Zatrzymanie awaryjne i zasady projektowania

Zatrzymanie awaryjne to sytuacja w której maszyna musi się zatrzymać bezpiecznie. Oczywiście nie oznacza to, że wszystkie elementy maszyny się zatrzymają – wręcz przeciwnie. Do prawidłowego zatrzymania awaryjnego pisane są odpowiednie funkcje bezpieczeństwa. Wymagania dyrektywy maszynowej 2006/42/WE informują producentów o wymogu projektowania bezpiecznych maszyn z wyłącznikiem awaryjnym. W jaki sposób to osiągnąć wyjaśnia nam norma PN-EN ISO 13850.  Wymieniony dokument jest normą typu B2, czyli wyszczególnione są w niej techniczne środki ochronne.

Niniejszy artykuł nie dotyczy przypadków, w których maszyna nie zmniejsza ryzyka po awaryjnym zatrzymaniu, oraz maszyn ręcznych czy ręcznie prowadzonych.

Bezpieczeństwo maszyn

Bezpieczeństwo maszyn jest kluczowym aspektem każdej maszyny działającej w przemyśle. Każde urządzenie, w którym znajduje się wyłączenie awaryjne powinno być tak zaprojektowane, aby system awaryjnego wyłączania był nadrzędny ponad wszystkimi innymi systemami. Oznacza to, że jeżeli system jest załączony, potocznie mówiąc „Grzybek bezpieczeństwa jest wciśnięty”, to maszyna nie może zostać uruchomiona do czasu ręcznego wyłączenia systemu.

W przypadku odłączenia niektórych stref maszyny lub np. podczas przenoszenia pulpitu sterowniczego należy zachować szczególną ostrożność w celu z zniwelowania szans pomyłki urządzeń sterowniczych zaktywizowanych od niezaktywizowanych.

Zatrzymanie awaryjne

Zatrzymanie awaryjne powinno być używane jako niezależny środek ochronny technicznej, przeznaczony do stosowania jako uzupełniający środek ochronny. Funkcja ta nie może oddziaływać negatywnie na inne urządzenia ochronne ani urządzenia realizujące inne funkcje bezpieczeństwa. Do tego celu czasem będzie trzeba zastosować tzw. wyposażenie pomocnicze czyli uchwyty elektromagnetyczne lub urządzenia hamujące.

Zasady projektowania

Projektowanie funkcji bezpieczeństwa wymaga szczególnej uwagi. Trzeba ją zaprojektować w następujący sposób – po aktywizacji elementu sterowniczego zatrzymania awaryjnego, wszystkie elementy ruchome i działania maszyny powinny zostać w odpowiedni sposób, nie powodujący dodatkowych zagrożeń.

Ten sposób może cechować:

• wybór optymalnej wartości opóźnienia
• zastosowanie z góry ustalonej sekwencji zatrzymywania elementów
• wybór kategorii funkcji zatrzymania:
  1. Kategoria 0
     • Bezzwłoczne odłączenie od zasilania elementu(-ów) napędowego(-ych) maszyny lub
     • Mechaniczne rozłączenie (rozsprzęglenie elementów stwarzających zagrożenie z ich elementami napędowymi oraz, jeśli to konieczne, wyhamowanie
  2. Kategoria 1
     • Odłączenie zasilania elektrycznego
     • Rozsprzęglenie elementów ruchomych maszyny od źródła energii mechanicznej
     • Zablokowanie dopływu płynu zasilającego hydrauliczne bądź pneumatyczne elementy napędowe maszyny

Włączony system awaryjny powinien mieć automatycznie podtrzymywany sygnał do czasu jego ręcznego wyłączenia. Dodatkowo elementy zapewniające zatrzymanie awaryjne powinny być zaprojektowane z myślą jak często będą one używane oraz odporne na oddziaływanie: drgań, udarów, temperatury, pyłu, ciał obcych, wilgoci, korozyjnych materiałów i płynów.

Urządzenia zatrzymania awaryjnego

Elementy bezpieczeństwa automatyki przemysłowej to bardzo szeroki zakres produktów. W kwestii bezpieczeństwa maszyny wszystko powinno być zaprojektowane tak, żeby było jak najbardziej odporne na niewiedzę ludzką. Natomiast funkcja urządzenia zatrzymania awaryjnego powinna być jasna dla jak najszerszego grona odbiorców. Z tego powodu  elementy sterownicze:

• przyciski grzybkowe
• druty, linki, pręty
• uchwyty
• pedały bez osłon w specjalnych zastosowaniach

są/jest , jeśli to możliwe, :

• w otoczeniu ostrzeń słownych,
• na czerwone na żółtym tle,
• symbol 5638, czyli wykrzyknik wewnątrz odwróconego trójkąta zamkniętego w okręgu

Jest tylko jeden przypadek, w którym nie trzeba umieszczać tego typu urządzeń przy maszynach – analiza ryzyka nie wykazała takiej potrzeby.

W przypadku projektowania urządzenia zatrzymania awaryjnego z wykorzystaniem drutów lub linek, należałoby pomyśleć o usytuowaniu umożliwiającym łatwe użycie, dlatego trzeba uwzględnić następujące okoliczności:

• wielkość ugięcia koniecznego do generowania sygnały zatrzymania awaryjnego,
• możliwe ugięcie maksymalne,
• minimalny odstęp pomiędzy drutem lub linką a najbliższym przedmiotem w otoczeniu,
• zapewnienie operatorowi widoczności drutów lub linek (np., poprzez użycie chorągiewek)
• siłę potrzebną do zadziałania oraz jej kierunek w stosunku do drutu lub linki, aby zaktywizować urządzenie zatrzymania awaryjnego

Jeśli możliwe jest aktywizowanie urządzenia zatrzymania awaryjnego poprzez ciągnięcie za drut wzdłuż jego osi, należy zastosować rozwiązanie zapewniające, że ciągnięcie za drut w każdym kierunku wzdłuż jego osi skutkuje generowaniem sygnału zatrzymania awaryjnego.

Co więcej, należy zapewnić brak możliwość zerwania linki, a środki do resetowania zatrzymania awaryjnego poleca się montować w miejscach, z których widać całą długość linki lub drutu. Przed zresetowaniem maszyny zabezpieczonej linką lub drutem należy sprawdzić ją wzdłuż całej długości wykorzystanego elementu sterowniczego.

Automatyzacja procesów produkcyjnych wymaga odpowiedzialnego podejścia już na etapie projektowania tak aby przemyśleć bezpieczne zatrzymanie awaryjne maszyny lub linii produkcyjnej.

Zobacz także:

1. Dyrektywa Maszynowa – obowiązki producenta, odpowiedzialność pracodawcy
2. Certyfikacja maszyn CE
3. Dyrektywa narzędziowa (WED)2009/104/WE
4. Dostosowanie maszyn do wymagań minimalnych
5. Programowanie PLC