Predpokladajme, že tím po analýze zvolil mechanické lôžko podopierajúce obrobok. Operátor ho môže uložiť a odtiahnuť ruky ešte pred zatvorením ochranného krytu a spustením upínača. Je to jeden z možných variantov. Ak skutočná úloha naďalej vyžaduje pohyb pri otvorenom prístupe, potrebuje vlastnú ochranu a vlastné požiadavky.
Rozhodnutie teraz zapíšme do karty jednej funkcie. Hodnoty PLr d, 200 ms a ostatné čísla sú fiktívne údaje príkladu. Nie sú parametrami na kopírovanie do stroja. Vlastný projekt musí hodnoty zdôvodniť a uplatniť príslušné požiadavky normy typu C.
| Pole SRS | Príklad požiadavky | ISO 13849-1:2023 |
|---|---|---|
| Funkcia a dôvod / SF-01, APP-01 | SF-01: zastavenie a zabránenie poháňanému pohybu upínača počas prístupu k lôžku. Úloha TASK-L01: uloženie obrobku 12 kg. Nebezpečná situácia HS-01: prsty v oblasti čeľustí. Väzba na posúdenie rizika RA-L01. | 5.1; 5.2.1.2; 5.2.1.3 a) |
| Spúšťacia udalosť / REQ-01 | Požiadavka na prístup alebo strata požadovaného stavu zatvorenia či zaistenia ochranného krytu počas povolenia pohybu upínača. Otvorený prístup udržiava blokovanie pohybu. | 5.2.1.3 b) |
| Požadovaný účinok / REQ-02 | Zastaviť pohyb čeľustí a zabrániť ďalšiemu poháňanému pohybu počas prístupu. Nepovoliť odistenie ochranného krytu pred splnením potrebných bezpečnostných podmienok. Obrobok zostáva podopretý nezávislým mechanickým lôžkom. | 5.2.1.3 c) |
| PLr a podklad / REQ-09 | PLr d je didaktický predpoklad priradený vo fiktívnom RA-L01. V projekte musí hodnota vyplynúť z vlastného posúdenia rizika alebo príslušnej požiadavky normy typu C. Nejde o PL dosiahnutú riadením. | 5.2.1.3 d); 5.3 |
| Čas a prístup / REQ-03 | Do 200 ms – príklad limitu od udalosti na ochrannom kryte po zastavenie určeného pohybu vrátane mechaniky. Ochranný kryt zostáva zaistený do splnenia všetkých potrebných podmienok. Samotných 200 ms nezdôvodňuje bezpečný prístup. | 5.2.1.3 e) |
| Prevádzkové režimy / REQ-04 | Automatická prevádzka a ručné nakladanie. V tomto variante nie je povolené poháňané upínanie pri otvorenom ochrannom kryte. Ak ho skutočná úloha vyžaduje, treba sa vrátiť k posúdeniu a špecifikácii ochrany. | 5.2.1.3 f) |
| Rozhrania / REQ-05 | Potvrdenie požadovaného stavu upínača je len jednou z podmienok prístupu. Potrebné sú aj zodpovedajúce stavy vretena, osí a podávača opísané v ďalších funkciách. Potvrdenie prijatia signálu nenahrádza požadovanú reakciu. | 5.2.1.3 g) |
| Porucha / REQ-06 | Zistená porucha ovplyvňujúca funkciu blokuje nový pohyb aj povolenie prístupu, kým sa nedosiahne požadovaný stav. Stav sa udržiava až do odstránenia príslušnej poruchy. | 5.2.1.3 h) |
| Energia / REQ-07 | Strata ani návrat energie nespôsobia nebezpečný pohyb alebo uvoľnenie podopretého obrobku. Mechanické lôžko potrebuje samostatné mechanické zdôvodnenie; PLr mu nepriraďujeme iba preto, že je uvedené v tejto karte. | 5.2.1.3 i) |
| Frekvencia a prostredie / APP-02, APP-04 | Príklad: 40 prístupov za hodinu, 16 hodín denne a 250 dní ročne, teda 160 000 vyžiadaní ročne. Operácie prvkov sa zapisujú osobitne. Predpokladá sa hala, 5 až 40 °C, chladiaca kvapalina a triesky. | 5.2.1.2; 5.2.1.3 j) |
| Priorita / REQ-10 | Požiadavka funkcie má prednosť pred bežným povelom ŠTART upínača. Súbežné pôsobenie ďalších funkcií nesmie pripraviť obrobok o držanie ani umožniť predčasný prístup. | 5.2.1.3 k) |
| Norma typu C / APP-03 | Overí sa rozsah použitia a požiadavky okrem iného na upínanie a prístup. Pri hypotetickom obrábacom stroji sa posudzuje ISO 16090-1. Presné články a výsledok ich použitia sa zapíšu pred uzavretím SRS. | 5.2.1.3 l) |
| Návrat do prevádzky / REQ-08 | Po obnovení požadovaných stavov nasleduje samostatné úmyselné resetovanie a osobitný povel na spustenie. Zatvorenie ochranného krytu, resetovanie ani návrat napájania samy nespustia upínač. | 5.2.1.3 m) |
| Overenie a verzia | REQ-01 až REQ-10 sa previažu s analýzami, skúškami VT-01 až VT-06, projektom a hodnotenou konfiguráciou. Zmena obrobku, režimu alebo parametrov vyžaduje posúdenie vplyvu. | 5.4; 10; 12 a) |
Karta jednej funkcie je iba časť SRS. Pridávajú sa obmedzenia stroja, úlohy ľudí, vstupy posúdenia rizika, ostatné funkcie, rozhrania a riadenie dokumentu. Každé „neuplatňuje sa“ potrebuje odôvodnenie. Chýbajúce PLr ani nejasnú podmienku prístupu nezakryje podpis pod hotovým formulárom.
Anglický PDF dokument SafetySoftware obsahuje rozpracovaný príklad SF-01, kritériá skúšok a vyplniteľné karty projektu, funkcií a väzieb na dôkazy. Hodnoty príkladu sú fiktívne; rozhodnutia pre vlastný projekt treba samostatne zdôvodniť.
Stiahnuť príklad SRS a vyplniteľné formuláre (PDF, v angličtine)
SRS musí viesť ochranu cez celú činnosť aj pri strate energie. Spúšťacia udalosť, pohyb, držanie obrobku, čas reakcie stroja a návrat do prevádzky potrebujú dohodnuté požiadavky. Projektant podľa nich navrhuje a validačný tím podľa nich skúša.
Teraz treba vykonať to, čo sme zapísali
Vieme, ako operátor nastavuje obrobok, ktoré pohyby potrebuje a čo očakávame pri strate energie. Funkcie dostali PLr. Na porade už niekto môže vyhlásiť, že bezpečnosť je vybavená.
Zatiaľ sme sa však iba dohodli, čo treba urobiť. Stroj to ešte nevykonáva.
Vyberieme architektúru a podsystémy, pripravíme logiku a parametre. Overíme zaťaženia, diagnostiku, prostredie a spoluprácu s mechanikou. Ventil musí priviesť systém do požadovaného stavu a funkcia pohonu musí zodpovedať skutočnému pohybu.
Vyrobiť a overiť treba aj upínač. Jeho geometria má umožniť zvolený spôsob upínania. Správna podmienka v programe nenahradí súčiastku, ktorá mala držať obrobok bez podpory rukou.
Predtým validované podsystémy môžu ušetriť čas. ISO 13849-1 umožňuje ich využitie pri splnení podmienok integrácie. Zachováme údaje a obmedzenia použitia a potom zdôvodníme spojenie celej funkcie.
Teraz majú overené stavebné prvky zmysel: poznáme požiadavku a vieme, ktoré vlastnosti od nich očakávame. Zároveň určíme, čo treba dokázať po ich montáži do stroja.
Pri hodnotení dosiahnutej PL overujeme vzťah k PLr, spoľahlivosť, architektúru, diagnostiku a poruchy so spoločnou príčinou. Pridávajú sa systematické poruchy, softvér, prostredie a ergonómia. Rozsah výpočtov rozoberá článok o PL podľa ISO 13849-1.
Program môže napriek tomu povoliť pohyb v nesprávnom režime. Model spoľahlivosti zostane bez chyby, no chyba bude v logike povolenia pohybu. Overiť treba práve túto podmienku.
Aj vylúčenie poruchy potrebuje podklad platný pre skutočnú montáž a používanie. Výpočtový nástroj nevidí upínač po zmene vykonanej vo výrobe. Niekto mu musí dodať pravdivé predpoklady.
Za vyhlásením musí stáť celá vykonaná práca
Samotná SRS nestačí na vyhlásenie úplnej zhody s ISO 13849-1. Potrebné sú zodpovedajúce činnosti návrhu, overovania, validácie a dokumentovania podľa všetkých uplatniteľných požiadaviek.
Číslo normy sa zapisuje rýchlo. Práca, ktorú má tento zápis reprezentovať, zaberie viac než jeden riadok vyhlásenia.
Neprítomnosť ISO 12100 v zozname noriem sama osebe nedokazuje, že posúdenie rizika nebolo vykonané. Dokazuje ho obsah, prijaté rozhodnutia a ich použitie v projekte. Naopak, zadanie „urobte PL d“ bez opisu úlohy a potrebnej ochrany stále nemá vstupné údaje.
Po realizácii riešenia sa vrátime k posúdeniu rizika celého stroja. Overíme zamýšľané zníženie rizika aj to, či bolo dosiahnuté bez vzniku nových nebezpečenstiev.
Zmenený upínač môže obrobok držať lepšie, no vyžadovať iný spôsob vyberania. Aj túto činnosť treba analyzovať. Iteratívny proces podľa ISO 12100 sa vracia k skutočnému stroju, nekončí sa pri opravenom výkrese.
SRS otvára prácu, ktorú neskôr treba preukázať. Výber, integrácia, hodnotenie PL, overovanie a validácia majú dokázať, že realizovaná bezpečnostná funkcia plní požiadavky v predpokladaných podmienkach. Dokument sám stroj nezastaví.
Stroj zastal. Skúška sa ešte neskončila
Znovu otvoríme ochranný kryt. Tentoraz vieme, ktoré pohyby majú prestať, v akom čase a ako má byť obrobok držaný. Riadenie hlási predpokladaný stav. Osoba vykonávajúca overenie však sleduje aj mechanizmus.
Treba potvrdiť pohyb, zaťaženie, držanie a návrat do prevádzky. Každý účinok sa porovná s konkrétnou požiadavkou. Indikácia na obrazovke sama neopisuje výsledok celej skúšky.
Táto práca sa začala ešte pred výrobou stroja. Článok 5.4 vyžaduje preskúmanie SRS pred návrhom: zodpovedajú funkcie posúdeniu rizika a obsahuje zápis všetky potrebné požiadavky?
Validácia SRS podľa článku 10.2 pomáha odhaliť opomenutia, chyby a rozpory s aplikáciou, podmienkami či rozumne predvídateľným nesprávnym použitím. Zabudnutú úlohu je oveľa príjemnejšie nájsť v čase, keď upínač existuje ešte iba na výkrese.
Validácia realizácie overuje splnenie SRS a ostatných príslušných požiadaviek. Vychádza z analýz a skúšok vykonaných podľa plánu. Analýzy môžu prebiehať súbežne s projektovaním; záverečné skúšky fyzického stroja uzatvoria príslušnú časť práce.
Overme aj pohyb, ktorý operátor potrebuje
Pri ochrannom kryte overíme spustenie funkcie, reakciu, čas a udržanie požadovaného stavu. Potom prejdeme k nastavovaniu obrobku. Ak SRS povoľuje pohyb pri prístupe, skúšame ho práve za týchto podmienok.
Nasleduje zmena režimu, dokončenie činnosti, resetovanie a opätovné spustenie. Operátor musí prejsť celým dohodnutým pracovným postupom. Jedno úspešné otvorenie dverí nereprodukuje to, čo vykoná pri ďalších obrobkoch.
Vo výrobnej linke sledujeme aj druhý stroj. Potvrdenie prijatia signálu jeho riadením je len časť skúšky. Stále treba preukázať požadovaný stav prepojeného systému vrátane oneskorení a vzájomného pôsobenia zariadení.
Samostatné protokoly dodávateľov materiál na rozhraní nezastavia. Toto správanie treba overiť v dohodnutom rozsahu integrácie.
Plán zahŕňa aj analýzy a skúšky správania pri poruchách, strate signálov a zmenách napájania. Rozsah vyplýva z normy a projektu. Skúšky vyžadujú pripravené, riadené podmienky a ochranu kompetentných osôb, ktoré ich vykonávajú.
Pri našom upínači sa vráti otázka držania obrobku po prerušení normálnej práce. Zastavenie pohybu a zachovanie zaťaženia sa musia stretnúť v rovnakom výsledku, nie v dvoch nezávislých opisoch.
V protokole zostane skúšobná podmienka, kritérium, výsledok a konfigurácia stroja. Pri meraní času aj metóda a podmienky. Ďalší človek musí vedieť, aké zaťaženie bolo skúšané a ktoré správanie sa považovalo za správne.
Program je opravený. Protokol si stále pamätá starú verziu
Automatizačný technik zmenil podmienku povolenia pohybu, no plán skúšky stále kontroluje pôvodnú logiku. Obe strany môžu dokumenty uzavrieť, hoci opisujú odlišné konfigurácie. Požiadavka, projekt a dôkazy preto musia patriť k rovnakej hodnotenej verzii.
Zmenu sledujeme od SRS až po príslušné výsledky a posúdime jej vplyv na ostatné funkcie. Úprava upínača z hodnotenia nezmizne len preto, že už je v programe.
Norma odporúča nezávislosť osôb vykonávajúcich validáciu od projektovania SRP/CS. Človek mimo projektu sa ľahšie opýta na predpoklad, ktorý autor už prestal vnímať. Potrebné sú kompetencie, vhodný proces a zdokumentované výsledky zodpovedajúce rozsahu hodnotenia.
Neznamená to všeobecnú povinnosť externej certifikácie každej funkcie. O tom, čo sa preukázalo, rozhoduje vykonaná práca a jej rozsah.
O niekoľko mesiacov príde väčší obrobok
Väčší obrobok sa zmestí na stôl. Aj upínač sa dá zatvoriť. Vo výrobe teda zaznie známe: „veď stroj to zvládne“. Skôr než to skúsime pohybom, vrátime sa k obmedzeniam stroja.
Článok 5.3 ISO 12100 zahŕňa obmedzenia používania, priestoru, času a ďalšie obmedzenia. Pre naše pracovisko overíme predpokladané obrobky a nástroje, zaťaženia, spôsob upínania a priestor potrebný pre operátora. Samotný rozmer stola neopisuje prípustné použitie.
Ak nová úloha zostáva v posúdenom rozsahu, môže ísť o predpokladané prestavenie. Potvrdíme, že pre túto konfiguráciu sú naďalej splnené podmienky ochrany. Väčší obrobok nemusí znamenať prestavbu stroja.
Predstavme si však, že operátor musí pristupovať z druhej strany, na ktorú z miesta resetovania nevidí. Alebo nový nástroj predĺži čas zastavenia nad hodnotu použitú pri návrhu ochrany. Zmenilo sa niečo, na čom bola založená jej účinnosť.
V rozvádzači nebol vymenený ani jeden modul. Zoznam komponentov preto pôsobí upokojujúco. Nie je v ňom však zapísané, odkiaľ operátor vkladá ruku.
Vrátime sa k obmedzeniam, posúdeniu rizika a požiadavkám v SRS. Určíme vplyv zmeny na projekt a doterajšie výsledky. Novú úlohu povolíme až po zavedení potrebnej ochrany a vykonaní príslušného overenia a validácie.
Samotné dopísanie väčšieho obrobku do dokumentácie rozšírenie použitia nezdôvodní.
To isté platí pre podmienky zachovania ochrany. Ak závisí od kontroly, nastavenia, výmeny prvku alebo určenej životnosti, informácia sa musí dostať k osobám vykonávajúcim tieto činnosti. Časové obmedzenia sa nekončia uvedením stroja do prevádzky.
Pre servis umožní SRS previazaná s posúdením rizika a projektovou dokumentáciou obnoviť prijaté rozhodnutia. Bez zápisu zostáva telefonát človeku, ktorý pred rokmi písal program, a nádej, že si pamätá, pre akú prácu podmienku vytvoril.
Prestavba potrebná pre nové použitie môže byť aj podstatnou zmenou. Samotný väčší obrobok ani prekročenie doterajších obmedzení o tom automaticky nerozhodujú. Rozhodujú právne kritériá vzťahujúce sa na vykonanú zmenu.
Nariadenie (EÚ) 2023/1230 ich stanovuje v článku 3 bode 16 a povinnosti osoby vykonávajúcej podstatnú zmenu v článku 18. Tieto ustanovenia sa uplatňujú od 20. januára 2027. Aktualizácia SRS je iba časťou práce, ktorú takáto zmena môže spustiť.
Pri preberaní skúšame to, čo sme sľúbili v SRS: pohyby, energie, prístupy a rozhrania, s ktorými človek pracuje. Zmena úlohy alebo podmienok vyžaduje posúdenie, či doterajšia ochrana a jej zdôvodnenie zostávajú platné.
Skôr než objednáte ďalšiu zostavu
Vráťme sa k operátorovi s obrobkom. Prejdenie jedinej činnosti odhalilo medzeru, ktorá nebola v katalógu zariadení ani v správe o PL. Bolo potrebné dohodnúť prípravok, prístup, pohyby a správanie pri strate energie.
Z týchto rozhodnutí vznikla projektová úloha. Teraz možno vybrať riadenie a overiť, či zabezpečuje potrebnú ochranu. Certifikáty a výpočty sa konečne majú k čomu vzťahovať.
Pri ďalšom stroji prejdite túto cestu s človekom, ktorý pozná prácu pracoviska. Nájdite úlohu a jej nebezpečenstvá v posúdení rizika, požiadavky v SRS a potom odpovede v projekte a výsledkoch skúšok. Hneď uvidíte, kde sa reťaz zdôvodnenia pretrhla.
A keď pri hotovom rozvádzači zaznie otázka, či je bezpečnosť už vyriešená, ukážte, ako má operátor upnúť obrobok a čo ho pri tom chráni. Diskusiu o samotných komponentoch to zvyčajne skráti veľmi účinne.
Zdroje a rozsah uvedených príkladov
Východiskom sú uvedené vydania a články noriem. Príklady vysvetľujú spôsob formulovania požiadaviek; pri každom navrhovanom stroji treba samostatne posúdiť príslušný rozsah použitia.
- ISO 13849-1:2023 , Bezpečnosť strojov – Bezpečnostné časti riadiacich systémov – Časť 1: Všeobecné zásady navrhovania: články 4.1 až 4.6 a 5.1 až 5.4 vrátane 5.2.1.3 a 5.2.2 až 5.2.3, kapitoly 6 až 10 a 12 až 13.
- ISO 12100:2010, Bezpečnosť strojov – Všeobecné zásady navrhovania – Posúdenie a znižovanie rizika: kapitoly 4 až 6, najmä 5.3 až 5.4.
- ISO 16090-1:2022 , Bezpečnosť obrábacích strojov – Obrábacie centrá, frézovacie stroje a transferové stroje – Časť 1: Bezpečnostné požiadavky: článok 5.2.5.5, upínanie obrobku.
- EN 16500:2014 , Stroje na zhutňovanie odpadových materiálov alebo recyklovateľných zložiek – Vertikálne balíkovacie lisy – Bezpečnostné požiadavky: články 5.1.4 a 5.2.2. Rozsah zahŕňa určené uzavreté vertikálne balíkovacie lisy s ručným viazaním. Uvedené požiadavky tohto vydania odkazujú na EN ISO 13849-1:2008.
- ISO 11161:2007 s Amd 1:2010, Bezpečnosť strojov – Integrované výrobné systémy – Základné požiadavky: články 7.1 až 7.2, 8.1.4 a 8.8 až 8.10. Príklad sa týka úloh, rozhraní a rozsahu ochrany v integrovanom výrobnom systéme.
- ISO 13855:2024, Bezpečnosť strojov – Umiestnenie bezpečnostných zariadení so zreteľom na približujúce sa ľudské telo: prílohy B a D, údaje a podmienky hodnotenia zastavenia.
- Nariadenie Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2023/1230 o strojových zariadeniach : článok 3 bod 16 – definícia podstatnej zmeny; článok 18 – povinnosti osoby vykonávajúcej podstatnú zmenu; článok 54 – termíny uplatňovania ustanovení.