3 sposoby na uniknięcie pułapek w projektowaniu systemów bezpieczeństwa dla maszyn i urządzeń wykonujących ruch

Konstruktorzy maszyn, poprzez wykonanie oceny ryzyka i zapewnienie zainstalowania właściwego sprzętu, mogą pomóc użytkownikom końcowym uniknąć zdarzeń związanych z zagrożeniem dla bezpieczeństwa w urządzeniach i systemach związanych z ruchem.

Poprzez proaktywne projektowanie systemów bezpieczeństwa w produktach związanych z ruchem, konstruktorzy maszyn oraz inżynierowie mogą zapewnić zgodność tych produktów z przepisami. Co ważniejsze, mogą oni chronić przyszłych operatorów tych maszyn i urządzeń oraz wzmocnić relacje z użytkownikami końcowymi.

Każdy zautomatyzowany ruch wewnątrz maszyny, taki jak wykonywany przez silnik lub serwomechanizm, może potencjalnie spowodować poważny wypadek. Postępowanie według opisanych niżej trzech strategii może pomóc konstruktorom maszyn oraz inżynierom zmniejszyć ryzyko powstania poważnych obrażeń użytkowników tych urządzeń.

NX-SL5 firmy Omron, jako jedyny sterownik obsługujący jednocześnie dwie sieci bezpieczeństwa, ułatwia podłączanie serwonapędów za pośrednictwem sieci FSoE (FailSafe over Ethernet, wspierające funkcjonalność bezpieczeństwa w Ethernecie poprzez protokół EtherCAT) i umożliwia kontrolę nad bezpieczeństwem z krótkim czasem cyklu w zastosowaniach związanych z ruchem. | Źródło: Omron Automation Americas

1. Przeprowadzenie oceny ryzyka na wszystkich etapach opracowywania maszyny

Oceny ryzyka są niezbędne do zrozumienia potrzeb w zakresie bezpieczeństwa maszyn. Ocenę ryzyka należy przeprowadzać w miarę potrzeb, przy czym co najmniej jedną na każdym z następujących etapów konstruowania maszyny: koncepcyjnego, projektowania oraz po zakończeniu projektowania maszyny. Zaprojektowanie zabezpieczeń w maszynie jest znacznie łatwiejsze i tańsze niż ich późniejsze doposażenie. Użytkownicy końcowi na pewno zwrócą na to uwagę.

Najlepszą praktyką jest zlecenie oceny ryzyka niezależnemu ekspertowi. Zmniejsza to prawdopodobieństwo, że cokolwiek może być pozostawione do uznania lub interpretacji użytkownika. Wykonanie oceny ryzyka przez niezależną wyspecjalizowaną firmę może zmniejszyć pokusę pójścia na skróty lub dokonania oceny ryzyka jako mniej poważnego niż istniejące w rzeczywistości.

2. Zlecenie wykonania pomiaru lub obliczenia czasu zatrzymania maszyny

Niektóre urządzenia bezpieczeństwa, takie jak kurtyny świetlne, są przeznaczone do zatrzymania niebezpiecznego ruchu maszyny, jeżeli jakaś osoba przekroczy granice określonej strefy (niebezpiecznej). Jednak zatrzymanie ruchu maszyny zawsze wymaga pewnego czasu. Aby zapobiec zranieniu, urządzenie zabezpieczające musi być umieszczone na tyle daleko, aby osoba wchodząca do strefy chronionej nie mogła dotrzeć do źródła zagrożenia tak długo, dopóki maszyna nie przestanie wykonywać niebezpiecznego ruchu.

Pomiary czasu zatrzymania maszyn i urządzeń, których wyniki zapewniają zainstalowanie urządzeń bezpieczeństwa w minimalnej dopuszczalnej odległości chroniącej operatorów, powinny być wykonywane co roku. Jeżeli ograniczenia sprzętowe lub złożoność aplikacji utrudniają ten pomiar, czas zatrzymania należy obliczyć, sumując dane dostarczone przez producentów oryginalnego wyposażenia (OEM) dla każdego elementu wyposażenia oraz dodatkowo zwiększyć wynik o 10–15%, aby uwzględnić różnice w wyposażeniu i pogorszenie wydajności.

3. Zainstalowanie zabezpieczeń w linii zasilającej, a nie w układzie sterowania maszyny

Często pojawia się pokusa, aby zainstalować zabezpieczenia silnika lub serwonapędu w jego obwodzie sterowania, a nie w linii zasilającej. Niestety jednak, jeżeli zabezpieczenie zostanie aktywowane, to odetnie tylko zasilanie układu logicznego urządzenia wykonującego niebezpieczny ruchu, a nie obwodów prądowych tego urządzenia. Jeśli obwód sterujący ulegnie awarii, silnik lub serwomechanizm może nadal pracować i stanowić zagrożenie dla osób znajdujących się w pobliżu.

Powodem, dla którego ludzie czasami wykorzystują układ sterowania maszyny do instalowania zabezpieczeń, jest to, że jest to tańsze i łatwiejsze do wykonania. Urządzenia zabezpieczające są często oceniane na podstawie wielkości przenoszonej mocy. Urządzenia zabezpieczające przeznaczone do zainstalowania w linii zasilającej są zbudowane na większe wartości mocy, w przeciwieństwie do zabezpieczeń układów sterowania. Niemniej jednak oszczędzanie pieniędzy kosztem zmniejszenia bezpieczeństwa nigdy nie jest dobrym pomysłem.

Konstruktorzy maszyn, stosując się do tych trzech zaleceń, mogą pomóc użytkownikom końcowym zarówno uniknąć kar ze strony organów państwowych, jak również poważnych wypadków spowodowanych przez ich maszyny. To z kolei poprawi reputację producentów maszyn i ugruntuje zaufane relacje z klientami.


Dr Todd Mason-Darnell, menedżer ds. marketingu usług i bezpieczeństwa, firma FS Engineering (TÜV Rheinland); Pamela Horbacovsky, menedżer produktu – produkty bezpieczeństwa, firma Omron Automation Americas. Redakcja tekstu Chris Vavra, zastępca redaktora naczelnego, Control Engineering, CFE Media and Technology, cvavra@cfemedia.com.