CW01 - Teorie měření a regulace

Transkript

1 Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace ZS 2014/ p-2.b Ing. Václav Rada, CSc.

2 Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb Teorie měření a regulace bezpečnost - normy 2.z-1.mt ZS 2014/ Ing. Václav Rada, CSc.

3 Bezpečnost je jeden z dominantních znaků jakosti výrobků a procesů důležitý pro uspokojování potřeb zákazníků a společnosti státu. Zajišťování bezpečnosti je proto nedílnou součástí péče o jakost, která je vyjádřena závaznými požadavky, včetně postupů prokazování jejich splnění. Ty jsou zahrnuty do četných zákonů a předpisů zavedených v právních systémech jednotlivých států.

4 ČSN EN ISO Bezpečnost strojních zařízení Bezpečnostní části ovládacích systémů Část 1: Všeobecné zásady pro konstrukci nahrazuje starou normu ČSN EN Bezpečnost strojních zařízení Bezpečnostní části řídicích systémů Část 1: Všeobecné zásady pro konstrukci. Oprava: VR - ZS p1.mt

5 Norma obsahuje bezpečnostní požadavky a pokyny pro zásady konstrukce a integrace bezpečnostních částí ovládacích systémů (SRP/CS), včetně návrhu softwaru. Lze ji mimo jiné využít i jako návod pro ty, kteří konstruují a posuzují ovládací systémy. Norma nespecifikuje bezpečnostní funkce nebo úrovně vlastností, které mají být použity v jednotlivém případě. VR - ZS 2014

6 Norma platí pro bezpečnostní části ovládacích systémů (SRP/CS) bez ohledu na druh používané technologie a energie (elektrické, hydraulické, pneumatické, mechanické, atd.) pro všechny druhy strojních zařízení. Pro tyto části SRP/CS specifikuje norma vlastnosti, které zahrnují úroveň vlastností požadovanou k vykonávání bezpečnostních funkcí. VR - ZS 2014

7 S účinností od července 2007 nahrazuje dosud používanou normu ČSN EN Bezpečnost strojních zařízení. Bezpečnostní části řídicích systémů. Část 1: Všeobecné zásady pro konstrukci.

8 Dále je možné pro stanovení bezpečnostních částí ovládacích systémů použít normu ČSN EN 62061:2005 Bezpečnost strojních zařízení - Funkční bezpečnost elektrických, elektronických a programovatelných elektronických řídicích systémů souvisejících s bezpečností Funkční bezpečnost elektrických, elektronických a programovatelných elektronických řídicích systémů související s bezpečností. VR - ZS 2014

9 Tato mezinárodní norma je určena pro konstruktéry strojního zařízení, výrobce řídicích systémů a montážní pracoviště a ostatní pracovníky, kteří se podílejí na specifikaci, návrhu a potvrzení platnosti (validace) SRECS. Stanovuje postupy a požadavky pro dosažení požadované funkce. Je určena pro usnadnění specifikace funkce řídicích systémů vztahujících se k bezpečnosti s ohledem na významná nebezpečí spojená se strojem (viz 3.8 z ISO ). VR - ZS 2014

10 SRECS = Elektrický řídící systém související s bezpečností - Safety-Related Electrical Control System Uvedené požadavky o bezpečném používání SRECS mohou také sloužit pro další fáze. Rozsah použití obou uvedených norem ilustruje tabulka 1. VR - ZS 2014

11 Tab.1 Použití norem Technická zařízení pro řídicí funkce související s bezpečností A B C D E Neelektrická zařízení (např. hydraulická) Elektromechanická zařízení (např. relé, jednoduchá elektronická zařízení Složitá elektronická zařízení (např. programovatelná) A v kombinaci s B C v kombinaci s B F C v kombinaci s A nebo C v kombinaci s A a B

12 Nová norma obsahuje především nový způsob hodnocení bezpečnostních systémů. Nejpozději od konce roku 2011 budou muset brát konstruktéři v úvahu nejen strukturu bezpečnostních obvodů, jak tomu bylo ve staré normě EN 954-1, ale podle nové normy i zohlednit spolehlivost použitých komponent, a je-li to nezbytné, i softwaru, a další nutná hlediska.

13 Příklad bezpečnosti Na stroji je instalován bezpečnostní obvod se dvěma bezpečnostními spínači - první je spínač s odděleným vybavovacím mechanismem (aktuátorem - pohon, hnací stroj, hnací ústrojí) druhý je spínač s integrovaným aktuátorem a spínací páčkou pro zajištění redundance (informační nebo funkční nadbytek, větší množství informace, prvků nebo zařízení než je nezbytné - redundance = zbytečnost, plýtvání slovy a prostředky).

14 Příklad bezpečnosti Nuceně vedené kontakty obou spínačů jsou připojeny na bezpečnostní relé, které kontroluje jejich souběžnost (souběžné působení). Na výstupu jsou dva stykače, které se používají k bezpečnému zastavení činnosti stroje. Oba výstupy jsou kontrolovány zpětnou vazbou.

15 Lze tedy konstatovat, že zařízení, které vyhovuje podmínkám normy EN 954-1, bude s největší pravděpodobností splňovat i kritéria normy EN ISO Nový způsob výpočtu bezpečnostních obvodů ale dává lepší povědomí o tom, jak je bezpečnostní technika implementována. Vyhodnocení podle nové normy EN ISO je mnohem jednodušší, používá-li se kompletní bezpečnostní systém.

16 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Bezpečnostní části řídicích systémů strojních zařízení mají především zajistit bezpečnostní funkce řídicích systémů. Většinou se skládají z hardwaru i ze softwaru. Mohou být samostatné nebo jsou nedílnými částmi řídicího systému.

17 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Obecným návrhem a posouzením bezpečnostních částí ovládacích systémů se zabývá velký soubor technických norem.

18 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Uvedný postup vede k volbě takových bezpečnostních částí ovládacího systému, které riziko u výrobního zařízení zcela vyloučí nebo alespoň sníží na požadovanou úroveň. Postup k dosažení bezpečnosti stroje podle požadavků normy ČSN EN ISO lze shrnout do pěti základních kroků

19 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 1: Posouzení rizika Krok 2: Opatření ke snížení rizika Krok 3: Specifikace požadované úrovně vlastností (PLr) Krok 4: Hodnocení dosažené úrovně vlastností (PL) Krok 5: Ověření platnosti

20 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 1: Posouzení rizika Identifikace rizik, která se vyskytují u daného strojního zařízení za každého režimu provozu a v každé etapě životnosti stroje. Následná volba snížení rizikovosti pro daná použití.

21 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 2: Opatření ke snížení rizika Rizika u stroje mohou snížit opatření ohledně konstrukce nebo bezpečnostní ochranná zařízení. Za bezpečnostní části musí být považovány ty součásti řídicího systému, které jsou nedílnou součástí konstrukce stroje nebo přispívají k ovládání bezpečnostních ochranných zařízení.

22 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 3: Specifikace požadované úrovně vlastností (PLr) Pro každou zvolenou bezpečnostní funkci, která je vykonávána bezpečnostními částmi ovládacího systému, je nutné určit požadovanou hodnotu PLr required performance level.

23 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 3: Tato hodnota se stanovuje na základě výsledku posouzení rizika a vyjadřuje, do jaké míry má být riziko sníženo bezpečnostními částmi ovládacího systému. Čím větší je požadovaná míra snížení rizika bezpečnostními částmi ovládacího systému, tím vyšší musí být hodnota PLr.

24 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 4: Hodnocení dosažené úrovně vlastností (PL) Pro účely této normy je schopnost bezpečnostních částí vykonávat bezpečnostní funkci vyjádřena úrovní vlastností PL performance level, která se označuje písmeny a, b, c, d, nebo e. Písmeno e odpovídá nejvyšší úrovni.

25 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 4: Jestliže dosahuje úroveň PL hodnoty a až c, mají bezpečnostní části vyloučit závady, při úrovních d až e mají bezpečnostní části ovládacího systému vést k vyloučení, detekci nebo tolerování závad..

26 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Pro každou bezpečnostní část ovládacího systému nebo pro kombinaci bezpečnostních částí ovládacího systému, která vykonává bezpečnostní funkci, tedy musí být odhadnuta hodnota PL na základě odhadu těchto parametrů: - hodnoty střední doby do nebezpečné poruchy (MTTFd) pro jednotlivé součásti ovládacího systému

27 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN hodnoty diagnostického pokrytí (DC) ve většině případů může být hodnota DC odhadnuta metodou režimů poruchy - analýzy poruchy (FMEA Failure Mode and Effects Analysis) -

28 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN poruchy se společnou příčinou (CCF Common Cause Failure) jedna závada v kterékoliv části ovládacího systému nesmí vést ke ztrátě bezpečnostní funkce, - kategorie bezpečnostních částí ovládacího obvodu. Hodnoty těchto parametrů jsou určeny podle příloh C, D, E a F této normy nebo jsou tyto parametry udány výrobcem.

29 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Krok 5: Ověření platnosti Při ověřování je nutné prokázat, že kombinace bezpečnostních částí ovládacího systému stroje k vykonávání bezpečnostních funkcí splňuje všechny relevantní požadavky normy ČSN EN ISO při splnění podmínky PL PLr.

30 Analýza norem ČSN EN ISO a ČSN EN Norma ČSN EN ISO je využívána jako podklad k posouzení konstrukce a vlastností každého způsobu použití bezpečnostních částí ovládacího systému strojního zařízení, např. třetí stranou, vlastní firmou nebo nezávislou zkušebnou.

31 VR - ZS 2014