E-learning anyag fejlesztése gépipari biztonság témában

Átírás

1 MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Automatizálási és Infokommunikációs Intézeti Tanszék Ipari automatizálás és kommunikáció szakirány E-learning anyag fejlesztése gépipari biztonság témában Szakdolgozat Bocz Árpád GLC24C Miskolc,

2 Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Villamosmérnöki Intézet Automatizálási és Infokommunikációs Intézeti Tanszék 3515 Miskolc-Egyetemváros Tervezési feladat Bocz Árpád Neptun kód: GLC24C BSc Villamosmérnöki alapszak, Ipari automatizálás és kommunikáció szakirány GEVAU521B, Szakdolgozat készítés A tervezés tárgyköre: A feladat címe: E-learning anyag fejlesztése gépipari biztonság témában A feladat részletezése (4-5 pontban): -Ismerje meg és mutassa be a gépipari biztonság területén alkalmazandó szabványokat! -Térjen ki a es szabványra és alkalmazására! -Térjen ki a es szabványra és alkalmazására! -Készítsen e-learning anyagot a területhez! Tervezésvezető(k): Dr. Trohák Attila Konzulens(ek): Dr. Trohák Attila Miskolc, 20 Tervezésvezető 2

3 Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Villamosmérnöki Intézet Automatizálási és Infokommunikációs Intézet 3515 Miskolc-Egyetemváros Konzultációs lap Bocz Árpád Neptun kód: GLC24C Villamosmérnöki Szak GEVAU521B, Szakdolgozat készítés A feladat címe: E-learning anyag fejlesztése gépipari biztonság témában Tervezésvezető(k): Dr. Trohák Attila Konzulens(ek): Konzultációs időpontok: (1) (2) (3) (4) Tervezésvezető 3

4 Eredetiségi nyilatkozat Alulírott Bocz Árpád (neptun kód: GLC24C) a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős Villamosmérnök szakos hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy az E-learning anyag fejlesztése gépipari biztonság témában című komplex feladatom/ szakdolgozatom/ diplomamunkám saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályi szerint történt. Tudomásul veszem, hogy plágiumnak számít: - szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; - tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; - más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése. Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén a szakdolgozat visszavonásra kerül. Miskolc,. 4

5 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés A szabványosítás és a szabványok Szabványosítás kialakulása Nemzeti szabványosítás Nemzetközi szabványosítás Regionális szabványosítás Az Új Megközelítésű Irányelvek Gépgyártási irányelv, gépek biztonsága CE-jelölés EN-szabványok a gépek biztonságáról Harmonizált szabványok EN-szabványfelosztás EN ISO szabvány Géptervezés során szem előtt tartandó veszélyek Kockázatcsökkentési stratégia Gép határainak rögzítése Veszélyazonosítás Kockázatbecslés Dokumentálás Az EN és EN ISO szabványok EN ISO biztonsági szabvány Felhasznált elemek megbízhatósága (MTTFd) Diagnosztikai fedési fok (DC) Közös okok következtében jelentkező kiesések (CCF) AZ EN ISO szabvány alkalmazása IEC/EN biztonsági szabvány SIL paraméterek IEC/EN alkalmazása Az EN ISO és az IEC/ISO szabványok összegzése Összefoglaló Summary

6 1. Bevezetés Mérnöki szempontból nézve, egy berendezés vagy gép tervezése során, vagy a megvalósításánál, illetve használata közben elsődleges helyre kerül az élőlények és anyagi javak védelme. A gépipari biztonság irányelvei kijelölik az alapvető biztonsági és elemi egészségügyi követelményeket. A szabványrendszer állandóan bővül és a szükséges átdolgozások is folyamatosak a gépbiztonságra vonatkozóan. Gyakorlati szempontból a szabványrendszerben megfogalmazott követelményekkel tisztában kell lenni. A szakdolgozatban bemutatásra kerülnek a gépipari biztonság területén alkalmazott szabványok, kitérve az EN ISO es szabványra, valamint az IEC/EN es szabványra. A biztonsági vezérlésekhez kötődő szabványokat nem csak a villamosmérnököknek, hanem minden mérnöki ágazatban foglalkozó embernek előnyös ismerni. A gépipari biztonsági, vagy más néven gépbiztonsági szabványokról gyűjtött ismeretek segítségével, e-learning tananyag fejlesztését tűztem ki célul, ezzel is elősegítve a szabványokban való eligazodást. A tartalma nem a szabványok általános ismertetéséről szól, hanem azok alkalmazásáról és gyakorlati hasznáról. A berendezésektől az elemi részeikig a biztonságos megtervezést és fejlesztést segítik elő ezek a nemzetközi szabványok, így a megértésük és elsajátításuk minden mérnök számára hasznos. 1

7 2. A szabványosítás és a szabványok 2.1. Szabványosítás kialakulása A kereskedelemben, a termelésben és az emberek közötti kommunikációban, az egyik legszámottevőbb sajátossága az átláthatóságra, egységesítésre való törekvés. Törekszünk és törekednünk kell a kommunikáció zökkenőmentes lebonyolítására, az érthetőséget szem előtt tartva. A jól bevált, gyakran használt meghatározások, elnevezések egységbe foglalása segítette a mértékegységek kialakulását is. Az ókortól kezdve felhozhatunk példákat a szabványosításra. A láb, arasz és egyéb emberi testhez mért egységek azonban eltérők voltak tájanként, így nem lehetett megfelelően alkalmazni azokat. Az első szabványokat a technika és az ipar ugrásszerű fejlődése hozta magával a XIX. századi Angliában. A megoldáskeresés, vagyis az egységesítés hatására alakult meg az első nemzeti szabványügyi szervezet a szigetországban. A szabványosítás nemzetközi szervezetei közül először a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) alakult meg 1906-ban, majd ezt követően 1926-ban a nemzetek szabványügyi intézményeinek nemzetközi szövetsége, az ISA. A második világháború után az ISA megszűnt és 1947-ben megalakult a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO). [1] Később regionális szabványügyi szervezetek is létrejöttek. Európában 1973-ban az Európai Elektrotechnikai Szabványügyi bizottság (CENELEC) 1975-ben az Európai Szabványügyi Bizottság (CEN) és 1988-ban az Európai Távközlési Szabványügyi Intézet (ETSI). A szabványosítás rendszere kis idő alatt az egész világon megjelent, amit a mai napig is folyamatosan bővítnek és fejlesztenek. A kereskedelem műszaki akadályainak megoldása a szabványrendszerek elsődleges célja, melyet a szabályok és szabályrendszerek segítségével akar elérni. 2

8 2.2 Nemzeti szabványosítás Magyarországon 1868-tól megjelentek a szabványok. Ybl Miklós vezetésével a Magyar Mérnök- és Építészegylet megkezdte az építőanyagok szabványosítását. Ennek hatására vált egyre világosabbá, hogy szükséges a szabványosítás intézményes rendszere. A Magyar Ipari Szabványosító Bizottság 1921-ben alakult meg. Alelnöke Kandó Kálmán volt. Az 1933-ban létrejövő Magyar Szabványügyi Intézet, mely 1941-től Magyar Szabványügyi Intézet Egyesülete néven működött az iparügyi miniszter keze alatt, melyet később beszüntettek 1948-ban. A Magyar szabványügyi Intézet államosításával az állam kezébe került a szabványosítás ben alakult meg a Magyar Szabványügyi Hivatal. A szabványosítás átalakításának lezárásával az államigazgatás szerves részét képezte a hivatal. Országos és ágazati szinteken működött a szabványosítás 1995-ig. Magyarországon a szabványosítás rendszerét átformálta a nemzeti szabványosításról kiadott évi XXVIII. törvény. A szabványosítás ismét nem állami feladattá vált, így elmondható, hogy visszatért régi alapelveihez. Az európai unióhoz tartozás feltételei közé tartozott eme átalakulás. Innentől kezdve beszélhetünk a mai Magyar Szabványügyi Testületről (MSZT). 1. ábra között a nemzeti szabványosítás jellege Magyarországon 3

9 A Magyar Köztársaság nemzeti szabványügyi szervezete a Magyar Szabványügyi Testület (MSZT), amely köztestületként működik. Az MSZT tagja lehet bármely jogi személy, továbbá jogi személyiséggel nem rendelkező gazdasági szervezetek, akik az alapszabályt elfogadják. A szabványosítás céljait az évi XXVIII. törvény határozza meg. A törvény szerint a nemzeti szabványosítással elő kell segíteni: Az általános és ismételten alkalmazható eljárások, műszaki megoldások közrebocsátásával a termelés korszerűsítését, a szolgáltatások színvonalának javítását, A nemzetgazdasági igények érvényesítését a nemzetközi és az európai szabványosítási tevékenységben, A kereskedelem műszaki akadályainak elhárítását, A műszaki fejlesztés eredményeinek széleskörű bevezetését, Az élet, az egészség, a környezet, a vagyon, a fogyasztói érdekek védelmét és a biztonságot, A megfelelőség tanúsítás követelményrendszerének kialakítását, A hazai termékek és szolgáltatások nemzetközi elismertetését. [2] Az Magyar Szabványügyi Testület tagjai közmegegyezés által adják ki a nemzeti és honosítva a nemzetközi szabványokat, valamint hazánk képviseletében jeleskedik a nemzetközi szervezeteknél. A Szabványügyi Közleményekben taglalják az új bevezetett és a már megszüntetett szabványokat, tájékoztatással szolgálnak a készülő vagy bevezetendő szabványokról és a már meglévő szabványok módosításáról. A szabványok alkalmazása nem kötelező, nem véletlen található meg, kivétel nélkül minden szabvány első oldalán a lent említett figyelmeztetés: " E nemzeti szabványt a Magyar Szabványügyi Testület a nemzeti szabványosításról szóló évi XXVIII. törvény alapján teszi közzé. A szabvány alkalmazása a törvény alapján önkéntes, kivéve, ha jogszabály kötelezően alkalmazandónak nyilvánítja." A szabvány elismert szervezet által alkotott vagy jóváhagyott, közmegegyezéssel elfogadott olyan műszaki (technikai) dokumentum, amely tevékenységre vagy azok eredményére vonatkozik, és olyan általános és ismételten alkalmazható szabályokat, útmutatókat vagy jellemzőket tartalmaz, amelyek alkalmazásával a rendező hatás az adott feltételek között a legkedvezőbb. [3] 4

10 Ha megvizsgálunk egy szabványt, például: MSZ :1987 Fizikai mennyiségek neve és jele. Általános előírások. Az MSZ a nemzeti jel, 4900 a megkülönböztető sorszáma a szabványnak, melyhez kötőjellel csatolt szám a szabványon belül lévő szabvány jele. A végén a szabvány kibocsájtásának évét látjuk. 2. ábra Szabványok kapcsolata Van olyan eset, amikor egy magyar és egy nemzetközi szabvány megegyezik, ilyenkor a nemzetközi szabvány betűjelének is szerepelnie kell a szabványban. ISO EN MSZ EN MSZ ISO MSZ IEC MSZ EN ISO 1. táblázat Szabványjelek Nemzetközi szabvány Európai szabvány Európai Uniós szabvány honosítása Nemzetközi szabvány honosítása Nemzetközi szabvány honosítása Olyan nemzetközi szabvány, amit az unió is elfogadott 5

11 2. táblázat Fontosabb nemzetközi szabványjelek Jelölés Állam Jelölés Állam ASA USA ANSI USA API, SAE USA (olajok) ASTM USA (anyagvizsgálat) BS Nagy Britannia DIN Németország NF Franciaország UNI Olaszország JIS Japán ÖNORM Ausztria 2.3 Nemzetközi szabványosítás Mint már említve volt, a szabványosítás az ipari forradalom hatására nőtte ki magát, amikor a termelés meghaladta az üzemek, valamint az országok határait. Az egységesítésre mindenképp szükség volt a termelés, a munkamegosztás és a nemzetközi kereskedelem összehangolása érdekében. Sajnos mai napig van példa a nem összhangban lévő nemzeti szabványok által okozott gazdasági vagy kereskedelmi hátrányra. Magyarországon a záhonyi vasútátkelőnél átrakó állomás működik a sínek nyomtávolságának különbsége miatt. Az Amerikai Egyesült államokban 110 volto hálózatot használnak, Európában 230 voltos a hálózati feszültség. Angliában és Ausztráliában mai napig bal oldali a közlekedés. A hátrányok, melyek az egységesítés hiányából fakadtak hívta életre az Nemzetközi Elektronikai Bizottságot (IEC International Elektrotechnika Commission) 1906-ban, 13 ország közreműködésével. Az első nemzetközi szabványügyi szervezet 1926-ban alakult ISA néven, mai neve ISO (International Organization for Standardization). Számos szabványügyi szervezet tagjaként jelen van. Az IEC társult az ISO-hoz, mégis megtartotta független mivoltát az elektronikai szintéren. Az ISO tevékenységét az egyes nemzeti szervezetekkel kiegészülve a Technikai Bizottságokban (TC) végzik, ahol nemzetközi szabványok csak 75%-os egyetértés esetén kerülnek elfogadásra. A nemzetközi szabványok alkalmazása az egyes tagországokban nem kötelező! A nemzeti szabványosítási szervezetek a nemzeti szabványokat honosítják (MSZ ISO), és akkor már kötelezővé tehető a használata, illetve mellette más nemzeti szabványt az adott országban nem használnak. [4] 6

12 2.4 Regionális szabványosítás Európában a regionális szabványosítás két független gazdasági és politikai szerveződésben, az Európai Gazdasági Közösség és Közös Piac tagországaiban és a KGST-ben alakult meg. A KGST már nem létezik. Európában több szabványosítási szervezet található. Az Európai Szabványügyi Bizottság (CEN Comité Européen de Normalisation). Egy nonprofit civilszervezet, amely magánkezdeményezés alapján jött létre. Tevékenységei közé tartozik az európai normák és szabványok terjesztése, hogy segítsék magánszemélyeket és vállalatokat. 13 alapító állam által alakult meg 1961-ben. Az egységes szabványok honosításával egy erős belső piac megteremtését tűzték ki célul. A szervezet közreműködik a szabadkereskedelem akadályainak lebontásában, a munkabiztonsági előírások terjesztésében környezetvédelemben és propagálja a nemzeti hálózatok (pl vasút) egymás közötti átjárhatóságát. [5] A CEN tagállamai közé tartozik az Európai Unió, EFTA és Európához tartozó gazdasági térségek. A CENELEC (Comité Européen de Normalisation Électrotechnique) bocsájtja ki az EN jelzéssel ellátott villamos iparban használatos szabványokat. Az ETSI (European Telecommunications Standards Institute) pedig a távközlési szabványokat adja ki ETS jelzéssel. Európában a szabványosításhoz tartozó főbb alapelvek: Nyitottság, illetve áttekinthetőség Az összes érdekelt tag részt vehet a munkában Közmegegyezés Nemzeti elkötelezettség Fontosabb feladatai közé vehetőek az európai szabványosításnak: A kereskedelem műszaki akadályainak leküzdése A termékek rendeltetésszerű alkalmazhatóságának növelése A piaci áttekinthetőség elérése A gyártók költségének redukálása A tagországok egységes szabványrendszerének megalkotása A nemzetközi, ISO szabványosítás és Európában való bevezetése Új európai, EN szabványok kidolgozása Harmonizált szabványok kidolgozása, elfogadása A szabványok megfelelőségét elősegítő eljárások megalkotása 7

13 2.5 Az Új Megközelítésű Irányelvek Az Egységes Európai Okmány (Single European Act) az 1957-es Római Szerződés első fontos átdolgozását jelentette. Az Okmány az Európai Közösség számára célként állapította meg az egységes piac bevezetését december 31-ig, valamint törvénybe iktatta az Európai Politikai Együttműködést, a Közös Kül- és Biztonságpolitika előfutárát. Az Egységes Európai Okmányt kilenc tagállam február 17-én, Luxemburgban írta alá, majd őket követte Dánia, Olaszország és Görögország február 28-án Hágában. Az Okmány július 1-jén lépett hatályba, a Delorsbizottság működése idején. [6] Ez az okmány hívta életre és tette szükségessé az Új Megközelítésű Irányelveket (New Approach Directives) kidolgozását. A 100-as cikkely az 1979-es értekezleten felszólította az államokat arra, hogy próbálják a szerződésben foglalt cikkelyeket nagyobb eredménnyel és többször alkalmazni. 300 új jogszabályt kellene közösségi szinten megalkotni és összehangolni. A 100/A cikkely megfogalmazza, hogy a termékek műszaki jellemzőit szabványok segítségével határozzák meg. Itt főleg az EN szabványokra kell hivatkozni, de ha nem elég akkor, a nemzeti szabványok, mint átmeneti intézkedések lépnek elő. Az Új Megközelítésű Irányelvek alapelvei: Az új megközelítés a biztonságra vonatkozó legfontosabb követelmények harmonizálására fekteti a hangsúlyt, a kisebb részleteket nem akarja leszabályozni. Az európai piacra kikerülő termékek a közös követelményeknek eleget kell, hogy tegyenek. A technológia jelen állását szem előtt tartva, a lényeges követelmények megfelelésére szolgálnak a műszaki specifikációk, melyek összetartoznak a szabványosítással. A szabványok megőrzik nem kötelező státuszukat. Az olyan termékek, melyek a szabványban lefektetett követelményeket kielégítik, feltételezhető, hogy az irányelvek lényeges követelményeinek megfelelnek. A megfelelő tanúsító eljárás igazolásával, eme termékek forgalomba kerülhetnek. Olyan esetben, ha a gyártó terméke nem felel meg a szabványoknak, amire meg van a lehetőség, vagy olyan terméket hoz ki, melyre nincs szabvány, akkor a gyártónak kell bebizonyítani, hogy az adott terméke, a rá vonatkozó irányelvek lényeges 8

14 követelményeit kielégíti, így a szabványok által kifejezett műszaki megoldások, mint már említve volt, csak ajánlások. Az alapvető követelmények definiálása és direktívába foglalása, mint pl. az élet-és egészségvédelemi, biztonságtechnikai követelmények, melyeknek meg kell felelnie az európai piacra kerülő termékeknek. Ilyen direktíva a Gépdirektíva, EMC direktíva, Kisfeszültségű direktíva. [7] 9

15 3. Gépgyártási irányelv, gépek biztonsága A gépek kezelése során bekövetkező balesetek számának csökkentése a fő célja, a gépgyártási irányelvnek. A biztonsági szempontok, mind a gépek tervezése és gyártása során, ezen irányelvnek a követelményét képzi. A gépipari területre vonatkozó irányelvek, az EK-direktívák. A gépgyártási irányelv előírja a műszaki dokumentációt, melynek segítségével meg kell tudni állapítani, hogy a gép és a gépgyártási irányelvek összhangban vannak-e. Minden előírás betartása és a műszaki dokumentumok előállítása, természetesen a gyártót vagy a gyártó meghatalmazottját terheli. A gépgyártási irányelv főbb tartalmi összetevői: A gépgyártási irányelv felhasználási területének leírása Elhatárolás a többi európai irányelvtől A teljes és a nem teljes gépek meghatározása A teljes és a nem teljes gépekkel szembeni követelmények Követelmények és intézkedések a gépek forgalomba hozatalával és üzembe helyezésével kapcsolatban A harmonizált szabványok jelentősége Eljárások a gépek megfelelőségének kiértékeléséhez Eljárások a nem teljes gépekkel kapcsolatban CE-jelölés Alapvető biztonsági és egészségvédelmi követelmények a gépek tervezéséhez és gyártásához Eljárásmód a gépek kockázatainak megítéléséhez A szükséges műszaki dokumentáció [8] 3.1 CE-jelölés Általánosságban egy jelzés a fogyasztóknak, miszerint a termék megfelel az összes uniós előírásnak. Leggyakrabban a boltok polcain sorakozó termékeken figyelhetjük meg a CE-jelölést. Az Európai Bizottság szlogenje A CE-jelöléssel kitárul az európai piac!. A jelölés a fogyasztók figyelmét hivatott felhívni, hogy az Unió teljes területén forgalmazható és értékesíthető az adott áru. Amennyiben ez a jelölés feltüntetésre kerül, a gyártó kijelenti saját felelősségére, hogy jogilag minden előírásnak eleget tett, mind egészségügyileg, mind biztonsági és környezetvédelmi szempontok szerint. 10

16 A CE-jelölés nem azt tanúsítja, hogy a termék az Európai Gazdasági Térségben készült, hanem csak azt, hogy a terméket a forgalomba hozatal előtt megvizsgálták, és megfelel a jogszabályi előírásoknak (például elér egy harmonizált biztonsági szintet). Azt jelenti tehát, hogy a gyártó meggyőződött arról, hogy a termék megfelel a rá érvényes irányelv vagy irányelvek által előírt valamennyi lényeges vonatkozó követelménynek (pl. egészségügyi és biztonsági előírások), vagy megvizsgáltatta a terméket egy bejelentett megfelelőségértékelő szervezettel. [9] Az Európai Unióban 23 különböző termékkategóriában értékesített terméken kötelező feltüntetni a CE-jelölést, mint például a lifteken, egyéni védőeszközökön, gépeken, elektromos fogyasztási cikkeken és játékszereken. Gépbiztonság vagy gépipari biztonság szempontjából egy berendezés használhatóságát, valamint üzembe helyezhetőségét és áthelyezhetőségét a tagállamoknak biztosítani kell a lentebb felsorolt feltételek teljesítése mellett: Az önálló berendezés, gép, gépsor vagy cserealkatrész EC megfelelőségi nyilatkozattal rendelkezik és CE-jelöléssel. EK megfelelőségi nyilatkozattal kell rendelkezni a biztonsági elemeknek. (Ennél a termékcsoportnál a CE-jelölés nem alkalmazott.) Önálló működésre nem alkalmazható, egy berendezés részeként használatra tervezett gép esetén gyártói nyilatkozat szükséges. (Ezeken a gépeken sem található CE-jelölés.) EC nyilatkozatnak ki kell elégíteni más direktívák előírásait is, mint például a kisfeszültségű berendezések LVD direktívája vagy az elektromágneses összeférhetőség EMC direktívája. 3.2 EN-szabványok a gépek biztonságáról A gépekre vonatkozó direktívában a gép kategória nagyon tágan értelmezett, ennek megfelelően a direktíva érvényességi köre is igen átfogó. A gépekre vonatkozó direktívában fel vannak sorolva ugyanakkor olyan berendezések és más technikai eszközök (például a felvonók, drótkötélpályák és közúti járművek), amelyek nem tartoznak a hatálya alá, mivel más közösségi irányelvek vagy rendelkezések foglalkoznak velük. A Gépekre vonatkozó irányelvek alapján a gépek termékcsoportjába tartozik szinte az összes álló, mozgatható, kézi vagy kézzel vezérelt berendezés, amely alapanyagok vagy általában tárgyak feldolgozására, kezelésére, csomagolására vagy mozgatására szolgál. [10] 11

17 Az alapvető biztonsági és egészségügyi követelmények kötelező érvényűek, melyeket a direktíva kifejez. A tökéletességre törekvés gyakran az előírások rovására megy. Ezen esetekben a tervezés és kivitelezés a legpontosabb módon kell, hogy megközelítse a berendezést. 3.3 Harmonizált szabványok A harmonizált szabványok régi értelmezésben egy-egy tárgytípusra vonatkozó, a szabványosító szervezetek által jóváhagyott szabványt jelentették. A szolgáltatások, termékek vagy eljárások csereszabatosságának, szabványok által minősített vizsgálatok eredményeinek, illetve az információ kölcsönösségének összhangja a harmonizált szabvány. Új értelmezésben véve a harmonizált szabványok, az EU azon termékszabványai, amelyek az új direktívákban megjelenő lényeges követelmények megvalósulását szolgálják. Az új megközelítéssel összhangban állnak, harmonizálnak a szabványok. Az európai irányelvek (direktívák) kötelezőek, mert jogszabályok, és a nemzetek kötelesek jogszabályként bevezetni, és az ezeknek ellentmondó jogszabályaikat visszavonni. Ez az Európai Közösségek tagjaira és tagjelöltjeire. Harmonizált európai szabvány csak termékszabvány [a termékre követelményeket (is) tartalmazó szabvány] lehet, de nem minden európai termékszabvány harmonizált, mert vannak olyan termékek is, amelyek szabványa nem kell, hogy az új megközelítésű irányelveknek megfeleljen, illetőleg rájuk vonatkozó új megközelítésű irányelvek nincsenek is. A harmonizált európai szabvány mögött van új megközelítésű irányelvi követelmény, a nem-harmonizált európai szabvány mögött nincs ilyen követelmény. Az európai szabvány mindig és csak azáltal válik harmonizált szabvánnyá, hogy az EU Bizottság harmonizálttá nyilvánítja. A harmonizált szabványokat az EU hivatalos lapjában (Official Journal) hirdetik meg, és ezek naprakész jegyzéke az interneten is olvasható. [11] 3.4 EN-szabványfelosztás A sok szabvány között nehéz lehet kiigazodni, ezért lett hierarchia létrehozva a szabványok között. Az A és a B típusú szabványokat döntéshozatali segítségként kell figyelembe venni a tervezés során. 12

18 Ezek a szabványok megakadályozzák az általános előírások C típusú szabványokban való megismétlését. Továbbá, tartalmazzák azokat az előírásokat, amelyeket a gépek több csoportjára alkalmaznak. [12] Az A típusú szabványok a biztonsági alapszabványok. Az alapfogalmak, a kialakítás és az általános vonatkozások, mint a koncepció kialakítás és a munkamódszerek, találhatóak benne. Ezek a biztonsági alapszabványok érvényesek minden egyes gépre, berendezésre, készülékre. 3. táblázat Gépek biztonségi alapszabványa MSZ EN ISO 12100:2011 Gépek biztonsága. A kialakítás általános elvei. Kockázatértékelés és kockázatcsökkentés (ISO 12100:2010) A B típusú szabványok, más néven biztonsági csoportszabványok. Az ide sorolható szabványok biztonsági szempontot vagy a biztonsági készülékek olyan fajtáit taglalják, melyek a berendezések, gépek vagy eszközök terjedelmesebb csoportjához használhatóak. B1 és B2 típusú szabványokra oszthatóak fel: B1 típusú szabványok lehetséges megoldásokat és meghatározott kijelentéseket tartalmaznak az általános biztonsági szempontokra, melyek az alapszabványokban vannak megfogalmazva. 4. táblázat Biztonsági csoportszabványok MSZ EN ISO 13857:2008 Gépek biztonsága. Biztonsági távolságok a veszélyes terek felső és alsó végtaggal való elérése ellen (ISO 13857:2008) MSZ EN ISO :2016 Gépek biztonsága. Vezérlőrendszerek biztonsággal összefüggő részei. 1. rész: A tervezés általános alapelvei (ISO :2015) MSZ EN ISO 13855:2010 Gépek biztonsága. Biztonsági berendezések elrendezése a(z emberi) testrészek közelítési sebességének figyelembevételével (ISO 13855:2010) MSZ EN 62061:2005/A2:2015 Gépek biztonsága. A biztonsággal kapcsolatos villamos, elektronikus és programozható elektronikus vezérlőrendszerek működési biztonsága (IEC 62061:2005/A2:2015) 13

19 B2 típusú szabványok lehetséges megoldásokat vagy meghatározott kijelentéseket tartalmaznak a biztonsági berendezésekre. 5. táblázat Biztonsági csoportszabványok MSZ EN ISO 13850:2016 Gépek biztonsága. Vészleállítás. Tervezési alapelvek (ISO 13850:2015) MSZ EN :2014 Gépi berendezések biztonsága. Elektromosan érzékelő védőszerkezetek. 1. rész: Általános követelmények és vizsgálatok (IEC :2012) MSZ EN :2014 Gépi berendezések biztonsága. Elektromosan érzékelő védőszerkezetek. 2. rész: Aktív optoelekronikus védőeszközzel (AOPD) ellátott berendezések egyedi követelményei (IEC :2013) MSZ EN :2010 Gépi berendezések biztonsága. Gépek villamos szerkezetei. 1. rész: Általános előírások (IEC :2005, módosítva) C típusú szabványok közé speciális szabványok tartoznak, melyek védőintézkedéseket vagy meghatározott követelményeket tartalmaznak az olyan jellemző veszélyekre, melyek egy adott gépet, illetve gépek csoportját például építőipari gépeket, faipari gépeket, élelmiszeripari gépeket, csomagológépeket, műanyagipari gépeket, gumigépeket, szerszámgépeket érintik. 6. táblázat Gépspecifikus szabványok MSZ EN 691-1:2013 Famegmunkáló gépek biztonsága. 1. rész: Általános követelmények MSZ EN 692:2005+A1:2009 Szerszámgépek. Mechanikus sajtók. Biztonság MSZ EN 693:2001+A2:2011 Szerszámgépek. Biztonság. Hidraulikus sajtók MSZ EN 415-1:2014 Csomagológépek biztonsága. 1. rész: Csomagológépek és a kapcsolódó berendezések fogalommeghatározása és osztályozása MSZ EN 620:2002+A1:

20 Folyamatos működésű anyagmozgató berendezések és rendszerek. Ömlesztett anyagok rögzítetten telepített hevederes szállítószalagjainak biztonsági és elektromágneses összeférhetőségi követelményei MSZ EN :2012 Műanyag- és gumiipari gépek. Extruderek és extrudergépsorok. 1. rész: Az extruderek biztonsági követelményei MSZ EN 201:2010 Gumi- és műanyagipari gépek. Fröccsöntő gépek. Biztonsági követelmények MSZ EN 619:2002+A1:2011 Folyamatos működésű anyagmozgató berendezések és rendszerek. Egységrakományok mechanikai mozgatóberendezéseinek biztonsági és elektromágneses összeférhetőségi követelményei 15

21 4. EN ISO szabvány A szabvány a gépek biztonságának tervezésekor és kivitelezésekor használt alap módszereket és fogalmakat írja le. A meghatározott intézkedések a tervezőre vonatkoznak. A szabványhoz köthető alapvető fogalom meghatározások közé tartoznak: A gép a) az olyan, nem közvetlenül emberi vagy állati erőt alkalmazó hajtási rendszerrel felszerelt vagy felszerelésre szánt, összekapcsolt alkatrészek és alkotóelemek együttese, amelyek közül legalább egy mozog, és amelyeket valamely meghatározott felhasználás céljából kapcsoltak össze, b) az a) pontban meghatározott együttes, amelyből csak azok az elemek hiányoznak, amelyek a helyszínen való összeszereléshez vagy az energia- és meghajtó forráshoz való csatlakoztatáshoz szükségesek, c) az a) és a b) pontban meghatározott együttes, amely akkor van beszerelésre kész és működőképes állapotban, ha felszerelik szállítóeszközre, vagy beszerelik épületbe vagy építménybe, d) az a), b) és c) pontban meghatározott együttes vagy a 14. pontban meghatározott részben kész gép, amelyeket ugyanazon cél elérése érdekében olyan módon rendeznek el és vezérelnek, hogy egységes egészként működjenek, e) kizárólag közvetlen emberi erővel hajtott, összekapcsolt alkatrészek és alkotóelemek együttese, amelyek közül legalább egy mozog, és amelyeket teher emelésének céljából kapcsoltak össze [13] A megbízhatóság Egy gépnek, egy egységének vagy egy szerelvényének a képessége, amely meghatározott feltételek és adott időtartam alatt teljesíti hiba nélkül az előírt feladatát. A karbantarthatóság A rendeltetésszerű használat állapotának megőrzésére, visszaállítására való törekvés, amelyet az előírásoknak megfelelően és az előírt eszközökkel hajtandó végre. A használhatóság A funkciók könnyen megállapíthatósága, a gép saját jellemzői és tulajdonságai alapján. A károsodás Egészségkárosodás vagy fizikai sérülés. A veszély 16

22 A lehetséges források, melyek károsodást okozhatnak. A veszély az eredetével vagy a károsodás természetével jellemezhető. A lényeges veszély A gépen vagy azzal összefüggésben azonosított veszélyek. A jelentős veszély Lényeges veszélyként azonosított veszélyek, mely egyedi intézkedéseket követel tervezői oldalról, hogy csökkentsék vagy kiküszöböljék a kockázatértékelésre kapott kockázatokat. A veszélyhelyzet Olyan állapot, melyben egy személy minimum egy veszélynek ki van téve. A veszélyeztetés egy adott idő után vagy közvetlenül károsodásba végződhet. A veszélyes tér A gép és a gép körüli térrész, amelyben veszélynek lehet kitéve egy személy A kockázat A károsodás jelentkező valószínűsége és a károsodás súlyosságának közös hatása. A fennmaradó kockázat Az alkalmazott védőintézkedések után fennmaradó kockázat. A kockázatfelmérés Egy átfogó folyamat, mely magában foglalja a kockázatelemzést és a kockázatértékelést. A kockázatelemzés A kockázatbecslésnek, a veszélyazonosításának és a gép határai leírásának az összessége. A kockázatbecslés A károsodás várható súlyosságának és előfordulási valószínűség megállapítása. A kockázatértékelés Kockázatelemzés szerint meghozott döntés a kockázatcsökkentés céljáról. A megfelelő kockázatcsökkentés A törvényes keretek között a technikával összhangban lévő kockázatcsökkentés. A védőintézkedés Intézkedésfajta, mellyel a kockázatcsökkentés elérését tűzik ki célul. A beépített biztonságot adó tervezői intézkedés 17

23 Védőintézkedés, a megelőzés vagy kockázatcsökkentés eléréséért, amely gépszerkezeti vagy működési jellemzők változásával jár. Kivételt képeznek a védőburkolatok és védőberendezések. A műszaki védelem A beépített biztonságot adó tervezői intézkedések által le nem szorítható kockázatokra vagy nem elhárítható veszélyekre alkalmazott biztonsági berendezések személyek védelmére. A használati információ Tájékoztatási részekből felépülő védőintézkedés, amelyet önmagában, vagy variálva használva a felhasználó informálásáért felel. A gép rendeltetésszerű használata A megfelelően összeállított gép használatának utasítása. Az ésszerűen előre látható rendellenes használat A könnyen előrelátható nem rendeltetés szerinti géphasználat emberi viselkedésből fakadóan. A biztonsági berendezés Védőburkolat vagy védőberendezés A védőburkolat Fizikai elem a védelem biztosítása érdekében. A védőberendezés Biztonsági berendezések, mint a reteszelések, kétkezes vezérlők, stb. A távolságtartó berendezés A veszélyes térbe való bejutás akadályát képezik. A biztonsági funkciók Olyan gépfunkció, melyek meghibásodása kockázatnövekedését okozhat. A váratlan indulás/indítás, akaratlan indulás/indítás A veszélyes meghibásodás Hibafellépés a funkciókban, a működésben vagy az energiaellátásban, mely kockázatnövekedést eredményez. A hiba A terméknek azon állapota, melyben nem tudja ellátni előírt funkcióját, kivéve, ha ez az állapota megelőző karbantartás alatt vagy egyéb tervezett tevékenység során fordul elő, vagy külső erőforrások hiányából adódik. [14] 18

24 A meghibásodás Az elvárt funkciók elvesztése egy termék esetén. A közös okú meghibásodások Más-más termékek meghibásodásai, melyek egyszeri eseményt okoznak és a meghibásodások nem egymásból következnek. A közös módú meghibásodások Ugyanolyan hibafajtával rendelkező termékek meghibásodásai. A vészhelyzet Azonnali beavatkozást igénylő veszélyhelyzet. A vészműködés Cselekvések és funkciók összessége, melyek a vészhelyzet megszüntetésére, megelőzésére lettek létrehozva. A vészkikapcsolás A személyeket vagy a gépeket és annak folyamatait fenyegető veszélyek megelőzésére megalkotott funkció, amelyet egy ember is elindíthat. A kibocsátási érték A gépek által kibocsátott zaj, veszélyes anyag, rezgés, sugárzás, stb. számszerű értéke. Az összehasonlító kibocsátási adatok Összehasonlítás céljából a hasonló gépek kibocsátásainak értékei. 4.1 Géptervezés során szem előtt tartandó veszélyek A gép tervezése során, minden szempont szerint vizsgálni kell annak gépbiztonságát. Az átgondolt, azonosított, környezettel összekapcsolt veszélyeket és veszélyforrásokat felmérve biztonságos gépet tervezhetünk. A mellékletben található e-learning anyagban a veszélyforrások azonosítását, egy példán keresztül is megvizsgáltam. Ilyen veszélyek lehetnek: Mechanikai veszély Pl.: Nagy nyomású folyadékok fröccsenése, súrlódás, dörzsölés, átszúrás, beszúrás, ütés, behúzás, befogás, beakadás, vágás, levágás, nyírás Villamos veszély Az áramütés által okozott sérülések, égések, halál. Hőhatás veszély 19

25 Pl.: Égések, forrázások, magas hőmérsékletű anyagokkal történő érintkezés, lángok, robbanás, hőforrások sugárzása Zaj okozta veszély Pl.: Fülzúgás, fülcsengés, stressz, fáradékonyság, egyensúlyvesztés, tudatvesztés, halláskárosodás Rezgés okozta veszély Pl.: Idegi, csontízületi betegségek, érrendszeri betegségeket eredményezhet Sugárzás okozta veszély Pl.: Közvetlen égések, hosszú távon génmanipuláció Nyersanyagok és egyéb anyagok okozta veszély Pl.: Bőr, szem, nyálkahártya irritáció, mérgező, maró, rákkeltő, ingerlő, tűz és robbanásveszélyes, biológiai veszély Gép kialakításakor figyelmen kívül hagyott ergonómiai elvek okozta veszély Az ember és gép összehangolatlanságából eredő veszélyek. Esés-, botlás-, csúszásveszély Nem megfelelő felületek okozta veszélyek. Veszélykombinációk Több kis jelentőséggel bíró veszély együttes fellépésével kialakuló jelentős veszélyek. Géphasználati környezethez kapcsolódó veszély A környezeti feltételekből származó veszélyek géphasználat során. 4.2 Kockázatcsökkentési stratégia Feltételezni kell, hogyha veszély lép fel a gépen, a megfelelő védőintézkedések nélkül kárt fog okozni. A védőintézkedéseket definiálhatjuk a tervező és a használó által alkalmazott intézkedésekként. Előnyt élveznek a tervezés során bevonható intézkedések. A használó által használt intézkedéseknél hatékonyabbak ezek. A mellékletben található e-learning anyagban a kockázatcsökkentési stratégia egy gyakorlati példán keresztül is látható. A használókkal történő információcsere után, a tervezést a következőképp kell kivitelezni: A gép rendeltetésszerű használatának és határainak rögzítése A veszélyek és a velük kapcsolatban lévő veszélyhelyzetek beazonosítása Kockázatbecslés a veszélyekre és veszélyhelyzetekre Kockázatértékelés és döntéshozatal a szükségszerű kockázatcsökkentésről 20

26 Kockázatcsökkentés védőintézkedésekkel vagy a veszélyek kiküszöbölése A maximális kockázatcsökkentés elérése a cél, négy fontos tényező figyelembevételével. A gép életciklusának teljes ideje alatt biztonságosnak kell lennie, a funkcióit végrehajtva. Használható legyen. A gyártás és az üzemeltetési, valamint a leés szétszerelési költségeit kell szem előtt tartani. A gép, tartós biztonságos üzemelésénél figyelembe kell venni, hogy a rendeltetésszerű használatot ne akadályozzák a védőintézkedések és a gép egyszerűen használható legyen ezen intézkedések után is. Ha nem lehet megvalósítani a maximális használhatóságot, akkor a védőintézkedéseket mellőzni fogják a kívánt cél elérése érdekében. A kibocsátási érték meghatározásához és a hozzá tartozó adatokkal való összehasonlításhoz a szabványos kibocsátási módszereket vagy más megfelelő módszereket kell alkalmazni a prototípusoknál és a gépeknél. A tervezőknek ezeket rendszerint: A kibocsátáshoz kapcsolódó kockázatokat becsülniük kell A termelési szakaszokban a használt védőintézkedések hatásosságát értékelni kell Műszaki dokumentációban meghatározott mennyiségi információval kell ellátnia a beszerzőket a kibocsátásra vonatkozóan Használati utasításban kell mennyiségi információval ellátni a használókat a kibocsátásra vonatkozóan. 3. ábra Kockázatcsökkentési stratégia (I) 21

27 4. ábra Kockázatcsökkentési stratégia (II) 5. ábra Tervezéssel történő kockázatcsökkentés 22

28 4.2.1 Gép határainak rögzítése A tervezést a gép határainak rögzítésével kell kezdeni, melyek lehetnek: Használati határok: Rendeltetésszerű használat, használati szakaszok, üzemmódok, beavatkozó eljárások a kezelőszemélyre vonatkozóan, valamint a rendellenes használat előreláthatóság szerint. Térbeli határok: Pl.: gép-energiaellátás interfész, kezelőszemély-gép interfész, géptelepítési és karbantartási hely, mozgástartomány Időbeli határok: A gép és/vagy a gép elemeinek, mint villamos részek, kopó alkatrészek, szerszámok, előre látható élettartama, a rendeltetésszerű használatot szem előtt tartva Veszélyazonosítás A veszélyforrások azonosítását szintén a gép teljes életciklusára elvégzik. Nem csak a működés, kezelés, hanem a karbantartás műveleteit is vizsgálják. Minden lehetséges, jelenlévő veszélyt meghatároznak. A veszélyeket csoportosítják. A csoportosításnak nincs előírt módszere. Többféle csoportosítás lehet. Önkényesen is kijelölhetnek csoportokat. [15] A legcélszerűbb veszély fajtánként csoportosítani, ahogy a 4.1-es pontban látható Kockázatbecslés Az eljárási módszere: A géppel kapcsolatban fellépő, azonosított veszélyek által okozható kockázatot két tényező alapján lehet becsülni Ezek: - a károsodás mértéke, súlyossága - a károsodás bekövetkezésének valószínűsége. A kockázatbecslés e két faktora és azok jellemző összetevői táblázatos formában kerülnek meghatározásra, mely elemekre alkotott mérőszámok összesítésével és diagramba foglalásával jellemezhető az adott veszély kockázatának nagysága. Ezen eljárás alapján meghatározott adott veszélyhelyzetre vonatkozó kockázati szint támpontot ad a fellépő veszély elhárítási vagy csökkentési módjára. A károsodás mértékének becslése: A mérték vagy súlyosság becslésénél a következő kritériumokat kell figyelembe venni - a védendő jogi javak típusa, úgymint: személyek, dolgok, környezet 23

29 - a sérülés vagy egészségkárosodás mértéke, úgymint: könnyű (szokásos módon visszafordítható), súlyos (szokásos módon visszafordíthatatlan), halálos - a sérülésnek kitett személyek száma, úgymint: egy, kettő vagy több. Személyekre vonatkoztatva a károsodás mértékének mérőszáma meghatározható az alábbi táblázat segítségével: 7. táblázat Károsodási táblázat A sérülés vagy Könnyű Súlyos Halálos egészségkárosodás mértéke A sérülésnek kitett 1 2 több személyek száma A károsodás bekövetkezési valószínűségének becslése A bekövetkezés valószínűségét a következő tényezők befolyásolják: A veszélynek való kitettség mértéke, ami a következőket foglalja magában: a veszélyes térhez való hozzáférés szükségessége, a hozzáférés természete, a veszélyes térben eltöltött idő, a személyek száma akik számára szükséges a hozzáférés, a hozzáférés műszakonkénti gyakorisága. A károsodás elkerülésének vagy korlátozásának lehetőségei, a következő tényezők alapján: a veszélyes esemény bekövetkezési valószínűsége a veszélynek kitett személyek képzettsége, a károsodás bekövetkezésének gyorsasága, a károsodás bekövetkezésében, ill. elhárításában szerepet játszó emberi tényezők (pl.: veszélytudatosság, a kár elkerülését szolgáló tulajdonságok, gyakorlati tapasztalat). A károsodás bekövetkezésének valószínűségét a következő táblázatokban felvett tényezőkhöz tartozó mérőszámok alapján lehet becsülni 24

30 A veszélynek való kitettség mérőszámai: A veszélyes térhez való hozzáférés természete A veszélyes térben eltöltött idő A veszélynek kitett személyek száma A hozzáférés gyakorisága műszakonként Eseti, csak szabályozott esetekben 8. táblázat Veszélytábla Karbantartás javítás során Normál üzem mellett folyamatosan <1 <1h >1h több egy alkalom több alkalom folyamatos A károsodás elkerülésének vagy korlátozásának becslése a következő mérőszámok alapján: [16] A bekövetkezés valószínűsége megbízhatósági és statisztikai adatok alapján Az érintett személyek képzettsége A károsodás bekövetkezésének gyorsasága A károsodás bekövetkezése szubjektív módon elhárítható 9. táblázat Károsodás lehetséges valószínű elkerülhetetlen szakképzett kioktatott képzeletlen lassú gyors azonnali igen lehetséges nem ábra Kockázati szintek 25

31 4.3 Dokumentálás Gép vagy részben kész gép csak akkor hozható forgalomba vagy helyezhető üzembe, ha megfelel az e rendelet szerinti biztonsági és egészségvédelmi előírásoknak, és rendeltetésszerű összeszerelés, karbantartás és használat, vagy az ésszerűen előre látható rendellenes használat mellett nem veszélyezteti a személyek, állatok életét, testi épségét, egészségét és a vagyonbiztonságot, valamint adott esetben a környezetet. 16/2008. (VIII. 30.) NFGM rendelet a gépek biztonsági követelményeiről és megfelelőségének tanúsításáról A gépet műszaki dokumentációval kell ellátni. A műszaki dokumentáció egy igazolásnak felel meg arról, hogy a gép teljesíti az előírt követelményeket. A műszaki dokumentációban a gép tervezésére, gyártására, működésére vonatkozó információk szerepelnek. Műszaki dokumentáció tartalma a 16/2008 NFGM rendelet alapján: A gyártási dokumentáció, amely áll: 1. a gép általános leírásából, amely tartalmazza a működés megértéséhez szükséges rajzokat, leírásokat és magyarázatokat, terveket, számításokat, vizsgálati eredményeket, tanúsítványokat, tartalmazza a kockázatelemzés dokumentációját, beleértve a kockázatelemzés eljárását, alapvető egészségvédelmi és biztonsági követelményeinek listáját, kockázatok csökkentésére irányuló védőintézkedések leírását a fennmaradó veszélyek feltüntetésével, alkalmazott szabványok, műszaki előírások, előírt egészségvédelmi és biztonsági követelményeket. Műszaki jelentést minden elvégzett vizsgálat eredményéről, a használati utasítás másolatát, a beépített, részben kész gép beépítési nyilatkozatát összeszerelési utasításokat, EK-megfelelőségi nyilatkozat másolatát. 2. sorozatgyártásnál azon belső intézkedések, amelyek biztosítják, hogy a gép folyamatosan megfeleljen a rendelet rendelkezéseinek. Megfelelőségi tanúsítvány Az Európai Unióban egységes terméktanúsítási eljárási rendet alkalmaznak. A terméktanúsítással elérhető, hogy a termékek megfeleljenek a biztonsági követelményeknek, és teljesítsék a biztonsági szintet. Azok a gépek, gyártmányok, amelyek kielégítik a követelményeket, szabadon forgalmazhatók az Unión belül. A biztonsági követelményeknek való megfelelést igazolni kell. Az igazolást azok a 26

32 gyártmányok kaphatják meg, amelyeken elvégzik a megfelelőségi vizsgálatot és teljesítik az adott termékre vonatkozó irányelvben megfogalmazott követelményeket. A követelmények egységessége az ún. globális megközelítés elve bevezetésével biztosított. Az 1990-ben a vizsgálati és tanúsítási kérdések körében meghozott EU Tanács direktívákban szereplő bizonyítási eljárások (attestation procedures) termék és direktíva függőek. A termék gyártója köteles ezeket az eljárásokat alkalmazni. A direktívában meghatározott eljárásoknak megfelelően készült termékről a gyártó megfelelőségi nyilatkozatot tesz. A megfelelőségi nyilatkozat tartalma: - a gyártó, meghatalmazott képviselő cégneve címe; - a műszaki dokumentáció összeállítására felhatalmazott a Közösségben letelepedett személy neve; - gép leírása és azonosítása, beleértve az eredeti megnevezését, funkcióját, modell-, típus- és sorozatszámát és kereskedelmi nevét; - nyilatkozatot arról, hogy a gép megfelel e rendelet vonatkozó rendelkezéseinek, illetve nyilatkozatot arról, hogy a gép megfelel más, egyéb szempontokra vonatkozó, a CE-jelölést előíró - és az Európai Unió Hivatalos Lapjában közzétett - közösségi irányelveknek és/vagy vonatkozó rendelkezéseknek; - az EK-típusvizsgálatot elvégző bejelentett szervezet neve, címe, azonosító száma, és az EK-típusvizsgálat tanúsítványának száma; - a teljes minőségbiztosítási rendszert jóváhagyó bejelentett szervezet neve, címe, és azonosító száma; - a felhasznált honosított harmonizált szabványok hivatkozásai; - egyéb felhasznált műszaki szabványok és előírások hivatkozásai; - a nyilatkozat helye és kelte; és - a gyártó vagy meghatalmazott képviselője nevében a nyilatkozat elkészítésére jogosult személy azonosítója és aláírása. 27

33 Azok a termékek, amelyek különösen nagyfokú veszélyt hordoznak, a megfelelőségi nyilatkozaton felül külső független szervezet által elvégzett megfelelőségi eljáráson esnek át. A termékről a megfelelőségi tanúsítványt a vizsgáló szervezet adja ki. A megfelelőségi eljárások lényeges követelményei, a megfelelőségi eljárások moduljait a MSZ A megfelelőségértékelési eljárásokban alkalmazható modulok Terméktanúsítás és vállalattanúsítás. Megfelelőségértékelés szabvány, valamint a 768/2008/EK határozat a termékek forgalomba hozatalának közös keretrendszeréről szabályozza. A megfelelőségi eljárás moduljai: - A-modul: a gyártás belső ellenőrzése - B-modul: típusvizsgálat - C-modul: típusazonossági vizsgálat - D-modul: a gyártás minőségbiztosítása - E-modul: a termék minőségbiztosítása - F-modul: termékellenőrzés - G-modul: egyedi ellenőrzés - H-modul: teljeskörű minőségbiztosítási rendszer tanúsítása A direktívákban rögzített követelményeknek való megfelelést a CE-jelölés (Conformité Européenne = európai megfelelőség) alkalma zásával igazolják. A CE-jelöléssel ellátott termék bizonyítottan maradéktalanul megfelel a vonatkozó direktíva/direktívák követelményeinek, biztonságos, az EU-ban bárhol forgalmazható. A jelölés jogosságát a notifikált testület ellenőrzi, ha a direktíva ezt előírja. A CE-jelölés alkalmazásának kritériumairól az június 5-i Tanácsi Szabályzat rendelkezik. [17] 28

34 5. Az EN és EN ISO szabványok Az EN és EN ISO szabványokat kifejezetten a gépgyártási ágazat számára hozták létre az EN szabványból. Ez a két szabvány kifejezetten a gépvezérlők biztonsági komponenseinek követelményeit tárgyalja. Mindkét szabványt harmonizálták a gépgyártási irányelvvel, a műszaki tudományok jelenlegi állását tükrözik. Elődjével, az EN 954 szabvánnyal szemben, ezek a szabványok összetett és programozható rendszerekre is alkalmazhatók. Ezen kívül a funkcionális biztonság összes szempontját tartalmazzák, amelyeket az EN szabványból vezették le. Ezért többé nem kizárólag a determinisztikus szempontok jutnak szerephez. Továbbra is lényegesek a rendszerek statisztikai kiesési valószínűségei, valamint a szervezési, hibaelkerülési és hiba felismerési intézkedések is. [18] A biztonsági integritás szintjeiként az EN SIL szinteket, még az EN a PL szinteket használja. 7. ábra PL szint és SIL szint összehasonlítása AZ EN és EN ISO es szabványok látszólag ugyanahhoz az alkalmazási területhez tartozik. A szabványok közötti különbséget a következő táblázat tartalmazza. 29

35 10. táblázat Szabványok közötti különbség EN EN ISO Egyszerű elektromechanikus rendszerek, például egyszerű elektronika, illetve relé. Egyszerű elektromechanikus rendszerek, például egyszerű elektronika, illetve relé. Bonyolult elektronikus rendszerek, Bonyolult elektronikus rendszerek, valamint programozható rendszerek, valamint programozható rendszerek minden architektúrához. előirányzott architektúrával. A követelményeket kifejezetten az Közvetlenül alkalmazható az elektromos vezérlőrendszerekhez elektrotechnikától eltérő technológiáknál alakították ki. Ennek ellenére a rögzített is, például a hidraulikában vagy a keretek és a módszertan más pneumatikában. technológiáknál is alkalmazható. 5.1 EN ISO biztonsági szabvány A nemzetközi színvonalat a gépek biztonsága területén az EN szabvány jelentette. Ez a szabvány a vezérlési kategóriákat más-más biztonságtechnikai teljesítőképességre vonatkozóan definiálta. A kategóriák: B, 1, 2, 3, 4. Ez a szabvány összetett elektronikához nem volt alkalmazható, nem vette figyelembe a biztonsági funkciók összetettségét és nem foglalkozott a meghibásodási valószínűségek követelményeivel sem. Az EN szabvány helyére lépett be az EN ISO szabvány. A mellékletben található e-learning anyagban e két szabvány között kapcsolatot világítom meg. A biztonságtechnikai teljesítőképességet PL (Performance Level) szintekbe sorolja. Öt PL szintet különböztetünk meg- a, b, c, d, e mely az óránként bekövetkezhető veszélyes kiesések átlagos értékét határozza meg. Ez a szabvány a vezérlőrendszerek biztonsági alkatrészeire (SRP/CS) és minden géptípusra alkalmazható, tekintet nélkül a felhasznált technológia és energia típusára (elektromos, hidraulikus, pneumatikus, mechanikus stb.). Az EN ISO a programozható elektronikai rendszereket tartalmazó SRP/CS-ekre vonatkozó speciális követelményeket is felsorolja. [19] Maga az EN ISO szabvány figyelembe veszi a programozható rendszerek láncon belüli használatát. A PL szintek segítenek, nem csak a vezérlés biztonsági 30

36 szempontjából megállapítható teljesítőképesség becslésében a hibák előfordulása esetén, hanem valószínűségi becsléssel szolgál. Egy veszélyt előidéző kiesés óránkénti előfordulásának valószínűségét adja meg a PL. 8. ábra PL szintek A vezérlések biztonsági szempontjából szükséges más megbízhatósági paraméterek ismerete is, mint a diagnosztikai fedési fok (Diagnostic Coverage-DC), a közös okok következtében jelentkező kiesések (Common Cause Failure-CCF), a felhasznált elemek megbízhatósága (Mean Time To Failure dangerous-mttfd). A B10d érték, amely azon ciklusszámot adja meg, ami után a 10%-a a kopó alkatrészeknek veszélyes módon hibásodik meg, és a tervezett működési idő (TM). A szabványban megtalálható, hogyan kell a vezérlőrendszerek biztonsági alkatrészeinek teljesítményszintjét (PL) kiszámolni az adott architektúrák alapján, a tervezett működési időre (TM) vonatkozóan Felhasznált elemek megbízhatósága (MTTFd) Definíció szinten tekintsük át az MTTFd-t, ami nem más, mint egy statisztikai érték. Az alkatrészek nem garantált élethosszát határozza meg. 9. ábra Élethossz meghatározás 31

37 Három szintet különböztethetünk meg. A kívül eső értékek nem elfogadhatóak. 11. táblázat MTTFd szintek Szint Tartomány alacsony 3 10 év közepes év magas év Diagnosztikai fedési fok (DC) A diagnosztikai lefedettség kiértékeli azon diagnosztikai funkciókat, mellyel a vezérlés fel tudja ismerni a hibákat. Általában a gyártóktól származó adatok és az EN szabvány E függeléke foglalja táblázatba. 12. táblázat DC osztályok DC osztályozása DC szintjel Nincs DC <60% Alacsony 60% DC <90% Közepes 90% DC <99% Magas 99% DC A fenti táblázat segítségével megbecsülhető a szintje. Néhány példa a diagnosztikai lefedettségre: 13. táblázat DC lefedettség Eszköz Mérés DC Mágnes kapcsoló Kényszervezetett érintkezők hihetőség-vizsgálata 99% Szenzor Ciklikus teszt bemenet változtatgatással 90% Logika Egyszerű monitorozás 60% Kimenet Közvetlen monitorozás 99% 32

38 5.1.3 Közös okok következtében jelentkező kiesések (CCF) 10. ábra CCF - közös okokra visszavezethető hibák Többcsatornás rendszerek esetén felléphetnek közös eredetű hibák, melyek mérése szükségszerű a kiküszöbölésükhöz. A CCF pontrendszer alapján van rögzítve az EN szabvány F függelékének érték-táblázatában. 14. táblázat CCF pontrendszer Mennyiség Pont A karbantartók/tervezők képzése a CCF okainak és következményeinek 5 megértéséhez. Egy FMEA teszt eredményei figyelembe vannak véve a CCF megelőzése 5 érdekében a tervezésben. Jól ismert, kipróbált alkatrészek használata 5 Egyéb befolyások: Legyen követelmény a fontosabb környezeti behatásokkal 10 szemben pl.: páratartalom, rázkódás, hőmérséklet, stb. Túlfeszültség, túl áram, túlnyomás, stb. védelem 15 Csatornák fizikai elválasztása. 15 Különböző technológiák/tervek vagy fizikai elvek használata. 20 A szennyeződések és elektromágneses zavarok megelőzése a CCF ellen a 25 szabványoknak megfelelően. 33

39 5.1.4 AZ EN ISO szabvány alkalmazása A legfontosabb kérdés a biztonsági funkciók tervezésénél, hogy a gép biztonságos-e. A kockázatok csökkentésének folyamatát itt is végig kell járni, valamint megvizsgálni a védelem, vezérlő rendszertől való függését. Amennyiben független a védelem a vezérlő rendszertől, meg kell határozni az ismétlődő folyamatokat a vezérlő rendszer biztonságot érintő elemeinek tervezéséhez. 11. ábra Biztonsági vezérlőrendszer tervezése Az EN ISO szabvány alapján egy iteratív tervezési és fejlesztési folyamat látható a lenti ábrán. 12. ábra Biztonsági funkció tervezés 34

40 Nyolc lépésre bontható a folyamat: 1. Biztonsági funkció követelményei 2. Az elérhető PLr szint meghatározása 3. Tervezés, biztonsági alkatrészek azonosítása 4. Kategóriába sorolás 5. MTTFd meghatározás 6. DC meghatározás 7. CCF meghatározás 8. PLr-nek megfelelően struktúraválasztás A lépések alkalmazását a mellékletben található e-learning anyagomban fejtem ki. A kockázati gráf segítségével meghatározható a szükséges PLr szint, amely a lenti ábrán látható. 13. ábra Kockázati gráf Az ábráról leolvashatóak a következő adatok: 15. táblázat Kockázati paraméterek S = Sérülés súlyossága S1: Enyhe S2: Visszafordíthatatlan súlyos F = Veszély behatási ideje, gyakorisága F1: Ritka F2: Gyakori P = Valószínűség P1: Valószínű P2: Nagyon valószínű 35

41 A gráf által meghatározott PLr szintnek megfelelően kiválasztásra kerül a megfelelő struktúra a lenti ábra alapján, mely összegzi az EN ISO szabvány valamennyi információját. 14. ábra szabványösszesítő grafikon Az EN ISO szabvány a biztonsági funkciók ellenőrzését tartalmazza tesztek és analízisek segítségével. Az ellenőrzés egy tervből, egy tesztből és analízisből és egy dokumentációból áll. 5.2 IEC/EN biztonsági szabvány A szabvány a biztonság oldaláról megközelítve foglalkozik programozható, elektronikus illetve elektromos vezérlőrendszerek (E/E/PES) funkcionális biztonságával. Az EN ISO és az EN ISO szabványok alternatíváját jelenti az IEC/EN biztonsági szabvány. A szabvány biztonságtechnikai teljesítőképességet a Safety Integrity Level, azaz SIL szintek fokozataival írja le. Ez a szabvány követelményeket definiál és ajánlásokat fogalmaz meg a gépgyártás számára az elektromos, elektronikus és programozható elektronikus biztonsági vezérlőrendszerek (SRECS) tervezésére, integrálására és érvényesítésére vonatkozóan. Nem definiál követelményeket a gépek nem elektromos (pl. hidraulikus, pneumatikus és elektromechanikus) biztonsági vezérlőelemeivel kapcsolatban. 36

42 Az EN az IEC egy szektorspecifikus szabványa. Ismerteti a gépek elektromos és elektronikus biztonsági vezérlőrendszereinek megvalósítását, és a teljes életciklust vizsgálja, a koncepció fázisától a termelésből történő kivonásig. Az alapot a biztonsági vezérlőfunkciók kvantitatív és kvalitatív vizsgálata képezi. A kockázatfelméréskor meghatározott biztonsági funkciókat (SRCF) biztonsági alfunkciókra osztják; majd ezeket a biztonsági alfunkciókat tényleges eszközökhöz rendelik, melyeket alrendszereknek és alrendszerelemeknek nevezünk. Mind a szoftver, mind a hardver kezelése így történik. [20] A biztonsági vezérlőrendszerek az alrendszereinek biztonsági jellemzőivel írható le, mint magával a SIL szinttel, a SIL Claim Limit-tel (SILCL), a veszélyes hibák valószínűségével (PFHd), meghibásodási aránnyal (λ) a Safe Failure Fraction-nel (SFF), a Hardware Fault Tolerance-el (HFT) és a β Faktorral SIL paraméterek Maga a SIL egy meghatározott szint, amely kifejezi a vezérlő funkciók biztonsági követelményeit. Az óránként vett veszélyes hibák valószínűsége a PFHd érték, melynek az egysége a FIT 1 FIT = /h. Ez az érték segíti az összehasonlítást az EN ISO szabvánnyal. 16. táblázat SIL egyszerűsített tábla SIL Veszélyes meghibásodások [1/h] SIL < 10-5 SIL <10-6 SIL <

43 A SIL igényszint (SILCL) a megkövetelhető legnagyobb SIL szint egy biztonsági vezérlőrendszer alrendszerétől az ismétlődő biztonsági integritás és a kötött felépítések vonatkozásában. 15. ábra SIL alrendszer tervezés A lambda (λ), meghibásodási arány a veszélyes hibák (λd) és nem veszélyes hibák (λs) összessége. λs Nem veszélyes hibák aránya λtot Teljes meghibásodási arány λdd Felismert veszéles hibák λd Veszélyes hibák aránya λdu Nem felismert veszélyes hibák 16. ábra Meghibásodások Az EN ISO DC értékéhez hasonló a SFF érték, amely a veszélyes meghibásodásokat nem okozó hányada az összes hibaaránynak. A meghibásodási hibaarány segítségével számolható ki. 38

44 A HFT érték egy biztonsági vezérlés vagy az alrendszer vagy valamely elemének a képessége, mely szerint képes a funkciók ellátására hibák előfordulása esetén is. 17. táblázat SFF és HFT SFF HFT < 60% SIL 1 SIL 2 60% - <90% SIL 1 SIL 2 SIL 3 90% - <99% SIL 2 SIL 3 SIL 3 >= 99% SIL 3 SIL 3 SIL 3 A β Faktor a közös eredetű hibák mérőszáma, melyet pontrendszer jellemez. 18. táblázat β faktor Pontok β Faktor < 35 10% % % % IEC/EN alkalmazása A szabvány alkalmazása elsősorban, a gépek tervezőinek és építőinek, valamint a biztonsági rendszer és alrendszer tervezőinek szól. A szabvány követelményeket határoz meg és módszereket kínál, melyekkel lehetővé teszi a biztonsági vezérlések tervezését, a biztonsági funkciók SIL értékének meghatározását és az EN ISO szabványban leírtak segítségével integrálja az adott alrendszert. A biztonsági vezérléseknek meg kell határozniuk a funkcionális és a SIL követelményeit. Ezt követően a megfelelő struktúrák és alkatrészek kiválasztása történik, melyet mind szoftveres és hardveres oldalról tesztelni és ellenőrizni szükséges. A felhasználók számára kézikönyvek, beállítási és üzemelési utasítások szolgálnak, valamint a manuális tesztek és karbantartási információk szolgálnak. A biztonsági funkciók minden szempontnak megfelelnek, akkor a biztonsági rendszert jóvá lehet hagyni, amennyiben módosítások történnek egy módosítási folyamat indul el. A fenti folyamatot a lenti ábra mutatja 39

45 Specifikáció Tervezés, fejlesztés Teszt és integrálás Felhasználók tájékoztatása Jóváhagyás Módosítási folyamata 17. ábra Biztonsági vezérlés menedzsment A specifikáció a funkcionális követelmények és a SIL követelményeket foglalja magába. A kockázatokat fel kell mérni: Sérülés súlyossága (S) Behatás hossza/gyakorisága (Fr) Bekövetkezési valószínűség (Pr) Sérülés megelőzés/csökkentés valószínűsége (Av) 19. táblázat Sérülés súlyossága Sérülés Súlyossága S Visszafordíthatatlan: halál, kéz, szem elvesztése 4 Visszafordíthatatlan: combtörés, ujj elvesztés 3 Visszafordítható: korházi megfigyelést igényel 2 Visszafordítható: elsősegélynyújtásra szorul táblázat Behatás Behatás hossza/gyakorisága Fr Bekövetkezési valószínűség Pr Sérülés megelőzés/csökkentés Av valószínűség < 1 óra 5 Gyakori 5 Lehetetlen 5 1 óra 1 nap 5 Valószínű 4 Lehetséges 3 1 nap 2 hét 4 Lehetséges 3 Valószínű 1 2 hét 1 év 3 Ritka 2 > 1 év 2 Elhanyagolható 1 40

46 A táblázatok összesítéséből megkapható a SIL mátrix, amit a lentebbi táblázat mutat. 21. táblázat SIL összesítés Sérülés Osztály, C = Fr + Pr + Av súlyosság SIL 2 SIL 2 SIL 2 SIL 3 SIL 3 3 SIL 1 SIL 2 SIL 3 2 SIL 1 SIL 2 1 SIL 1 A mellékletben található e-learning anyagomban is látható, hogy a szabvány használata a táblázatok segítségével könnyen alkalmazható és átlátható képet ad a funkcionális biztonság tervezéséhez. 5.3 Az EN ISO és az IEC/ISO szabványok összegzése A szabványok megismerésével és az e-learning anyagom elkészítésével, betekintést nyertem a gépbiztonság szabványainak világába. A gépvezérlések biztonsági követelményeit taglaló EN ISO és IEC/ISO szabványok hasonló felépítésűek és alkalmazásukban sem térnek el nagyban egymástól. A SIL szinteket az EN szabvány is tartalmazza, hisz ebből származtatott. Meglátásom szerint az EN ISO és az IEC/ISO szabványokat egységbe kéne foglalni és egy olyan alternatívát létrehozni, mely ötvözi e két szabvány paramétereit. Az így létrehozott új szabvány véleményem szerint logikusabbá átláthatóbbá tenné a vezérlésekkel való biztonsági kérdéseket. 41

47 6. Összefoglaló A szabványok kialakulása rávilágít, hogy az emberek mindig próbáltak keretet adni az ismereteiknek, a minőség és az érthetőség könnyebb kialakítása céljából. Ez a mai napig sem változott. A gépipari direktívák és a hozzájuk tartozó biztonsági szabványok is egy érthető, keretbe foglalt áttekintést és alkalmazási módszert kínálnak a berendezések megtervezésétől, a leselejtezésükig biztonsági szempontokat szem előtt tartva. A biztonsági alapszabványoktól, a csoportszabványokon keresztül, a gép specifikus szabványokig érthetően levezetve lehet megismerni az alapvető biztonsági funkciók kivitelezését. A rendszerszemlélet a minőségi mérnöki munka alapja, valamint a gépdirektívák minden szakember számára fontos ismereteket tartalmaz. A megfelelőségi nyilatkozattal ellátott és tanúsított berendezések biztosítják a balesetmentes, minőségi, ellenőrizhető termelést, amely hozzájárul a gazdasági fejlődéshez is. A mellékelt e-learning anyag segítségével próbáltam letisztult formában bemutatni a szabványok világát, kisebb hangsúlyt fektetve az EN ISO és az IEC/EN szabványokra. Az előbb említett két szabvány a biztonsági vezérlés tervezésének és fejlesztésének szerves részét képezik. A gépipari biztonság napjainkban is fejlődik. Az iparban a gépbiztonsággal foglalkozó szakemberek elsődleges feladata az emberek és a környezet védelme, így fontos a biztonság átfogó ismerete. 42

48 7. Summary The development of standards shows that people are always trying to provide the knowledge for the quality and easy communication. This has not changed to this day. The mechanical engineering directives and the associated security standards is a clear, framed overview and application of methods offered by designing equipment as far as disposal keeping in mind the safety aspects The basic safety standards, the standards group through the machine-specific standards can be derived clearly know the basic safety features of the design The system approach is quality work by engineering. The machinery directive contains all relevant knowledge for all technicist An equipment and a certified declaration of conformity to ensure accident-free, highquality, verifiable production, which contributes to economic development. The supplied e-learning documnet presented in easy way of the world of standards and described in EN ISO and IEC / EN standards. These standards include a safety control system design and development. The mechanical engineering safety technology continues to evolve. The most important thing at machinery safety that the people and the environment is protected, so we must be informed to the safety directives and standards 43

49 Irodalomjegyzék [1] [2] [3] [4] [5] otts%c3%a1g [6] [7] PVekpuAR8J: e264-4fbe ea%26groupid%3d10804+&cd=1&hl=hu&ct=clnk&gl=hu [8] b/main/products/technology_pages/subcategory_pages/safety/152e2fdb-2f77-410e- bdb3-52d3ed77aa29/152e2fdb-2f77-410e-bdb3-52d3ed77aa29#sectionff c78d- 4ee4-98f6-9713a8557d9b [9] [10]OMRON Biztonságtechnikai kézikönyv OMRON Europe B.V, 2003 [11] [12] Déri Miklós A gépbiztonság, a munkaeszközök előírásai, Biztonságtechnikai szabványok és jogszabályok áttekintése (2013. február 21) [13] [14] [15] [16] 44

50 [17] [18] eb/main/products/technology_pages/subcategory_pages/safety/152e2fdb-2f77-410e- bdb3-52d3ed77aa29/152e2fdb-2f77-410e-bdb3-52d3ed77aa29#sectionff c78d- 4ee4-98f6-9713a8557d9b [19] [20] 45

51 Ábrajegyzék 1. ÁBRA KÖZÖTT A NEMZETI SZABVÁNYOSÍTÁS JELLEGE MAGYARORSZÁGON ÁBRA SZABVÁNYOK KAPCSOLATA ÁBRA KOCKÁZATCSÖKKENTÉSI STRATÉGIA ÁBRA TERVEZÉSSEL TÖRTÉNŐ KOCKÁZATCSÖKKENTÉS ÁBRA KOCKÁZATI SZINTEK ÁBRA PL SZINT ÉS SIL SZINT ÖSSZEHASONLÍTÁSA ÁBRA PL SZINTEK ÁBRA ÉLETHOSSZ MEGHATÁROZÁS ÁBRA CCF - KÖZÖS OKOKRA VISSZAVEZETHETŐ HIBÁK ÁBRA BIZTONSÁGI VEZÉRLŐRENDSZER TERVEZÉSE ÁBRA BIZTONSÁGI FUNKCIÓ TERVEZÉS ÁBRA KOCKÁZATI GRÁF ÁBRA SZABVÁNY ÖSSZESÍTŐ GRAFIKON ÁBRA SIL ALRENDSZER TERVEZÉS ÁBRA BIZTONSÁGI VEZÉRLÉS MENEDZSMENT

52 Táblajegyzék 1. TÁBLÁZAT SZABVÁNYJELEK TÁBLÁZAT FONTOSABB NEMZETKÖZI SZABVÁNYJELEK TÁBLÁZAT GÉPEK BIZTONSÉGI ALAPSZABVÁNYA TÁBLÁZAT BIZTONSÁGI CSOPORTSZABVÁNYOK TÁBLÁZAT BIZTONSÁGI CSOPORTSZABVÁNYOK TÁBLÁZAT GÉPSPECIFIKUS SZABVÁNYOK TÁBLÁZAT KÁROSODÁSI TÁBLÁZAT TÁBLÁZAT VESZÉLYTÁBLA TÁBLÁZAT KÁROSODÁS TÁBLÁZAT SZABVÁNYOK KÖZÖTTI KÜLÖNBSÉG TÁBLÁZAT MTTFD SZINTEK TÁBLÁZAT DC OSZTÁLYOK TÁBLÁZAT DC LEFEDETTSÉG TÁBLÁZAT CCF PONTRENDSZER TÁBLÁZAT KOCKÁZATI PARAMÉTEREK TÁBLÁZAT SIL EGYSZERŰSÍTETT TÁBLA TÁBLÁZAT SFF ÉS HFT TÁBLÁZAT Β FAKTOR TÁBLÁZAT SÉRÜLÉS SÚLYOSSÁGA TÁBLÁZAT BEHATÁS TÁBLÁZAT SIL ÖSSZESÍTÉS

53 Melléklet: Gépipari biztonság Miért van szükség a gépipari biztonságra? A biztonság mellőzésének következményei: Tolouse-i katasztrófa 29 halott 2442 sebesült Miért van szükség a gépipari biztonságra? Flixbrough-i katasztrófa: 28 halott, 89 sebesült 24 hektáros terület pusztulása 3,5 km-es körzet pusztulás Miért van szükség a gépipari biztonságra? Seveso-i katasztrófa: Túlhevülő reaktor Rovarírtószer a levegőbe került 30 cm-es talajfertőtlenítés a környéken Miért van szükség a gépipari biztonságra? Piper Alpha katasztrófa: Fúrótorony robbanás 167 halott Milliárdos veszteség Miért van szükség a gépipari biztonságra? Az Európai Munkabizottsági és Munkaegészségügyi Ügynökség statisztikái alapján: Évente kb munkabaleset végződik halállal Levetítve 3 és fél percenként meghal valaki munkavégzés során. A gépipari biztonság alapjai EU Gépipari direktíva: I. Függelék: A gépipari és biztonsági elemek tervezése és konstrukciója egészségügyi és biztonságtechnikai szempontból. II. Függelék: A. EC megfelelőségi nyilatkozat tartalma B. Gyártó felőli nyilatkozat C. EC nyilatkozat a biztonsági alkatrézekre III. Függelék: CE megfelelősség IV. Függelék: Gépipari biztonsági alkatrészek típusai A gépipari biztonság alapjai V. Függelék: EC megfelelőségi nyilatkozat VI. Függelék: EC típusvizsgálat VII. Függelék: Tagállamok minimum kritériumainak figyelembe tartása I. Fejezet: Mozgás szabadsága, Hatály, Piaci elhelyezkedés II. Fejezet: Megfelelőség, Felmérés eljárás III. Fejezet: CE jelölés IV. Fejezet: Végső rendelkezések Gépipari biztonság szabványai Gépipari biztonság fontosabb szabványai EN ISO A kialakítás általános elvei. Kockázatértékelés és kockázatcsökkentés EN ISO Vezérlőrendszerek biztonsággal összefüggő részei. IEC/EN A biztonsággal kapcsolatos villamos, elektronikus és programozható elektronikus vezérlőrendszerek működési biztonsága 48

54 EN ISO szabvány EN ISO Szabvány alkalmazása Ezen a folyamatábrán végigkövethető a szabvány alkalmazása: Alkalmazás megfogalmazása Gép határainak rögzítése Veszélyazonosítás Kockázatbecslés Kockázatértékelés Alkalmazás megfogalmazása: Milyenek lesznek a fizikai jellemzők? Gép életciklus szakaszaiban milyen veszélyek léphetnek fel? Milyen követelményeknek kell megfelelnie? Milyen környezetben lesz használva? A tervezés pillanatától gondolkodjunk ésszerűen, felelősségteljesen a biztonságot szem előtt tartva. Emberéletekért felel a tervező!!! EN ISO Szabvány alkalmazása Gép határainak rögzítése: Ilyenkor ne csak a térbeli határokra gondoljunk Használat kereteinek megadása üzemmódok, beavatkozások, stb Időbeli határok kijelölése szervizidők, alkatrészek élethossza Egyéb határok környezet vizsgálata EN ISO Szabvány alkalmazása Veszélyazonosítás: Gondoljuk végig a gép élettartama alatt állandóan fellépő vagy váratlan veszélyeket kezdve a szállítástól az üzemelésen át a szétszerelésig Az emberi viselkedést mindig vegyük figyelembe Próbáljunk felkészülni a váratlan állapotokra, helyzetekre is EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatbecslés: Veszélyek kockázatát meghatározzuk Előfordulási valószínűségek vizsgálata Károsodási mérték Védőintézkedések Meg lehet-e kerülni? Az életciklus végéig elemezzünk Az emberi tényezőt itt is figyelembe kell venni EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatbecslés: Értékelő táblázat: mérőszámok használata a károsodás becslésére (számszerűsítés) Sérülés vagy egészségkár osodás mértéke Sérülésnek kitett személyek száma Könnyű Súlyos Halálos Több EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatbecslés: veszélynek való kitettség számszerűsítve: A veszélyes térhez Eseti, csak Karbantartás, javítás Normál üzem mellett való hozzáférés szabályozott során folyamatosan természete esetekben A veszélyes térben < 1 < 1h >1h eltöltött idő A veszélynek kitett 1 2 Több személyek száma A hozzáférés Egy alkalom Több alkalom Folyamatos gyakorisága műszakonként EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatbecslés: Károsodás elkerülésének becslése számszerűsítve: A bekövetkezés valószínűsége megbízhatósági és statisztikai adatok alapján Az érintett személyek képzettsége A károsodás bekövetkezésének gyorsasága A károsodás bekövetkezése szubjektív módon elhárítható lehetséges valószínű elkerülhetetlen szakképzett kioktatott képzetlen lassú gyors azonnali igen lehetséges nem EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatbecslés: A kockázatok mérőszámainak segítségével meg tudjuk határozni a várható kockázat szintjét: EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatértékelés: A kockázatértékelést dokumentálni kell, ilyen nyomtatvány látható az ábrán 49

55 EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatcsökkentés: A folyamatábránk a kockázatfelmérés után kiegészül kockázatcsökkentési módszerekkel EN ISO Szabvány alkalmazása Kockázatcsökkentés beépített biztonságot adó tervezői intézkedésekkel: Biztonsági funkciók meghibásodásának minimalizálása Veszélyexpozíció korlátozás Kockázatcsökkentés műszaki védelemmel és kiegészítő intézkedésekkel: Védőburkolatok, védőberendezések követelményei Védőburkolatok, védőberendezések kiválasztása Biztonsági berendezések használata Védőintézkedések kiegészítése EN ISO Szabvány alkalmazása Nézzünk egy példát az alkalmazásra: Vegyünk egy billenő lépcsőt: Vonatkozó szabványok: MSZ EN ISO 12100:2011 MSZ EN ISO :2010 MSZ EN ISO :2010 EN ISO Szabvány alkalmazása Példa: Billenő lépcső Veszélyek azonosítása: Mechanikai veszélyek: Gyorsulás, lassulás a gépen Szögletes részek a gépen Mozgó géprész közelítése rögzített részhez Vágást végző géprészek Rugalmas elemek Stb (minden lehetséges szempontra nézve) EN ISO Szabvány alkalmazása Példa: Veszélyek azonosítása: Ergonómiai veszélyek: Hozzáférés Kezelőelemek Megerőltetés Ismétlődő tevékenység Stb (minden szempontot figyelembe véve) EN ISO Szabvány alkalmazása Példa: Billenő lépcső Veszélyek azonosítása: Környezeti veszélyek: Por Elektromágneses zavar Világítás Víz Szél Stb (minden szempontot figyelembe véve) EN ISO Szabvány alkalmazása Példa: Billenő lépcső Kockázatok csökkentése: Mechanikai veszélyekkel szemben: Lépcső felhajtott helyzetben rögzített Védőkorlát kialakítás Csúszásgátló felületek alkalmazása Stabil rögzítések Stb (a felmért kockázatokra alkalmazott intézkedések) EN ISO Szabvány alkalmazása Példa: Billenő lépcső: Kockázatok csökkentése: Ergonómiai veszélyekkel szemben: Optimális munkazóna kialakítás Mozgást segítő rugók alkalmazása Stb (a felmért kockázatokra alkalmazott intézkedések) Környezeti veszélyekkel szemben: Világítás kiépítés Rendszeres tisztítás Stb (a felmért kockázatokra alkalmazott intézkedések) EN ISO Szabvány alkalmazása Példa: Billenő lépcső: A kockázatok felméréséről és értékeléséről Biztonsági Vizsgálati Tanúsítványt adnak ki, amin szerepel a gép adatai, a gyártó, a vizsgálati előírások. Műszaki dokumentációban rögzítenek minden rajzot, tesztet, használati utasítást is EN ISO szabvány alkalmazása Ennél a szabványnál a biztonság meghatározásához a következő folyamatábra segít: 50

56 EN ISO szabvány alkalmazása A biztonsági funkciónkhoz meg kell határozni a PL szintet: Vegyünk egy példát: A kockázati gráf segítségével meghatározzuk a szükséges PLr szintet EN ISO szabvány alkalmazása Ha a PLr szintet meghatároztuk, hardverstruktúra kategóriáját állapítjuk meg. Hardverstruktúra: A biztonsági alrendszerek bemenetből, logikából és kimenetből állnak I. Egycsatornás hardverstruktúra( Egy csatorna használata EN 945 szabvány B és 1 kategóriájának felel meg B és 1 kategória különbsége a használt elemek megbízhatóságának eltérése Hibatűrés = 0 EN ISO szabvány alkalmazása II. Csatornás hardverstruktúra: A biztonsági rendszerek általában ilyen felépítésűek: Egycsatornás rendszer + tesztrendszer (2-es kategória) TB: tesztberendezés figyeli az egycsatornás rendszert TKI: tesztkimenet aktív ha a teszteredmények helyesek Mindkét csatorna leállíthatja a rendszert Hibatűrés = 0 EN ISO szabvány alkalmazása II. Két Csatornás hardverstruktúra: Két hasonló csatorna (3-as kategória) Azonos technológiájú csatornák vagy Eltérő technológiájú csatornák (pl.: elektronikus és elektromechanikus) A kimeneteket figyelése opcionális A logikák keresztbe figyelése opcionális Hibatűrés = 1 EN ISO szabvány alkalmazása II. Csatornás hardverstruktúra: Két hasonló csatorna + tesztrendszer (4-es kategória) Két azonos vagy eltérő csatorna használata Biztonsági funkció nem esik ki meghibásodásnál Keresztfigyelés a csatornák között Kimenetek figyelése Hibatűrés = 1 EN ISO szabvány alkalmazása A rendszer és elemeinek megbízhatósága, MTTFd meghatározás: Mechanikus, Elektromechanikus, pneumatikus, hidraulikus rendszereknél élettartam tesztek: B10 érték a tesztegységek 10%-a meghibásodik B10d érték a tesztegységek 10%-a veszélyesen hibásodik meg Általában végálláskapcsolók, biztonsági ajtókapcsolók, biztonsági relék esetén adnak meg B10d értéket EN ISO szabvány alkalmazása Elektronikus rendszereknél az MTTFd meghatározása: Valószínűségi érték Összes alkatrész adataiból számolnak ki Alkatrésztípusok adott idő alatti meghibásodási értékkel rendelkeznek Elektronikus rendszereknél a dokumentáció része az MTTFd érték Gyártó adja meg az értékét EN ISO szabvány alkalmazása Mechanikus, elektromechanikus, pneumatikus, hidraulikus rendszereknél az MTTFd meghatározása A B10d értékből számítható ki Gyártói dokumentációba beépített a B10d értéke és az évenkénti használatok száma MTTFd besorolás Alacsony 3 év <= MTTFd < 10 év Közepes 10 év <= MTTFd < 30 év Magas 30 év <= MTTFd < 100 év EN ISO szabvány alkalmazása Példa MTTFd kiszámítására: MTTFd = B10d/0,1 x n op MTTFd bemenet = 555,5 év (kiszámoljuk) MTTFd logika = 400 év (áltlában gyártói adat) MTTFd kimenet = 7222,2 év (kiszámoljuk) Csatorna szinten nézve: A biztonsági funkció élettartama a képlet alapján: 225,3 év A táblázatból így: MTTFd = MAGAS EN ISO szabvány alkalmazása Diagnosztikai fedési fok számítása: A teljes vezérlőrendszer DC értékének meghatározása: Nem tesztelt alkatrészek: DC = 0 Hibakizárással alkatrészek: MTTFd = DC értékek meghatározásában katalógustáblázatok segítenek Rendszer megbízhatóság Nincs DC < 60% Alacsony 60% <= DC <90% Közepes 90% <= DC < 99% Magas 99% < DC 51

57 EN ISO szabvány alkalmazása Közös okok következtében jelentkező hibák: 2-es kategóriától jelenik meg Mindkét csatornára hat a hiba Minimum pontszám 65 a 100-ból Amennyiben nem éri el a 65 pontot további intézkedésekre van szükség EN ISO szabvány alkalmazása PL szint meghatározása a szabvány K függelékének táblázatából PL összesítő diagramból 1. kategória meghatározás 2. MTTFd érték kiszámítás 3. DC érték kiszámítás 4. CCF meghatározás Példa: - Kategória 3 - MTTFd: Magas - DC: Alacsony - PL szint: d IEC/ISO szabvány alkalmazása IEC/ISO szabvány alkalmazása A szabvány a biztonsági funkciók tervezésénél a következő eljárássorozatot követi: A súlyosság mértékének megállapítása A súlyosság mértékének megállapítása: Példaként vegyük egy berendezést, melynek súlyossága: 3 A behatás hosszának/gyakoriságának meghatározása A veszély valószínűségének meghatározása Elkerülhetőség megállapítása Az előbbi három pont összegéből történő osztálybesorolás + SIL mátrix Óránként vett veszélyes hibák valószínűségének meghatározása Sérülés Súlyossága Visszafordíthatatlan: halál, kéz, szem elvesztése 4 Visszafordíthatatlan: combtörés, ujj elvesztés 3 Visszafordítható: korházi megfigyelést igényel 2 Visszafordítható: elsősegélynyújtásra szorul 1 S IEC/ISO szabvány alkalmazása A behatás hosszának/gyakoriságának meghatározása: Tovább nézve a példát az Fr értéke 1 óra és nap között legyen, így Fr = 5 Behatás hossza/gyakorisága < 1 óra 5 1 óra 1 nap 5 1 nap 2 hét 4 2 hét 1 év 3 > 1 év 2 Fr IEC/ISO szabvány alkalmazása A veszély valószínűségének meghatározása A valószínűségi táblázat alapján ha valószínű a veszélyünk bekövetkezése, Pr = 4 Bekövetkezési valószínűség Gyakori 5 Valószínű 4 Lehetséges 3 Ritka 2 Elhanyagolható 1 Pr IEC/ISO szabvány alkalmazása IEC/ISO szabvány alkalmazása Elkerülhetőség megállapítása Amennyiben a veszélyünk kiszámítható van rá esély, hogy megelőzzük, az Av = 3 Sérülés megelőzés/csökkentés valószínűség Lehetetlen 5 Lehetséges 3 Valószínű 1 Av Az előbbi három pont összegéből történő osztálybesorolás + SIL mátrix: Az osztályozást megkapjuk: C = Fr + Pr + Av Esetünkben: C = , azaz 12 Segítségével a SIL mátrixból kiolvasható a használandó SIL szint: A sérülés súlyossága 3 esetén 12 osztályértékkel SIL 2 érhető el. Sérülés súlyossága C = Fr + Pr + Av SIL 2 SIL 2 SIL 2 SIL 3 SIL 3 3 SIL 1 SIL 2 SIL 3 2 SIL 1 SIL 2 1 SIL 1 IEC/ISO szabvány alkalmazása Óránként vett veszélyes hibák valószínűségének meghatározása (PFHd): A meghatározott SIL szint segítségével a következő táblázatból kiolvasható: SIL PFHd < < < 10-5 IEC/ISO szabvány alkalmazása A SIL érték mindig a teljes biztonsági funkciót jellemzi és nem egy eszközének karakterisztikus értékét A SIL CL segít az eszközök maximális SIL értékének megadásában PL.: SIL CL = 2, az eszköz maximum SIL 2 biztonsági funkcióban használható A veszélyes meghibásodásokat nem okozó hibahányad és a hardver hibatűrés is a SIL CL érték meghatározásában segít: SFF HFT < 60% SIL 1 SIL 2 60% - <90% SIL 1 SIL 2 SIL 3 90% - <99% SIL 2 SIL 3 SIL 3 >= 99% SIL 3 SIL 3 SIL 3 52