EN
ข้อกำหนดตามมาตรฐาน ISO 13849-1:2023 และระดับประสิทธิภาพ (PL) เพื่อความปลอดภัยของเครื่องขึ้นรูปมุม
กฎพื้นฐานของสถาปัตยกรรมสำหรับส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบควบคุม (SRP/CS)
มาตรฐาน ISO 13849-1:2023 ได้กำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับส่วนที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบควบคุม (SRP/CS) โดยจัดกลุ่มเป็นหมวดต่างๆ ตั้งแต่ B ถึง 4 ขึ้นอยู่กับความสามารถในการจัดการข้อผิดพลาดและประเภทของการวินิจฉัยที่นำเสนอ เมื่อพิจารณาเครื่องกดมุมซึ่งแรงไฮดรอลิกสามารถเกิน 500 กิโลนิวตันได้อย่างง่ายดาย ระบบที่ติดตั้งส่วนใหญ่จำเป็นต้องสอดคล้องตามมาตรฐานหมวด 3 สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร? ระบบที่ใช้จะต้องมีเส้นทางความปลอดภัยสำรอง มีการตรวจสอบประสิทธิภาพของตนเองอย่างต่อเนื่อง และรักษาระดับ MTTFD ได้ไม่ต่ำกว่า 100 ปี สำหรับระดับประสิทธิภาพ PLd นอกจากนี้ การครอบคลุมการวินิจฉัยจะต้องสูงกว่า 90% เพื่อให้สามารถตรวจพบปัญหากับอุปกรณ์ความปลอดภัยที่สำคัญ เช่น ม่านแสงหรือปุ่มหยุดฉุกเฉิน ได้เกือบในทันที สิ่งนี้มีความสำคัญเพราะการเริ่มต้นทำงานใหม่ที่เป็นอันตรายมักเกิดขึ้นบ่อยครั้งขณะเปลี่ยนเครื่องมือ และเหตุการณ์เหล่านี้ยังคงเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดบาดแผลรุนแรงจากการบดอัดในสถานประกอบการผลิต
การกำหนดระดับประสิทธิภาพที่ต้องการ (PLr) จากข้อมูลการประเมินความเสี่ยง
ระดับประสิทธิภาพที่ต้องการ (PLr) ได้รับโดยตรงจากข้อมูลการประเมินความเสี่ยงตามมาตรฐาน ISO 12100 สำหรับเครื่องปั๊นมุมโดยการ crimping พารามิเตอร์ความเสี่ยงทั่วทั่วมักประกอบดังนี้:
- ความรุนแรง (S) : ร้ายร้าง (S2) เนื่องจากมีความเป็นไปเป็นมากเกิดการตัดขาดอวัยวะภายใต้แรงหลายตัน
- ความถี่ของการสัมผาศูนย์ (F) : ต่อเนื่อง (F2) ในสายการผลิตที่ป้อนอัตโนมัติ
- ความน่าเป็นของการหลีกเลี่ยง (P) : ต่ำ (P2) เนื่องจากเวลาการตอบสนองของผู้ปฏิบัติงานใกล้จุดอันตรายมีจำกัด
- ความน่าเป็นของการเกิดอันตราย (O) : สูง (O3) เนื่องจากเกิดการอุดตันของวัสดุบ่อยครั้ง
สำหรับคุณสมบัติความปลอดภัยที่สำคัญ เช่น การควบคุมด้วยสองมือ หรือการป้องด้วยม่านแสง มักจะพบค่า PLr อยู่ที่ระดับ d หรือ e เป็นตัวอย่างเช่น PLr เท่ากับ e กำหนดว่าองค์ประกอบต่างๆ ต้องมีค่า MTTFD อย่างน้อย 30 ปี และค่า DC ต้องอยู่ที่ 99% หรือสูงกว่า ทั้งหมดนี้จะถูกตรวจสอบตามมาตรฐาน ISO 13849-2 หากทำถูกในทางปฏิบัติ จะลดอุบัติเหตุอย่างมีนัยสำคัญ บางทีอาจลดเหตุการณ์ถึงร้อยละ 98 เมื่ีเทียบกับระบบที่ใช้ PLc ในการดำเนินการ crimping โดยอัตโนมัติ แน่นอน การได้ตัวเลขเหล่านี้ไม่ใช่แค่เรื่องคณิตศาสตร์ แต่คือการมั่นใจว่าทุกสิ่งทำงานร่วมด้วยอย่างถูกเหมาะสมในพื้นโรงงาน
หลักการการประเมินความเสี่ยงตาม ISO 12100: การระบุอันตรายจากเครื่อง crimping มุม
การวัดค่าความรุนโจร ความถี่ และความน่าเป็นของการหลีกเลี่ยงในการดำเนินการ crimping ที่มีแรงสูง
ISO 12100 กำหนดวิธีการที่เป็นระบบและอิงหลักฐานเพื่อวัดค่าพาราโมชั่นความเสี่ยงหลักสามรายการ ในงาน crimping มุม
- ระดับความรุนแรง สะท้อนผลการบาดเจ็บในสถานการณ์เลวร้ายที่สุด—แรงบดทับที่เกิน 100 กิโลนิวตันมักเข้าเงื่อนไข S2 ("รุนแรง") เนื่องเกิดความเสียหายต่อระบบกล้ามเนื้อและกระดูกอย่างถาวร หรือการตัดอวัยวะ
- ความถี่ในการสัมผัส ขึ้นต่อรูปการปฏิบัติงาน: F2 ("ต่อเนื่อง") ใช้สำหรับการป้อนวัตถุดิบแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ; F1 ("บ่อย") อาจใช้ในกรณีที่มีการป้อนด้วยมือหลายครั้งต่อผลัดงาน
- ความน่าเป็นที่สามารถหลีกเลี่ยง ได้รับการจัดระดับ P2 ("ต่ำ") เมื่อความเร็วปิดเครื่องมีเกิน 0.5 เมตร/วินาที—ทำให้ไม่เหลือเวลาเพียงพอสำหรับการหลบหลีก
การประเมินปริมาณอย่างแม่นยำจำเป็นต้องจัดทำเอกสารบันทึกสถานการณ์การบาดเจ็บในกรณีเลวร้ายที่สุด วัดระยะเวลาของอันตรายตลอดรอบการอัดครบทั้งหมด และยืนยันข้อจำกัดในพื้นที่ที่ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถถอยออกมาอย่างปลอดภัย รากฐานที่เป็นวัตถุประสงน์นี้มั่นรับความเสี่ยงที่เหลือสอดคล้องกับหลักการ ALARP (As Low As Reasonably Practicable)
แปลงสถานการณ์อันตรายเป็นฟังก์ก์ความปลอดภัยเฉพาะ (ตัวอย่างเช่น Safe Stop Category 1)
อันตรายที่ระบุผ่าน ISO 12100 ถูกนำไปใช้โดยตรงในข้อกำหนดด้านเทคนิคด้านความปลอดภัยผ่านกรอบการลดความเสี่ยงแบบวนรอบ ตัวอย่างเช่น:
- การปิดเครื่องมือโดยไม่สามารถควบคุมได้ระหว่างการบำรุงรักษา — Safe Stop Category 1 , ต้องใช้ระบบเบรกไฟฟ้า-กลไกที่มีการตรวจสอบ (<150 มิลลิวินาที สำหรับเวลาหยุด) พร้อมการยืนยันตำแหน่ง
- อันตรายจากการบดอัดจากความเฉื่อยของเครื่องมือที่เหลืออยู่ — Safe Torque Off (STO) พร้อมการตรวจสอบการเคลื่อนไหวตามทิศทาง
- การบรรจุวัสดุซ้ำๆ — การติดตั้งผ้าม่านแสง (Light curtain) ที่มีความละเอียด ≤30 มม. และระบบยกเว้นการตรวจจับ (muting logic) ที่สอดคล้องกับมาตรฐาน ISO 13855
- การเข้าแทรกแซงเมื่อชิ้นส่วนติดค้าง — สวิตช์เปิดใช้งานสามตำแหน่ง , ป้องกันการเปิดใช้งานโดยทางกายภาพ เว้นแต่ว่าจะถูกกดค้างไว้ที่ตำแหน่ง "เปิดใช้งาน"
แต่ละฟังก์ชันต้องมีขนาดและการตรวจสอบความถูกต้องที่สอดคล้องกับระดับความรุนแรง ความถี่ และรูปแบบการหลีกเลี่ยงอันตรายเดิมอย่างแม่นยำ—เพื่อให้มั่นใจว่าระบบควบคุมความปลอดภัยสามารถจัดการกับโหมดการล้มเหลวเฉพาะได้อย่างเหมาะสม โดยไม่เกินจำเป็น
การผสานรวมอุปกรณ์ป้องกันอย่างปลอดภัยในระบบควบคุมการพับมุมอัตโนมัติ
การเลือกและตรวจสอบความถูกต้องของม่านแสง อุปกรณ์ป้องกันที่ล็อกเชื่อมโยง และอุปกรณ์เปิดใช้งาน
การเลือกอุปกรณ์ป้องกันต้องเป็นไปตามกฎสถาปัตยกรรมและเป้าหมายประสิทธิภาพตามมาตรฐาน ISO 13849-1:2023 สำหรับการพับมุมที่ใช้แรงสูง:
- ม่านแสง ต้องการความละเอียดไม่เกิน 14 มม. เพื่อตรวจจับนิ้ว และต้องบรรลุระดับ PLd อย่างน้อย โดยได้รับการยืนยันผ่านการตรวจสอบการออกแบบประเภท 4 (IEC 61496-1)
- อุปกรณ์ป้องกันแบบล็อกเชื่อมโยง ต้องใช้สวิตช์แม่เหล็กสองช่องสัญญาณที่มีการตรวจสอบข้ามเพื่อป้องกันการดัดแปลง พร้อมตัวสัมผัสแบบบังคับนำทางที่สอดคล้องกับสถาปัตยกรรมหมวดหมู่ 3
- อุปกรณ์เปิดใช้งาน ต้องมีกลไกคืนตัวด้วยสปริงที่ต้องใช้แรงกดอย่างต่อเนื่อง และมีการปลดล็อกอัตโนมัติเมื่อเกิดความผิดปกติ
อุปกรณ์ทุกชิ้นต้องผ่านการทดสอบโดยการจำลองข้อผิดพลาด เพื่อยืนยันว่าครอบคลุมการวินิจฉัยได้มากกว่า 90% ระบบป้องกันบริเวณรอบขอบเขตต้องทนต่อพลังงานกระแทกได้ 200 จูล (ตามมาตรฐาน ISO 14120) และรองรับการตอบสนองหยุดฉุกเฉินภายในเวลาไม่เกิน 100 มิลลิวินาที (ISO 13850) การตรวจสอบสภาพแวดล้อม — รวมถึงความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนได้สูงสุด 15g และการป้องกันฝุ่นอนุภาคโลหะเข้ามาได้ตามระดับ IP65 — เป็นข้อกำหนดบังคับเพื่อให้การทำงานในสภาพแวดล้อมการอัด crimping มีความน่าเชื่อถือ
ประเภทการหยุด ตรรกะการเริ่มต้นใหม่ และการตรวจสอบเวลาตอบสนองสำหรับวงจรการอัด crimping แบบไดนามิก
ประเภทการหยุดต้องสอดคล้องกับลักษณะการเคลื่อนไหวแบบไดนามิกของการดำเนินการอัด crimping ประเภท 0 (การตัดพลังงานแบบไม่ควบคุม) ใช้กับอันตรายจากการชนที่อาจเกิดขึ้นทันที ในขณะที่ หมวดหมู่ 1 (การหยุดอย่างควบคุมตามด้วยการตัดพลังงาน) จำเป็นต้องใช้กับอันตรายจากแรงเฉื่อยที่ต้องการการควบคุมการชะลอความเร็ว ตรรกะการเริ่มต้นใหม่ต้องบังคับใช้การยืนยันด้วยมือทั้งสองข้าง โดยตรวจจับการกดปุ่มแบบไม่ซิงโครนัส เพื่อป้องกันการเริ่มทำงานอีกครั้งโดยไม่ตั้งใจ
เมื่อยืนยันเวลาตอบสนอง เราจำเป็นต้องพิจารณาความล่าช้าเล็กๆ น้อยๆ ทั้งหมดที่สะสมเพิ่มขึ้นตามเวลา เช่น การประมวลผลของลำแสงแสง (light curtain) ซึ่งใช้เวลาประมาณ 10 มิลลิวินาทีหรือน้อยกว่า จากนั้นคือรอบการสแกนของ PLC เพื่อความปลอดภัย (safety PLC scan cycle) สูงสุดประมาณ 15 มิลลิวินาที และในที่สุดคือการเปิดตัวตัวรีเลย์ (contactor opening) โดยทั่วไปใช้เวลาน้อยกว่า 20 มิลลิวินาที สำหรับสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรัดหัวขั้วความเร็วสูง ผู้ผลิตจำเป็นต้องแสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันความปลอดภัยทั้งหมดทำงานได้ภายในกรอบเวลา 50 มิลลิวินาที เมื่อวัดด้วยออสซิลโลสโคป เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญ? เนื่องจากตามมาตรฐาน EN ISO 13855:2019 สูตรการคำนวณระยะทางด้านความปลอดภัย S เท่ากับ K คูณ T บวก C จะมีความสำคัญมากในกรณีนี้ สำหรับจุดเข้าถึงด้วยมือ K หมายถึง 1600 มิลลิเมตรต่อวินาที การคำนวณตัวเลขเหล่านี้อย่างถูกต้องจะทำให้ผู้ปฏิบัติงานปลอดภัย แม้ในระหว่างวงจรความเร็วสูงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดการผลิต
คำถามที่พบบ่อย
มาตรฐาน ISO 13849-1:2023 คืออะไร?
ISO 13849-1:2023 กำหนดข้อกำหนดสำหรับส่วนที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบควบคุม ซึ่งช่วยให้มั่นใจว่าเครื่องจักร เช่น เครื่องเดินขอบ ตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยที่กำหนด
เหตุใดการตรวจสอบความคุ้มคลุมมีความสำคัญสำหรับอุปกรณ์ความปลอดภัย?
การตรวจสอบความคุ้มคลุมในระดับสูงจะทำให้สามารถตรวจพบความผิดปกติของอุปกรณ์ความปลอดภัย เช่น ปุ่มหยุดฉุกเฉิน ได้อย่างรวดเร็ว ป้องกันการเริ่มเครื่องอีกครั้งในสภาวะอันตราย ที่อาจก่อให้เกิดการบาดเจ็บรุนอย่างรุนแรง
ระดับประสิทธิภาพที่ต้องการจะถูกกำหนดอย่างไร?
ระดับประสิทธิภาพที่ต้องการ (PLr) ถูกกำหนดผ่านการประเมินความเสี่ยง โดยพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความรุนของอันตราย ความถี่ของการสัมผас และความน่าเป็นของการหลีกเลี่ยง
คุณสมบัติความปลอดภัยที่สำคัญสำหรับเครื่องเดินขอบคืออะไร?
คุณสมบัติความปลอดภัยที่สำคัญอาจรวมถึงการควบคุมด้วยสองมือ การป้องด้วยม่านแสง และประเภทการหยุด ทั้งหมดนี้ถูกออกแบบเพื่อลดอุบัติอย่างมีนัยสำคัญ