Základní bezpečnostní normy obsahují základní pojmy, konstrukční zásady a obecné aspekty (např. konstrukční a pracovní metody), které se vztahují na všechny stroje, přístroje a zařízení.
Příklad normy:
EN ISO 12100 (Bezpečnost strojů)
EN ISO 13849 a EN IEC 62061 Požadavky na jakostní stupeň a úroveň integrity zabezpečení.
Bezpečnost strojů a zařízení pro ochranu uživatele je v zásadě závislá na správném uplatňování norem a směrnic. V Evropě je základem směrnice o strojních zařízeních, která podporuje podniky standardizovanými specifikacemi pro konstrukci strojních zařízení se zaměřením na bezpečnost. Mnoho evropských bezpečnostních norem má však vzhledem ke svému mezinárodnímu postavení velký význam i mimo Evropský hospodářský prostor. V této souvislosti hrají důležitou roli také normy týkající se funkční bezpečnosti. Požadavky na řídicí systémy strojů jsou definovány jak v normě EN ISO 13849, tak v normě EN IEC 62061.
Globální trendy v bezpečnosti strojů Nové požadavky na jakostní stupeň a úroveň integrity zabezpečení
Tendence k decentralizaci představuje nové výzvy pro ochranu osob, životního prostředí a strojů. Vedle klasických bezpečnostních zařízení, jako jsou bezpečnostní závory, zařízení pro nouzové zastavení nebo bezpečnostní spínače, se s rostoucí úrovní složitosti stále častěji používají k zabezpečení strojů a zařízení programovatelné nebo konfigurovatelné bezpečnostní systémy. V roce 2015 byl učiněn pokus o sjednocení obou norem EN ISO 13849 a EN IEC 62061. Dnes probíhá samostatná revize obou norem.
Jaké změny lze očekávat v oblasti PL a SIL?
Obě normy se již v některých bodech sblížily, například v oblasti „bezpečnostně relevantního softwaru“ a problematiky „kybernetické bezpečnosti“. Mnoho dalších úprav bylo podrobně rozpracováno, což vedlo k celkové konzistenci obou norem. To, zda existují nějaké dopady na předchozí posouzení bezpečnosti, je třeba posuzovat případ od případu. Přečtěte si náš dokument Whitepaper a zjistěte, jak by změny norem mohly vypadat.
Normy EN pro bezpečnost na strojích Přehled harmonizovaných norem
Směrnice o strojních zařízeních obsahuje základní požadavky na ochranu zdraví a bezpečnost. V přidruženém Úředním věstníku Evropské unie jsou uvedeny harmonizované normy ke směrnici o strojních zařízeních. Pokud se stroj vyrábí v souladu s těmito harmonizovanými normami, splňuje základní požadavky na ochranu zdraví a bezpečnost.
Normy EN jsou rozděleny na několik různých typů:
Skupinové bezpečnostní normy týkající se bezpečnostního hlediska nebo typu bezpečnostních zařízení, které lze použít pro celou řadu strojů, zařízení a systémů.
Typ B1 Obsahuje zvláštní bezpečnostní hlediska, např. bezpečné odstupy nebo mezní hodnoty povrchových teplot.
Příklady norem:
EN ISO 13857 (Bezpečné vzdálenosti v nebezpečných prostorech)
EN ISO 13855 (Výpočet bezpečné vzdálenosti)
EN ISO 13849 (Bezpečnost strojů – Bezpečnostní části ovládacích systémů)
Typ B2 Obsahuje bezpečnostní zařízení, např. nouzové vypnutí nebo dvouruční ovládací zařízení.
*Příklady norem:
EN ISO 13850 (Bezpečnost strojů – Nouzové zastavení)
EN 574 (Dvouruční ovládací zařízení)
Bezpečnostní normy strojů s podrobnými bezpečnostními požadavky na veškerá významná ohrožení u konkrétního stroje nebo skupiny strojů. Normy typu C se také často označují jako produktové normy.
*Příklady norem:
EN 12622 (ezpečnost obráběcích a tvářecích strojů - Hydraulické ohraňovací lisy)
EN 415 (Balicí stroje)
Normy pro funkční bezpečnost Použití a vymezení
Funkční bezpečnost se vztahuje na správné používání bezpečnostních (řídicích) systémů a na další opatření ke zmírnění rizika, která jsou pro bezpečnost systému zásadní. V případě, že zde dojde k výskytu kritické chyby, řídicí jednotka převezme zavedení bezpečného stavu.
Pro odvětví strojírenství byly z normy EN 61508 odvozeny normy EN IEC 62061 a EN ISO 13849-1. Obě tyto normy zohledňují speciální požadavky na bezpečnostní součásti řídicích jednotek strojů.
Určení požadované výkonnosti
Určení požadované výkonnosti bezpečnostních funkcí je ústředním aspektem funkční bezpečnosti řídicích systémů strojů. Normy EN IEC 62061 i EN ISO 13849-1 poskytují strukturované metody pro posuzování a stanovení požadované výkonnosti bezpečnostních funkcí s cílem zajistit bezpečnost strojního zařízení.
Výpočet třídy SIL
###Safety Integrity Level dle IEC 62061
Důležitou charakteristickou veličinou pro spolehlivost bezpečnostních funkcí je úroveň integrity zabezpečení (SIL).
Pro určení požadované úrovně integrity zabezpečení se posuzují různá kritéria:
- Závažnost poranění (S)
- Četnost a trvání expozice ohrožení (F)
- Pravděpodobnost výskytu nebezpečné události (W)
- Možnost vyhnout se škodě nebo ji omezit (P)
Stanovení jakostního stupně (PL)
Jakostní stupeň dle EN ISO 13849-1
Ke stanovení požadované úrovně výkonu (PLr) je třeba posoudit různá kritéria: Rozsah poškození, četnost a délku výskytu a také možnosti, jak se tomuto nebezpečí vyhnout.
Rizikové parametry:
S: Závažnost zranění
- S1 – lehké zranění (zpravidla vratné)
- S2 – těžké zranění včetně smrtelného (zpravidla nevratné)
F: Četnost a/nebo trvání expozice ohrožení
- F1 – zřídkavé až častější a/nebo krátké trvání
- F2 – časté až trvalé a/nebo dlouhé trvání
P: Možnost zamezení ohrožení
- P1 – možné za určitých podmínek
- P2 – téměř nemožné
Poznámka: Pokud lze pravděpodobnost vzniku považovat za nízkou, lze požadovaná úroveň výkonu (PLr) o jednu úroveň snížit.
Určení dosaženého výkonnosti
Po návrhu architektury řízení se určí výkonnost bezpečnostních funkcí. Normy EN IEC 62061 a EN ISO 13849-1 používají různé metody a charakteristické veličiny k zajištění spolehlivého provedení bezpečnostní funkce.
###Safety Integrity Level dle IEC 62061
Charakteristická veličina týkající se bezpečnosti subsystémů vyplývá z následujících hodnot:
- Chybová tolerance hardwaru (HFT), specifická pro aplikaci
- Podíl bezpečných poruch (SFF), údaje o výrobci
- Stupeň diagnostického pokrytí (DC), údaje o výrobci nebo norma EN ISO 13849-1
- Pravděpodobnost nebezpečného výpadku na hodinu (PFHd), vyplývá z jiných hodnot
- Interval zkušebního testu nebo doba používání, specifikace výrobce/specifické údaje
- Diagnostický testovací interval, specifický pro danou aplikaci
- Náchylnost k častým poruchám v důsledku společné příčiny, údaje o výrobci nebo norma EN ISO 13849-1
Jakostní stupeň dle EN ISO 13849-1
Jakostní stupeň (PL) bezpečnostního dílu řídicí jednotky (SRP/CS) se stanoví posouzením následujících parametrů:
- Kategorie: V normě specifikována jako definovaná struktura.
- Střední doba do výskytu nebezpečného výpadku (MTTFd): Údaj poskytne výrobce dané součásti.
- Diagnostické pokrytí (DC): Dle normy.
- Výpadek způsobený společnou příčinou (CCF): Stanoven v podobě bodového systému podle různých kritérií.
- Dosažený jakostní stupeň (PL): Stanoven pomocí tabulky, musí být stejný nebo vyšší než požadovaný PLr.
Vztah mezi koncepcemi PL a SIL
Bezpečnost strojů v souladu s normami EN ISO 13849 a EN IEC 62061 Základní postup
Podle přílohy I směrnice o strojních zařízeních musí být u každého stroje, který je uváděn na trh v EU, provedeno posouzení rizika. Zbývající zbytková rizika lze minimalizovat v rámci technických ochranných opatření použitím bezpečnostně relevantních kontrolních prvků. Pokud jsou řídicí komponenty navrženy v souladu s harmonizovanými normami EN ISO 13849 a EN IEC 62061, lze požadované minimalizace rizika dosáhnout prostřednictvím bezpečnostní funkce (bezpečnostních funkcí) se SIL nebo PL.
Při specifikaci funkčního požadavku jde o podrobný popis příslušných bezpečnostních funkcí. Aby to bylo možné zajistit, je třeba určit kritická rozhraní k jiným řídicím funkcím a chybovým reakcím. Výsledný dokument je nejdůležitějším podkladem pro následný proces návrhu.
Určení požadované výkonnosti podle normy EN IEC 62061 nebo EN ISO 13849-1.
Po návrhu architektury řízení se určí výkonnost bezpečnostních funkcí. Normy EN IEC 62061 a EN ISO 13849-1 používají různé metody a charakteristické veličiny k zajištění spolehlivého provedení bezpečnostní funkce.
EN IEC 62061: Výpadky hardwaru mohou vést k dalším nebezpečným selháním zabezpečené funkce řízení (SRCF, Safety Related Control Function). Tato pravděpodobnost musí být menší nebo rovna stanovené hranici výpadku uvedené ve specifikaci (krok č. 1).
SIL (úroveň integrity zabezpečení) dosažená pomocí zabezpečeného elektrického řídicího systému (SRECS, Safety Related Electrical Control System) je menší nebo rovna nejnižší SIL jakéhokoli subsystému zapojeného do plnění bezpečnostní funkce.
EN ISO 13849-1: U různých bezpečnostních funkcí je nezbytné, aby jakostní stupeň (PL, Performance Level) přidružených bezpečnostních dílů řídicí jednotky (SRP/CS, Safety Related Parts of Control System) odpovídaly „požadovanému PL“.
PL různých bezpečnostních dílů řídicí jednotky (SRP/CS), které jsou součástí bezpečnostní funkce, musí být větší nebo rovna požadovanému jakostnímu stupni této funkce.
Nakonec musí být posouzena celková vhodnost bezpečnostní funkce řízení aplikace pro dané použití. To lze provést analýzou nebo zkouškou, např. simulací určitých typů chyb.
Normy funkční bezpečnosti
Více informací o normách EN ISO 13849 a EN IEC 62061
Chcete získat další informace o aktuální revizi mezinárodních norem EN ISO 13849 a EN IEC 62061?
Více informací najdete v našem dokumentu Whitepaper:
[x] Připravované revize norem EN ISO 13849 a EN IEC 62061
[x] Dopad na problematiku „kybernetické bezpečnosti“
[x] Změny v oblasti „bezpečnostního softwaru“