Functional Safety
hvad det betyder og hvordan man opnår det med Safemotion™
Enhver maskinbygger ved, at de skal opfylde strenge sikkerhedskrav for at beskytte arbejderne mod risikoen for skader. Hvis du bygger maskiner til EU-markedet, bør du vide, at de europæiske direktiver og standarder er mere avanceret end i de fleste andre markeder. EU har nyere og strengere krav til sikkerhedsdesign og -test.
EU-tilsvarende sikkerheds standarder bliver også vedtaget af mange ikke-europæiske producenter på trods af manglen på specifikke nationale regler.
Før eller siden vil enhver maskinbygger skulle tilbyde funktionelle sikkerheds-funktioner eller blive sat bagud - Lad os se på, hvad det betyder.
SafeMotion™
Uden at du skal gå på kompromis med hensyn til sikkerhed kan SafeMotion™ give dig og din kunde betydeligt højere produktivitet og har mere fleksibilitet, når man tilpasser sig nye krav.
Du integrerer hurtigt AKD2G-servo drev i dit automatiseringssystem med SafeMotion™.
Hvordan definerer du sikkerhed?
I sin enkleste form betyder ordet "sikkerhed" at være beskyttet mod skade eller minimere risikoen for skade gennem kontrol af anerkendte farer. Men hvad betyder det i et produktionsmiljø?
Maskinsikkerhed:
Betyder at fjerne eller kontrollere farer ved betjeningen af en maskine, der ellers kunne forårsage skader, for eksempel ved utilsigtet kontakt med en bevægelig del - Din sidegevinst er større maskinstabilitet og færre produktionsstop.
Hver nedlukning betyder nedlukning af produktivitet
Det er ikke kun et spørgsmål om en lejlighedsvis sikkerhedshændelse hist og her. Ofte kunne procedurer som rengøring, vedligeholdelse, justeringer og endda omstillinger udføres mere effektivt, hvis maskinen kørte - måske med en langsommere hastighed - i stedet for at lukke den helt ned.
Operatører ved dette, og under virkelige forhold er de ofte fristet til at deaktivere, omgå eller genveje traditionelle maskinsikkerhedsfunktioner, herunder barrierer og afspærringsanordninger. Det er menneskets natur - den samme impuls, der motiverer bilister til at køre gennem gule eller endda røde lys, fordi de ikke ønsker at blive forsinket.
Så veldesignet maskinsikkerhed kan opfylde regulatoriske krav. Men maskinsikkerhed sikrer ikke nødvendigvis førerens sikkerhed, og den kan heller ikke fremme forretningsmålet om at maksimere produktiviteten.
Functional Safety er en proces
For at implementere funktionel sikkerhed skal maskindesignere udføre en risikovurdering. Dette indebærer at bestemme sand-synligheden for skade (hyppigheden og/eller graden af ekspo-nering) og den potentielle alvor af skaden (let eller alvorlig), hvis en hændelse skulle indtræffe.
Disse vurderinger, kombineret med en analyse af de tekniske og menneskelige muligheder for at undgå mulige skader, giver grundlag for at specificere sikkerhedskrav.
Disse krav er generelt kategoriseret enten af Safety Integrity Level (SIL)-systemet under IEC/EN 61508 eller Performance Level (PL)-systemet under IEC/EN ISO 13849.
Maskiningeniører eller deres konsulenter bestemmer det passende SIL- eller PL-niveau, der kræves for at reducere risikoen til acceptable niveauer for hver sikkerhedsfunktion.
Risikovurdering er vigtig
Maskinbyggere, der er nye i denne proces, bruger nogle gange de højeste sikkerhedsniveauer (SIL3 eller PLe), men for de fleste industrielle maskiner fører dette til unødvendig kompleksitet og omkostninger. Derfor er en præcis risikovurdering vigtig.
Når først SIL'er eller PL'er er blevet identificeret for hver sikkerhedsfunktion (faremoment), kan disse funktioner designes og valideres til at opnå deres tilsigtede ydeevnekarakteristika.
I EU skal hele systemet være certificeret af et passende notificeret organ, såsom TÜV. Og herhjemme kan det være Teknologisk Institut.
Endelig bør der udføres funktionelle sikkerhedsaudits for at sikre, at passende teknikker til styring af sikkerhedslivscyklus anvendes konsekvent og grundigt på hvert relevant trin gennem hele produktets livscyklus.
Standard IEC/EN 12100 specificerer den grundlæggende terminologi, principper og en metodik til at opnå sikkerhed i maskiners konstruktion. Standarden specificerer principper for risikovurdering og risikonedsættelse med henblik på at hjælpe konstruktører til at nå dette mål. Disse principper tager udgangspunkt i viden om og erfaringer med konstruktion, anvendelse, uventede hændelser, ulykker og risici, der er forbundet med maskiner.
Der beskrives procedurer til at identificere farekilder og estimere og bedømme risici i de relevante faser af maskinens levetid samt til at eliminere farekilder eller tilvejebringe tilstrækkelig risikonedsættelse.
IEC/EN ISO 13849-1
Maskinsikkerhed - Sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer - Del 1: Generelle principper for konstruktion.Denne del af ISO 13849 indeholder sikkerhedskrav og giver vejledning om principperne for konstruktion og integrering af sikkerhedsrelaterede dele af styresystemer (SRP/CS), herunder konstruktion af software. For disse dele af SRP/CS specificeres egenskaber, som omfatter det PL-niveau, der kræves for at udføre sikkerhedsfunktioner. Standarden gælder for SRP/CS til høj fordring eller vedvarende driftsform, uanset den anvendte type teknologi og energi (elektrisk, hydraulisk, pneumatisk, mekanisk osv.) i alle slags maskiner. Den specificerer ikke, hvilke sikkerhedsfunktioner eller PL-niveauer der skal anvendes i et bestemt tilfælde.
IEC/EN 61508
dækker de aspekter, der skal tages i betragtning, når elektriske/elektroniske/ programmerbare elektroniske (E/E/PE) systemer bruges til at udføre sikkerheds-funktioner. Et hovedformål er at lette udviklingen af produkt- og applikations-sektorens internationale standarder af de tekniske udvalg, der er ansvarlige for produkt- eller applikationssektoren. Et andet formål er at muliggøre udviklingen af E/E/PE-sikkerhedsrelaterede systemer, hvor der ikke findes internationale standarder for produkt- eller applikationssektoren.
SafeMotion™ forenkler funktionel sikkerhed
Implementering af funktionel sikkerhed behøver ikke at være overkompliceret. Kollmorgens næste generation af AKD2G-drev tilbyder et komplet sæt af 100 % drevbaserede SafeStop-, SafeSpeed- og SafePosition-muligheder – 16 funktionelle sikkerhedsfunktioner i alt. Med drev-resident funktionel sikkerhed er der ikke behov for eksterne løsninger, der afhænger af kompleks integration mellem controller, sikker PLC og drev.
For blot at give to eksempler, kan SLS-Safe Limited Speed-funktionen bruges til at rengøre en madpakkemaskine mere effektivt og grundigt uden at stoppe maskinen. SDI-Safe Direction-funktionen kan øge metaldannende gennemløb ved at forhindre farlige bevægelser, når en operatør brækker lysgardinet, i stedet for at tvinge en nedlukning af kantpressen.
Ud over at forenkle maskindesignet kan drevbaserede SafeMotion™-funktioner også forenkle sikkerhedstestning. For eksempel, i en maskine, der opnår en SIL2 eller højere rating delvist ved at bruge en bremsemotor til at holde en lodret belastning, skal der være en metode til at teste det elektrome-kaniske bremsesystem for at sikre, at det forhindrer belast-ningen i at falde, når maskinen er strømløs.
SafeMotion™ SBT–Safe Brake Test-funktionen inkorporerer denne testfunktion, så du ikke behøver at konstruere en ekstern proces – inklusive kredsløb, komponenter, fejlmeddelelses-metode og mere – for at udføre testen eksternt.
Alt er allerede gjort for dig, på køreturen.
SafeMotion™ hjælper dig med at opnå de komponentniveau-egenskaber og -klassificeringer, du har brug for for at opnå det SIL- eller PL-niveau, du er nået frem til gennem din risikovurderingsproces, og som du er ved at udvikle i din maskine. Og som altid kan du stole på Kollmorgens co-engineering ekspertise til at hjælpe med at opfylde alle dine motion performance-mål, fra dine funktionelle sikkerhedsspecifikationer til produktkvalitet og gennemløb, maskinoppetid og meget mere.
SafeMotion forbedrer produktiviteten
Safety2G øger maskinens oppetid og muliggør sikker interaktion mellem operatør og bevægelse
Hurtig bevægelse eller tyngdefølsomme belastninger kan være farlige for maskinoperatører. Traditionel sikkerhedsteknologi holder operatøren væk fra produktionsprocessen via mekanisk afskærmning, hvorfor operatøren ikke kan interagere med betjeningsprocessen.
Derimod tillader AKD2G med integreret SafeMotion brugerindgreb uden at afbryde processen. Den innovative SafeMotion-funktion øger produktiviteten ved at reducere nedetiden og er tilgængelig med vores AKD2G og S700 drev.
Relaterede emner