TIA Safety Integrated. Siemens s.r.o Všechna práva vyhrazena

TIA Safety Integrated

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

TIA Safety Integrated Náhled do norem

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Opatření Evropské směrnice pro stroje Evropské směrnice pro stroje předepisují: Výrobci strojů a zařízení musí před vlastní konstrukcí provést analýzu a posouzení možných rizik. Do provozu mohou být uvedeny pouze stroje s akceptovatelným rizikem tzv. „bezpečné“ stroje. stroj

nebezpečí

Analýza a posouzení rizik

Opatření pro minimalizaci rizik

Proces je předepsán zákonodárcem a zakotven v normách

„bezpečný“ stroj nebezpečí

akceptovatelné riziko

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana3/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Identifikace nebezpečí Analýza a posouzení rizik

Posouzení rizik Vyhodnocení rizik ano

 úrov.bezpečnosti

bezpečnost splněna ? ne

opatření k minimalizaci rizik akceptovatelné riziko

Posouzení rizik

Zjištění omezení stroje

Analýza rizik

Kroky pro posouzení rizik

opatření




Rozhodujicí jsou platné směrnice a normy v místě nasazení zařízení resp. stroje © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana4/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Normy Rozdělení norem Bezpečnostní normy jsou hierarchicky rozděleny do 3 skupin:

TYP A-normy

základní normy

např.: IEC 61508

Tvorba směrnic a základní pojmy pro stroje

skupinové normy

např. TYP EN 954-1 B-normy např.: IEC 62061 B1-normy B2-normy IEC 61800-5-2 ISO 13849-1 všeobecné bezpečVazba na speciální B1-Normen IEC 60204 Nostní aspekty bezpečnostní zařízení Allg. Sicherheitsaspekte TYP C-normy

odborné normy

specifické bezpečnostní vlastnosti jednotlivých typů strojů (např. lisů). Pokud taková specifická norma existuje, musí být použita (zohledněna)! © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana5/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Normy Relevantní normy 

Normy vzniklé v minulosti v různých zemích byly harmonisovány a redukovány na několik málo evropských norem.



Často používaná norma EN 954-1 bude po přechodovém termínu do října 2009 zrušena.



Zbylé relevantní normy: IEC 61508:

■ Základní norma pro bezpečnostní fukce (zahrnuje např. také PLC)

IEC 62061:

■ Aplikační norma pro stavbu strojů. Pokrývá elektrickou a elektronickou bezpečnostní techniku.

ISO 13849-1:

■ Aplikační norma pro stavbu strojů. Zahrnuje elektrickou, elektronickou a další techniku (např. pneumatiku, hydrauliku). ■ Nahrazuje normu EN 954-1.

IEC 61800-5-2: ■ Produktově specifická norma pro elektrické pohony s integrovanými bezpečnostními funkcemi. 

IEC 62061 a ISO 13849-1 se většinou vztahují na posouzení a vyhodnocení rizik na strojích, IEC 61508 a IEC 61800-5-2 se naopak zabývají posouzením rizik u bezpečnostních zařízení (např. také PLC). © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana6/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Normy Stop-kategorie podle EN 60204-1 Zstavení pohonu při Not-Halt může probíhat různými způsoby. EN 60204-1 proto definuje 3 stop-kategorie: Stop-kategorie 0:  Přívod energie je okamžitě odpojen  odpojení elektromechanicky nebo elektronicky  galvanické oddělení není požadováno

n Energie vypnuta

t doběh unkontrolliert

Stop-kategorie 1  Pohon je elektricky (řízeně) zastaven  V klidovém stavu je přívod energie odpojen  odpojení elektromechanicky nebo elektronicky  galvanické oddělení není požadováno

Stop-kategorie 2  Pohon je elektricky (řízeně) zastaven  V klidovém stavu je přívod energie zachován

n Energie Energie zůstává vypnuta t brždění

nekontrolováno

n Energie zůstává

t Brždění kontrolováno

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana7/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Normy Definice podle normy IEC 61800-5-2 Pro bezpečnost pohonů platí produktová norma IEC 61800-5-2. Zde jsou definovány jednotlivé funkce, např.: ■

Funkce pro zastavení pohonu: ■ Safe Torque Off (STO): bezpečné odpojení momentu (Stop-Kat. 0) ■ Safe Stop 1 (SS1): Aktivní zastavení, pak odpojení momentu (Stop-Kat. 1) ■ Safe Stop 2 (SS2): Aktivní zastavení, pak moment zachován (Stop-Kat. 2) ■ Safe Brake Control (SBC): bezpečné řízení brzdy

■

Funkce pro hlídání otáček: ■ Safe Operating Stop (SOS): ■ Safely-Limited Speed (SLS): ■ Safe Speed Monitor (SSM):

■

bezpečné držení pozice bezpečné limitované otáčky Signál, pokud jsou otáčky pod definovanou hranicí

Další funkce: ■ Safely-Limited Position (SLP): bezpečná oblast pojezdu ■ Safe Direction (SDI): bezpečný směr otáčení ■…

Certifikovaná bezpečnost pohonů díky normovaným funkcím Redukované náklady pro bezpečnostní koncepty a převzetí stroje © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana8/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Posouzení rizik Posouzení rizika a příslušných bezpečnostních stupňů ■ Velikost rizika se zjišťuje z:

■

závažnost poranění

■

četnost a/nebo délka trvání

■

Možnost zamezení

• těžké Wie • schwer lehké

• často • zřídka

• sotva možné • možné

■ Přesný výpočet se liší a je specifický pro danou normu. ■ V závislosti na výšce rizik je vyžadován určitý bezpečnostní stupeň. Označení bezpečnostních stupňů je následující: ■ norma EN 954-1: Kategorie B, 1 - 4 ■ norma ISO 13849-1: Performance Level a - e (PL) ■ norma IEC 62061: Safety Integrity Level 1 - 3 (SIL) © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana9/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Spolehlivost bezpečnostního systému EN 954-1  Bezpečnostní kategorie norem stanovují, jak velká smí být pravděpodobnost vzniku nebezpečné situace (ohrožení)  Norma EN 954-1 popisuje strukturu bezpečnostních systémů (qualitativně) Bezpečnostní systémy s různou strukturou (příklad ochranných dveří): Kategorie 1

Kategorie 4

bezpečnostní obvod

bezpečnostní obvod 1

K1

S1 zavřeno

K1

2 K1

otevřeno

Ein

K1

K2

M

nucené rozpojení

zavřeno

K2 Bezpečnost. relé

otevřeno

M K1

K2

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana10/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Spolehlivost bezpečnostního systému ISO 13849-1 und IEC 62061  ISO 13849-1 a IEC 62061 definují spolehlivost bezpečnostního systému kvantitativně přes pravděpodobnost výpadku PFHD = Probability of Dangerous Failure per Hour resp. MTTFD (Mean Time To Failure dangerous).  PFHD-hodnoty jednotlivých komponentů udává jejich výrobce.  pravděpodobnost výpadku celého systému se získá ze sumy PFHD-hodnot dílčích systémů a musí být přepočítána. Bezpečnostní systém Dílčí systém zachycení

Dílčí systém vyhodnocení

Dílčí systém reakce

nebo

PFHD

+

PFHD

+

PFHD

=

PFHD Celý systém

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana11/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Posouzení rizik Určení potřebného PL podle ISO 13849-1

Riziko poranění (S)

Riziko je dáno … :

četnost a trvání (F)

možnost zamezení (P)

Grafické určení:

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana12/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Posouzení rizik Určení potřebné SIL podle IEC 62061 vzorec: Risiko =

Pravděpodobnost výskytu poruchy (třída K) Riziko poranění (S)

+

četnost a trvání (F)

+

pravděpodobnost nebezpečí (W)

+

možnost zamezení (P)

příklad: Riziko (S) poranění

Třída poruchy (K)

SIL

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana13/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Posouzení rizik Význam bezpečnostních stupňů u IEC 62061 a ISO 13849-1  Bezpečnostní stupně SIL příp. PL stanovují, jaká musí být spolehlivost bezpečnostního systému: požadovaná spolehlivost bezpečnostního systému (počet výpadků za hodinu)

-

PL a

10-5 až 10-4

SIL 1

PL b

3x10-6

SIL 1

PL c

10-6 až 3x10-6

SIL 2

PL d

10-7 až 10-6

SIL 3

PL e

10-8 až 10-7

až

10-5

opatření pro dosažení dané spolehlivosti

spolehlivost

bezpečnostní stupeň SIL PL

Nasazení „spolehlivých prvků“, Pravidelná kontrola funkce, automatické rozpoznání poruchy, Redundantní provedení, Redundance + rozpoznání poruchy

 Při konkrétním nasazení bezpečnostního systému je jeho pravděpodobnost výpadku stejně důležitá jak pravděpodobnost nebezpečí.  IEC 62061 a ISO 13849-1 definují také kvantitativní riziko a zacházejí tím dále oproti normě EN 954-1. © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana14/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Posouzení rizik Porovnání norem EN 954-1, ISO 13849-1 a IEC 62061

EN 954-1

ISO 13849-1

IEC 62061

Kat. B

PL a

-

Kat. 1

PL b

SIL 1

Kat. 2

PL c

SIL 1

Kat. 3

PL d

SIL 2

Kat. 4

PL e

SIL 3

 SIL a PL jsou srovnatelné v obou směrech.  SIL a PL jsou také porovnatelné s kategoriemi normy EN 954-1. Opačně ale není srovnání možné, protože norma EN 954-1 obsahuje pouze kvalitativní formulace. © Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena

Strana15/22

15-18.června 2009

Safety Integrated

I IADT MC PM

Děkuji za pozornost

Radek Novotný Siemens s.r.o. I IA&DT MC PM Tel: 541 191 767 Email: [email protected] Siemens s.r.o. Technická 15, 616 00 Brno

© Siemens s.r.o. 2009. Všechna práva vyhrazena