Რომელი აღჭურვილობაა თავსებადი სიმშვიდის კარის გადამრთველთან?

Სიმშვიდის კარის გადამრთველის თავსებადობის მოთხოვნების გაგება

Ელექტრო, მეхანიკური და ფუნქციონალური ინტერლოკების კრიტერიები

Როდესაც საუბარი მიდის უსაფრთხოების კარის გადამრთველებზე, ძირითადად სამი რამ უნდა სწორად იმუშავოს ერთად: ელექტრო თავსებადობა, მექანიკური მორგება და ფუნქციონალური ბლოკირებები. ელექტრო მხარეს, გადამრთველებმა უნდა შეესატყოს კონტროლის სისტემის მოთხოვნებს ძაბვის მიხედვით (ჩვეულებრივ 24 ვოლტი მუდმივი დენი ან 120 ვოლტი ცვლადი დენი) და უნდა შეძლონ შესაბამისი დენის გატარება. ასევე მათ უნდა ჰქონდეს შემომზადებული უსაფრთხოების საშუალებები, რათა რომელიმე გაუმჯობესების შემთხვევაში — მაგალითად, გამტარების გამოსვლა ან კონტაქტების გამოვლენა — სისტემა უსაფრთხოდ გამოირთვას, არ გააგრძელოს სახიფათო მუშაობა. მექანიკურად რომ ვთქვათ, გადამრთველის აქტივიზაციისთვის სჭირდებარი ძალა ასევე მნიშვნელოვანი ფაქტორია. უმეტეს შემთხვევაში, ადამიანების მიერ კარზე ხელით წაკების ადგილებში მაქსიმალური ძალა 5 ნიუტონი უნდა იყოს. გადაადგილების მანძილიც სწორად უნდა იყოს დაყენებული, რათა თავიდან ავიცილოთ შემთხვევითი აქტივიზაცია ან კომპონენტების არასაჭიროებრივი სწრაფი გამოყენება. ფუნქციონალური მხარიდან ვსაუბრობთ იმ ფიზიკურ კონტაქტ გამოყოფებზე, რომლებიც კარის გაღების დროს გამორთავენ ძაბვას. ეს მოთხოვნები განსაკუთრებით მოცემულია SIL2 და SIL3 სტანდარტებში, რომლებიც დაკავშირებულია IEC 62061 და IEC 61508 რეგულაციებთან. წარმოებლები ხშირად მოიცავენ დამატებით დაცვას ორმაგი არხის სისტემების და IP67 დონის ამანათების გამოყენებით, რაც მათ გაცილებით დამახსოვრებელ ხდის მკაცრ სამრეწველო გარემოში, სადაც მტვერი, ტენი და ვიბრაცია ხშირად მოხდება.

Შე совместимობის რეგულირების ძირევანი სტანდარტები (ISO 13857, IEC 60947-5-3, UL 508A)

Საერთაშორისო უსაფრთხოების სტანდარტები განსაზღვრავენ უსაფრთხო ინტეგრაციის ტექნიკურ და პროცედურულ საზღვრებს:

• ISO 13857 დამკვიდრებს საშიშროების თავიდან ასაცილებლად მისაღებად საჭიროებულ მინიმალურ უსაფრთხო მანძილებს ექსპლუატაციის დროს
• IEC 60947-5-3 დაადგენს სამუშაო მახასიათებლების სტანდარტებს — მათ შორის მეхანიკური გამძლეობა 1 მილიონი ციკლის მოცულობით — და მოითხოვს ძალით მიმართული კონტაქტების მსგავსი დიზაინის ელემენტებს
• UL 508A რეგულირებს ჩრდილოამერიკული მარეგულირებლის პანელების კონსტრუირებას და მოითხოვს მოკლე წრედის დაცვას, სათანადო გადამცემელი კონდუქტორების ზომას და ნიშნულების შესაბამობას

Ამ სტანდარტების მიხედვით მესამე პარტიის სერტიფიცირება ვალიდაციისთვის უპირობოდ აუცილებელია. შესაბამობის დარღვევა შეიძლება გამოიწვიოს რეგულატორული სამართლის საშუალებების გამოყენება — მათ შორის OSHA-ს ჯარიმები 500 000 დოლარზე მეტი სიდიდით — ასევე ექსპლუატაციური შეჩერებები და პასუხისმგებლობის რისკი.

Უსაფრთხოების კარის გადამრთველების შერჩევა საერთო სამრეწველო აღჭურვილობასთან შესატყოლებლად

Ტრანსპორტირების სისტემები, რობოტები და პრესები: მოძრავი ელემენტის ძალა, სიგრძე და ციკლის დროის გათვალისწინება

Სწორი გადამრთველის არჩევანი ნამდვილად არის დამოკიდებული იმ ტიპის აღჭურვილობაზე, რომელზეც ამ შემთხვევაში საუბრობთ. მაგალითად, ტრანსპორტირების სისტემებს სჭირდებათ გადამრთველები, რომლებსაც შეუძლიათ გაუძლონ საკმარისად დიდი ძალა — ფაქტობრივად, 50 ნიუტონი ან მეტი, რათა შემთხვევითი შეხების დროს ისინი არ გამოვიდნენ ადგილზე. რობოტების შემთხვევაში, კი ყველაზე მნიშვნელოვანი არის სიჩქარე: ამ სისტემებს სჭირდებათ 100 მილიწამზე ნაკლები რეაგირების დრო, რათა მათ შეძლონ სწრაფი მოძრაობების მიყოლა და წარმოების შენელების თავიდან აცილება. საჭარბოელოები კი სრულიად სხვა გამოწვევას წარმოადგენენ, განსაკუთრებით ის ძალიან მძიმე შტამპირების მანქანები, რომლებიც მუდმივად ვიბრირებენ. სტროკის მანძილის სწორად დადგენა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი ხდება, რადგან თუ საჭიროების შესაბამედ საკმარისი მოძრაობის სივრცე არ არის განსაზღვრული, კარები შეიძლება არ გაიხსნან ან გაიხსნან არასაჭიროებრივად მასალების ნორმალური გამოხანგრძლივების ან ტემპერატურის ცვლილებების გამო. 2023 წლის ANSI B11 კომიტეტის მონაცემების შესწავლა ასევე აჩენს ინტერესულ ფაქტს იმის შესახებ, თუ რატომ არის ისე მნიშვნელოვანი სწორი სპეციფიკაციების შესაბამედ არჩევანი. მათი ანალიზი აჩენს, რომ დაცვის სისტემების დაფუჭების თითქმის ხუთეულიდან ერთ-ერთი შემთხვევა ფაქტობრივად გამოწვეული იყო იმ გადამრთველების გამოყენებით, რომლებიც არ ემთხვევდნენ მანქანის კონკრეტულ მოთხოვნებს. ამიტომ ინჟინრებმა ყოველთვის უნდა შეამოწმონ არჩეული კომპონენტები ფაქტობრივი ექსპლუატაციური პირობების შესაბამედ, ხოლო არ აირჩიონ ისინი მხოლოდ კატალოგში კარგად გამომუშავებული გარეგნობის გამო.

Შემთხვევის ანალიზი: ავტომობილების შტამპოვანი ხაზებში გამოყენება

Ერთ-ერთი ავტომობილური Tier 1 მომწოდებელი 800 ტონიან შტამპოვან ხაზში ქრონიკული საფრთხის კონტროლის კოშკების შეცდომები აღმოაფხაკა მექანიკური ლიმიტის სვითჩების მაგნიტურად კოდირებული, ორკანალური საფრთხის კონტროლის კოშკებით ჩანაცვლებით. ძრავის ვიბრაციის გამო წარმოქმნილი მისალაგებლობა ადრე გამოიწვევდა მეორეხარისხოვანი გაჩერებებს — საშუალოდ 22 განუსაკუთრებელი გაჩერება თვეში. განახლებულმა ამონახსნმა მიაღწია შემდეგ შედეგებს:

• SIL2-ში შესატანი რედუნდანტური კონტაქტების ვერიფიკაცია
• 15 მმ სტროკის ტოლერანტობა, რომელიც ადაპტირებულია ტვირთის ქვეშ მომხდარი სტრუქტურული გამოხრევის მოსასწალებლად
• IP67 სტანდარტის მიხედვით დამზადებული მოცულობები ნეიროსახსრის საფარით, რომლებიც მოწინააღმდეგეობას აძლევენ ზეთის ტენისა და გაგრილების სითხის შეხებას

Გაჩერების ხანგრძლივობა შემცირდა 40%-ით, რაც წლიურად 220 000 დოლარის პროდუქტიანობის გაზრდას გამოიწვია და ყველა მეორეხარისხოვანი გაჩერება აღმოფხაკა — ეს მიუთითებს იმაზე, თუ როგორ აძლევს სრულყოფილი გარემოსა და ექსპლუატაციური პირობების შესატანი შესატანობა როგორც საფრთხის მთლიანობის, ასევე ექსპლუატაციური უწყვეტობის გაძლიერებას.

Კონტაქტის გარეშე და ჰიბრიდული საფრთხის კონტროლის კოშკების ტექნოლოგიები

RFID და ინდუქციური სენსორები საფრთხის შემცველ ან ჰიგიენურ გარემოში

Როდესაც საქმე ხდება მკაცრი გარემოპირობების შესახებ, არ კონტაქტო ტექნოლოგიები, როგორიცაა RFID ტეგები და ინდუქციური სენსორები, ნამდვილად გამოირჩევიან იმ შემთხვევებში, სადაც ჩვეულებრივი მეхანიკური გადამრთველები ვერ აძლევენ საკმარის შედეგს. ამ სისტემებს არ აქვთ მოძრავი ნაკეთობები, რომლებიც შეიძლება იწვიონ ისკრებს, ამიტომ ისინი უსაფრთხოდ გამოიყენება ATEX ან IECEx ზონებად კლასიფიცირებულ ადგილებში. ამასთანავე, ისინი არ აძლევენ შესასვლელს ნებისმიერი სახის მავნე სისტემებს — მტვრის ნაკრებებს, ზეთის შეფუთვებს და ტენის დაგროვებას. გარდა ამისა, ისინი მორგებულია მკაცრი ქიმიური სუფთავის პროცესების მოთხოვნებს, რომლებიც სჭირდება საკვების დამუშავების საწარმოებსა და ფარმაცევტულ ლაბორატორიებს EHEDG სტანდარტების და NSF/ANSI 169 მოთხოვნების შესაბამად. მოცულობის საფარი შემადგენლობის სტაინლეს ფოლადისგან გაკეთებულია და მისი ჰერმეტულობა შენარჩუნებულია ისევე, როგორც ხმაურიანი აღჭურვილობის — მაგალითად, შედუღების მანქანების ან დიდი ინდუსტრიული მოტორების — მოპირდაპირე მხარეს დაყენების შემთხვევაში. ტემპერატურის მგრძნობარობის მოთხოვნების მიხედვით, ინდუქციური სენსორები მუშაობენ სწორად საკმაოდ ფართო ტემპერატურის დიაპაზონში და არ სჭირდებათ მუდმივი რეგულირება. ამასთანავე, რადგან მათი რეაგირების დრო უმეტეს შემთხვევაში 15 მილიწამზე ნაკლებია, ეს სენსორები ხდება საჭიროების მიხედვით საჭიროების მიხედვით სწრაფი მოძრაობის პროცესების არსებითი კომპონენტები, როგორიცაა ავტომატიზებული პაკეტირების ხაზები, სასმელების შეყოფის საწარმოები და სტერილური წარმოების გარემოები.

Ერთი წერტილის შეცდომების თავიდან აცილება: რატომ არის მნიშვნელოვანი რეზერვირება და უკუკავშირის ვერიფიკაცია

Სისტემებიდან საიმედო შედეგების მიღება, სადაც უსაფრთხოება ისეთი მნიშვნელოვანია, ნიშნავს იმ ერთეულ წერტილებს ამოღებას, სადაც ყველაფერი ერთდროულად შეიძლება ჩაირეცხოს. RFID ტექნოლოგიის მაგნიტური სენსორებით კომბინირება ქმნის სისტემას, რომელიც ორი ცალკეული არხით ახდენს საკუთარი შემოწმებას. მისი მუშაობის პრინციპი ფაქტობრივად საკმაოდ მარტივია. თუ რომელიმე კომპონენტი სწორად არ მუშაობს, რეზერვული სისტემა დამოუკიდებლად ჩართება და უსაფრთხოების გარანტიით სისტემას გამორთავს. ჩვენ ასევე დავამატეთ PLC ლოგიკა, რომელიც მუდმივად ადარებს კარების მდებარეობას მოსალოდნელ მაჩვენებლებს. ეს საშუალებას აძლევს აღმოაჩინოს სხვადასხვა პრობლემა, მაგალითად, დაკეცილი კონტაქტები, აქტუატორების გამოყოფა ან სენსორების გადახვევა. ამ სისტემას დავამატეთ ძალიან მკაცრი მიმართულების რელეები და მუდმივი დიაგნოსტიკური შემოწმებები, რის შედეგად ჩვენ ვაკმაყოფილებთ IEC 62061 სტანდარტის მიხედვით SIL3 მოთხოვნებს. ეს ნიშნავს, რომ საშიშროების შემცველი უსაფრთხოების შეცდომის ალბათობა ყოველწლიურად 0,001 პროცენტზე ნაკლებია. ამ სისტემას ასევე აქვს კიდევა ერთი უპირატესობა: ჩვენი ჯანმრთელობის მონიტორინგის სისტემა მენტენანსის ჯგუფს გაფრთხილების ნიშნებს აძლევს იმ კომპონენტების გაფუჭების წინა დიდი ხნით, რაც საშუალებას აძლევს პრობლემების პრევენციულად აღმოჩენასა და გამოსწორებას, ვიდრე რომელიმე კომპონენტი სრულიად გაფუჭდება.

Საიმედო უსაფრთხოების კარის გადამრთველის ოპერაციის კონტროლის სისტემის ინტეგრაცია

PLC, უსაფრთხოების რელე და ფილდბასის თავსებადობა (Pilz, Rockwell, Siemens)

Იმის უზრუნველყოფა, რომ სისტემები ერთად უფრო გლურგულად მუშაობდნენ, ნიშნავს მათი ერთმანეთთან საუბრის შესაძლებლობის შემოწმებას სხვადასხვა დონეზე. ჯერ ვსაუბრობთ ველის მოწყობილობებზე, შემდეგ — ლოგიკურ კონტროლერებზე და ბოლოს — უსაფრთხოების ინფრასტრუქტურის კომპონენტებზე. რათა გადამრთველები სწორად შეასრულონ თავიანთი ფუნქციები, მათ საჭიროებენ ინდუსტრიული სტანდარტებთან, მაგალითად Ethernet/IP, PROFINET და Profisafe-თან ერთი ენის გამოყენებას. ეს საშუალებას აძლევს მათ უსაფრთხოების PLC-ებთან (რომლებიც წარმოებს კომპანიები, როგორიცაა Pilz, Rockwell Automation და Siemens) განახლებებისა და დიაგნოსტიკის მონაცემების გაცვლას. უსაფრთხოების რელეების შემთხვევაში ყველა კომპონენტის შესაბამობის უზრუნველყოფა ძალიან მნიშვნელოვანია. კოილს სჭირდება სწორი ძაბვა და დენი, ხოლო კონტაქტები უნდა იყოს ისე დიზაინირებული, რომ არ დაეკარგონ ერთმანეთს არ უნდა დაეკარგონ. წინააღმდეგ შემთხვევაში მოხდება უსაფრთხოების ინციდენტები. კონფიგურაციადი ინტერფეისები დაყენების პროცესში ცხოვრებას მნიშვნელოვნად ამარტივებს. მაგალითად, გამოსატანების სხვადასხვა გზით პროგრამირება ან სხვადასხვა პროტოკოლზე გადასვლელი შესაძლებლობა სახელმწიფოს მეშვეობით საშუალებას აძლევს ერთდროულად მუშაობას რამდენიმე წარმოებლის მოწყობილობებთან ერთი სისტემის ფარგლებში.

Ველის კვლევები აჩვენებს, რომ IEC 60947-5-3 ინტერფეისის სტანდარტიზაციის მორჩევა კროს-პლატფორმული ინტეგრაციის შეცდომებს 47%-ით ამცირებს, რაც აჩქარებს საწყობარო დამონტაჟებას და გამოიწვევს სისტემის გრძელვადი სტაბილურობის გაუმჯობესებას.

Უსაფრთხოების ჯაჭვში SIL2/SIL3 შესაბამობის მიღწევა

SIL სერტიფიკაცია არ ენიჭება ცალკეულ კომპონენტებს — არამედ მთლიან სიმშვიდის ფუნქციას მთლიან სიმშვიდის ფუნქციას , სენსორიდან საბოლოო ელემენტამდე. SIL2 ან SIL3-ის მისაღებად:

• Გამოიყენეთ ორკანალიანი გადამრთველები 90 %-იანი (SIL2) ან 99 %-იანი (SIL3) დიაგნოსტიკური დაფარულობით, რომლებიც ვალიდირებულია IEC 62061-ის დანართ D-ის მიხედვით
• Განახორციელეთ კროს-მონიტორინგის გამოსავალები და ინტეგრირებით სერტიფიცირებულ სიმშვიდის PLC-ებს ან რელეებს, რომლებიც აკმაყოფილებენ სტრუქტურულ შეზღუდვებს (მაგალითად, ISO 13849-1-ის კატეგორია 3/4)
• Სიმშვიდის ფუნქციის რეაგირების დრო უნდა შეესატყვისდეს მარეგულირებლის სისტემის უარესი შემთხვევის სკანირების ციკლს — ქსელის გადატვირთვასა და დიაგნოსტიკურ დატვირთვას ჩათვლით

SIL3 სისტემების დამატებითი მოთხოვნები მოიცავს დოკუმენტირებული შეცდომების გამორიცხვას, წლიურ საბუთის ტესტირებას და საკონტროლო კალიბრაციის ჩანაწერების სრულ დაკვეთას. ფუნქციური სიმშვიდის აუდიტები მუდმივად აჩენენ, რომ სრული ბოლომდე ვალიდაციით შესრულებული ინსტალაციები — რისკების შეფასებიდან, კომპონენტების შერჩევამდე, ინტეგრაციამდე და ცხოვრების ციკლის მართვამდე — განიცდიან სიმშვიდეს დაკავშირებული გაჩერებების 60 %-ით ნაკლებ რაოდენობას და მნიშვნელოვნად დაბალ სრულ საკუთრების ხარჯებს.