Bezpieczne konstrukcje układów sterowania maszyn

Bezpieczne konstrukcje układów sterowania maszyn

Za kształtowanie bezpieczeństwa maszyn w środowisku zawodowym odpowiadają ich producenci i użytkownicy.

Wymagania prawne wspierające skuteczną realizację „europejskiej koncepcji bezpieczeństwa maszyn”, sformułowano w dyrektywach ekonomicznych i socjalnych. Obecnie dla tzw. nowych maszyn ich projektanci, producenci i dostawcy są zobligowani do spełnienia wymagań zasadniczych dyrektywy 2006/42/WE wdrożonej do prawa krajowego przez rozporządzenie Ministra Gospodarki z 21 października 2008 r. Normy zharmonizowane z dyrektywą są narzędziem do wypełnienia jej wymagań.

Dla drugiej grupy adresatów – użytkowników, a praktycznie pracodawców, maszyny stanowią jeden z elementów stanowisk pracy. Minimalne wymagania stawiane pracodawcom w zakresie bezpieczeństwa sprzętu roboczego zawarto w dyrektywie 2009/104/WE wdrożonej do prawa krajowego przez rozporządzenie Ministra Gospodarki z 30 października 2002 r. Zapisy dyrektywy mają również zastosowanie do tzw. starych maszyn, w przypadku Polski wyprodukowanych i wprowadzonych do obrotu po raz pierwszy przed 1 maja 2004 r.

Dzięki opisanemu wyżej podejściu w ciągu ostatnich kilku lat wśród producentów i użytkowników maszyn znacznie wzrosła wiedza na temat wymagań stawianym maszynom. Znajduje to realne przełożenie na sposoby ich bezpieczniejszej konstrukcji, rodzaje wykorzystywanego w nich wyposażenia i podzespołów, niezależnie czy dotyczy to pierwotnej budowy, czy przebudowy – modernizacji. Oczywiście zasadniczą funkcją maszyny jest umożliwienie uzyskania konkretnego produktu, ale jednocześnie konieczne jest przy tym zachowanie stosownych wymagań bezpieczeństwa.

Związek oceny ryzyka i wymagań stawianych układom sterowania

Obserwując przemysł i galopującą w nim automatyzację, nie można nie zgodzić się ze stwierdzeniem, że lwia część „bezpieczeństwa maszyny” jest zawarta w strukturze i sposobie działania jej układu sterowania. Jego poprawna konstrukcja i dobór właściwej dla danej aplikacji aparatury jest tutaj bardzo istotny. Należy podkreślić, że układ sterowania, przynajmniej w zakresie funkcji bezpieczeństwa, powinien być zawsze zaprojektowany i wykonany na podstawie wyników wcześniej przeprowadzonego, wymaganego przez dyrektywy procesu oceny ryzyka. Ocena ryzyka, jak i inne wymagania dyrektyw i norm mogą czasami bardzo rozbudować wstępnie zakładany układ sterowania technologicznego.

Celem artykułu jest przybliżenie czytelnikom podstawowych informacji w obszarze „bezpiecznych konstrukcji układów sterowania maszyn”. Nawiązując do oceny ryzyka warto jedynie podkreślić, że rzetelne przeprowadzenie tego procesu, a w szczególności jednego z jej kroków – identyfikacji zagrożeń, stanowi bazę do stworzenia algorytmu zachowania maszyny w danej sytuacji zagrożenia, czyli potencjalnej chwili, kiedy operator będzie bezpośrednio narażony na kontakt z czynnikiem zagrażającym. Praktycznie algorytm ten jest sprowadzony do często przywoływanego w normach terminu funkcji bezpieczeństwa maszyny, czyli ogółu działań związanych z redukcją ryzyka.

Ocena ryzyka powinna – poza zidentyfikowaniem zagrożeń i nadaniem odpowiadającej im wartości ryzyka – jednocześnie narzucić wymagania dotyczące układów sterowania, niezbędne jeżeli później zdecydowanoby się na redukcję ryzyka przy wykorzystaniu funkcji sterujących realizowanych przez elementy włączane w układy sterowania. Z punktu widzenia doboru komponentów do układu sterowania bezpieczeństwa najistotniejszym elementem całego procesu oceny ryzyka jest więc pierwotne oszacowanie ryzyka, ponieważ to właśnie wtedy zostają ustalone wymagania co do niezawodności i architektury wykorzystanej aparatury.

Specyfikację konstrukcji obwodów sterowania odpowiedzialnych za bezpieczeństwo określają obecnie dwie normy (obie zharmonizowane z dyrektywą 2006/42/WE): PN-EN ISO 13849-1, operująca parametrem niezawodności Performance Level (PL), oraz PN-EN 62061, gdzie tę rolę pełni Safety Integrity Level (SIL), czyli poziom nienaruszalności bezpieczeństwa. Decyzja, która z norm zostanie wybrana powinna być uzależniona od możliwości aplikacji, ale i wiedzy konstruktora.

Skomentuj