Zavedení normy (EN) ISO 14119 „Blokovací zařízení spojená s ochrannými kryty“ Derek Jones – Business Development Manager (technik pro funkční bezpečnost – TÜV Rheinland) David Reade – Business Development Consultant (odborník pro funkční bezpečnost – TÜV Rheinland)
Mnohé typy strojů používají blokované ochranné dveře pro účely zajištění bezpečnosti. Norma, jež poskytuje podpůrné informace ohledně konstrukce a výběru bezpečnostních blokovacích zařízení, byla podstatným způsobem revidována. Nová norma (EN) ISO 14119 „Blokovací zařízení spojená s ochrannými kryty – Zásady pro konstrukci a výběr“ byla na základě hlasování přijata v srpnu roku 2013. Poté následuje osmnáctiměsíční období, kdy bude současně platit i stávající předchozí verze (EN 1088/ISO 14119:1998), ale bylo by moudré obeznámit se s nově vydanou verzí co nejdříve. Její vydání by mohlo mít nové dopady na konstrukci některých ochranných blokovacích systémů. Uvedená norma se vztahuje na konstruktéry blokovacích systémů (např. výrobci strojů, integrátoři) a rovněž na výrobce blokovacích zařízení. Je důležité upozornit na to, že se vztahuje na konstrukci nových strojů. Stávající instalace jí nejsou nutně ovlivněné, avšak jsou zde jisté požadavky vztahující se k údržbě, testování funkcí a výměně součástí. Nová norma poskytuje vyjasnění mnohých stávajících „šedých zón“ a rovněž uznává používání současné technologie v rámci konstrukce blokovacích spínačů. Účelem tohoto dokumentu je shrnout změny oproti předchozímu vydání. Jak vás tedy norma (EN) ISO 14119 ovlivní?
Přehled Instalace (minimální bezpečná vzdálenost) Norma vyjasňuje obvyklé nedorozumění ohledně blokovacích ochranných krytů. Toto nedorozumění se týká minimální vzdálenosti mezi ochrannými dveřmi a příslušným rizikem. Blokované ochranné kryty musejí být nainstalovány v takové minimální vzdálenosti, aby žádná osoba nemohla mít přístup k rizikovému místu dříve, než je toto pod kontrolou (např. stroj se zastaví). To znamená, že mohou být vyžadovány blokované ochranné kryty s ochrannými bezpečnostními zámky. Minimální vzdálenost se vypočítá v souladu s ISO 13855.
2 | Zavedení normy (EN) ISO 14119 „Blokovací zařízení spojená s ochrannými kryty“
Sériové připojené beznapěťové (např. elektromechanické) kontakty U bezpečnostních systémů, kde je do série zapojeno více zařízení s beznapěťovými (elektromechanickými) kontakty, bylo vždy problémem maskování nebo „krytí“ chyb a možnost neúmyslného resetování z chybového stavu. Nová norma jasně stanovuje, že je třeba vzít do úvahy vliv diagnostického pokrytí (DC) a výsledné úrovně vlastností (PL) nebo úrovně Bude probíhat bezpečnostní integrity (SIL), když se tyto parametry vypočítávají pro účely norem (EN) ISO 13849 nebo IEC 62061. osmnáctiměsíční období, Touto otázkou se bude podrobně zabývat samostatná kdy bude současně platit informační Technická zpráva (TR) ISO, která se momentálně i stávající předchozí verze vyvíjí.
(EN 1088/ISO 14119:1998), ale bylo by moudré obeznámit se s nově vydanou verzí co nejdříve.
Doposud bylo běžně přijímáno, že blokovací zařízení s jednoduchými beznapěťovými kontakty zapojenými za sebou mohou dosahovat diagnostického pokrytí 60 % a až úrovně vlastností PLd, avšak nikoli PLe. Očekává se, že zmíněná Technická zpráva potvrdí omezení ohledně PLe a rovněž poskytne podpůrné pokyny pro stanovení maximálního DC, jehož lze dosáhnout. V závislosti na charakteristice aplikace by toto u některých systémů mohlo znamenat nutné změny. V některých případech by mohlo být možné, že systémy, o nichž se dříve soudilo, že dosahují DC 60 % a úrovně PLd, by mohly být v budoucnosti posuzovány tak, že dosahují pouze DC nula % a PLc.
Je důležité upozornit na to, že tento problém se vztahuje pouze na sériové zapojení blokovacích zařízení s jednoduchými beznapěťovými kontakty. Blokovací zařízení s integrovanou sebesledovací schopností a polovodičové výstupy typu solid state (např. bezkontaktní spínače SensaGuard™ RFID) mohou dosahovat maximální úrovně vlastnosti PLe, i když je více zařízení zapojeno za sebou.
Vyhodnocení chyb Omezení na PLd kvůli vyloučení chyby z důvodu existence kritického bodu systému Norma jasně stanovuje, že blokovací zařízení, jež závisí na použití principu „vyloučení chyby“, protože mají kritický bod systému (SPoF), jsou obecně omezená maximálně na úroveň PLd. Jedinou kritickou chybou by mohl být klíč (západka) nebo určitá část mechanického propojení. Takováto jediná chyba může způsobit, že oba elektrické výstupní kontakty dávají chybný signál. Kontakty budou vždy souhlasit – ve správné nebo chybné hodnotě. Možnosti, aby jediná mechanická závada vedla ke ztrátě bezpečnostní funkce, lze zamezit použitím dvoukanálové bezkontaktní technologie blokování. Například Rockwell Automation® SensaGuard a TLSZ-GD2, s integrovanou sebesledovací schopností a polovodičovými výstupy, dosahují úrovně vlastností PLe a nemusí být předmětem takovýchto úvah ohledně vyloučení chyb
3 | Zavedení normy (EN) ISO 14119 „Blokovací zařízení spojená s ochrannými kryty“
Řada blokovacích spínačů SensaGuard
SensaGuard s integrovanou západkou
Mějte na vědomí, že výjimka z hlediska omezení na PLd kvůli vyloučení chyb je povolena pro blokovací funkci, která poté za určitých okolností může dosahovat úrovně PLe (viz text „Vyloučení chyb pro ochranné bezpečnostní zámky“). Zřídka používaná blokovací zařízení Spuštění testů na výskyt doposud nedetekovaných chyb u některých typů blokovacích zařízení ochranných dveří závisí na otevření těchto ochranných dveří. Nastíněné situace jsou v této nové normě vyjasněny a v případech, kde tomu tak je a kde se ochranné dveře používají jen zřídka, vyvstává potřeba vykonání funkčního testu alespoň jednou měsíčně pro úroveň PLe a alespoň jednou za 12 měsíců pro úroveň PLd, aby byly detekovány případně nahromaděné chyby. Funkční test sestává obvykle z otevření a uzavření ochranných dveří. Odpor vůči potlačení funkce Nová norma poskytuje specifické informace o opatřeních, která by se měla používat k minimalizaci možnosti potlačení funkce blokovacích zařízení. Jednou z těchto metod je použití zařízení kódovaných na vysoké úrovni (např. TLSZ-GD2 GuardLocking a bezkontaktní spínače SensaGuard). Jsou definovány tři úrovně kódování zařízení: nízká úroveň (< 10 kódů), střední (10 až 1000 kódů) a vysoká úroveň (> 1000 kódů). Norma rovněž poskytuje metodu, s jejíž pomocí mohou konstruktéři strojů identifikovat možné motivace k potlačení funkce blokovacích zařízení, aby bylo možné tomuto potlačení zamezit nebo je dále ztížit.
Blokovací zařízení s ochrannými zámky Zdůraznění samostatných funkcí, např. sledování dveří, sledování zámků, blokování Bylo běžnou praxí považovat blokovací zařízení za zařízení s pouze jednou bezpečnostní funkcí, avšak nová norma nás vyzývá, abychom se podívali o něco hlouběji. Například blokovací zařízení s ochranným zámkem může zajišťovat funkci sledování polohy ochranných dveří a rovněž funkci blokování ochranných dveří. Každá z těchto funkcí může vyžadovat jinou úroveň vlastností PL. Podle této normy je potřeba, aby byla blokovací zařízení označena novým symbolem, jenž by označoval, že je funkce blokování sledována.
Techniky bistabilního blokování U aplikací, kde je funkce blokování považována za bezpečnostní, je uznáván princip (aktivní blokování a aktivní uvolnění) a je mu dána stejná preference jako principu aktivního uvolnění.
4 | Zavedení normy (EN) ISO 14119 „Blokovací zařízení spojená s ochrannými kryty“
Elektromagnetické blokování Princip (aktivního blokování) je rovněž uznáván, ale nyní jsou stanoveny dodatečné požadavky, které je nutné splnit. Musí být například soustavně sledována přídržná síla a musejí být zavedena opatření k odvrácení potlačení funkce silou. U většiny elektromagnetických zámků se musí vzít do úvahy rovněž ustanovení platná pro princip aktivního blokování (viz následující část – „Princip aktivního blokování“). Princip aktivního blokování Norma jasně stanovuje, že ztráta napájení bude mít za následek odblokování ochranného krytu. U aplikací, kde má funkce blokování bezpečnostní implikace (viz „Instalace – minimální bezpečná vzdálenost“), norma uvádí, že musí být zajištěna úroveň zabezpečení ekvivalentní principům aktivního uvolnění nebo bistabilního blokování. U některých aplikací by toto mohlo vyloučit možnost použití řešení na principu aktivního blokování. Pomocné, únikové a nouzové uvolnění U některých aplikací může být nutná přídavná možnost uvolnění ochranného zámku. Pokud je blokovací zařízení vybaveno schopností uvolnění, jsou zde požadavky, jež je třeba splnit:
Pokud je zajištěna možnost pomocného uvolnění: a. pro uvolnění musí být vyžadováno použití nástroje, b. pro resetování musí být vyžadováno použití nástroje nebo vhodného opatření v rámci řídicího systému.
Pokud je zajištěna možnost únikového uvolnění (pro účely úniku z chráněného prostoru): a. uvolnění musí být možné bez použití nástrojů.
Pokud je zajištěna možnost nouzového uvolnění (pro účely přístupu do chráněného prostoru): a. uvolnění musí být možné bez použití nástrojů, b. pro resetování musí být vyžadováno použití nástroje nebo vhodného opatření v rámci řídicího systému.
Test zadržovací síly zámku Byl zaveden nový test s bezpečnostním koeficientem 130 %. Například zařízení se specifikovanou maximální zadržovací silou (FZh) 1000 N musí úspěšně absolvovat silovou zkoušku (F1max) na úrovni 1300 N. Maximální síla ochranných dveří V příloze normy jsou uvedeny informace o maximálních statických silách, jaké mohou osoby na ochranné dveře vyvíjet. To je velmi užitečné pro stanovení požadavku na specifickou zadržovací sílu (FZh) blokovacího zařízení pro danou aplikaci. Vyloučení chyby pro ochranné zámky Úroveň PL nebo SIL pro funkci ochranného zámku není nutně omezená použitím vyloučení chyby pro případ porušení mechanického blokovacího čepu, pokud jsou splněny specifické požadavky. To znamená, že specifikovaná zadržovací síla (FZh) zařízení ochranného zámku musí být dostatečná k odolání očekávaným statickým silám na blokovací čep a že je zamezeno jakýmkoli vlivům působícím na zařízení v důsledku dynamických sil způsobených pohybem ochranného krytu. V některých aplikacích budou například zařízení Guardmaster® 440G-TLSZ a 440G-LZ dosahovat úrovně PLe jak pro funkci sledování ochranného krytu, tak pro funkci blokování.
5 | Zavedení normy (EN) ISO 14119 „Blokovací zařízení spojená s ochrannými kryty“
Norma však poskytuje rovněž vysvětlení toho, že úroveň PL vyžadovaná pro funkci sledování zámku může být někdy nižší než úroveň PL vyžadovaná pro funkci sledování ochranného krytu. Systémy se zadrženým klíčem Část definující rozsah a oblast použití normy vysvětluje, že její požadavky nemusejí nutně zahrnovat i veškeré specifické požadavky pro zařízení a systémy se zadrženým klíčem.
Klasifikace blokovacích zařízení K dispozici je nový systém klasifikace blokovacích zařízení, jež jsou nyní označována jako jednotlivé typy od 1 do 4 (viz tabulku 1 dále). Tyto „typy“ nejsou řazeny hierarchicky a neměly by být zaměňovány za jiné „typy“ produktů, například světelné závory.
SHRNUTÍ Výrobek Jedním z nejdůležitějších aspektů nového vydání normy (EN) ISO 14119 je skutečnost, že uznává a poskytuje užitečné podpůrné informace o konstrukci a výběru blokovacích zařízení se současnými technologiemi, a to včetně použití komplexních elektronických a programovatelných technologií, např. kódování prvků RFID. Společnost Rockwell Automation má široký sortiment výrobků, jež zahrnují funkce zmiňované v (EN) ISO 14119. Aktuálními výrobky uváděnými na trh jsou například řady spínačů bezpečnostních zámků TLSZ-GD2 a 440G-LZ.
6 | Zavedení normy (EN) ISO 14119 „Blokovací zařízení spojená s ochrannými kryty“
Nástroje Společnost Rockwell Automation má odpovídající portfolio výkonných nástrojů, které konstruktérům umožňují kvantifikovat úspory a zisky z produktivity vyplývající z investic do bezpečnostních řešení, dále stanovit efektivitu vašeho závodu v soustavném zlepšování bezpečnosti včetně knihoven bezpečnostních funkcí, plánovat bezpečnostní systémy, vybírat výrobky a provádět analýzy systémů. Nástroj Safety Automation Builder uživatelům pomáhá při konstrukci, ověření a zavedení návrhu bezpečnostního systému a poskytuje výstupy v podobě kvalifikace úrovně vlastností (PL) systému a kompletního seznamu nutného materiálu. Knihovna bezpečnostních funkcí nabízí široký rozsah předdefinovaných bezpečnostních funkcí a uvádí systémové údaje pro vstupy, vnitřní logiku a aktivaci příslušné požadované funkce. Součástí jsou rovněž schémata zapojení a výběr produktů. Další nástroje, jako například Safety Accelerator Toolkits, rovněž napomáhají při konstrukci, vývoji a dodání bezpečnostních systémů. Kompetence Společnost Rockwell Automation se může pyšnit svým rozsáhlým týmem techniků pro funkční bezpečnost s certifikací TÜV Rheinland, kteří dokáží pomoci v širokém spektru témat od legislativy až po výběr produktu a kteří vám mohou být skutečně k dispozici pro bezplatné konzultace v případě potřeby a podle aktuálního vytížení.
Guardmaster, Rockwell Automation a SensaGuard jsou vše obchodní známky společnosti Rockwell Automation, Inc.
Číslo publikace: SAFETY-WP019A-CS-P
Copyright ©2014 Rockwell Automation, Inc. Všechna práva vyhrazena.
