Zásady pro konstrukci bezpečnostních funkcí strojních zařízení

Příkladem mohou být funkce bezpečného zastavení, zamezení neočekávaného spuštění, funkce ručního opětného nastavení, funkce potlačení blokování, funkce tipování (nepřetržitého působení na ovládací prvek).
Ovládací systémy strojního zařízení vykonávají provozní a/nebo bezpečnostní funkce. Provozní funkce (např. spuštění, normální zastavení) mohou být také bezpečnostními funkcemi, ale to může být zjištěno pouze po úplném posouzení rizika strojního zařízení.
Tabulky 1 a 2 uvádějí seznam některých typických bezpečnostních funkcí a případně jejich určité vlastnosti a bezpečnostní parametry s odkazem na jiné mezinárodní normy, jejichž požadavky se vztahují na bezpečnostní funkci, vlastnost nebo parametr. Konstruktér musí zajistit, aby byly splněny všechny použitelné požadavky pro relevantní bezpečnostní funkce, jejichž seznam je uveden v tabulkách.
Pro určité vlastnosti bezpečnostní funkce jsou v tomto článku stanoveny další požadavky.
Pokud je to nezbytné, musí být požadavky na vlastnosti a bezpečnostní funkce přizpůsobeny pro použití různých zdrojů energie.
Většina odkazů v tabulkách 1 a 2 se týká norem pro elektrotechniku a v případě jiných technologií (např. hydrauliky, pneumatiky) bude nutné aplikovatelné požadavky upravit.

Při identifikaci a specifikaci bezpečnostní funkce (funkcí) musí být uváženo alespoň následující:

a) výsledky posouzení rizika pro každé specifické nebezpečí nebo nebezpečnou situaci;
b) provozní vlastnosti stroje, včetně:

• předpokládaného používání stroje (včetně předvídatelného nesprávného použití),
• režimů provozu (např. místní režim, automatický režim, režimy týkající se prostoru nebo části stroje),
• doby cyklu, a
• doba reakce;

c) činnost v případě nouzového ovládání;
d) popis vzájemného působení různých pracovních procesů a ručních činností (oprava, seřizování, čištění, vyhledávání závad, atd.);
e) chování stroje v případě, že je zamýšleno dosáhnout bezpečnostní funkce nebo ji zabránit;
f) chování stroje v případě výpadku napájení;
g) podmínka (podmínky) (např. provozní režim) stroje, při které má být stroj aktivní nebo vyřazen;
h) četnost ovládání;
i) priority takových funkcí, které mohou být současně aktivní a které mohou způsobit konfliktní situaci.

Detaily bezpečnostních funkcí

Funkce bezpečného zastavení
Kromě požadavků tab. 1 platí následující. Funkce bezpečného zastavení musí, jakmile je to po ovládání nezbytné, uvést stroj do bezpečného stavu. Toto zastavení musí mít přednost před zastavením z provozních důvodů.
Pokud skupina strojů pracuje spolu koordinovaným způsobem, musí být provedeno opatření pro signalizaci kontroly ovládání a/nebo kontroly jiných strojů tehdy, když taková podmínka zastavení existuje.
Funkce bezpečného zastavení může způsobit provozní problémy a obtížné opětné spuštění, např. při obloukovém svařování. Ke snížení snahy obejít tuto funkci zastavení, může funkce provozního zastavení předcházet funkci bezpečného zastavení tak, aby došlo k dokončení aktuální činnosti a byla umožněna příprava pro snadné a rychlé opětné spuštění z polohy zastavení (např. bez jakéhokoliv poškození výroby). Jedním z řešení je použití blokovacího zařízení s jištěním ochranného krytu, přičemž jištění ochranného krytu je uvolněno tehdy, když cyklus dosáhl definované polohy a je možné snadné opětné spuštění.

Funkce ručního opětného nastavení
Kromě požadavků tabulky 1 platí následující. Po povelu zastavení, který byl iniciován bezpečnostním zařízením, musí být stav zastavení zachován do té doby, dokud neexistuje bezpečný stav pro opětné spuštění.
Opětné obnovení bezpečnostní funkce opětným nastavením bezpečnostního zařízení přeruší povel zastavení. Pokud je stanoveno posouzením rizika, musí být toto přerušení povelu zastavení potvrzeno ručně, samostatně a záměrným působením.
Funkce ručního opětného nastavení:

• musí být provedena pomocí samostatného a ručně ovládaného zařízení v SRP/CS,
• smí být dosažena pouze tehdy, pokud jsou všechny bezpečnostní funkce a bezpečnostní zařízení v činnosti,
• nesmí sama o sobě iniciovat pohyb nebo nebezpečnou situaci,
• musí být dosažena záměrným způsobením,
• musí umožnit, aby ovládací systém převzal samostatný povel ke spuštění,
• smí být akceptovatelná pouze rozpojením ovládače z jeho zapnuté polohy.

Úroveň vlastností bezpečnostních částí pro funkci ručního opětného nastavení musí být zvolena tak, aby zahrnutí funkce ručního opětného nastavení nesnižovalo bezpečnost požadované příslušné bezpečnostní funkce.
Ovládač pro opětné nastavení musí být umístěn mimo nebezpečný prostor a v bezpečné poloze, ze které je dobrá viditelnost pro kontrolu, zda se v nebezpečném prostoru nenachází žádná osoba.
Pokud není viditelnost nebezpečného prostoru úplná, je požadován speciální postup opětného nastavení.
Jedním z řešení je použití druhého ovládače pro opětné nastavení. Funkce opětného nastavení je iniciována uvnitř nebezpečného prostoru prvním ovládačem v kombinaci s druhým ovládačem pro opětné nastavení umístěným vně nebezpečného prostoru. Tento postup opětného nastavení vyžaduje, aby byl realizován v rozsahu omezené doby před tím, než ovládací systém akceptuje samostatný povel spuštění.

Funkce spuštění/opětného spuštění
Kromě požadavků tabulky 1 platí následující. Opětné spuštění smí být automatické tehdy, pokud to nevede k nebezpečné situaci. Toto platí zejména pro ochranné kryty s blokováním se spouštěcí funkcí podle ČSN EN ISO 12100, čl. 6.3.3.2.5.
Tyto požadavky pro spuštění a opětné spuštění musí být také použity u strojů, které mohou být ovládány dálkově.
Signál zpětné vazby senzoru k ovládacímu systému může iniciovat automatické opětné spuštění.
Při automatické činnosti stroje jsou často signály zpětné vazby senzoru k ovládacímu systému použity k ovládání chodu procesu. Pokud obrobek opustil svou polohu, je chod procesu zastaven. Pokud není monitorování bezpečnostního zařízení s blokováním nadřazeno automatickému ovládání procesu, může zde být nebezpečí opětného spuštění stroje v době, kdy obsluha opakovaně nastavuje obrobek. Proto není dovoleno dálkové ovládání opětného spuštění do té doby, dokud není bezpečnostní zařízení opět uzavřeno a údržba neopustila nebezpečný prostor. Přispění k zamezení neočekávaného spuštění použitím ovládacího systému je závislé na výsledku posouzení rizika.

Funkce místního ovládání
Kromě požadavků tabulky 1 platí následující. Pokud je stroj místně ovládán, např. přenosným ovládacím zařízením nebo závěsným ovládacím panelem, musí být použity následující požadavky:

• prostředky pro volbu místního ovládání musí být umístěny vně nebezpečného prostoru;
• nebezpečné podmínky smí být možné iniciovat místním ovládáním pouze v prostoru stanoveném posouzením rizika;
• přepnutí mezi místním ovládáním a hlavním ovládáním nesmí vytvářet nebezpečné situace.

Funkce potlačení blokování
Kromě požadavků tabulky 1 platí následující. Potlačení blokování nesmí vést k žádnému ohrožení osob nebezpečnými situacemi. Při potlačení blokování musí být dosaženo bezpečného stavu jinými prostředky.
Po ukončení potlačení blokování musí být opětně obnoveny všechny bezpečnostní funkce SRP/CS.
Úroveň vlastností bezpečnostních částí uskutečňujících funkci potlačení blokování musí být zvolena tak, aby realizace funkce potlačení blokování nesnižovala požadovanou bezpečnost příslušné bezpečnostní funkce.
Při některých použitích je nezbytný signál indikující potlačení blokování.

Doba reakce
Kromě požadavků tabulky 2 platí následující. Doba reakce SRP/CS musí být určena tehdy, pokud posouzení rizika SRP/CS ukázalo, že je to nezbytné.
Doba reakce ovládacího systému je součástí celkové doby reakce stroje. Požadovaná celková doba reakce stroje může ovlivňovat bezpečnostní části, např. nutností brzdicího systému.

Bezpečnostní parametry
Kromě požadavků tabulky 2 platí následující. Pokud se bezpečnostní parametry, např. poloha, rychlost, teplota nebo tlak, odchylují od předpokládaných mezí, musí ovládací systém iniciovat vhodná opatření (např. ovládání zastavení, výstražný signál, poplach).
Pokud chyby v ručních vstupech bezpečnostních dat v programovatelných elektronických systémech mohou vést k nebezpečné situaci, musí být uvnitř bezpečnostního ovládacího systému k dispozici kontrolní systém dat, např. kontrola mezí, hodnot formátu a/nebo logického vstupu.

Kolísání, ztráta a opětné obnovení zdrojů energie
Kromě požadavků tabulky 2 platí následující. Pokud se vyskytuje kolísání úrovní energie mimo navržený provozní rozsah, včetně ztráty dodávky energie, musí SRP/CS pokračovat v zajištění výstupního signálu (signálů) nebo musí iniciovat výstupní signál (signály), který umožní jiným částem systému stroje zachovat bezpečný stav.