Ağır Makine Güvenliğindeki Elektromekanik Tasarımın Eleştirel Rolü
Ağır makineler yüzey madenciliği ve yeraltı ekstraksiyonundan büyük ölçekli inşaat ve endüstriyel üretime kadar uzanan endüstrilerin operasyonel çekirdeği oluşturur.Bu makinelerin kontrolü, hidrolik iletkenler, sürüklenmeler, madencilik haul kamyonları ve yüksek ücretli basınlar, milisaniyelerde felaket zarar verebilecek güçleri üretir. Bir kontrol sistemi başarısızlığı, bir yüksek çözünürlükte bir hidrolik çizgi, ya da bir yazılım mantığı doğrudan bir felakete yol açabilir.Bu makinelerin güvenliği doğrudan gelişmiş bir elektrotiğe yol açabilir.
Aktif Fonksiyonel Güvenlik için Pasif Güvenli Korumanın Temel Değiştirilmesi
Ağır makineler için geleneksel güvenlik stratejileri büyük ölçüde pasifdi, sabit korumalara, uyarı etiketlerine ve kilitlenme / bültene (LOTO) prosedürlerine güvenerek, bu yöntemler insan uyumuna bağlıdır ve çevreleme konusunda doğal olarak savunmasızdır. Aksine, modern elektromekanik güvenlik sistemleri makine kontrolüne aktif bir yaklaşımdır.Sistemin durumunu ve çevresini sürekli olarak takip ederler ve operatör müdahaleye güvenen bir sistem olarak otomatik olarak entegre edilmelidir.Bu aktif risk azaltma alanıdır.Bu aktif risk azaltma, işlevsel güvenlik alanıdır.
Robust Safety System Design için temel prensipler
Güvenilir bir güvenlik sistemi tasarımı temel mühendislik ilkelerinin disiplinli bir uygulama gerektirir. Bu ilkeler soyut kavramlar değildir, ancak uluslararası standartlarda uyumlu değildir ve geniş alan deneyimi tarafından doğrulanmaktadır.
Sistematik Risk Değerlendirmesi Bir Tasarım Önünde (ISO 12100)
Bu işlem, makine (işlev, bakım, kurulum, açık blokaj) ve ilgili görevleri analiz etmelidir.Her görev için, olası tehlikeler tespit edilmelidir - bu işlem, kontrol edilen bölgelerin, yüksek seviyeli bir akış değişkenin belirlenmesi gibi olası hataların belirlenmesi ve kontrol edilmesi gerekir.
Mimari Dürüstlük Reddanış ve Çeşitlilik
Yüksek güvenlik bütünlüğü sağlam kontrol mimarisi talep eder. ISO 13849) başına 1 numaralı kanal sistemi, sadece çok düşük riskli uygulamalar için yeterli olan tek bir bileşenin yüksek güvenilirliğine sahiptir. ağır makine uygulamalarının çoğu için, yüksek bir hata toleransı gerekir.
- [0]1oo2 (İkisinden biri): ) İki bağımsız kanal aynı güvenlik fonksiyonunu gerçekleştirir. Ya kanal güvenlik eylemi başlatabilir (örneğin, acil bir durak). Bu, tek bir kanal başarısız olursa, sistem hala hatasını kaybedebilir.
- [0]2oo2 (İkisinden iki tanesi): ) Her iki kanal da makinenin işletmesine izin verme konusunda hemfikir olmalıdır. kanallar arasında herhangi bir tutarsızlık (örneğin, bir sensör okuma "kapılı" diğer okurken, bu mimari güvenli bir durum tespitinde son derece etkilidir.
Bu mimarileri tasarlamak, sistemdeki gecikme hatalarının otomatik olarak tespit edilmesi, tehlikeli bir başarısızlıktan dolayı bir ikinci hatanın da azaltılması gerekir. ). Yüksek DC (e.g., DCavg &g;% 99) Sistemdeki gecikme hataların otomatik olarak tespit edilmesini sağlar, aynı hedefe ulaşmak için ikinci bir sensör gerekir, aynı zamanda farklı yazılım algoritmaları azaltır.
Başarısız Güvenli Tasarım ve De-Energize-to-Safe Prensibi
Bir güvenlik sisteminin varsayılan durumu güvenli bir durum olmalıdır. Bu, elektriksel olarak kontrol edilen bir şekilde kontrol edilen bir kontrole yol açabilir.[16]
Anahtar Güvenliği Fonksiyonlarının Stratejik Uygulama
Uygulamaya yönelik ilkelerin aktarılması, belirli, iyi düşünülmüş güvenlik fonksiyonlarının dikkatli bir şekilde dağıtılmasını gerektirir.
Mühendis Acil Dur Sistemleri
Acil durum durması (E- Dur) temel bir güvenlik fonksiyonudur, ancak uygulanması yanıltıcı derecede karmaşıktır. Modern E- Dur sistemleri yüksek Performans Seviyeye (tipik olarak PL d veya PL e) ulaşmalıdır.
- [FONT=0)Redttlet İletişim: [DDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜDÜSÜSÜSÜŞÜN: 0,0) E- Duraklar, düğmenin depresif olduğu zaman normal olarak kapanmış iki kişiyi (NC) kapatmalıdır. Bu, kontakların fiziksel olarak zorlanamayacağı anlamına gelir.
- [FONT=0]Short-Circuit ve Cross-Fault İzleme: Kontrol sistemi, iki yedek kanal arasındaki kısa devreleri izlemek zorundadır.
- [FONT=0]Dynamic Test:[Dynamic Test:[DDynamic Test:[DDynamic Test:[DDDDynamic Test:[DDDDDDDDDDDDDynamic Test:[DDDDDDD) Birçok yüksek seviyeli sistemlerde, E- Dur devre, bileşenlerin hala doğru yanıt vermesi için dinamik olarak test edilir.
- [FONT:0)Reset Mantık:[DDDDDDDDDDDD:0)E- Durağıtlık, ayrı bir eylem olmalıdır. Makineyi yeniden başlatmamalı, sadece normal operasyonel kontroller yoluyla başlatılabilme iznine izin vermeli.
Yüksek yoğunluklu Güvenlik Interlocks ve Guard İzleme
Fiziksel gardiyanlar (kesinler, kapılar, kapaklar) güvenlik kilitleri tarafından izlenir. Tasarım, anahtar elementleri gizlemek için bir hatanın açık olmasını sağlamalıdır. Anahtar elementler şunları içerir:
- [FONT=0)PositiveOpen Operation:[Döneticileri, hareketçi ( anahtar veya cam) ve NC kontakları arasında doğrudan mekanik bir bağlantıya sahip olmalıdır.
- [FONT=0)RFID-Based Non-Contact Anahtarlar: Madencilik veya inşaatta sert ortamlarda yaygındır, RFID kodları tamper direnç ve yüksek yanlışlık tolerans sağlar.Her bir geçiş ve eylemcinin bir mıknatıs veya metal bir darbeyi önlemek için eşsiz bir kodlu bir çiftliğe sahiptir.
- [FONT:0) Kontrollü Erişim (Solenoid Kilitleme): [Dönetici için yüksek enerjili tehlikeler veya depolamak için, çift kilitler makineye kadar erişimin güvenli bir duruma ulaşmasına engel olur.
Elektronik ve Statik Makineler için Elektro-Sensitive Composite Equipment (ESPE)
Işık perdeleri, lazer tarayıcıları ve tek-beam güvenlik sensörleri, tehlikeli harekete yakın personeli korumak için giderek daha kritiktir. ağır makinelerdeki uygulamaları dikkatli bir mühendislik gerektirir.
- [FONT:0)Minimum Uzaktan Hesaplama: Sensörin algılama alanı ile tehlike arasındaki mesafe ve makinenin toplam durak süresine göre hesaplanmalıdır, sensörün tepki süresi ve ISO 13855 gibi standartlar bu hesaplama için özel formüller sağlar.
- [FONT:0)Environmental Robustness: Açık makine, kar, toz ve yoğun güneş ışığı ile karşı karşıyadır. Lazer tarayıcılar dış kullanım için doğrulanır ve lensin bloke edildiğinde tanımlı bir davranışa sahip olmalıdır (örneğin, hemen güvenli bir duruma gir).
- [FONT:0)Muting ve Blanking:[Dönetici:[Dönetici:0) Belirli bir işlem sırasında sensörü geçici olarak devre dışı bırakmak (örneğin, bir basına giriş) belirli statik nesnelere (örneğin, makinenin sabit bir parçası) izin vermek.
İnsan-Makine Etkileşimi ve Ergonomi Güvenliği
Operatör hatası kazalara birincil katkıda bulunur. Elektromekanik sistemler bu nedenle operatörün bilişsel ve fiziksel yetenekleri akılda tutulmalıdır.
Contextual Interface Design
Modern HMIs açık, koncise durumsal farkındalık sağlamalıdır. Yüksek olasılık görüntüler makine durumunu, aktif hataları ve sistem sağlığını ezici bir şekilde karşı karşıya kalmadan, yakın zamanda sezgisel uyarılar sağlayabilir. Hedef, operatöre otomatik olarak odaklanmasını sağlamak için yardımcı olacaktır.
Enabling Devices and Slow-Speed Control
Bakım gibi görevler, kurulum ve denetim genellikle personelin tehlikeli hareketlere yakın olmasını gerektirir. Elektromekanik sistemler bunu tamamen (örneğin, üç katlı geçişler) hemen hemen makineyi durdurur.Bu, bir hız veya tork sınırlaması ile bütünleştirilmiştir: operatör yüksek riskli görevleri yerine getirmek için merkezi konumda geçiş yapmalıdır.
Gelişmiş Teşhisler ve Yol Güvenliği Önlemci Güvenlik Önermesi
Gerçek zamanlı izleme, basit limit kontrollerinden sofistike tanı sistemlerine kadar gelişti. Yüksek tanısal kapsama (DCavg >% 99) SIL 3 / PL e. Modern güvenlik kontrolleri sürekli olarak kendi testlerini, iletişim bağlantılarını ve bağlantılı sensörleri gerçekleştirmek için bir gerekliliktir.
Basit hata algılamasının ötesinde, bir dönen miliste izleme ile fonksiyonel güvenlik verilerinin entegrasyonu, uyarı testi veya anormallik sağlar - kontrol sistemi bir engellenme işlemine izin vermeden önce güvenli bir güvenlik sensörü tespit eder.Mevcut bir yükte trendleri analiz ederek, bir yükleme işlemine yol açan bir frenleme işlemine yol açabilir.Sistem, daha sonra uyarı bakımı, zamanlama veya düzeltme cihazının işletim sistemini güvenli bir şekilde azaltabilir.
Küresel Fonksiyonel Güvenlik Standartlarını Dönüştürmek
Uluslararası standartlarla uyum, güvenlik sistemi tasarımı için yasal ve teknik bir çerçeve sağlar. ağır makineler için en alakalı iki standart:0) ISO 13849-1) ve ).IEC 62061).
- [[Uygun 13849-1: [Dönetici: [Dönetici: 0] Bu standart, Risk Değerlendirmesinden Performans Düzeyi (PLr) elde etmek için yapısal bir yaklaşım kullanır. Kategoriye dayanan sistemler için açık bir metodoloji sağlar (bakım) için zaman, tehlikeli Başarısızlık (DCavg) ve Ortak Sebep Başarısızlıklara karşı direniş (CCF).
- [FONT:0)IEC 62061: [Dönetici: 1) Bu standart temel IEC 61508 ile uyumludur ve risk azaltımının belirtilmesi için Güvenlik Bütünleme Seviyelerini (SIL) kullanır. Bu, doğrulama ve doğrulama faaliyetleri için ayrıntılı bir gereklilik sunar.
Birçok sistem aynı anda her iki standardla tanışmak için tasarlanmıştır. Standart seçilmiş olursa, TÜV veya SGS gibi akredite bir vücut tarafından bağımsız üçüncü taraf sertifikasyonu genellikle sigortacılar ve son kullanıcılardan bir gerekliliktir. Bu sertifika, sistemin tasarlandığı, inşa edildiği ve belirtilen güvenlik hedeflerini yerine getirmesi için bağımsız bir kanıt sağlar.
Sonuç: Makinenin Core Kimlikine Bütünleme
Ağır makinelerde gelişmiş güvenlik için elektromekanik sistemler tasarlayan artık bir serbestlik görevi, uyumluluk mühendisleri için ayrılmış bir temeldir.Bu, doğrudan operasyonel güvenilirliği, varlık ve en önemlisi, insan hayatı.Muhteme ve çeşitli mimarileri kucaklamak, kanıtlanmış güvenlik işlevlerini uygulamak ve daha güvenli bir şekilde denetim oluşturmak için temel olarak, multidisipliner bir mühendislik disiplinidir.[Döneticileri kontrol etmek için).