|
|
|
|
|
|
Menjen biztosra a Rexroth-tal!
10 lépés a Performance Level eléréséhez
|
|
|
|
|
|
Az EU 2009. év végétől érvényben levő gépdirektívája új biztonsági követelményeket ír elő. Ám hogyan ültethetők át ezek a gépek vezérlésének tervezésére? Íme, egy 10 lépéses útmutató a gépdirektívák alkalmazásához.
2009. december 29-én lépett életbe az új 2006/42/EK gépdirektíva, a vezérlőrendszerek biztonságos működéséről szóló ISO 13849-1 szabvány pedig már évekkel korábban. Ezek az előírások világszerte kötelezik azokat a gépgyártókat, akik gépeiket az európai gazdasági térségben hozzák forgalomba, hogy a bennük foglalt biztonsági követelményeknek eleget tegyenek. A módszerek bonyolultsága miatt mindenekelőtt a kis- és középvállalatoknak kell a segítség. A gépek biztonsága a vezérlés kifogástalan működésétől függ. A biztonságos vezérlés méretezésének és értékelésének ISO 13849-1 szerinti mutatószáma az úgynevezett Performance Level (PL). A PL tervezéséhez a következő 10 lépés ad hatékony segítséget:
1. A kockázat elemzése és csökkentése
Az ISO14121 szerinti kockázatelemzés elvégzéséhez a tervezőnek először is a gép „határait” és a várható legnagyobb terhelést kell meghatároznia. Ennek megfelelően tudja azonosítani azokat a veszélyeket, melyek a gép határán belüli használat közben számításba jöhetnek. Ha a felmérés még jelentős kockázati tényezők meglétét mutatja, biztonsági intézkedéseket kell tenni azok megszüntetésére vagy csökkentésére.
2. A biztonsági funkciók azonosítása
Ha szükségesek a kockázatcsökkentési intézkedések, akkor a következő elméleti sorrend érvényes:
1. biztonságos konstrukció kialakítása
2. vezérléssel összefüggő védelmi intézkedések
3. felhasználói információk
Ha vezérlésfüggő intézkedés szükséges, akkor egy biztonsági funkció beépítése igényelt, ami viszont az ISO13849 szerint méretezhető. Ezzel a szabvánnyal azon vezérlőrendszerek biztonságával összefüggő szerkezeti részek kialakítását és integrációját is teljesíthetjük, amit nem végezhetünk el az IEC 62061 alkalmazási korlátai miatt. Ezért a tervezőnek a vezérlés összes biztonsági funkcióját azonosítania kell.
3. A szükséges Performance Level meghatározása
A tervező minden biztonsági funkcióhoz meghatározza a biztonságtechnikai követelményeket, az elérendő Performance Level-t (PLr). Ehhez a veszélytényezők megismerése után három kérdésre kell megadnia a választ:
- Milyen súlyos lehet a sérülés: könnyű vagy komoly?
- Milyen gyakran vagy mennyi ideig van egy személy veszélyhelyzetnek kitéve: ritkán és rövid ideig vagy gyakran és hosszú ideig?
- Elkerülhető-e a veszély: lehetséges vagy nem?
Ezen kérdések alapján a PLr egy „a”-tól (alacsony kockázat) „e”-ig (magas kockázat) terjedő skálán jelölhető.
4. A kategória kiválasztása
A tervező a PLr érték alapján választhatja ki a vezérlés rendszerfelépítését. Az öt különböző szinthez öt vezérléskategória tartozik, melyek abban térhetnek el egymástól, hogy egy- vagy kétcsatornásak, rendelkeznek felügyelettel vagy nem, illetve rendszerhibákkal szembeni megbízhatósági értékeikben és robusztusság tekintetében. Az ISO 13849-1 alapvetően nagyobb szabadságot biztosít a tervezőnek a PL eléréséhez, azonban ez egy új kihívást is jelent a gazdaságilag kedvező megoldás kiválasztásában.
5. A kapcsolás modellezése
A választott kategória alapján a tervező megtervezi a megfelelő kapcsolást. A beépített komponensek a biztonsági funkciójuk szerint blokkdiagrammal modellezhetők. Ez a blokkdiagram meghatározza az egyes komponensek szerepét a PL számításánál. A számítás különösen a komplex fluidtechnikai rendszerek tervezői számára jelent teljesen új feladatot, amihez viszont a Rexroth speciális támogatást tud ajánlani.
6. A megfelelő komponensek kiválasztása
A kapcsolási struktúra mellett a komponensek kiválasztása is fontos a PLr eléréséhez. Az, hogy egy komponens megfelelő-e, a biztonsági elvek betartásától és a beépített elemek tönkremenetelének valószínűségétől függ.
A beszállítók technológiánként más-más adatokat bocsáthatnak rendelkezésre, mint például MTTFd hidraulikus és B10 pneumatikus komponensekhez, valamint PL elektronikus alrendszerekhez. Statisztikai elvek alapján meghatározott értékekről van szó, amelyek meghatározása nem mindenhol egyforma szigorúsággal történik. Ezért kulcsfontosságú a bizalom a felhasználó és a beszállító között, amivel elkerülhető a termékfelelősségből adódó kockázat a félreérthető adatok miatt.
7. A vezérlésfelügyelet értékelése
A PL szempontjából fontos a vezérlés felügyeletének minősége is. Ennek mértéke a diagnózislefedettség (DC), ami megadja, hogy az előforduló hibák hány százaléka fedhető fel. Az intézkedések megválasztásához az ISO 13849 tipikus értékeket javasol. Integrált önfelügyelettel rendelkező komponens, mint például IndraDrive Safety on Board-dal, vagy tolattyú-helyzetkapcsolóval ellátott szelep alkalmazása esetén a DC értéke elérheti akár a 99%-ot is. A leghatékonyabb intézkedések kiválasztásában számíthatnak a Rexroth segítségére.
8. A vezérlés robusztusságának értékelése
Vezérlések tervezésénél figyelembe kell venni az úgynevezett Common Cause Failure-rel (CCF: közös okú meghibásodás) szemben támasztott robusztussági követelményeket.
A CCF a különböző egységek tönkremenetelét jellemzi olyan esetekben, amikor a tönkremenetel nem vezethető vissza a vele kapcsolatban álló okra. A CCF elleni intézkedések értékelése táblázat alapján, pontozással történik. A vezérlés csak akkor megfelelő, ha a kiértékelés eredményeképpen 100 pontból legalább 65 pontot értünk el.
9. A biztonsági elvek és a szoftverrel szembeni követelmények ellenőrzése
A tervező itt ellenőrzi, hogy megtörténtek-e a szisztematikus meghibásodások elleni intézkedések. Amennyiben létezik specifikus felhasználói szoftver, akkor az ezzel szembeni követelményeket is össze kell hangolni. Végül pedig a gépépítőnek ellenőriznie kell, hogy más fontos, alapvető és megbízható biztonsági elvek, mint például az indítás, a leállás, az energiaforrás lekapcsolása stb. a tervezésnél figyelembe lett-e véve.
10. Verifikálás es validálás
Utolsó lépésként a teljes vezérlési koncepció értékelése következik. A tervező ellenőrzi, hogy a tényleges PL megfelel-e az elvárt PLr értékének. A különböző komponensek biztonságtechnikai szempontból való optimalizálásában Ügyfeleink bízhatnak a Rexroth technológiákon átívelő kompetenciájában.
A validálás során végül a géptervező az ISO 13849-2 szerint ellenőrzi, hogy a koncepció átültetése valóban megfelelően történt-e.
Gépdirektíva plakát (pdf)
További információk: www.boschrexroth.com/sicherheit
Kővári György
Bosch Rexroth Kft.
Hydraulics
Tel.: (+36 1) 422-3216
Fax: (+36 1) 422-3201
E-mail: gyorgy.kovari@boschrexroth.hu
www.boschrexroth.hu
|
|
|
|
|
| |
| |
|
|
|
