Hata toleransı

Kısıtlanmış işletimde makine sürekliliği

Günümüzün emniyet konseptlerinde, emniyetle ilgili bir hata olması durumunda, makine çoğu durumda en kısa sürede güvenli duruma döndürülür. Emniyet standartlarının çoğu, daha yüksek emniyet bütünlük veya performans seviyeleri için yedekli olacak şekilde tasarlanmış olsa da, bu standart bir uygulamadır.

Güvenlik bakımından kritik hatalara rağmen bir otomasyon sisteminin çalışmasını sürdürmek mümkün müdür? Burada neyin dikkate alınması gerekir?

Şimdi keşfedin!
Otomobil lastiklerinin yakın çekimi

Araç lastiği patlama deneyimini yaşayan herkes bunun ne kadar keyif kaçırıcı olabileceğini bilir. Özellikle seyahate çıkarken, önemli bir randevuya giderken veya gece tenha bir kır yolunda başınıza geldiğinde. Lastik endüstrisi, bu tür durumlarda bir miktar daha yol alabilmek için, patlak sürülebilen lastik olarak adlandırılan ürünleri geliştirmiştir. Bunlar, gittiğiniz yöndeki ilk tamir atölyesine ulaşıncaya kadar aracınızı düşük hızda sürmenize imkân verecek şekilde tasarlanmıştır.

Bu konsept, özellikle emniyet teknolojisi alanında otomatik üretim konseptlerine ne ölçüde aktarılabilir?

Güvenli durum

Günümüzün güvenlik konseptlerinde, çoğu güvenlik fonksiyonu fazlasıyla yüksek güvenlik bütünlüğü seviyeleri (SIL) veya performans seviyeleri (PL) için tasarlanmış olmasına rağmen, güvenlikle ilgili bir hata oluşması halinde genellikle en kısa sürede güvenli duruma geçilir.
Örneğin, bir acil duruş butonunun sensör devresindeki iki kanal arasında bir çapraz devre tespit edildiğinde tehlikeli hareketli parçalar derhal kapatılır.

Bu nedenle, ZVEI'deki bir çalışma grubu, çeşitli üye şirketlerin ve bir kurumun da katılımıyla, sınırlı bir süre için güvenlik bakımından kritik bir hatayla bir otomasyon sisteminin sürekli işletimine ne ölçüde izin verilebileceği sorusunu normatif bakış açısından ele aldı.

Kısıtlanmış durumda makine işletimi

Proses mühendisliği tesislerinde, hatanın ve görüntülenen "kısıtlanmış işletim" durumunun ne zaman oluştuğu göstergesine bağlı olarak belirli üretim adımları kritik proses parametreleriyle tamamlanabilir. Karar vericinin bir cihazı güvenli duruma getirmesi gereken son nokta, "kısıtlanmış durumda" izin verilen maksimum kullanım ömrüne ulaşıldığı zamandır.

Bir hata türü ve etki analizi bağlamında, iki hata türü arasında ayrım yapılır. Kabul edilemez hatalar durumunda güvenli sürekli işletim garanti edilemez ve derhal kapatma gerçekleşmelidir. Kabul edilebilir hatalar, örneğin ikinci bir bağımsız kapatma yolunun emniyet fonksiyonunu doğru şekilde yürütebilmesi koşuluyla sınırlı bir süre için sürekli işletime izin verir.

Arıza olasılığı hesaplama

İlgili standartlar EN ISO 13849 ve IEC 62061, bir hata meydana geldiğinde derhal veya anlık hata tepkileriyle ilgili herhangi bir gereklilik içermez. Ayrıca, arıza olasılığının (PFHd) hesaplanması için modeller de tasarım için gerekli alanı sunar çünkü arıza olasılığı yedekli mimariler için çok düşük seviyede başlar ve sadece bir süre sonra artar. Risk değerlendirmesine ve hata kontrolü için uygulanan önlemlerin kalitesine bağlı olarak, karar verici kapatmaya kadar olan süreyi maksimum bir haftaya kadar ayarlayabilir. EN 62061'in dayandığı alternatif hesaplama yöntemi, aynı zamanda PFHd'nin pratikte ihmal edilebilir bir oranı olan bir diyagnostik test aralığı tanımlar.

Her iki hesaplama yöntemi de, emniyet fonksiyonunun uygulanmasının yeterli bir rezerv veya hata rezervi içerdiğini ve aynı nedenden (yaygın nedenli hata) kaynaklanan hatalar açısından gerekliliklerin dikkate alındığını varsaymaktadır.

Grafik: Bir makinenin arıza olasılığının hesaplanması

Riskin nitel ilerleyişi

İlave emniyet önlemleri

Karar vericinin bir hata durumunda alternatif veya tamamlayıcı emniyet mekanizmalarını harekete geçirebileceği fikri başka bir olası yaklaşım sunar. Örneğin, bir tahrik sisteminde (EN 61800-5-2'ye göre SLS) emniyetli sınırlı hızları izlerken bir hata olması durumunda, karar verici çalışmanın yalnız düşük hızlarda sürmesine karar verebilir. Hız kısıtlaması, risk azaltma için istenen düzeyi PL d'den PL c'ye düşürebilir. Somut uygulama alanları, hareket yolunun bir lazer tarayıcının güvenlik alanının hız-temelli boyutlandırılması vasıtasıyla izlendiği otomatik kılavuzlu araç sistemlerini (AGVS) içermektedir.

Görünüm

ZVEI tarafından yayınlanan tanıtım belgesinin yazarları, açıklanan önlemlerin değerlendirilmesinin Makine Direktifinin emniyet hedefleriyle tutarlı olduğu ve uyumlaştırılmış EN ISO 13849 ve EN 62061 standartlarına uymadığı sonucuna varmıştır.

Kabul için belirleyici faktör, "kısıtlanmış işletim" opsiyonu avantajlarının ölçülebilir somutlukta olup olmaması olacaktır. Karşılıklı bağlılık göz önüne alındığında, her bir bileşenin diyagnostik yeteneği sistemin sürekliliği açısından özel önem taşımaktadır.

Proses endüstrisi

Proses endüstrisinde aktif arıza bildirme

Makine imalatı açısından geleceğe yönelik geriye kalan vizyon, proses endüstrisinin birçok alanında zaten en modern teknolojidir. Örneğin, PSRmini ailesinin güvenli bağlantı modülleri, yüksek seviye SIS emniyet kontrolörü (Emniyet Enstrümanlı Sistem) tarafından emniyet temelli bir değerlendirme yapılmasına izin veren aktif hata raporlaması ile donatılmıştır. Bu, N/C kontak okuması için dijital giriş gerektirmeden gerçekleştirilir. Kuplaj rölesinin aktif hata raporlaması, güvenli dijital çıkışın empedansında azalma ile sonuçlanır. Sonuç olarak, çalışmaya devam etme veya hataya alternatif tepki verme kararı güvenlik sisteminin (SIS) işlemcisinde kalır.