Новости приводной техники
и промышленной автоматизации
Всероссийский инженерный портал

SMC Corporation: соответствие ISO 13849 от момента проектирования компонентов систем управления, связанных с безопасностью

Стремительное развитие производства и технологий делает всё более значимой задачу обеспечения безопасности инженерных решений.

Аварии на производстве дорого обходятся производителю – это и убытки от остановки производства, и дополнительные затраты  на компенсации за повреждения, дополнительные страховые выплаты, на расследование причин аварии и переобучение персонала по технике безопасности.

В декабре 2011 года международной организацией по стандартизации (ISO) был принят стандарт 13849 «Безопасность оборудования. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С БЕЗОПАСНОСТЬЮ», вскоре включенный в систему стандартов большинства стран. В России – как межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 13849-1.

ISO 13849-1 регламентирует требования безопасности и является руководством по принципам проектирования и интеграции элементов систем управления.

Стандарт применяется к компонентам всех устройств систем управления, связанным с безопасностью независимо от используемых технологий и видов энергии  (механическим,  пневматическим,  гидравлическим и электрическим).

Соответствующие стандарту конструкции  и схемотехника элементов, связанных с безопасностью систем управления машин (используемая в  стандарте аббревиатура для таких элементов - SPP/CS) должны обеспечивать защиту персонала с обоснованным уровнем рисков.

Заказчики, разработчики и производители оборудования обязаны оценивать способность элементов безопасности (SPP/CS) выполнять свои функции в ожидаемых аварийных ситуациях. Вероятность опасного отказа (невыполнения функции безопасности во время отказа оборудования) зависит от нескольких факторов, включая структуру технических средств и программного обеспечения, диапазон механизмов обнаружения неисправности (диагностический охват - DC), надежность компонентов (среднее время наработки на опасный отказ - MTTFd, отказ по общей причине - CCF), процесс конструирования, условия окружающей среды и производственные процессы.

В соответствии с ISO 13849-1 способность элементов систем обеспечить безопасность при отказе оборудования, имеет дискретную меру - один из пяти уровней эффективности защиты (PL): a, b, с, d, e. Физическим смыслом этих уровней эффективности является вероятность опасного отказа в час.

Стандарт  ISO 13849-1 предоставляет единую методику определения достигнутого уровня  эффективности защиты (PL). Методика основана на анализе структур в соответствии с критериями конструирования и особенностями поведения оборудования в условиях сбоя. Критерии – это один из пяти уровней, называемых Категориями: В, 1, 2, 3 и 4.

В результате, в соответствии с ISO 13849-1, уровень эффективности защиты PL определяется комбинацией факторов:

  • категории В, 1, 2, 3, 4
  • среднего времени наработки на опасный отказ (высокого, среднего, низкого) – MTTFd
  • среднего диагностического охвата (высокого, среднего, низкого, отсутствующего) – DСavg
  • количественной оценкой (от 0 до 100) мер по предотвращению независимых отказов по общим причинам – CCF.

Соответствие ISO 13849-1 позволяет заказчикам, разработчикам и производителям оборудования находится в единой системе координат, не прибегая к излишней детализации в выборе и описании процессов и структур.

При этом вопрос о выборе поставщика компонентов систем обеспечения безопасности остаётся одним из самых важных. И в решении этого вопроса можно безоговорочно рассчитывать на поддержку SMC Corporation. Мировой лидер промышленной автоматизации, японская корпорация SMC, имеет многолетний опыт тесного сотрудничества с ведущими производителями оборудования и основными разработчиками современных мировых стандартов безопасности. Полученный опыт реализован в широком спектре продукции для обеспечения промышленной безопасности.

Чем выше категория элемента системы управления, связанного с безопасностью, тем выше требования по использованию успешно испытанных компонентов и хорошо проверенных принципов безопасности.Для категорий 3 или 4 добавляются обязательные требования по резервированию и диагностике.SMC Corporation поставляет широкий спектр компонентов, используемых для создания систем обеспечения безопасности, и осуществляет техническую поддержку на протяжении всего жизненного цикла этих систем.

При этом, в соответствии с европейской рекомендацией, SMC не рассматривает операционные устройства, как элементы систем обеспечения безопасности, но всегда индексирует компоненты, обладающие защитными, аварийными или предохранительными функциями в соответствии с  ISO 13849-1. Также SMC Corporation предоставляет партнерам данные о среднем времени наработки компонента на опасный отказ (MTTFd) или о количестве циклов наработки до наступления опасного отказа для 10% компонентов  (В10).

Ярким примером могут служить поставляемые SMC Corporation распределители для систем обеспечения безопасности, соответствующие категориям 2, 3 и 4 с уровнями эффективности защиты не ниже – “c”

Рис. 1. Схема технологической линии с элементами, связанными с безопасностью системы управления

Рис. 1. Схема технологической линии с элементами, связанными с безопасностью системы управления

На рисунке 1 изображена технологическая линия, включающая в себя, в том числе, и устройства электропневмоавтоматики, обеспечивающие ее безопасное функционирование.


Рассмотрим подробнее ситуации, соответствующие примерам 1 и 2.  На них демонстрируется работа сертифицированных по ISO 13849-1 распределителей SMC, в том числе и для управления приводами прессового оборудования.

В случае несанкционированного открытия предохранительной решетки (на рис. 2 отмечено красным) пропадает питание на катушках пневмораспределителей и сжатый воздух сбрасывается из защищаемой пневмосистемы. При этом, как следует из схемы, обеспечивается двукратное резервирование. Преимуществом при использовании подобных схем с оборудованием SMC Corporation является то, что в отличие от периодических проверок концевых выключателей решетки, глушителей и т.п. сами распределители можно не проверять, т.к. они уже сертифицированы по ISO 13849-1.

Рис.2. Безопасный сброс давления и защита от несанкционированного воздействия

В дополнение к рассмотренному выше случаю рассмотрим более сложную ситуацию (рис. 3), когда технологическая линия требует периодических эксплуатационных проверок при пониженном давлении, а, следовательно, и при меньших скоростях перемещения исполнительных органов. В этом случае понижение давления производится с помощью электропневматического регулятора, а диагностика осуществляется двумя датчиками давления, аналоговые выходные сигналы которых поступают в ПЛК системы управления. В случае превышения безопасного уровня давления по показаниям хотя бы одного датчика сбрасывается питание с электромагнитов распределителей и осуществляется аварийное истечение воздуха из защищаемой пневмосистемы.

Рис. 3. Понижение давления и защита от несанкционированного воздействия

Более подробную информацию о технических характеристиках пневмораспределителей SMC по ISO 13849-1 и пневмокомпонентов, обозначенных на рис.1  можно найти на www.smc.eu . Все предлагаемые продукты совместимы друг с другом, и построенная на их основе полнофункциональная система безопасности соответствует ISO 13849-1.

Гарантируемым результатом применения компонентов SMC Corporation станет не только максимальная эффективность работы оборудования и возмещение затраченных средств за счет улучшения производства, но и доверие персонала, уверенного в бескомпромиссности своего работодателя в вопросах обеспечения безопасности условий труда.

Таблица 1.  Пневмораспределители SMC с датчиками конечных положений, используемые в системах управления, соответствующие ISO 13849-1

Категория Модель Характеристики
Категория 2

Распределители со сбросом остаточного давления

VP542-□-X536

VP742-□-X536
Детектирование положения клапана под напряжением и без напряжения
Категория 3,4

Сдвоенные распределители с датчиками конечных положений

VP544-□-X538

VP744-□-X538

Клапан сброса остаточного давления с функцией плавного запуска

VP544-□-X538

Сдвоенный распределитель со сбросом остаточного давления VG342-□-X87

Детектирование положения клапана под напряжением и без напряжения

 

Двукратное резервирование

Теги

Комментарии
Пока еще нет ни одного комментария. Ваш может быть первым!
Добавить комментарий