Basic Safety Principles - Podstawowe zasady bezpieczeństwa w elektrycznych układach sterowania wg EN ISO 13849-2

Lege artis (wł. de lege artis) - łac. według reguł sztuki

Basic Safety Principles są to podstawowe wymagania dla wszystkich systemów bezpieczeństwa. We wszystkich architekturach układów sterowania, od kategorii B do kategorii 4, te podstawowe zasady bezpieczeństwa są pierwszym krokiem w tworzeniu niezawodnych układów bezpieczeństwa wg EN ISO 13849-1. Czy przykładasz należytą uwagę do podstawowych zasad bezpieczeństwa dotyczących projektowania systemów bezpieczeństwa według reguł sztuki?

Te podstawowe zasady zostały szczegółowo omówione w normie ISO 13849-2. Przyjrzymy się niektórym wspólnym podstawowym zasadom bezpieczeństwa jakie powinny być zastosowane w każdym układzie sterowania. Te zasady to: zabezpieczenie układu sterowania, poprawne uziemienie ochronne, bezpieczeństwo przez odłączenie źródeł energii, zabezpieczenie przed niespodziewanym uruchomieniem. Zabezpieczenie przed niespodziewanym uruchomieniem jest ponadto wymagane przez Dyrektywę Maszynową [1].

Zabezpieczenie układu sterowania - Układ elektryczny sterowania powinien być właściwie zabezpieczony (wg EN 60204-1), aby żadna usterka np. zwarcie nie spowodowało stanu zagrożenia. Najczęstszym błędem jest stosowanie wyłączników instalacyjnych do zabezpieczenia obwodów niskonapięciowych. W przypadku prądów zwarcia mniejszych od zadziałania takiego wyłącznika może powodować to zakłócenia skutkujące pojawieniem się napięcia na masie układu, co może spowodować podtrzymanie cewki stycznika!

Poprawne uziemienie ochronne - Jedna strona układu sterowania, najczęściej masa, powinna być uziemiona, tak aby jeden zacisk cewki stycznika, przekaźnika, czy też innego urządzenia miał potencjał zbliżony do potencjału PE. Gwarantuje to wyłączenie stycznika przez zdjęcie napięcia z drugiego zacisku. Uziemienie ochronne zapewnia prawidłowe działanie urządzeń zabezpieczających (wyłączników i bezpieczników) w przypadku zwarcia do uziemionej obudowy. Zasady tej można nie stosować, jeżeli cewka stycznika jest podłączona do wyjścia testującego zwarcia do obcych potencjałów np. na wyjściu ze sterownika bezpieczeństwa.

Bezpieczeństwo przez odłączenie źródeł energii - Stan bezpieczny powinien być zawsze powodowany przez otwarcie styku, zdjęcie napięcia, otwarcie wyjścia lub obniżenie ciśnienia - odpowietrzenie. Wyłączniki awaryjne i czujniki bezpieczeństwa powinny być wyposażone w styki normalnie zwarte, przekaźniki i styczniki w styki normalnie otwarte tj. otwierające się po zdjęciu zasilania cewki. Zasada ta gwarantuje, że utrata zasilania spowoduje przejście układu w stan bezpieczny. Wyjątkiem od tej zasady jest stan gdy utrata zasilania powoduje dodatkowe zagrożenie. Dopuszczone jest zdjęcie energii z opóźnieniem np. w przypadku szybkiego hamowania w napędach.

Zabezpieczenie przed niespodziewanym uruchomieniem - Uruchomienie może nastąpić jedynie przez zamierzone uaktywnienie elementu sterowniczego. Zanik zasilania powinien spowodować przejście w stan bezpieczny (zgodnie z poprzednią zasadą). Uruchomienie powinno być sygnalizowane optycznie i/lub akustycznie.

Omówione podstawowe zasady bezpieczeństwa dotyczą systemów elektrycznych. Pełną listę można znaleźć w Tablicy D.1 w Załączniku D normy EN ISO 13849-2 . W tej normie przedstawione są również podstawowe zasady bezpieczeństwa dla systemów mechanicznych w Załączniku A, pneumatycznych w B i  hydraulicznych w C.

Źródła:

[1] DYREKTYWA 2006/42/WE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie maszyn, zmieniająca dyrektywę 95/16/WE (przekształcenie) (Tekst mający znaczenie dla EOG) wprowadzona rozporządzeniem [2]

[2] Dz.U. 2008 nr 199 poz. 1228 Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 października 2008 r. w sprawie zasadniczych wymagań dla maszyn

Wykaz norm:

PN-EN ISO 13849-1:2008 - wersja angielska "Bezpieczeństwo maszyn -- Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem -- Część 1: Ogólne zasady projektowania"

PN-EN ISO 13849-2:2013-04 - wersja angielska "Bezpieczeństwo maszyn -- Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem -- Część 2: Walidacja"

PN-EN 60204-1:2010 - wersja polska "Bezpieczeństwo maszyn -- Wyposażenie elektryczne maszyn -- Część 1: Wymagania ogólne"