Machineveiligheid

Functionele veiligheid voor machines en processen

Als onderdeel van Machinerichtlijn 2006/42/EG moeten alle fabrikanten het risico van hun producten beoordelen, zodat mensen die met de machine in aanraking komen, worden beschermd. De Machinerichtlijn is echter niet alleen van toepassing in de EU. Het wordt ook in andere landen op de Europese interne markt gebruikt. Lokale standaarden verwijzen vaak naar Europese veiligheidsnormen, die in de machinerichtlijn zijn opgenomen als geharmoniseerde normen.

Het risico van de machine moet tot een redelijk restniveau worden teruggebracht. Daartoe voert de fabrikant een risicobeoordeling in drie fasen uit. Het risico moet worden verkleind door ontwerpmaatregelen, door technische veilighheidsmaatregelen toe te passen en door gebruikersinformatie zoals handleidingen te verstrekken.

Classificeren van risico's in Performance Levels

Om te beoordelen welke technische beveiligingen geschikt zijn voor het betreffende risico, laten fabrikanten zich leiden door parameters die de waarschijnlijkheid aangeven dat veiligheidsgerelateerde componenten zullen falen. Deze parameters worden performance levels (PL) genoemd. Eerst bepaalt de fabrikant het vereiste performance level (PLr) van een veiligheidsfunctie. Na het ontwerpen van een veiligheidscontrole om deze functie te implementeren, bepaalt de fabrikant het werkelijke Performance Level. Aan het einde van het proces moeten PL en PLr hetzelfde zijn. Er zijn grofweg drie soorten veiligheidscontroles.

HMI, central I/O system, connected safety relays with connected safety functions

Conventionele veiligheidstechnologie met veiligheidsrelais is zeer bedradingsintensief in grote toepassingen, maar wordt overal ter wereld begrepen.

Drie concepten van machinebeveiliging

Relaistechnologie

Conventionele veiligheidstechnologie maakt gebruik van veiligheidsrelais. De veiligheidslogica wordt in kaart gebracht met behulp van bedrade contacten. De relais zorgen er bijvoorbeeld voor dat een aandrijving niet kan worden gestart zolang er een veiligheidslichtscherm geactiveerd is. Deze installaties zijn relatief goedkoop en kunnen overal ter wereld worden begrepen. Er wordt geen software gebruikt. In grotere en complexere veiligheidsinstallaties wordt de relaistechnologie echter verwarrend. Fouten opsporen en diagnosticeren is een zeer tijdrovend proces. Het is niet mogelijk om het systeem zelf te testen.

Centrale veiligheidsbedrading met veiligheidscontrollers

Vanaf een bepaald niveau van complexiteit wordt het voordeliger om veiligheidstoepassingen met veiligheidscontrollers te implementeren. In controllers of veiligheidssturingen kunnen programma's worden geschreven die - in eenvoudige bewoordingen - acties koppelen aan voorwaarden en Booleaanse operatoren (AND, OR, NOT, XOR). De bedrading voor deze toepassingen is eenvoudiger dan bij relaistechnologie, maar veiligheidssignalen moeten naar de centrale controller in de schakelkast worden geleid, wat kostbaar en tijdrovend is.

HMI, central I/O system with connected safety controller, to which safety functions and contactors are coupled

Veiligheidssturingen worden meestal geïnstalleerd in de centrale schakelkast

Het voordeel van de veiligheidscontrollers is dat veiligheidsprogramma's meerdere keren kunnen worden gekopieerd en gebruikt voor vergelijkbare machines. Verbeteringen aan veiligheidsfuncties zijn relatief eenvoudig. Daarnaast kunnen de veiligheidstoepassingen grafisch worden weergegeven op HMI's. Informatie en signalen kunnen dus worden overgedragen van de controller naar de PLC en van de PLC naar de controller.

Decentrale veiligheidsconcepten

HMI, Ethernet-based PLC with three connected IP67 safety modules, each connected to a conventional IP67 I/O module

Decentrale I/O-modules kunnen de veiligheidstoepassingen autonoom aansturen voor het testen. Later, in live-bedrijf, kan een centrale veiligheidssturing het overnemen.

Decentrale bedrading - Centrale bediening

Veiligheidssignalen kunnen ook rechtstreeks in het veld worden verzameld via IP67 I/O-modules en via een veiligheidsveldbus of een beveiligd Ethernet-protocol naar een veiligheidscontrolesysteem worden gebracht. De veiligheidsfuncties worden dan centraal aangestuurd, wat kan leiden tot langere reactietijden wanneer rekening wordt gehouden met de cyclustijden van de bus en bij gekoppelde berichten. Deze vereisen op hun beurt grotere afstanden tussen de beveiligingsuitrusting en de bronnen van gevaar.

Decentrale bedrading - Decentrale besturing

Veiligheids-I/O-modules van individuele fabrikanten kunnen de veiligheidsfuncties ook direct op de module in het veld aansturen. Met deze consistent gedecentraliseerde veiligheidsoplossingen kunnen gebruikers mogelijke problemen als gevolg van lange cyclustijden vermijden. De inbedrijfstelling wordt ook eenvoudiger gemaakt doordat afzonderlijke machineonderdelen of modules offline kunnen worden getest.

Icons for safety functions, connected to safety I/O modules

Decentrale veiligheidsmodules die veiligheidstoepassingen aansturen vermijden lange cyclustijden, wat het ontwerpproces vereenvoudigt.

Beide decentrale oplossingen bieden efficiënte bedrading met standaardconnectoren. De informatie die naar hogere controllers wordt gecommuniceerd, vergemakkelijkt de inbedrijfstelling en diagnose voor de applicaties.

Turck - Banner

Partners

Technologieën