Opracowanie metodyki oceny układów logicznych zapewniających funkcje bezpieczeństwa blokowania i ryglowania przy osłonach ruchomych oraz metodyki doboru tych układów i projektowania funkcji bezpieczeństwa zgodnie z aktualnymi wymaganiami norm europejskich

Kierownik projektu: dr hab. inż. Marek Dźwiarek, prof. CIOP-PIB

Streszczenie projektu:

W ostatnich latach nastąpił istotny rozwój technik wytwarzania prowadzący do większej automatyzacji procesów produkcyjnych, co umożliwia zwiększenie wydajności, precyzji wytwarzania
i ograniczenie wysiłku ergonomicznego pracowników. Praca przy maszynach/liniach zautomatyzowanych zasadniczo polega na dozorze procesu produkcyjnego i podejmowaniu działań interwencyjnych w przypadku nieprawidłowości w przebiegu procesu technologicznego. Działania interwencyjne wymagają szybkiego i w wielu wypadkach częstego dostępu do stref zagrożenia, co sprawia, że ekspozycja pracowników obsługi zautomatyzowanych maszyn/linii na zagrożenia jest znacząco duża pomimo zautomatyzowania produkcji. Najbardziej rozpowszechnionymi środkami bezpieczeństwa, ograniczającymi dostęp do stref zagrożenia do maszyn, są osłony, w tym osłony ruchome, wyposażone w urządzenia blokujące lub blokujące z ryglowaniem.

Celem ogólnym niniejszego zadania było określenie możliwości i ograniczeń w zastosowaniu układów logicznych zapewniających funkcje bezpieczeństwa, blokowania i ryglowania przy osłonach ruchomych, pozwalających na obniżenie ryzyka użytkowania maszyn. W ramach zakresu prac wykonano prace obejmujące opracowanie wymagań dotyczących układów logicznych realizujących funkcje blokowania i ryglowania przy osłonach oraz metodyki oceny ich zgodności z wymaganiami.

Prace rozpoczęto od analizy dostępnych rozwiązań odnoszących się do urządzeń blokujących sprzężonych z osłonami. Wyodrębniono 4 typy tych urządzeń. Przedstawiono przykłady rozwiązań każdego typu oraz omówiono ich charakterystyczne właściwości. Przeanalizowano także rodzaje dostępnych obecnie urządzeń ryglujących.

Następnie sformułowano wymagania dotyczące tych urządzeń. W tym celu posłużono się normą PN EN ISO 14119:2014-03. Obejmują one:

-      wymagania projektowe i instalacyjne

-      wymagania środowiskowe

-      wymagania dotyczące sterowania

-      wymagania dotyczące informacji dla użytkownika.

Określono także metodykę oceny zgodności tych urządzeń z uwzględnieniem faktu, że urządzenia blokujące i ryglujące stosowane do osłon ruchomych przy maszynach mogą być dostarczane na rynek samodzielnie albo mogą być zaprojektowane i wytworzone przez producenta maszyny przy zastosowaniu odrębnych elementów składowych. Metodyka obejmuje zasady postępowania, gdy ocenę zgodności przeprowadza producent maszyny samodzielnie, oraz gdy producent urządzenia współpracuje z jednostką notyfikowaną. Uwzględniono także kwestie prowadzenia walidacji poziomu zapewnienia bezpieczeństwa przez system sterowania realizujący funkcje bezpieczeństwa.

Zadanie 3.G.16. Osłona ruchoma (drzwi dostępu) dodana w ramach modernizacji maszyny

W ramach zadania opracowano metodykę doboru i projektowania stosowanych w maszynach układów logicznych zapewniających funkcje bezpieczeństwa blokowania i ryglowania przy osłonach ruchomych w zakresie wymaganym do realizacji tych funkcji. W metodyce tej wskazano na konieczność uwzględnienia kwestii:

-      warunków użytkowania i zamierzonego sposobu użytkowania maszyny (PN EN ISO 12100:2012, 3.23 i 5.3)

-      zagrożeń występujących w maszynie (PN EN ISO 12100:2012, 5.4)

-      ciężkości możliwej szkody (PN EN ISO 12100:2012, 5.5)

-      prawdopodobieństwa uszkodzenia urządzenia blokującego

-      całkowitego dobiegu systemu i czasu dostępu

-      wymaganego dla funkcji bezpieczeństwa poziomu zapewnienia bezpieczeństwa PL lub poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa SIL (PN EN ISO 13849-1:2016)

-      informacje dla użytkownika odnoszące się do urządzenia blokującego

-      projektowania minimalizującego możliwości obchodzenia urządzeń blokujących.

Opracowana metodyka doboru i projektowania układów logicznych realizujących funkcje blokowania i ryglowania przy osłonach ruchomych została zweryfikowana podczas projektowania osłony ruchomej (drzwi dostępu) dodanej w ramach modernizacji maszyny w jednym z krajowych przedsiębiorstw. Przykład zastosowania tej metodyki w typowym przypadku modernizacji maszyny pokazał, że usprawniła ona projektowanie osłony ruchomej (drzwi dostępu) z systemem blokowania i ryglowania. Przeprowadzona ocena końcowa potwierdziła, że wyniku zastosowania opracowanej metodyki udało się uniknąć wszystkich nieprawidłowości, a zaprojektowany układ spełnił wszystkie wymagania i nie było konieczności wprowadzania poprawek i uzupełnień. Jednocześnie powstała pełna, zgodna z wymaganiami dokumentacja wprowadzonych modyfikacji. Potwierdza to poprawność i przydatność tej metodyki.

Natomiast opracowaną metodykę oceny zgodności zastosowano do pilotażowej oceny zgodności nowej maszyny w największym krajowym zakładzie produkcji taśm przenośnikowych, w zakresie zgodności stosowanych w maszynach układów logicznych zapewniających funkcje bezpieczeństwa blokowania i ryglowania przy osłonach ruchomych. Oceniana była typowa maszyna, będąca częścią większej całości, jaką jest zautomatyzowana linia produkcyjna. Zastosowane w niej funkcje bezpieczeństwa blokowania i ryglowania osłon ruchomych (drzwi dostępowych) zostały przeanalizowane zgodnie z dotyczącymi ich normami. Wykonanie tej oceny potwierdziło poprawność opracowanej metodyki, a zastosowane listy kontrolne mogą być wykorzystywane w innych przypadkach.

Opracowana metodyka doboru i projektowania stosowanych w maszynach układów logicznych zapewniających funkcje bezpieczeństwa blokowania i ryglowania przy osłonach ruchomych, wymagania stawiane tym urządzeniom oraz metodyka ich oceny zgodności przedstawione zostały w materiałach informacyjnych przeznaczonych do udostępniania w serwisie internetowym CIOP-PIB. Materiały te zaprezentowano na seminarium producentów i użytkowników maszyn, które odbyło się w dn. 9 – 11.10.2019 r. w Wiśle. W seminarium uczestniczyło około 60 osób zajmujących się projektowaniem maszyn oraz ze służb BHP i służb utrzymania ruchu, reprezentujących ok. 30 przedsiębiorstw.

Do materiałów informacyjnych nie było żadnych uwag dotyczących ani sugestii odnośnie do konieczności wprowadzenia zmian. W przeprowadzonych badaniach ankietowych udzielano jedynie odpowiedzi „przydatne” i w kilku przypadkach „częściowo przydatne”, natomiast odpowiedzi „wymagają zmian” nie było. Należy więc uznać, że opracowane materiały informacyjne zostały ocenione pozytywnie.

Wyniki zadania upowszechniono w 3 publikacjach w czasopismach o zasięgu krajowym i w 1 publikacji w czasopiśmie o zasięgu międzynarodowym oraz zaprezentowano na 2 konferencjach międzynarodowych i 6 konferencjach krajowych.

Jednostka: Zakład Techniki Bezpieczeństwa

Okres realizacji: 01.01.2018 – 31.12.2019