Introductie van (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen” Derek Jones – Business Development Manager (Functional Safety Engineer – TÜV Rheinland) David Reade – Business Development Consultant (Functional Safety Expert – TÜV Rheinland)
Om de veiligheid te garanderen hebben veel machines deuren met vergrendeling. De norm die begeleiding biedt voor het ontwerpen en kiezen van blokkeerinrichtingen is aanzienlijk herzien. De nieuwe norm, (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen – Grondbeginselen voor het ontwerp en de keuze”, is in augustus 2013 aangenomen. Er komt een overgangsperiode van achttien maanden met de vorige versie (EN 1088/ISO 14119:1998) maar het is verstandig om zo snel mogelijk vertrouwd te raken met de nieuwe versie. De publicatie ervan kan implicaties hebben op het ontwerpen van bepaalde blokkeerinrichting. De norm is van toepassing op ontwerpers van blokkeerinrichtingen (bijv. machinebouwers, integrators) en voor de fabrikanten van blokkeerinrichtingen. Het is belangrijk om erop te wijzen dat dit geldt voor het ontwerpen van nieuwe machines. Bestaande installaties zijn niet noodzakelijkerwijs erbij betrokken; maar er gelden wel bepaalde vereisten met betrekking tot het onderhoud, het testen van de werking en het vervangen van componenten. De nieuwe norm brengt helderheid op een groot aantal “grijze gebieden” en maakt ook het gebruik mogelijk van hedendaagse technologie bij het ontwerpen van vergrendelingsschakelaars. In dit artikel staan de belangrijkste veranderingen ten opzichte van de vorige versie samengevat. Wat gaat u merken van (EN) ISO 14119?
Overzicht Installatie (Minimum veilige afstand) De norm geeft duidelijkheid over een algemeen misverstand over blokkeerinrichtingen. Het misverstand betreft de minimum afstand tussen de afschermingsdeur en het gevaar. Blokkeerinrichtingen moeten worden geïnstalleerd op een minimum afstand zodat een persoon niet een gevaar kan bereiken voordat het onder controle is (bijv. de machine stopt). Dit houdt in dat vergrendelde afschermingen met een deurvergrendeling vereist kunnen zijn. De minimum afstand wordt overeenkomstig ISO 13855 berekend.
2 | Introductie van (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen”
In serie verbonden spanningsloze (bijv. elektromechanische) contacten Het maskeren of ‘afschermen’ van een storing, en de mogelijkheid van het per ongeluk resetten van een storingsconditie, zijn altijd problemen geweest bij veiligheidssystemen waarin meerdere apparaten met spanningsloze (elektromechanische) contacten in serie zijn bekabeld. De nieuwe norm stelt duidelijk dat het effect op de diagnostische Diagnostic Coverage (DC) en het Er komt een eruit resulterende Performance Level (PL) of Safety Integrity Level (SIL) moet overwogen worden bij de berekening van overgangsperiode van deze parameters voor zowel (EN) ISO 13849 als IEC 62061. achttien maanden met de Dit probleem zal in detail worden behandeld in een bestaande versie afzonderlijk informatief ISO technisch rapport (Technical Report, TR), dat nog in ontwikkeling is. (EN 1088/ISO 14119:1998)
maar het is verstandig om zosnel mogelijk vertrouwd te geraken met de nieuwe norm.
Tot nu toe is algemeen aanvaard dat vergrendelingen met eenvoudige in serie verbonden spanningsloze contacten 60% DC en maximaal PLd maar geen PLe kunnen bereiken. Verwacht wordt dat het TR de beperking voor PLe zal bevestigen en ook richting zal geven bij het vaststellen van het maximum DC-niveau dat kan worden bereikt. Afhankelijk van de kenmerken van de toepassing, kan dit betekenen dat bepaalde systemen veranderd moeten worden. In bepaalde gevallen zou het kunnen zijn dat systemen die vroeger werden beschouwd als goed voor 60% DC en PLd, in de toekomst niet verder komen dan nul % DC en PLc. Het is belangrijk om erop te wijzen dat dit probleem alleen betrekking heeft op de in serie verbonden blokkeerinrichtingen met eenvoudige spanningsloze contacten. Blokkeerinrichtingen het geïntegreerde zelfbewakingsmogelijkheid en solid-state uitgangen (bijv. SensaGuard™ RFID contactloze schakelaars) kunnen een maximaal Performance Level van PLe bereiken, zelfs als meerdere apparaten in serie zijn verbonden.
Beoordeling van fouten Foutuitsluiting beperkt tot PLd voor één enkele fout De norm stelt duidelijk dat blokkeerinrichtingen die afhankelijk zijn van het gebruik van “foutuitsluiting” omdat zij één enkele fout kunnen hebben die tot het verlies van de veiligheidsfunctie kan leiden, in het algemeen beperkt zijn tot maximaal PLd. De enkelvoudige storing kan de sleutel (tong) of een onderdeel van de mechanisch verbinding zijn. Een enkelvoudige storing zoals deze kan ervoor zorgen dat beide elektrische uitgangscontacten een verkeerd signaal geven. De contacten zijn het altijd met elkaar eens – goed of fout. Het risico van een enkelvoudige mechanische storing die leidt tot het uitvallen van de veiligheidsfunctie kan worden voorkomen door een tweekanaals contactloze vergrendelingstechnologie te gebruiken. Bijvoorbeeld, de Rockwell Automation® SensaGuard en TLSZ-GD2, met geïntegreerde zelfbewakingsmogelijkheid en halfgeleider uitgangen, bereiken PLe-prestaties en hebben niets te maken met dergelijke foutuitsluitingen.
3 | Introductie van (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen”
SensaGuard-familie van vergrendelingsschakelaar
SensaGuard met geïntegreerde vergrendeling
Merk op dat een uitzondering voor de beperking tot PLd voor storingsuitsluiting is toegestaan voor de vergrendelingsfunctie die dan, in bepaalde omstandigheden, PLe kan bereiken (zie verderop bij “Foutuitsluiting voor deurvergrendeling”). Weinig gebruikte blokkeerinrichtingen Bij sommige types van deur vergrendeling moet de afschermingsdeur worden geopend om het systeem te testen op tot dan toe niet ontdekte storingen. De nieuwe norm is helder over de hierboven geschetste situatie waar de afschermingsdeur maar weinig gebruikt wordt. In dit geval is ten minste eenmaal per maand een functionele test noodzakelijk voor PLe en ten minste eenmaal per jaar voor een PLd om een mogelijke opstapeling van storingen te detecteren. De functionele test bestaat normaliter uit het openen en sluiten van de afschermingsdeur. Bestand tegen misinterpretatie De nieuwe norm geeft specifieke informatie over de te nemen maatregelen om het risico tot misinterpretatie van blokkeerinrichtingen te minimaliseren. Eén zo’n methode is het gebruik van apparaten met een hoog coderingsniveau (bijv. TLSZ-GD2 GuardLocking en SensaGuard contactloze schakelaars). Er zijn drie niveaus van apparaatcodering gedefinieerd: laag niveau (<10 codes), gemiddeld (10 tot 1000 codes), en hoog niveau (>1000 codes). De norm geeft ook een methode voor machineontwerpers om bepaalde motivaties die leiden tot misinterpretatie van blokkeerinrichtingen te herkennen zodat misinterpretatie voorkomen of moeilijker kan worden.
Blokkeerinrichtingen met deurvergrendeling Nadruk op gescheiden functionaliteit, bijv. deurbewaking, grendelbewaking, vergrendeling Het was algemeen gebruikelijk om ervan uit te gaan dat blokkeerinrichtingen maar één veiligheidsfunctie hebben, maar de nieuwe norm dringt eropaan hier dieper op in te gaan. Een blokkeerinrichting met deurvergrendeling kan bijvoorbeeld zorgen voor een bewakingsfunctie van de stand van de afschermingsdeur en ook een vergrendelingsfunctie voor de afschermingsdeur hebben. Elk van deze functies kan een verschillende PL vereisen. Overeenkomstig de norm, moeten vergrendelingsinrichtingen een nieuw symbool hebben om aan te geven dat de vergrendelingsfunctie bewaakt wordt.
Bi-stabiele vergrendelingstechnieken (Spanning om te vergrendelen en spanning om te ontgrendelen) zijn toegelaten en hebben dezelfde voorkeursstatus waar het “spanning om te ontgrendelen” principe toegepast wordt waar de vergrendelingsfunctie veiligheidsgerelateerd is.
4 | Introductie van (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen”
Elektromagnetische vergrendeling (Spanning om te vergrendelen) is ook toegelaten maar hierbij moet wel aan specifieke aanvullende vereisten worden voldaan. De houdkracht, bijvoorbeeld, moet continu bewaakt worden en er moeten maatregelen zijn om misinterpretatie door forceren tegen te gaan. Voor de meeste elektromagnetische grendels, moet ook worden voldaan aan de bepalingen voor het “spanning om te vergrendelen” principe (zie hierna – “Spanning om te vergrendelen principe”). Spanning om te vergrendelen principe De norm stelt duidelijk dat spanninguitval zal leiden tot het ontgrendelen van de afscherming. Voor een toepassing waarin de vergrendelingsfunctie veiligheidsgerelateerde implicaties heeft (zie “Installatie – Minimum veilige afstand”) stelt de norm dat een veiligheidsniveau moet worden geleverd dat gelijkwaardig is aan de principes van “spanning om te ontgrendelen” of bi-stabiele vergrendelingen. Voor bepaalde toepassingen zou dit het gebruik van een “spanning om te vergrendelen” oplossing uitsluiten. Hulp-, ontsnappings- en noodvrijgave Voor bepaalde toepassingen kan de mogelijkheid van een extra ontgrendeling van de deurvergrendeling noodzakelijk zijn. Wanneer de blokkeerinrichting is uitgerust met een extra ontgrendeling, dan moet aan een aantal vereisten worden voldaan:
Als extra ontrgrendeling voorzien is: a. vrijgave vereist het gebruik van een gereedschap, b. reset moet gebruiken van een tool of een passende maatregel van het besturingssysteem.
Als een ontsnappingsvrijgave (om uit de afscherming te kunnen ontsnappen) aanwezig is: a. het vrijgeven moet zonder gereedschap mogelijk zijn
Als een noodvrijgave (om de afscherming binnen te kunnen gaan) aanwezig is: a. het vrijgeven moet zonder gereedschap mogelijk zijn b. reset moet gebruiken van een tool of een passende maatregel van het besturingssysteem.
Test van de houdkracht van de grendel Er is een nieuwe test geïntroduceerd met een veiligheidscoëfficiënt van 130 %. Een apparaat met, bijvoorbeeld, een gespecificeerde maximum houdkracht (FZh) van 1000 N moet een krachttest (F1max) doorstaan van 1.300 N. Maximum kracht van de afschermingsdeur In een bijlage staan richtlijnen over de maximale statische krachten die een persoon op een afschermingsdeur kan uitoefenen. Dit is bijzonder nuttig voor het bepalen welke gespecificeerde houdkracht (FZh) is vereist voor de grendelinrichting van een bepaalde toepassing. Foutuitsluiting voor deurvergrendeling De PL of SIL voor de deurvergrendelingsfunctie is niet noodzakelijkerwijs beperkt door het gebruik van foutuitsluiting van het afbreken van een mechanisch grendelbout als aan specifieke vereisten wordt voldaan. Dit betekent dat de gespecificeerde houdkracht (FZh) van de deurvergrendeling voldoende groot moet zijn om de verwachte statische krachten op de grendelbout te weerstaan en dat effecten op de vergrendeling, veroorzaakt door de dynamische krachten als gevolg van de beweging van de afscherming, worden voorkomen.
5 | Introductie van (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen”
In bepaalde toepassingen, bijvoorbeeld, kunnen Guardmaster® 440G-TLSZ en 440G-LZ niveau PLe bereiken voor de bewakingsfunctie en voor de vergrendelingsfunctie van de afscherming. Maar de norm maakt ook duidelijk dat in sommige gevallen de vereiste PL van de grendelbewakingsfunctie lager kan zijn dan de PL die is vereist voor de bewakingsfunctie van de afscherming. Sleutelvergrendelingssysteem In de norm wordt ook uitgelegd dat de vereisten ervan niet noodzakelijkerwijs alle specifieke vereisten voor sleutelvergrendelingsapparaten en -systemen bevatten.
6 | Introductie van (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen”
Classificatie van blokkeerinrichtingen Er wordt een nieuw classificatiesysteem voor blokkeerinrichtingen gegeven, die nu worden aangeduid als type 1 tot en met type 4. (zie tabel 1 hieronder). Deze “types” zijn niet hiërarchisch en mogen niet worden verward met andere product “types”, zoals bijvoorbeeld lichtschermen.
SAMENVATTING Product Een van de belangrijkste aspecten van de nieuwe editie van (EN) ISO 14119 is dat deze blokkeerinrichtingen erkent die gebruik maken van moderne technologie en richtlijnen geeft over het ontwerpen en selecteren ervan, inclusief het gebruik van complexe elektronische en programmeerbare technologie, zoals bijvoorbeeld RFID-codering. Rockwell Automation heeft een reeks producten met ingebouwde functies die uiteen zijn gezet in (EN) ISO 14119. De TLSZ-GD2 en 440G-LZ deurvergrendeling schakelaarfamilies zijn bijvoorbeeld de meest recente producten op dit gebied.
Tools Rockwell Automation heeft een reeks krachtige tools waarmee ontwerpers de besparingen kunnen kwantificeren en de productiviteitsstijgingen kunnen berekenen die te danken zijn aan investeringen in de veiligheid. Ook kunnen zij hiermee de effectiviteit van uw fabriek vaststellen in het licht van een continue verbetering van de veiligheid door middel van bibliotheken met veiligheidsfuncties, het plannen van veiligheidssystemen, het selecteren van producten en het uitvoeren van systeemanalyses.
7 | Introductie van (EN) ISO 14119 “Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan afschermingen”
Zo helpt bijvoorbeeld Safety Automation Builder gebruikers bij het ontwerpen, valideren en toepassen van een veiligheidssysteem, en levert het de PL-kwalificatie van het systeem plus een complete materiaallijst. Safety Functions Library bevat een reeks voorgedefinieerde veiligheidsfuncties en geeft de systeemgegevens voor de vereiste input, logica en uitvoering van de gewenste functie. En dat alles inclusief aansluitschema’s en productselectie. Andere tools, zoals Safety Accelerator Toolkits zijn andere hulpmiddelen voor het ontwerpen, ontwikkelen en leveren van veiligheidssystemen Kennis Rockwell Automation heeft een groot team van door TÜV Rheinland gecertificeerde functionele veiligheidsengineers om u te ondersteunen bij uiteenlopende onderwerpen, van wetgeving tot en met productselectie, en zij geven u graag vrijblijvend advies als u dat wenst.
Guardmaster, Rockwell Automation en SensaGuard zijn handelsmerken van Rockwell Automation, Inc.
www.rockwel lautomation.com Hoofdkantoren voor Aandrijvings- Besturings- en Informatieoplossingen. Noord- Midden- & Zuid-Amerika: Rockwell Automation, 1201 South Second Street, Milwaukee, WI 53204-2496 USA, Tel: (1) 414.382.2000, Fax: (1) 414.382.4444 Europa, Midden-Oosten & Afrika: Rockwell Automation NV, Pegasus Park, De Kleetlaan 12a, 1831 Diegem, Belgium, Tel: (32) 2 663 0600, Fax: (32) 2 663 0640 Asia Pacific: Rockwell Automation, Level 14, Core F, Cyberport 3, 100 Cyberport Road, Hong Kong, Tel: (852) 2887 4788, Fax: (852) 2508 1846 Nederland: Rockwell Automation, Rivium Promenade 160, 2909 LM, Capelle aan de IJssel, The Netherlands, Tel: +31 (0) 10 266 55 55, Fax: +31(0) 10 266 56 57; www.rockwellautomation.nl
Publicatienummer: SAFETY-WP019A-NL-P
Copyright © 2014 Rockwell Automation, Inc. Alle rechten voorbehouden.
