Kockázatfelmérés és kiértékelés a gyakorlatban az EN- 12100:2011 szabvány alkalmazásával

Kockázatfelmérés és kiértékelés a gyakorlatban az EN- 12100:2011 szabvány alkalmazásával Eladó: Papp Géza Bálint Kft papp.geza@pgbengineering.hu www.pgbengineering.hu 1

Áttekintés: Szabványosítási elvek és folyamatok az EU-ban A Szabványok nem rendelkezések, így végrehajtásuk nem kötelező. Ez fontos Európai Uniós szabványosítási elv. (Termékek szabad áramlásának biztosítása és a műszaki fejlődés lehetővé tétele.) Így a szabványokban megfogalmazott műszaki megoldások csak ajánlások. (Új megközelítés New Approach: 1985 EGK) (Emiatt a veszélyes gépek esetében, a foglalkoztatottak életének és egészségének védelme érdekében más eljárást kell követni.) 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, stb Az európai direktívák kötelező rendelkezések, melyeket a tagországoknak helyileg kell lefordítani és a közzététel után két évvel hatályba kell helyezni (törvénybe iktatni) a jogharmonizáció keretében. (Jogharmonizáció: A nemzeti jogrendszerek egységesítése az EU-ban.) Az európai szabványügyi testületek feladata olyan műszaki specifikációk megfogalmazása, melyek megfelelnek a direktívák követelményeinek, harmonizálnak azokkal Harmonizált szabványok (Gépdirektívához kapcsolódó harmonizált szabványok száma 492.) 2

Szabványügyi testületek ANSI: American National Standards Institute (www.ansi.org) BSI: British Standards Institute (www.bsi.org.uk) CEN: European Committee for Standardization (www.cenorm.be) CENELEC: European Committee for Electrotechnical Standardization (www.cenelec.be) ISO: International Organization for Standardization (www.iso.ch) IEC: International Electrotechnical Commission JIS: Japanese Industrial Standards JSA: Japanese Standards Association (www.jsa.or.jp) OSHA: Occupational Safety and Health Administration (USA) (www.osha.gov) SIS: Standardiserings-kommisionen i sverige (Swedish standards institute) (www.sis.se) UL: Underwriter Laboratories (www.ul.com) DIN: Deutsches Institut für Normung (German Standards Institute) (www.di.de) Minden ország az ISO vagy IEC szabványokat használja vagy helyileg adaptálja. Az összes nagyobb intézmény összedolgozik a nemzetközi szervezetekkel. 3

CE megfelelőség jelzése és tanúsítás A jelöléssel a gyártó tanúsítja, hogy a gyártmány megfelel az európai szabványoknak (öntanúsítás). (Veszélyes gépek esetében az öntanúsítás nem elegendő.) A megfelelőség jelzése a következő módon, előírt betűformákkal és méretekkel történik: A betűméret változtatásánál az előírásnak megfelekő arányokat be kell tartani. A kisgépeket kivéve a betűnagyság nem lehet 5mm-nél kisebb. 4

Az Európai Gépészeti Direktíva (98/37EC), mint európai szintű törvény, meghatározza a gépek elfogadható biztonsági szintjét, élet- és egészségvédelmi követelményeket rögzít, valamint meghatározza a megfelelőségük tanúsításának módjait. A fő cél egy elfogadható biztonsági szint garantálása az európai piacon eladott és üzemeltetett gépek és eszközök számára A II. függelékben a direktíva felsorolja a különösen veszélyes gépeket A direktívára épülő európai harmonizált szabványok a követelményeket és irányelveket adják meg a Gépdirektíva betartásához A veszélyes gépek jelentette kockázatok csökkentésének koncepcióját és általános alapelveit, lépéseit (a gép határainak rögzítése, a veszélyforrások azonosítása) az új EN ISO 12100-1 és -2 (a régi EN 292-1 és -2-t felváltva) írja le, valamint meghatározza a kockázatfelmérés lépéseit is. Kockázatkiértékelés (kockázatbecslés) folyamatával az ISO 14121 (nemzetközi) vagy a harmonizált EN 1050 európai szabvány foglalkozik. Az európai harmonizált szabványok teljesítése a legegyszerűbb módja annak, hogy a gép megfeleljen az EU gépészeti direktívájának Berendezés biztonsága kell, hogy legyen az elsődleges szempont egy veszélyes gép tervezése, készítése és üzemeltetése folyamán. Minden kockázatnál, melyet a gép építése során nem lehet kiküszöbölni, további védelmi intézkedések szükségesek. 5

Gépek biztonsági vezérlő rendszerei: A gépgyártoknak a biztonsági szabványnak (ilyen volt EN 954-1 - Biztonsági vezérlő rendszerek szerkezeti elemei szabvány) megfelelően kell megtervezniük és előállítaniuk biztonsági vezérlő rendszereket a veszélyes gépekhez. (Ezek lehetnek elektromos, hidraulikus, pneumatikus vagy mechanikus vezérlő rendszerek.) Ennek a szabványnak a helyébe 2009. 11. 30-án új szabvány lépett. Az EN 954-1 szabvány nem fedi le az új eszközökkel, az elektronikus és programozható vezérlő eszközökkel kialakított biztonsági vezérlő berendezések követelményrendszerét, ezért valamint azért mert ez a szabvány minőségi szemléletmódot tükröz új európai és nemzetközi szabványok jelentek meg (EN ISO 13849 és az EN IEC 61508-on alapuló EN IEC 62061), melyek már mennyiségi (valószínűségi) szemléletmódon alapszanak és figyelembe veszik az emberi mulasztást is. 6

CE megfelelőségi tanúsítás folyamata Berendezés gyártó CE jelzés, öntanúsítás nem veszélyes osztályba tartozó gépekhez Géptől függően CE vizsgálat veszélyes gépekhez harmadik fél által (Tanúsítási szervezet) Műszaki dokumentáció (A gépdirektíva V. függeléke szerint) Kockázatbecslés (EN ISO 12100) Kockázat kiértékelés (EN 1050 / ISO 14121) Kezelési utasítások A bizonsági szabványok maradéktalan betartása esetén feltételezhető, hogy a termék kielégíti a gépdirektíva rendelkezéseit is. (Nics szükség külön tanúsításra.) Végfelhasználó hozzáférhető dok.!!! CE megfelelőségi gi tanúsítv tvány CE jelölés Ha a gyártó eltér a szabványokban leírt megoldástól, akkor veszélyes gép esetében egy független tanúsító szervezetnél (vizsgáló laboratóriumnál) típusvizsgálatot kell végeztetni, mely szervezet által kiállított tanúsítvány igazolhatja, hogy az alkalmazott magoldás egyenértékű a szabványos megoldással vagy annál nagyobb biztonságot nyújt. Ha viszont a gyártó kielégítette a szabvány követelményeit, akkor elegendő a gép műszaki dokumentációját átadni egy kijelölt tanúsító szervezetnek megőrzésre. 7

Európai gépbiztonsági szabványok rendszere EN 693 Hidraulikus présgépek EN 692 Mechanikus présgépek EN 1088 Védőburkolatok reteszelő berendezései EN 953 Védőburkolatok kialakítása EN 60 204-1 Gépek villamos szerkezetei EN 294 (13857:2008) EN 999 (13855:2010) Biztonsági távolságok Védelmi eszközök elhelyezésének módja A alapelvek EN 954-1 EN ISO 13849-1 Biztonsági vezérlő rendszerek szerkezeti elemei EN 1050 = ISO 14121, 12100:2010-11 Kockázatkiértékelés EN 418 (13850:2008-10-01 ) Vészmegállító eszköz EN 574 Kétkezes indítók B1 biztonságtechnikai szempontok B2 biztonságtechnikai eszközök szabványai C géptípusok szabványai EN ISO 12100 (az EN 292 helyett) Biztonsági alapfogalmak a gépdirektívának negfelelően, a kialakítás általános elvei, kockázatcsökkentés, kockázatfelmérés 8

9

10

Kockázatfelmérés és kiértékelés a gyakorlatban az EN- 12100:2011 szabvány alkalmazásával Eladó: Papp Géza Bálint Kft papp.geza@pgbengineering.hu www.pgbengineering.hu 11

A kockázatértékelési folyamat eredménye a gépnél előforduló különféle kockázatok táblázata, ezek komolyságának megjelölésével együtt. Egy gép esetében nincs egyetlen kockázatosztályozás vagy kockázati kategória : minden egyes kockázatot külön kell tekinteni. Fontos, hogy a súlyosságot csak becsülni lehet, mivel a kockázatértékelés nem egzakt tudomány. Önmagában nem is végcél, hiszen a kockázatértékelés célja segítség nyújtása a kockázatcsökkentéshez. 12

Kockázatcsökkentés A kockázatcsökkentést most már a EN/ISO 12100 szabvány tartalmazza. A kockázatcsökkentést a kockázat kiküszöbölésének szempontjából határozzák meg: a megtett intézkedések célja legyen, hogy kiküszöböljenek minden kockázatot a gép előre látható életciklusa során, beleértve a szállítás, az összeállítás, a szétszerelés, az üzemen kívül helyezés és a selejtezés fázisát. Általánosságban szólva, ha a kockázat csökkenthető, akkor csökkenteni is kell. Ezt azonban az üzleti realitásoknak mérsékelniük kell, és a szabályok az ésszerű és ehhez hasonló szavakat használják annak jelzésére, hogy egyes kockázatokat súlyosan aránytalan költségek nélkül esetleg nem lehet csökkenteni. A kockázatértékelés ismétlődő folyamat. A kockázatokat azonosítani, fontosság szerint rangsorolni kell, mennyiségileg meg kell határozni, csökkentésük érdekében lépéseket kell kidolgozni (először biztonságos tervezés, majd biztonsági berendezések alkalmazásával). Ezután ezt a folyamatot meg kell ismételni, hogy kiértékeljék, vajon az egyedi kockázatokat elviselhető szintre csökkentették-e, és nem idéztek-e elő további kockázatokat. A következő fejezetben a biztonságos tervezés és a biztonsági berendezések alkalmazását vizsgáljuk meg. 13

Figyelembe kell venni a belegabalyodás, összezúzódás, illetve szerszám, éles gépszél vagy feldolgozás alatt álló anyag által okozott vágás lehetőségét. Egyéb tényezőket, mint a gép stabilitását, a zajt, rezgést és anyagok vagy sugárzás kibocsátását ugyancsak figyelembe kell venni, akárcsak a forró felületek és vegyszerek miatt bekövetkező égést vagy a nagy sebesség miatt fellépő súrlódást. Ennek a szakasznak magában kell foglalni minden veszélyt, amely a gép életciklusa során előfordulhat, beleértve a megépítést, az üzembe helyezést és a leselejtezést is. 14

EN 954-1 - Biztonsági vezérlő rendszerek szerkezeti elemei 1. rész: A tervezés általános elvei Kockázatfelmérés Kockázatértékelés Biztonsági (EN (EN 12100-1) (EN (EN 14121) kat. kat. (EN (EN 954-1) S Baleset kimenetele S1 Könnyű sérülés S2 Súlyos, maradandó sérülés, ill. halál F Veszélyzónába való tartózkodás időtartama és gyakorisága F1 Ritkától a viszonylag gyakoriig F2 Gyakoritól az állandó jelenlétig S1 S2 F1 F2 P1 P2 P1 P2 B 1 2 3 4 P A baleset megelőzésének lehetősége, vagy a sérülés csökkentése P1 Bizonyos körülmények között lehetséges P2 Gyakorlatilag lehetetlen Megfelelő kategóriák Túlzott intézkedések Lehetséges besorolás, további intézkedések szükségesek (megelőző karbantartás) 15

EN954-1 biztonsági kategóriái Biztonsági kategóriák B 1 2 3 Vezérlő berendezés követelményei Szabványos elemek alkalmazása, melyek az alapvető műszaki specifikációknak megfelelnek Kipróbált, tesztelt alkatrészek és bevált biztonsági alapelvek használata Mint az 1. + A biztonsági funkciókat megfelelő időközönként ellenőrizni kell (a gyakoriságot alkalmazástól függően kell meghatározni) Mint az 1. + Teljes áramköri redundancia Vezérlés viselkedése hiba esetén A biztonsági funkciók megszűnhetnek Nagyobb megbízhatóság,de a bizt. f. megszűnhetnek A rendszer a hibái a teszteknél észrevehetők, de közben a biztonság sérülhet Biztonsági funkció biztosított, kivéve halmozott hibák esetén 4 Mint az 1.+Teljes áramköri redundancia + Ciklikus önteszt. Egy egyszeri hiba nem okozhatja a biztonsági funkciók megszűnését. A hibát a biztonsági funkció következő használatakor vagy az előtt érzékelni lehet. Biztonsági funkciók működése mindig biztosított, hibák halmozódása nem lehetséges. 16

Példák az egyes kategóriákra 17 2-es Kat. 4-es Kat. EN954-1 biztonsági kategóriái B vagy 1-es Kat. 3-as Kat.

Új biztonsági szabványok megjelenése Az EN 954-1 szabvány minőségi szemléletmódja már nem megfelelő az új technológiákon alapuló modern gépvezérlők számára (Elektronikus és programozható elektronikus rendszerek számára): A modern, növekvő komplexitású és programozható rendszerekhez nem ad irányelveket, Kockázati grafikon nem elég részletes Így az EN 954-1 szabványt felváltja az új EN ISO 13849-1 szabvány, melyben a minőségi szemléletmód helyett a mennyiségi (valószínűségi) szemléletmód érvényesül, de alapvetően a régi szabványra épül. Az EN 954-1 szabvány 2009.11.30-ig volt érvényes A helyébe lépő EN ISO 13849-1 szabvány foglalkozik az egyszerű elektromos, pneumatikus, hidraulikus, stb. berendezések okozta kockázatokkal. (Lényegében az EN 954-1 továbbfejlesztése.) Az új szabvány szerint (a régi rendelkezésein túl!) valószínűségi számítást kell végezni és az eredmény mennyiségi mérőszáma lesz az eszköz biztonságának. (PL Performance Level = Temékjósági szint, vagy Balesetvédelmi teljesítmény) Egy teljesen új szabványként jelenik meg (az előzővel párhuzamosan), a nemzetközi IEC 61508 szabványon alapuló EN IEC 62061 szabvány, amely a komplex, integrált rendszerekkel, az elektromos, elektronikus és a programozható elektronikus biztonsági rendszerekkel (E/E/PE) foglalkozik. Ennél a szabványnál is biztonsági szintek vannak, amelyek a hiba bekövetkezési valószínűségének számításán alapulnak. Egy rendszer teljes biztonsága a rendszer egyes elemiek megbízhatóságából adódik. A biztonság reprezentálására az integráció biztonsági szintje (SIL Safety Integrity Level) szolgál. A SIL bizonyos megkötésekkel összevethető az EN 13849-1 szerinti termékjósági szintekkel (PL), és az EN 954-1 szerinti biztonsági kategóriákkal (1, 2, 3, 4). Mindkét új szabvány a hardver véletlenszerű meghibásodási valószínűsége mellett figyelembe veszi az emberi mulasztást is, a technológiai folyamat teljes életciklusára kivetítve. Így kockázat alapú szemléletmódot nyújt az adott biztonsági funkcióhoz szükséges biztonsági szint meghatározásához. 18

Gépek tervezésénél alkalmazott új szabványok EN 954-1 helyett Új szabvány 19

Új biztonsági szabványok megjelenése EN 954-1 EN ISO 13849-1 => PL Midkét szabvány a kockázakiértékelés eredményén alapszik (EN 1050), a biztonsági vezérlő redszer kialakításának meghatározásánál, kiegészíve azt a veszélyes hiba előfordulási valószínűségének kalkulációjával. EN IEC 62061 Az adott veszélyhez tartozó kockázat A lehetséges sérülés súlyossága és A veszély rendszeressége és fennállásának időtartama Veszélyes esemény előfordulásának valószínűsége Sérülés elkerülésének vagy csökkentésének lehetősége A sérülés megtörténésének valószínűsége SIL: Safety Integrity Level Az integráció biztonsági szintje veszélyes hiba valószínűségével kifejezve => SIL Hozzárendelt SIL szint PL: Performance Level - Termékjósági Szint Figyelembe veszi a veszélyes hiba előfordulási valószínűségét is 20

Új biztonsági szabványok alkalmazása: 1: EN954-1 EN 13849-1 Az EN ISO 13849-1 az EN 954-1 szabványból ismerős biztonsági kategóriákon alapul, az egyszerű elektromos, pneumatikus, hidraulikus, stb. biztonsági berendezések vonatkozásában, vagyis a korábbi biztonsági kategóriákon (B, 1, 2, 3, 4). Újdonság a termékjósági szint (PL - Performance Level) bedvezetése, ami legalacsonyabb 'a' szinttől, a legnagyobb biztonságot jelentő 'e' szintig terjed. Az egyes minőségi szintekhez (PL) meghatározott tartományú valószínűségi érték tartozik. Ez az érték a veszélyes hibák előfordulásának átlagos értéke, egy órára vonatkoztatva. 21

Új biztonsági szabványok alkalmazása: 1: EN954-1 EN 13849-1 Annak eldöntéséhez, hogy az alkalmazni kívánt biztonsági rendszer hibaelőfordulási valószínűsége megfelel-e a megkívánt PL fokozatnak, szükség van a vezérlő berendezés alkatrészeinek MTTF d értékéből (veszélyes hiba előfordulásának váható ideje - években) képzett hibafokozatra és az előforduló hiba detektálhatósági szintjére (DC) valamint a vezérlő berendezés biztonségi kategóriájára. (A kockázatelemzés során adódó B, 1, 2, 3, 4 kategória). Biztonsági kategóriák B 1 2 3 Vezérlés viselkedése hiba esetén A biztonsági funkciók megszűnhetnek Nagyobb megbízhatóság, de a bizt. f. megszűnhetnek A rendszer a hibát a teszteknél észreveszi, de közben a biztonság sérülhet Biztonsági funkció biztosított, kivéve halmozott hibák esetén 4 Biztonsági funkciók működése mindig biztosított, hibák halmozódása nem lehetséges. 22

Új biztonsági szabványok alkalmazása: 1: EN954-1 EN 13849-1 Ha a biztonsági vezérlő rendszerhez szükséges PL (termékjósági sint) e, akkor a táblázatok és a grafikon alapján az alkalmazott komponensek átlagos MTTF d szintje Magas kell, hogy legyen és az átlagos DC (hibadetektálási szint) szintén Magas szinre adódik, amiből következik a biztonsági vezérlő áramkör 4-es biztonsági kategóriája is. 23

EN ISO 13849-1 Az EN ISO 13849-1 szabvány a veszélyes meghibásodásig eltelt idő (MTTFd), a diagnosztikai lefedettség (DC) és a felépítés (kategória) kombinációját használja a teljesítményszint (PL) (a, b, c, d, e) meghatározásához. A PL becslésének egyszerűsített módszerét a szabvány 7. táblázata adja meg. A kategóriák ugyanazok, mint az EN 954-1 szabványban; ezek kifejtését a 2. melléklet tartalmazza. 24

Az IEC EN 62061 szerint megfelelő funkcionális biztonság eléréséhez a rendszer biztonsági életciklusát követni kell a tervezési fázistól a gép leszereléséig. Ebbe a folyamatba tartozik a kockázatbecslés, a biztonsági specifikációk, a tervezés, a megvalósítás Az első lépések közé tartozik a kockázatbecslés és a biztonsági követelmények meghatározása: Kockázatbecslés Biztonsági követelmények Külső kockázatcsökkentési lehetőségek E/E/EP biztonsági vezérlő rendszerek Biztonsági Biztonsági funkciók funkciók kockázatbecslés kockázatbecslés alapján alapján Biztonsági Szint (SIL) Kockázatkiértékelés Kockázatkiértékelés alapján alapján SIL = a biztonsági funkciókat kezelő komplex rendszer megbízhatósága. 25

A biztonsági szintek (SIL - Safety Integrity Level) a hiba előfordulásának valószínűségén alapulnak, mely a biztonsági funkció használatának gyakoriságától függ. Mérőszáma a veszélyes hibák előfordulásának átlagos valószínűsége óránként (évenként). Biztonsági szintek (SIL) Kisebb igénybevétel esetén: Veszélyes hiba előfordulásának átl. val. évenként Nagyobb igénybevétel (vagy foly. üzem) esetén: Vezsélyes hiba előfordulásának átl. val. óránként 4 10-5 - < 10-4 10-9 - < 10-8 3 10-4 - < 10-3 10-8 - < 10-7 2 10-3 - < 10-2 10-7 - < 10-6 1 10-2 - < 10-1 10-6 - < 10-5 Gépek biztonságtechnikája EN IEC 62061 26

EN 13849-1 biztonsági kategóriái és a EN 62061 SIL fokozatai A kategóriák meghatározzák a biztonsági vezérlő berendezés viselkedését hiba előfordulása esetén Category 3 Low MTTF Medium MTTF High MTTF (1) For designated architectures only 27

Új biztonsági szabványok alkalmazása: 1: EN954-1 EN 13849-1 Alkalmazási példa: Védőburkolat felügyelete B 10d = elektromechanikus alkatrészek termékkatalógusában adott érték az a működési szám, amely után az adott típusú alkatrészek 10%-a veszélyesen meghibásodik (EN ISO 13849-1). MTTF d = B 10d / (0,1x N) Példa: 220 üzemi nap/év, 8 óra/nap, 90s ciklusidő Évenkénti működési szám: N = 220 x 8 x (3600/90)=70400 Bizt. Végálláskapcs.: MTTF d = 2 000 000 / 7040 = 284 év Kontaktor: MTTF d = 730 000 / 7040 = 104 év Biztonsági relé: MTTF d = 191,5 év (katalógus adat) Átlagos MTTF d = 54,5 év ( ) Átlagos DC = 99% 28

Megoldások különböző biztonsági kategóriákra PL=b, Cat. 1 / SIL 1 PL=c, Cat. 2 / SIL 1 PL=d, Cat. 4 / SIL 3 PL=d, Cat. 3 / SIL 2 29

Veszélyforrások 30

A gép határai, veszélyzónák, biztonságos távolság Veszélyzóna Veszélynek kitett személy Biztonságos távolság 31

MSZ EN 12100 1 Kockázat analízis EN 14121 Kockázat kiértékelés Veszély értékelés (Hazard rating) HR = DPH x PO x PA x FE Degree of Possible Harm (DPH) (sérülés súlyossága) 0.25 Horzsolás / Zúzódás / 0.5 Zúzódásos seb / kisebb vágás 3 Csont törés új, lábúj 5 Csonttörés kéz, kar, láb 8 1, vagy 2 új elvesztése (csonkolás) 11 láb, kar amputáció, részleges süketülés, vakulás 15 mind két láb, vagy kar elvesztése, teljes megvakulás vagy megsüketülés 25 Kritikus tartós sérülés, teljes rokkantság, ágyhoz kötés 40 Halálos sérülés 65 Katasztrófa 32

MSZ EN 12100 1 Kockázat analízis EN 14121 Kockázat kiértékelés Veszély helyet előfordulása (PO) 0.05 Szinte lehetetlen 1.25 Nem valószínű 2.5 Lehetséges 4 Valószínű 6 Biztosan előfordul, nagyon valószínű Mennyire elkerülhető a veszélyhelyzet (PA) 0.75 Lehetséges 2.5 Bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetséges 5 Lehetetlen 33

MSZ EN 12100 1 Kockázat analízis EN 14121 Kockázat kiértékelés Frequency of Exposure (FE) Előfordulás gyakorisága 0.5 évente 1 havonta 2 hetente 3 naponta 4 óránként 5 folyamatosan 34

MSZ EN 12100 1 Kockázat analízis EN 14121 Kockázat kiértékelés HR veszély értékek kategórizálása 0.005-10 Elhanyagolható szinte nem történhet sérülés. 11-20 Nagyon alacsony kockázat Esetleg tréning szükséges az érintettek számára, esetleges módosítás. 21-45 Alacsony kockázat Esetleg tréning szükséges az érintettek számára, módosítás mérés és beavatkozás szükséges. 46-160 Veszély Szükséges változtatni a berendezésen, csökkenteni kell a kockázatot, a gép átalakításának lehetőségét vizsgálni kell mint közeljövőbeli lehetőséget. 161-500 Jelentős veszély komoly sérülések történhetnek azonnali átalakítás szükséges értesíteni kell a cég vezetést a döntéshozáshoz. 501+ Nagyon jelentős veszély Nagyon komoly sérülések, balesetek történhetnek azonnali átalakítás szükséges, és azonnal értesíteni kell a cég vezetést a döntéshozáshoz. 35

Mit is jelent mid ez a gyakorlatban? Degree of Possible Harm (DPH) (sérülés súlyossága) 5 Csonttörés kéz, kar, láb Veszély helyet előfordulása (PO) 4 Valószínű EN ISO 13857:2008 biztonsági távolságok a veszélyes zónától végtagok védelméhez EN953:1997+A1:2009 fix és mozgatható burkolatok kialítására vonatkozó szabvány Mennyire elkerülhető a veszélyhelyzet (PA) 2.5 Bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetséges Frequency of Exposure (FE) Előfordulás gyakorisága 3 naponta HR = DPH x PO x PA x FE=5x4x2,5x3 = 150 46-160 Veszély Szükséges változtatni a berendezésen, csökkenteni kell a kockázatot, a gép átalakításának lehetőségét vizsgálni kell mint közeljövőbeli lehetőséget. 36

Mit is jelent mid ez a gyakorlatban? Nem megfelelően elhelyezett kétkezes indító Nem megfelelő kétkezes indító: Engedi az egykezes indítást Nincs biztonsági vezérlő modul Nem fele meg az: MSZ EN574 kétkezes indító készülékekre vonatkozó szabványt, az EN 294 és EN 999 Biztonsági távolságok, védelmi eszközök elhelyezésének módjára vonatkozó szabványokat. 37

Mit is jelent mid ez a gyakorlatban? Degree of Possible Harm (DPH) (sérülés súlyossága) 5 Csonttörés kéz, kar, láb Veszély helyet előfordulása (PO) 6 Biztosan előfordul, nagyon valószínű Mennyire elkerülhető a veszélyhelyzet (PA) 2.5 Bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetséges Frequency of Exposure (FE) Előfordulás gyakorisága 5 folyamatosan HR = DPH x PO x PA x FE=5x6x5x3 = 450 161-500 Jelentős veszély komoly sérülések történhetnek azonnali átalakítás szükséges értesíteni kell a cég vezetést a döntéshozáshoz. 38

Mit is jelent mid ez a gyakorlatban? Degree of Possible Harm (DPH) (sérülés súlyossága) 8 1, vagy 2 új elvesztése (csonkolás) Veszély helyet előfordulása (PO) 6 Biztosan előfordul, nagyon valószínű Mennyire elkerülhető a veszélyhelyzet (PA) 2.5 Bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetséges Frequency of Exposure (FE) Előfordulás gyakorisága 5 folyamatosan HR = DPH x PO x PA x FE=8x6x5x3 = 720 EN ISO 13857:2008 biztonsági távolságok a veszélyes zónától végtagok védelméhez EN953:1997+A1:2009 fix és mozgatható burkolatok kialítására vonatkozó szabvány 501+ Nagyon jelentős veszély Nagyon komoly sérülések, balesetek történhetnek azonnali átalakítás szükséges, és azonnal értesíteni kell a cég vezetést a döntéshozáshoz. 39

Mit is jelent mid ez a gyakorlatban? Degree of Possible Harm (DPH) (sérülés súlyossága) 25 Kritikus tartós sérülés, teljes rokkantság, ágyhoz kötés Veszély helyet előfordulása (PO) 6 Biztosan előfordul, nagyon valószínű Mennyire elkerülhető a veszélyhelyzet (PA) 2.5 Bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetséges Frequency of Exposure (FE) Előfordulás gyakorisága 5 folyamatosan HR = DPH x PO x PA x FE=25x6x5x3 = 2250 501+ Nagyon jelentős veszély Nagyon komoly sérülések, balesetek történhetnek azonnali átalakítás szükséges, és azonnal értesíteni kell a cég vezetést a döntéshozáshoz. 40

Mit is jelent mid ez a gyakorlatban? Degree of Possible Harm (DPH) (sérülés súlyossága) 0.5 Zúzódásos seb / kisebb vágás Veszély helyet előfordulása (PO) 6 Biztosan előfordul, nagyon valószínű Mennyire elkerülhető a veszélyhelyzet (PA) 2.5 Bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetséges Frequency of Exposure (FE) Előfordulás gyakorisága 5 folyamatosan HR = DPH x PO x PA x FE=0,5x6x5x3 = 45 21-45 Alacsony kockázat Esetleg tréning szükséges az érintettek számára, módosítás mérés és beavatkozás szükséges 41

42

Ipari biztonságtechnikában alkalmazott mechanikus és villamos védelmek Eladó: Papp Géza Bálint Kft papp.geza@pgbengineering.hu www.pgbengineering.hu 43

Harmonizált gépbiztonsági szabványok a villamos hajtások számára IEC61800-5-2 Elektronikus vagy programozható elektronikus komplex biztonsági vezérlők IEC 62061 (Az IEC 61508-nak megfelelően) Safety Integrity Levels (SIL) Nem elektromos és egyszerű elektromos biztonsági vezérlők ISO 13849-1 ( EN 954-1 helyett) Performance Levels (PL) Villamos hajtás (VSD) IEC 61800-5-2 PL & SIL tanúsitvány!! + 44

Önmagukban biztonságos tervezési intézkedések (a EN/ISO 12100 szabvány szerint) Néhány kockázat egyszerű intézkedésekkel elkerülhető. Kiküszöbölhető-e az a feladat, amely a kockázatot eredményezi? A kiküszöbölés néha elérhető egyes feladatok automatizálásával, például gépi rakodással. Megszüntethető a veszély? Ha például a tisztítási feladatokhoz nem gyúlékony oldószert alkalmaznak, megszüntethető a gyúlékony oldószerekkel járó tűzveszély. Ez a szakasz az önmagában biztonságos tervezés néven ismert, és egyedüli módja annak, hogy a kockázatot nullára csökkentsék. Ha eltávolítják a hajtást a görgős szállítószalag utolsó görgőjéről, csökken annak ehetősége, hogy a görgő valakit elkapjon. Ha a küllős tárcsát sima tárcsára cserélik, csökkenhet a nyírásveszély. Az éles szélek, sarkok és nyúlványok elkerülése segíthet a vágási és horzsolási sérülések megelőzésében. A minimális hézagok megnövelése segíthet abban, hogy elkerüljék a testrészek összezúzódását, a maximális hézagok csökkentése pedig kiküszöbölheti a testrészek bejutását. A lecsökkentett erő, fordulatszám és nyomás csökkentheti a sérülés veszélyét. 45

Gépek villamos szerkezetei EN60204-1 EN60204-1 megállítási kategóriái (Gépek villamos szerkezetei szabvágy) : 0-ás megállítási kategória : A motor azonnali megállítása a tápfeszültség kikapcsolásával (szabad kifutás nagy terhelő nyomatékú hajtott gépnél). 1-es megállítási kategória : Vezérelt megállítás egy meghatározott lefutási meredekséggel, majd kikapcsolás (nagy inerciájú gépek megállítása). 2-es megállítási kategória : Vezérelt megállítás, kikapcsolás nélkül Az EN 418, helyett EN ISO 13850:2008-10-01 (Vészkikapcsoló berendezések) biztonsági szabvány ezekre a kategóriákra hivatkozik 46

0-ás megállítási kategória vagy Safe Torque Off (STO) STO aktív - vészmegállítás Kimeneti frekvencia Szabad kifutás 0 47

1-es megállítási kategória vagy Safe Stop 1 (SS1) Vészleállítás nagy inerciájú gépek esetében, meghatározott meredekséggel (frekvenciaváltóval) SS1 hiba küszöb Hiba: STO Kimeneti frekvencia A nyomaték megszűnt STO aktív - vészmegállítás SS1 Rampa Hz/s SLS/SS1 kikapcsolási szint 0 STO STO SS1 aktív 48

2-es megállítási kategória vagy Safely Limited Speed (SLS) Kézi beavatkozás lehetővé tétele egy biztonságos sebességen, sebességellenőrzéssel SS1 hiba küszöb SLS aktív biztonsági megállítás SLS bemenetek visszaálltak Kimeneti frekvencia Hiba: STO SS1 SLS Beállított értéke SLS/SS1 Nyugalmi szint 0 SS1 Rampa érték SLS tolerancia küszöb STO 49

Milyen eszközzel lehet megvalósítani az adott leállítás kategóriát? STO: Safe torque off => mágneskapcsoló, frekvenciaváltó, szervó SS1: Safe Stop 1 => csakis vezérlet eszközzel SLS: Safe limited speed => csakis vezérlet eszközzel 50

Vészleállítás: MSz EN 418 (Vészkikapcsoló berendezések) A vészv sz-kontaktus (1 vagy 2) mindig zárt z és pozitív v működésű. m. A csatlakozó vezérl rlő áramkör r az EN 13849-1 1 szerinti, a megáll llítás s az EN 60204-1 1 szerinti. Az EN 60204-1 1 szabvány szerinti 0 kategóri riás s leáll llítás (azonnali kikapcsolás) életvédelmet biztosít t a potenciális veszélyhelyetekben. vészgomb húzókapcsoló SAFETY modulok biztonsági PLC modulok fényoszlopok 51

Vészleállítás: MSz EN 418 (Vészkikapcsoló berendezések) Az EN 60204-1 1 szabvány szerinti 1. kategóri riás (vezérelt) leáll llítás s védi v a kezelőt t oly módon, m hogy a gép g veszélyes mozgását ellenőrz rzötten leáll llítja. Elektronikus motorfékek SAFETY modulok vészgombok kapcsolódó készülékek: (frekvenciavált ltó,, kontaktor, lágyindl gyindító) 52

Köteles húzókapcsolók 53

Az F erő álltában beállítható ezen termékek esetében A biztonsági vész leállító eszközök pozitív működtetésű N/C érintkezős eszközök, vajon miért? Mire kell még figyelni elektromechanikus eszközök alkalmazása esetében? 54

Kétkezes indító készülékek : MSz EN 574 Kétkezes indítóállvány biztonsági modullal + 55

Kétkezes indító készülékek : MSz EN 574 Kétkezes idítóra vonatkozó követelmények EN 574 által meghatározott índító típusok Típus III Típus I Típus II A B C Két kéz használata (egyidejű működtetés) X X X Kapcsolat a ki- és a bemeneti jelek között X X X Kimeneti jelek kikapcsolása ha egy bemenet visszaáll X X X Az akaratlan működés megakadályozása X X X Védelem törés és mechanikai behatások ellen X X X Újra bekapcs. csak azután, ha mindkét bem. visszaállt X X Egyidejű működés (0.5 s -on belül) X Kipróbált eszközök használata (1-es kategória) X X Megkettőzött áramkör (redundancia) (3) X X Redundancia + Önellenőrzés (4) EN13849-1 X 56

Kétkezes indítók 57

Villamos érzékelésű védelmi kész. EN 61496 A zónavz navédelen védi v a potenciálisan veszélyes gépen g dolgozó kezelőt t a veszélyes zónába z jutást stól. A fényff nyfüggöny,, a fénysorompf nysorompó vagy a elektromos érzékelésű szőnyeg megakadályozza a működő géphez jutást, mechanikai eszközök k nélkn lkül. l. fényfüggöny fénysorompó SAFETY modulok kapcsolódó készülékek: megszakítók, k, kontaktorok 58

Villamos érzékelésű védelmi kész. Alkalmazási példák A veszélyes zóna védelme Kategória 4 (EN 13849-1) Fényfüggöny Kategória 2 (EN 13849-1) 59

Minimális biztonsági távolság meghatározása optikai eszközök esetében A számítás, tervezés során számos szempontot kell figyelembe vennünk: - Biztonsági távolságot a veszélyes zóna és a fényfüggöny között - A test mozgási sebességét -Optikai eszköz milyenségét (egy sugaras, vagy több sugaras) -A gép uránfutási idejét 60

Minimális biztonsági távolság meghatározása optikai eszközök esetében Hogyan kalkuláljuk az S távolságot: S=K(t1+t2)C S biztonsági távolság K a 13855 ben meghatározott emberi test, testrész közelítési sebessége 13857 szerint. 1600 és a 2000mm/s nem a védelmi eszköztől függ, hanem a biztonsági távolság végértékétől. S=500mm alatt 2000mm/s mivel a kéz mozgása gyorsabb mint a testé. S=500mm felett lehet az 1600mm/s-el számolni. Egysugaras, többsugaras rendszertől függetlenül. t1 a védelmi eszköz válasz ideje t2 a gép leállításához szükséges idő K értékét a szabvány határozza meg : Egysugaras rendszer esetében 1600 mm/sec Többsugaras rendszer esetében 2000 mm/sec C értékét szintén a szabvány határozza meg, de különbséget tesz az egysugaras és a multi sugaras rendszerek között 61

Különösen veszélyes gépek esetében más szabványok határozzák meg ezen számítások módjait: EN692 Mechanikus prések esetében pren693 Hidraulikus, Pneumatikus prések esetében 62

Némító (Muting) funkció megvalósítása m Némítás jelző Megközelítés iránya 1. Némítás érz. 2. Némítás érzékelő Fénysorompókezelő biztonsági modul Veszélyes zóna Némítás vége szállítószalag dm Megfelelő feltétel : dm < m 1. Némítás érzékelő R 2. Némítás érzékelő T A némításjelzők elhelyezése 1. Némítás érzékelő T Jobb megoldás 2. Némítás érzékelő R > 0,1 m megközelítési irány megközelítési irány T R T R 63

Biztonsági fényfüggönyök alkalmazásának területei: A kezelő gyakran a veszélyzónában tartózkodik A veszélyes mozgás azonnal megállítható Tipikus alkalmazások: Mechanikus és hidraulikus prések (nem excenter prés) Lyukasztó, formázó és automatikus szerelő gépek Alkalmazást kizáró körülmények: Magas hőmérséklet Alkatrészek, elemek kilövelése Hosszú megállítási idejű gépek 64

Védett magasság és érzékelési távolság Érzékelési távolság Magasság Vevő Adó Érzékenység d a legkisebb érzékelhető átmérő, ettől függ az biztonsági távolság is s (EN 999) d 14 mm: ujj d 30 mm: tenyér d 70 mm: kar vagy test Veszélyzóna 65

A vevő és az adó szinkronizált, így a vevő a megfelelő számú sugár megfelelő időben érkező fényimpulzusát érzékeli. Az eltérést hibának tekinti. (Transmitter) Sugár 4 Sugár3 Sugár 2 (Receiver) Szinkronizáló sugár (állandóan jelen van) 66

Speciális funkciók Fix kioltás (Blanking) vagy ECS Óvintézkedés: Tiltott sugarak alkalmazásánál meg kell növelni a biztonsági távolságot, vagy kiegészítő biztonsági intézkedésre van szükség. Például kiegészítő mechanikai védelmet kell alkalmazni Sugarak tiltása mechanikai védelemmel Érzékelési távolság Tárgy Mechanikai védelem 67

Speciális funkciók Lebegő tiltás (Blanking) A lebegő tiltás lehetővé teszi egy vagy két sugár tiltását a fényfüggöny teljes magasságában. A tárgy mozoghat a teljes magasságban anélkül, hogy leállást okozna. A funkció alkalmazható például lemezdaraboló vagy hajlító gépnél. Védett távolság A tárgy mozoghat a teljes védett magasságban. 68

Speciális funkciók Fix tiltás + Lebegő tiltás (Blanking) A fix kioltás (tiltás) és a lebegő tiltás funkciók kombinálhatók. Példa a kombinációra: Konvejor: fix tiltás Az adagolt tárgy: lebegő tiltás Veszélyzóna Robot Szinkronizáló sugár 69

kaszkád funkció Kaszkádolás előnye: Többszörösen megnövelhető vele a védett magasság. Jellemzők: Legfeljebb 3 szegmens alkalmazható és a legnagyobb sugárszám 256 lehet. Különböző sugártávolságok kombinálhatók. A szegmensek közötti legnagyobb kábelhossz 10 m lehet. 70

Hiba források fényfüggöny alkalmazásakor 71

Hiba források fényfüggöny alkalmazásakor 72

Fényfüggönnyel újra indítás 1) Automata 2) Nyugtázással történő 73

Biztonsági villamosan érzékeny szönyeg A villamosan érzékeny szőnyeg rálépéskor, ráeséskor ad jelet. EN 1760-1/ISO 13856: súly > 20 kg egy szőnyeg esetében, súly > 35 kg több szőnyeg esetében. 74

EN 999/ISO 13855 alapján kell a biztonsági távolságot meghatározni: Ha síkban van: S = (1600 mm/s x (t1 + t2)) + 1200 mm. Ha a síkból kiemelkedik (dobogó, lépcső) S = (1600 mm x (t1 + t2)) + (1200 mm - 0.4 H). S: minimális biztonsági távolság t1: gép biztonságos megállításához szükséges idő t2: biztonság technikai eszköz válasz ideje H: lépés magassága, távolsága (1200mm) A szabvány ajánlása szerint S nem lehet kevesebb, mint 850mm 75

Védőburkolatok reteszelő berendezései: EN 1088 A reteszelő eszközök k védik v a kezelőt a veszélyes mozgás s azonnali leáll llításával. "kulcsos" biztonsági végállv lláskapcsoló forgókaros biztonsági végállv lláskapcs. Safety modulok kiegész szítő készülékek: vezérl rlő relék 76

Védőburkolatok reteszelő berendezései: EN 1088 Záródó reteszelő eszközök k védik v a kezelőt t oly módon, m hogy a védőburkolatot zárt z állapotban tartja mindaddig, amíg g a veszélyes mozgás le nem áll. biztonsági végállv lláskapcsoló elektromágnessel Preventa modul 0 fordulatszám érzékelésre kapcsolódó készülékek: kontaktorok EN1088 (Védőburkolatok reteszelő berendezései) Biztonsági védőburkolat felügyelete biztonsági végálláskapcsolóval pozitív nyitású kontaktuson keresztül 77

Kulcsos biztonsági kapcsolók IP 67 EN1088, EN292, EN60204-1 Műanyag vagy fém 78

Billenőkaros és forgókaros biztonsági kapcsolók Billenő kar Forgó pánt Nyitási határ Elforduló biztonsági burkolat Felnyitható biztonsági burkolat 79

Kódolt mágneses végálláskapcsoló EN 1088 szabv. Kódolt mágnesű boztonsági kapcsolók Mágneses Biztonsági érzékelő-megoldások 80

Kódolt mágnesű kapcsolók Reed relékkel IEC 60947-5-1, EN 292, EN 60204, EN 1088 Kódolt mágnesű érzékelő Egy Reed relé Kódolt mágnesek D É É Mágnes D É D = D É A kontaktus csak 24V DC-n terhelhető Biztonsági kontaktusok 81

Hall elemes kódolt mágnesű kapcsolók 82

Hall elemes kódolt mágnesű kapcsolók Kevesebb huzalozás Kisebb helyszükséglet Gazdaságos megoldás 83 Kategória 3 vagy 4, biztonsági modul vagy PLC nélkül! Beépített felügyeleti rendszer!

Hall elemes kódolt mágnesű kapcsolók Új! Működési elve: Hall feszültség Az érzékelőt alkotó félvezetőn (Hall elemen) egy meghatározott nagyságú áram folyik át. A keresztirányú mágneses tér feszültség-különbséget hoz létre a félvezető szemben lévő oldalain. Ez a Hall effektus. Mágneses tér hiányában a mérhető feszültség jelentéktelen. Tehát a Hall feszültség arányos a mágneses térerősséggel. 1 elektronok 2 Févezető (Hall elem) 3 Mágnes 4 Mágneses tér 5 Tápfeszültség - Az új Hall elemes biztonsági érzékelők nagyobb védelmet biztosítanak a rosszindulatú behatással szemben, mint a Reed relés megoldás! 84

RFID kódolású biztonsági kapcsolók 13,56Mhz-en működő passzív technológiát alkalmaz Nem lehet becsapni Category PL3e ISO13849-1 IP 67/IP 69K 85

Gépbiztonságtechnikai megoldások Eladó: Papp Géza Bálint Kft papp.geza@pgbengineering.hu www.pgbengineering.hu 86

Egy jó megoldást az alapoknál kell kezdeni! 87

88

89

90

91

Egy gép felújítás története 92

93

94

95

96

97

98

99

10 0

10 1