PROCES ZAJIŠTĚNÍ FUNKČNÍ BEZPEČNOSTI STROJE

Podobné dokumenty
CW01 - Teorie měření a regulace

Platnost ČSN EN končí dne

Strojírenský zkušební ústav, s.p.

Tabulka 5 Omezení architektury na subsystémy: maximální SIL, kterou lze uplat ovat pro SRCF využívající tento subsystém

KRITERIA PRO STANOVENÍ SPOLEHLIVOSTI PROGRAMOVATELNÝCH SYSTÉMŮ A OVLÁDACÍCH PRVKŮ (PROJEKT Č )

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

Bezpečnost strojů. dle normy ČSN EN 954-1

Originální návod k provozu Bezpečnostní spínací přístroj s releovými výstupy G1501S / / 2014

PROCES ZAJIŠTĚNÍ INTEGROVANÉ BEZPEČNOSTI STROJE

ZÁKLADY ROBOTIKY Bezpečnostní komponenty

Řízení rizik v rámci životního cyklu objektu

Osvědčené systémy - prověřená bezpečnost

Přehled technických norem z oblasti spolehlivosti

Odborná skupina pro spolehlivost. Použití ordinálních a semikvantitativních postupů ve spolehlivosti. Jaroslav Zajíček

Funkční bezpečnost EN a Elektrotechnika Zpracovatelský průmysl Energetika Infrastruktura a stavebnictví. TÜV SÜD Czech s.r.o.

Průvodce bezpečností strojních zařízení 2012/2013

stanovující na bezpečný provoz a Bližší požadavky a nářadí

Safety Evaluation Tool Siemens s.r.o All Rights Reserved. siemens.com/answers

On-line datový list UE10-3OS2D0 UE10-3OS BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

Statistika a spolehlivost v lékařství Charakteristiky spolehlivosti prvků I

Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10).

Bezpečnostní logické obvody (BLO) strojů a strojních zařízení

nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a nařízení vlády č. 215/2016 Sb. (dále jen nařízení vlády )

On-line datový list UE10-4XT2D2 UE10-4XT BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

On-line datový list UE10-3OS3D0 UE10-3OS BEZPEČNOSTNÍ RELÉOVÉ MODULY

Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10).

Katalog Příručka bezpečnosti Bezpečnost strojů Jokab Safety

Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10).

OVĚŘOVÁNÍ EXISTUJÍCÍCH MOSTŮ PODLE SOUČASNÝCH PŘEDPISŮ

On-line datový list. SAPPD2D-06AP006 Safeguard Detector BEZPEČNOSTNÍ SYSTÉMY

Určeno pro studenty předmětu /01 BTS Bezpečnostní technika strojů

Spolehlivost. INP 2008 FIT VUT v Brně

nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a nařízení vlády č. 215/2016 Sb. (dále jen nařízení vlády )

Sécurité des machines Parties des systemes de sommande relatives a la sécurité Partie 1: Principes généraux de conception

05.02.a,b,c,d 5a, 6, 7

STROJNÍ VYBAVENÍ SAFEBOOK 5. Bezpečnostní řídicí systémy pro strojní zařízení Zásady, normy a implementace (Revize 5 řady publikací Safebook)

Nové předpisy pro výrobu a zkoušení rozváděčů.

On-line datový list. MOC3ZA-KAZ33D3 Standstill Monitor BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

VZOROVÉ PŘÍKLADY SRP/CS OBVODŮ

On-line datový list UE12-2FG2D0 UE12-2FG BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ZHODNOCENÍ SOUČASNÝCH TECHNOLOGIÍ V ZAJIŠŤOVÁNÍ FUNKČNÍ BEZPEČNOSTI STROJNÍCH ZAŘÍZENÍ

SIMULACE SPOLEHLIVOSTI SYSTÉMŮ HROMADNÉ OBSLUHY. Michal Dorda. VŠB - TU Ostrava, Fakulta strojní, Institut dopravy

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Filosofie konstruování a dimenzování mechanických částí vozidel z hlediska jejich funkce a provozního zatěžování

Závěrečná zpráva z hodnocení dopadů regulace (RIA) k návrhu věcného záměru zákona o odpadech

1 Evropské dokumenty ve vztahu k požární ochraně

TN je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10).

Národní informační středisko pro podporu kvality

On-line datový list UE48-2OS3D2 UE48-2OS BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

05.02.a.b.c.d 5a, 6, 7, 8

ELEKTROTECHNIKA PRO FBI

Management rizik v životním cyklu produktu

Statistické řízení jakosti - regulace procesu měřením a srovnáváním

On-line datový list UE43-3MF2D3 UE43-3MF BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

Originální návod k obsluze Safety Standstill Monitor Bezpečnostní monitor klidového stavu DA101S / / 2013

On-line datový list UE43-3MF2A2 UE43-3MF BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

Bezpečnostní modul Monitorování Nouzového zastavení dle ČSN EN 418/ČSN EN

2. Mechatronický výrobek 17

ANALÝZA RIZIKA VE VZTAHU KE ZJIŠŤOVÁNÍ PŘÍČIN VZNIKU POŽÁRU RISK ANALYSIS IN RELATION TO INVESTIGATION OF CAUSES OF FIRE

INFORMACE O ZAVEDENÉM SYSTÉMU KVALITY dle normy ČSN EN ISO 9001:2009 ve společnosti

On-line datový list UE43-2MF2D2 UE43-2MF BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

V Brně dne a

05.05 a.b.c.d.e 5a, 7

Řízení projektů. Konstrukce síťového grafu pro řízení projektů Metoda CPM Metoda PERT

On-line datový list UE43-3MF2A3 UE43-3MF BEZPEČNOSTNÍ RELÉOVÉ MODULY

Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10).

Safety Integrated obecné zásady versus použitelné komponenty. Bezpečnostní funkce Základy Normy komponenty

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava TEORIE ÚDRŽBY. učební text. Jan Famfulík. Jana Míková. Radek Krzyžanek

VY_32_INOVACE_PEL-3.EI-05-PROCESNI PRISTUP A ROLE VEDNI. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

VY_32_INOVACE_PEL-3.EI-11 CHARAKTERISTIKY A DOKUMENTACE. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

Bezpečnostní logické obvody a systémy strojů a strojních zařízení. 11/ 2007 doc.ing. V. Vrána,CSc.

Spolehlivost soustav

nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a nařízení vlády č. 215/2016 Sb. (dále jen nařízení vlády )

Hodnoticí standard. Servisní technik ve strojírenství (kód: M) Odborná způsobilost. Platnost standardu

TECHNICKÝ NÁVOD PRO ČINNOSTI AUTORIZOVANÝCH OSOB PŘI POSUZOVÁNÍ SHODY STAVEBNÍCH VÝROBKŮ PODLE

On-line datový list UE48-3OS3D2 UE48-3OS BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

P13: Statistické postupy vyhodnocování únavových zkoušek, aplikace normálního, Weibullova rozdělení, apod.

On-line datový list UE43-3AR3D2 UE43-3AR BEZPEČNOSTNÍ RELÉOVÉ MODULY

VÝBĚR A HODNOCENÍ PROJEKTOVÝCH A NADPROJEKTOVÝCH UDÁLOSTÍ A RIZIK PRO JADERNÉ ELEKTRÁRNY

On-line datový list. FLN-EMSS Flexi Loop BEZPEČNÉ SÉRIOVÉ ZAPOJENÍ

Konvexnost, konkávnost

( + ) ( ) f x x f x. x bude zmenšovat nekonečně přesný. = derivace funkce f v bodě x. nazýváme ji derivací funkce f v bodě x. - náš základní zápis

ICS ČESKÁ NORMA Únor Thermoluminiscence dosimetry systems for personal and environmental monitoring

TECHNICKÝ NÁVOD PRO ČINNOSTI AUTORIZOVANÝCH OSOB PŘI POSUZOVÁNÍ SHODY STAVEBNÍCH VÝROBKŮ PODLE

Manuál k programu RIZIKA

On-line datový list. MICS3-AAAZ55AZ1 microscan3 bez systémového konektoru PRODUKTOVÉ PORTFOLIO

ACJ HLAVA B. [ACJ-MMEL/MEL.010(c) Všeobecně Viz. JAR-MMEL/MEL.010(c)

On-line datový list UE43-4AR2D2 UE43-4AR BEZPEČNOSTNÍ RELÉ

Národní informační středisko pro podporu kvality

Návod k provozu Potvrzovací spínač (spínač v rukojeti) ZSD5/ZSD6. 1. K tomuto dokumentu. Obsah

A6M33SSL: Statistika a spolehlivost v lékařství Teorie spolehlivosti

Tvářecí stroje a jejich rizika

10 Otázky obecné povahy OBSAH

TECHNICKÝ NÁVOD PRO ČINNOSTI AUTORIZOVANÝCH OSOB PŘI POSUZOVÁNÍ SHODY STAVEBNÍCH VÝROBKŮ PODLE

Procesy implementace systému CAQ MSN Management preventivní údržby strojů

Regresní analýza 1. Regresní analýza

REGISTR RIZIK REGISTR RIZIK - STAVBA BOURACÍ PRÁCE. společnost: Zpracoval: Podpis: Datum: Schválil: Podpis: Datum:

nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a nařízení vlády č. 215/2016 Sb. (dále jen nařízení vlády )

ČSN EN Obecné požadavky na řídící systém výtahu

Stanovení hloubky karbonatace v čase t

Transkript:

PROCES ZAJIŠĚNÍ FUNKČNÍ BEZPEČNOSI SROJE Funkční bezpečnost (functional safety) nazýváme tu část celkové bezpečnosti stroje, která závisí na bezporuchové funkci stroje, je tedy závislá na správné činnosti jeho řídicího a ovládacího systému. Navazuje na posouzení rizik a jejím cílem je snížení rizika pomocí bezpečnostní části elektrického řídicího systému (Obr. ). Výraz elektrický řídicí systém v tomto případě zahrnuje rovněž elektronický a elektronický programovatelný řídicí systém a označuje se zkratkou SRPCS. Obr. Prvky celkové bezpečnost CNC stroje Pro návrh bezpečnostních částí ovládacích systémů lze použít normu ČSN EN ISO 3849- [4], která uvádí všeobecné zásady a požadavky pro jejich konstrukci. ato norma se použije v případě, že zvolená ochranná opatření v kroku 2 iterační metody závisejí na ovládacím systému. Potom se musí přistoupit k opakovacímu procesu navržení bezpečnostních částí ovládacích systémů [4], který sestává z následujících šesti kroků: ) Identifikace bezpečnostních funkcí prováděných bezpečnostními částmi ovládacího nebo řídicího systému;

2) Specifikace požadovaných vlastností pro každou identifikovanou bezpečnostní funkci; 3) Určení požadované úrovně vlastnosti (PL r ) na základě uvážení závažnosti zranění (S lehké, S2 těžké), četnosti vystavení nebezpečí (F řídká až málo častá, F2 častá až nepřetržitá) a možnosti vyloučení nebezpečí (P možné za určitých podmínek, P2 sotva možné). Pro určení požadované úrovně vlastnosti (a až e) lze použít graf uvedený na Obr. 2; 4) Konstrukce a technická realizace bezpečnostní funkce; 5) Hodnocení dosažené úrovně vlastností (PL) bezpečnostní části ovládacího nebo řídicího systému s uvažováním: Bezpečnostní kategorie; Hodnoty střední doby do nebezpečné poruchy ( d ); Střední diagnostické pokrytí (DC avg ) pro jednotlivé kanály ovládacího systému; Odhad účinků poruchy se společnou příčinou (CCF); Případně (je-li k dispozici) software bezpečnostních částí. 6) Ověření vypočítané nebo odhadnuté úrovně vlastností (PL) pro bezpečnostní funkci s požadovanou úrovní vlastností (PL r ), přičemž musí platit: PL PL r. SAR S S2 S - závažnost zranění F F2 F F2 F - četnost vystavení nebezpečí P P2 P P2 P P2 P P2 P - možnost vyloučení nebezpečí PL r a b c d e Obr. 2 Graf pro určení požadované úrovně vlastností PL r dle ČSN EN ISO 3849- Kategorie bezpečnostních funkcí Kategorie bezpečnostních funkcí jsou základními parametry používanými k dosažení specifické úrovně vlastností (PL) [4]. Stanovují požadované chování bezpečnostních částí ovládacího systému s ohledem na jejich odolnost proti závadám, která je ovlivněna jejich uvažovanou konstrukci. yto kategorie (B,, 2, 3, 4) nejsou určeny pro použití v žádném daném pořadí nebo hierarchii vzhledem k bezpečnostním požadavkům a mají specifické charakteristiky [4].

Určení střední doby do nebezpečné poruchy d Střední dobu do nebezpečné poruchy d (mean time to dangerous failure) je možno určit třemi způsoby v následujícím pořadí: ) Použít údaje poskytnuté výrobcem k dodané komponentě Jedná se o nejjednodušší způsob zjištění d. V současnosti se ale častěji setkáváme s tím, že výrobce tuto hodnotu neuvádí, popřípadě uvádí pravděpodobnost nebezpečné poruchy za hodinu PFH d (probability of a dangerous failure per hour) nebo střední počet cyklů až do doby, kdy 0 % součástí nebezpečně selže B 0d. Parametr pravděpodobnosti nebezpečné poruchy za hodinu PFH d se někdy označuje jako četnost nebo intenzita nebezpečných poruch D a vyjadřuje se v jednotkách nebezpečných poruch za hodinu. Vypočítá se tak, že se pravděpodobnost poruchy během provozní doby vydělí touto provozní dobou [4]. Za předpokladu, že střední doba do nebezpečné poruchy je mnohem větší, než kontrolní interval či životnost systému, platí [3]: () je intenzita poruch, je střední doba do poruchy. C 0, (2) B 0 C je počet cyklů, B 0 je střední počet cyklů až do doby, kdy 0 % součástí selže. S D (3) S je intenzita bezpečných poruch, D je intenzita nebezpečných poruch. PFH D h (4) D PFH D je pravděpodobnost nebezpečné poruchy za hodinu, h je hodina.

Výše uvedené vzorce vychází z předpokladu, že porucha součástí má exponenciální rozdělení (u elektromechanických a pneumatických součástí Weibullovo rozdělení) a doba provozu součástí je omezena na dobu, kdy lze intenzitu poruch konstantní. 2) Výpočet nebo hodnocení hodnot střední doby do nebezpečné poruchy součásti V příloze C normy ČSN EN ISO 3849- je uvedeno několik metod pro výpočet nebo hodnocení střední doby do nebezpečné poruchy d. U součástí vyrobených v souladu s dobrou technickou praxí umožňuje norma odhadnout d a B 0d ze standardizované tabulky [4]. U pneumatických, mechanických a elektromechanických součástí (relé, stykače, polohové spínače ) umožňuje norma vypočítat d ze středního počtu cyklů až do doby, kdy 0 % součástí nebezpečně selže (B 0d ). Pro exponenciální rozdělení platí níže uvedené vztahy. Doba provozu součásti je omezena na střední dobu 0d, do které 0% součástí nebezpečně selže: B 0d 0d (5) nop B 0d je střední počet cyklů až do doby, kdy 0 % součástí nebezpečně selže, n op je počet cyklů za rok. Pro distribuční funkci exponenciálního rozdělení platí: x F( x) e pro x 0 (6) Dosadíme-li za x dobu životnosti součásti, tj. dobu, do které 0 % součástí nebezpečně selže ( 0d ), můžeme napsat: F( e e d 0d 0d ln(0,9) 0,054 d 0, d ) e d 0d d 0d 0d 0, 0,9 ln(0,9) 0d d 0d 0% 0d (7)

Po dosazení vzorců (5) a (7) do vzorce () můžeme psát: 0, d (8) d 0d d d B 0, 0, n 0d 0d (9) op Počet cyklů za rok můžeme vypočítat pomocí následujícího vztahu: n op dop hop K (0) t cyklu d op je střední doba provozu ve dnech za rok, h op je střední doba provozu v hodinách za rok, K je počet sekund za hodinu; K = 3600 s.h -, t cyklu je střední doba mezi začátkem dvou po sobě jdoucích cyklů 3) Odhad hodnoty střední doby do nebezpečné poruchy pro každý kanál Pro odhad střední doby do nebezpečné poruchy každého kanálu ovládacího nebo řídicího systému umožňuje norma použít tzv. metodu součtu částí, která má následující obecný vzorec: N d i di j N n j dj () di, dj je d každé součásti bezpečnostní části ovládacího nebo řídícího systému. Pokud má bezpečnostní část ovládacího nebo řídícího systému dva různé kanály s různou hodnotou d, můžeme buď vzít v úvahu horší hodnotu d, nebo výslednou hodnotu d vypočítat dle následujícího vztahu: 2 d dc dc2 (2) 3 dc dc2 dc a dc2 jsou hodnoty d pro dva různé redundantní kanály bezpečnostní části ovládacího nebo řídicího systému.

Rozsah hodnot d je u každého kanálu omezen intervalem <3 roky; 00 let>. o je dáno jednak předpokladem, že není společensky přijatelné, aby na jedné straně během jednoho roku nebezpečně selhalo 30 % všech ovládacích systémů u strojních zařízení a na druhé straně aby byla vysoká rizika spojená s provozem strojních zařízení řešena pouze spolehlivostí použitých komponent (tato je potřeba řešit rovněž zálohováním a zkoušením). Jednotlivé součásti mohou mít d > 00 let. 4) Zvolením hodnoty 0 roků Pokud nejsou k dispozici žádné relevantní údaje umožňující výpočet střední doby do nebezpečné poruchy použité součásti, umožňuje norma zvolit hodnotu 0 roků, což je považováno za horní hranici krátké doby do poruchy součásti. Určení středního diagnostického pokrytí DC avg Diagnostické pokrytí DC (diagnostic coverage) reprezentuje míru účinnosti diagnostiky správné realizace bezpečnostní funkce. Můžeme ji definovat jako podíl intenzity detekovaných nebezpečných poruch a intenzity všech nebezpečných poruch. Norma ČSN EN ISO 3849- nabízí pro odhad diagnostického pokrytí standardizovanou tabulku, která uvádí příklady realizací různých způsobů monitoringu a diagnostiky a přiřazuje k nim příslušnou procentuální míru diagnostického pokrytí. Jednotlivé kanály bezpečnostních částí ovládacích a řídicích systémů mohou používat pro detekci závad kombinaci několika opatření s různou hodnotou diagnostického pokrytí. Pro tento případ je tedy potřeba určit tzv. průměrné diagnostické pokrytí DC avg pomocí následujícího vzorce: DC avg DC d d 2 dn (3) d DC2 d 2 DCN dn Do výše uvedeného vzorce (3) se zahrnou všechny komponenty bezpečnostní části ovládacího nebo řídicího systému, a to i ty, které nemají žádné diagnostické pokrytí (DC = 0 %). Součásti bez diagnostického pokrytí ovlivňují jmenovatel vzorce (3). Odhady pro poruchy se společnou příčinou CCF Porucha se společnou příčinou CCF (Common-Cause Failure) se vyskytne v případě, že v důsledku jedné příčiny (např. přepětí v síti) vznikne naráz více nebezpečných poruch u různých součástí. V příloze F normy ČSN EN ISO 3849- je uvedena kvalitativní metoda, která na základě splnění vybraných zásad konstrukce bezpečnostní části ovládacího nebo řídicího systému přidělí příslušný počet bodů. Body se za jednotlivá splněná kritéria sčítají a při dosažení limitní hodnoty 65 jsou splněny požadavky pro kategorie 2, 3, a 4 bezpečnostních funkcí.

V praxi může být nezbytné pro dosažení snížení rizik použít jednu nebo několik bezpečnostních funkcí. Požadovanou bezpečnostní kategorii nám většinou uvádějí harmonizované normy typu C, které se týkají konkrétních strojů. V rámci zajišťování bezpečnosti výrobních strojů potom stačí dbát na odpovídající strukturu, konstrukci a úroveň vlastností bezpečnostní části ovládacího systému. Odolnost proti systematické poruše Norma ČSN EN ISO 3849- vyžaduje rovněž odolnost bezpečnostních částí systémů vůči systematické poruše. Podrobný seznam opatření proti systematické poruše je uveden v ČSN EN ISO 3849-2 [5]. ato opatření je potřeba použít při konstrukci bezpečnostních částí ovládacích a řídicích systémů jako základní a osvědčené bezpečnostní zásady. V příloze G normy ČSN EN ISO 3849- jsou rovněž uvedena opatření k regulaci systematických poruch. Použitá literatura [] BLECHA, P. Management technických rizik u výrobních strojů: habilitation thesis. Brno: VU v Brně, 2009. [2] MAREK, J. a kol.: Konstrukce CNC strojů, 3. rozšířené vydání MM Průmyslové spektrum, září 204 [3] ČSN EN 6206 + změna A. Bezpečnost strojních zařízení - Funkční bezpečnost elektrických, elektronických a programovatelných elektronických řídicích systémů souvisejících s bezpečností. Praha: Český normalizační institut, 203. 92 s. [4] ČSN EN ISO 3849-. Bezpečnost strojních zařízení Bezpečnostní části ovládacích systémů Část : Všeobecné zásady pro konstrukci. Praha: Český normalizační institut, 2008. 84 s. [5] ČSN EN ISO 3849-2. Bezpečnost strojních zařízení - Bezpečnostní části ovládacích systémů - Část 2: Ověřování platnosti. Praha: Český normalizační institut, 203. 52 s.