Bezpieczeństwo maszyn w głębi: od znakowania CE do poziomu wydajności

Jeden artykuł spojrzał na podstawowe rozważania bezpieczeństwa wokół stopu awaryjnego i przerwy. Ten artykuł idzie o poziom głębiej: jakie zasady i normy faktycznie leżą u podstaw wymogów bezpieczeństwa systemu — i jak określić, jak bezpieczna powinna być dana funkcja bezpieczeństwa? To jest jądro celu kompetencji nr 7, które wymaga, aby uczeń potrafił wykonywać zadania montażu i wymiany zgodnie z obowiązującymi dyrektywami i normami bezpieczeństwa maszyn, w tym bezpieczeństwa elektrycznego.

Od lat 90-tych dyrektywa maszynowa UE (2006/42/EF) ustanawia podstawowe wymagania bezpieczeństwa dla maszyn sprzedawanych w UE. Dyrektywa jest w trakcie zastępowania Rozporządzeniem Maszyn (UE) 2023/1230, które weszło w życie w lipcu 2023 i stanie się w pełni wiążące we wszystkich krajach UE od 20 stycznia 2027. Różnica między rozporządzeniem a dyrektywą jest ważna: dyrektywa musi być transponowana do prawa krajowego i dlatego może się nieznacznie różnić między krajami, podczas gdy rozporządzenie stosuje się bezpośrednio i jednolicie w całej UE. Nowe rozporządzenie również aktualizuje wymagania tak, aby w większym stopniu obejmowały cyfryzację, cyberbezpieczeństwo i systemy samouczące się w maszynach — znak, że ustawodawstwo podąża za tym samym rozwojem w kierunku Przemysłu 4.0, co reszta branży.

Podczas projektowania funkcji bezpieczeństwa — na przykład zatrzymania awaryjnego lub wyłącznika drzwi, który zatrzymuje robota — pytanie nie tylko dotyczy tego, czy działa, ale jak niezawodna musi być w stosunku do zagrożenia, które ma chronić. To jest temat normy EN ISO 13849-1. Norma operuje pięcioma Performance Levels, PL a do PL e, gdzie PL a obejmuje niskie ryzyko, a PL e obejmuje wysokie ryzyko i poważne konsekwencje. Performance Level jest ustalana na podstawie oceny ryzyka dotyczącej powagi szkody, jak często narażony jest na niebezpieczeństwo i czy można uniknąć zagrożenia.

• 01PL a — najniższy poziom, mniej poważne, rzadkie zagrożenia
• 02PL b–d — rosnące wymagania dotyczące niezawodności i redundancji
• 03PL e — najwyższy poziom, poważne i częste zagrożenia, wymagają wysokiej redundancji i monitorowania błędów

Oprócz Performance Level standard pracuje z kategoriami (B, 1, 2, 3 i 4), które opisują, jak samo bezpieczne sterowanie jest skonstruowane — czy na przykład ma kanały redundantne, monitorowanie własnych błędów i ochronę przed tym, że pojedynczy błąd całkowicie uniemożliwia funkcję bezpieczeństwa. Im wyższa kategoria, tym bardziej solidna konstrukcja jest wobec tego, że jeden wadliwy komponent zagraża bezpieczeństwu bez wykrycia.

Równolegle z funkcjami bezpieczeństwa, norma EN 60204-1 stawia wymogi do samego urządzenia elektrycznego na maszynach — prowadzenie kabli, etykietowanie, struktura szafki sterowania, ochrona przed niezamierzoną restartą i projekt obwodów zatrzymania nadzwyczajnego. Razem z wytycznymi Urzędu Pracy dotyczącymi maszyn i urządzeń maszynowych (AT-wytyczne B.1.3), które między innymi wymagają, aby zatrzymanie nadzwyczajne było łatwe do dostrzeżenia i dostępne, oraz że maszyny powinny być zabezpieczone przed niezamierzoną startą po na przykład zanik zasilania, normy i przepisy te tworzą kompletny zestaw reguł, w którym pracuje technik automatyki.

“Znaczek CE nie jest dowodem na to, że ktoś dobrze się domyślił. To dowód na to, że ktoś policzył, jak źle mogło się potoczyć — i buduje się odpowiednio.”