GİRİŞ
Çoğu makine, operatörün ve diğerlerinin güvenliğini sağlamak için gereken güvenlik özelliklerini sağladığından emin olmak için hem fiziksel güvenlik önlemlerine hem de kontrol sistemi işlevlerine dayanır.
Fiziksel güvenlik önlemlerine örnek olarak korumalar ve uyarı bildirimleri verilebilir; güvenlikle ilgili kontrol sistemi işlevlerine örnek olarak acil durdurmalar ve koruma kilitlemeleri verilebilir.
Güvenlikle ilgili kontrol fonksiyonlarına sahip makinalar, normal çalışma şartlarında ve bazı arızalar durumunda ekipmanın emniyetli bir şekilde çalışmasını sağlayacak şekilde çalışmalıdır. Makinenin güvenlikle ilgili bu işlevleri doğru bir şekilde yerine getirme yeteneği ‘işlevsel güvenlik’ olarak bilinir.
Kontrol sistemleri, bileşen arızası, zayıf sistem tasarımı veya elektriksel parazit nedeniyle arızalanmaya yatkın olabilir. Bu tür arızaların tehlikeli bir durumun oluşmasına neden olabileceği durumlarda, ekipman, yeterli düzeyde güvenlik sağlanacak şekilde uygun şekilde belirtilmeli, tasarlanmalı ve inşa edilmelidir.
GÜVENLİKLE İLGİLİ KONTROLLER
Hemen hemen tüm makineler, başlatma, durdurma ve çalıştırma için genellikle ‘kontrol sistemi’ olarak adlandırılan bir kontrol ünitesine ihtiyaç duyar. Kontrol sisteminin karmaşıklığı makinenin özelliklerini yansıtır. Kontrol sistemleri genellikle elektrik veya elektronik teknolojisine dayansa da hidrolik veya mekanik elemanlar gibi diğer teknolojilere de dayanabilirler.
Kontrol sistemleri, bir tahrik motorunu elektrik kaynağına bağlayan bir elektrik anahtarı kadar basit veya büyük, son derece karmaşık makineleri otomatik olarak kontrol etmek için tasarlanmış karmaşık bir sistem kadar basit olabilir.
Personelin korunmasına yönelik risk azaltıcı koruyucu tedbirlerin sağlanması amacıyla operasyonel fonksiyonların yanı sıra kontrol sistemlerinden de yararlanılabilir. Personelin korunmasına yardımcı olan kontrol fonksiyonlarına ‘Güvenlikle İlgili Kontrol Fonksiyonları’ (SRCF’ler) adı verilir.
SRCF’lerle ilgili temel konu, istendiğinde gerekli güvenlik fonksiyonunu sağlayacak kadar güvenilir olmalarını sağlama ihtiyacıdır. Güvenilirlik düzeyine ‘Güvenlik Bütünlüğü Düzeyi’ (SIL) veya ‘Performans Düzeyi’ (PL) adı verilir.
STANDARTLAR
Güvenlikle ilgili kontrol sistemlerine ilişkin temel ilkeleri ortaya koyan temel standart, IEC 61508 Elektrikli/elektronik/programlanabilir elektronik güvenlikle ilgili sistemlerin işlevsel güvenliğidir. Proses kontrolü için EN 61511, nükleer uygulamalar için IEC 61513, hafriyat makineleri için ISO 15998 ve karayolu taşıtları için ISO 26262 gibi spesifik uygulamalarla ilgilenen bir dizi yardımcı standart bulunmaktadır.
Tüm bu standartlar, kontrol sisteminin arızasından kaynaklanacak yaralanmanın ciddiyetine, tehlikeye maruz kalma sıklığına ve tehlikenin başka yollarla önlenebilme olasılığına bağlı olarak gerekli güvenilirlik seviyesinin nasıl seçileceği konusunda rehberlik sağlar. . Standartlar aynı zamanda istenilen düzeyde güvenirliğin elde edilmesini sağlayan gereklilikleri de içermektedir.
Makineler için iki temel standart vardır. EN 62061 Makine güvenliği – Güvenlikle ilgili elektrikli, elektronik ve programlanabilir elektronik kontrol sistemlerinin fonksiyonel güvenliği yalnızca elektronik kontrollerle ilgilidir, oysa EN ISO 13849 Makinelerin güvenliği – Kontrol sistemlerinin güvenlikle ilgili parçaları aşağıdaki gibi diğer teknolojileri içeren sistemlerle ilgilidir: hidrolik ve mekanik elemanlar.
EN ISO 13849’un iki bölümü vardır:
Bölüm 1: Tasarım için genel ilkeler (BS EN ISO 13849-1:2008) – EN ISO 13849’un bu bölümü, kontrol sistemlerinin tasarımı ve değerlendirilmesinde yer alan kişilere rehberlik sağlar.
Bölüm 2: Doğrulama (BS EN ISO 13849-2:2012) – EN ISO 13849’un bu bölümü, kontrol sistemlerinin güvenlikle ilgili parçalarına yönelik güvenlik fonksiyonları, kategorileri ve performans düzeylerine yönelik doğrulama sürecini belirtir.
EN ISO 13849, Makine Direktifi kapsamında uyumlaştırılmış bir standarttır. Bu nedenle, bu standarda uygunluk, Direktifin Ek 1’indeki kontrol sistemleri temel sağlık ve güvenlik gereksinimlerinin (EHSR 1.2.1) emniyeti ve güvenilirliği için bir uygunluk varsayımı sağlayacaktır.
TEMEL TERMİNOLOJİ
1. Güvenlik Fonksiyonu: Belirli bir tehlikeden kaynaklanan riski ortadan kaldırmaya veya azaltmaya yönelik eylem, süreç veya operasyondur. Buna bir örnek, bir kişi tehlikeli bir alana girdiğinde dolaşma riskini azaltmak için makinenin durdurulmasıdır; örneğin, makinenin motorundan kesilecek gücü işaret eden bir ışığın ışık perdesi ışınının kırılması ve böylece tehlikeli hareketin durdurulması. Güvenlik işlevleri arasında acil durdurma, koruma kilitleme işlevleri, personel tespiti, hız veya menzil sınırlaması ve daha birçok işlev bulunabilir.
2. Kontrol Sisteminin Güvenlikle İlgili Parçası (SRP/CS), kontrol sisteminin güvenlik fonksiyonunu sağlayan kısmıdır. Parça, makinenin parçalarından, operatörlerden, harici kontrol ekipmanından veya bunların herhangi bir kombinasyonundan gelen güvenlikle ilgili giriş sinyallerine yanıt verir ve makinenin amaçlanan şekilde davranmasını sağlayan güvenlikle ilgili çıkış sinyalleri üretir. Güvenlikle ilgili parçaların güvenlik fonksiyonunu sağlayan donanım (ve yazılım) olduğunu ve acil durdurma aktüatörlerini, ışık perdelerini, güvenlik rölelerini ve PLC’leri, kontaktörleri vb. içerdiğini unutmamak önemlidir. Herhangi bir SRP/CS, bir veya daha fazla güvenlik fonksiyonunun sağlanması.
3. Performans Seviyesi : Kontrol sistemlerinin güvenlikle ilgili parçalarının öngörülebilir koşullar altında bir güvenlik fonksiyonunu yerine getirme yeteneğini, güvenilirliğini ve güvenlik bütünlüğünü belirtir. BS EN ISO 13849-1’de saat başına tehlikeli arıza olasılığı (PFH) açısından tanımlanır ve her biri tanımlanmış bir PFH aralığına sahip 5 seviye (a’dan e’ye) belirlenir.
EN ISO 13849 SÜRECİ
ISO 13849, herhangi bir güvenlik fonksiyonu için gerekli performans seviyesinin (PLr) tanımlanmasına ve makine kontrol sistemi tarafından elde edilen performans seviyesinin (PLa) yeterli olup olmadığının belirlenmesine yönelik bir metodoloji sağlar. En basit haliyle standart, kullanıcıya PLr’yi nasıl tanımlayacağını gösterir ve PLa’yı hesaplamak için yöntemler sunar. PLa, PLr’den büyük veya ona eşit olduğu sürece tasarım yeterlidir; PLa’nın PLr’den düşük olması durumunda ek önlemlerin alınması gerekecektir.
Standart bu konuyu aşağıdaki prosedürle ele almaktadır:
1. Gerekli güvenlik işlevlerini belirlemek için bir risk değerlendirmesi yapılır;
2. Güvenlik fonksiyonları, sağlamaları gereken koruma seviyesi ve performans seviyesi gerekliliğini (PLr) belirlemek için bunlara ne sıklıkla ihtiyaç duyulacağı açısından analiz edilir.
3. Her bir güvenlik fonksiyonunun gerekli işlevselliğini ve performans düzeyini detaylandıran bir spesifikasyon (güvenlik gereksinimleri spesifikasyonu) geliştirildi. Spesifikasyonun, gerekli olacak herhangi bir yazılıma ilişkin gereksinimleri dikkatli bir şekilde tanımlamasını sağlamak özellikle önemlidir.
4. Kontrol sistemi için bir ön tasarım geliştirilir ve her bir güvenlik fonksiyonunu sağlayan bileşenler tanımlanır.
5. Bileşenlerin düzeni, girişleri, mantığı ve çıkışları tanımlayan bir blok diyagramla açıklanmaktadır.
6. Standarttaki rehberlik ve kurallar kullanılarak önerilen tasarımın (PLa) performans düzeyi belirlenir.
7. PLA’yı PLr ile karşılaştırın ve eğer PLA çok düşükse, daha yüksek güvenilirlik sağlamak için tasarımı revize edin.
8. Gerekli bileşen bilgilerinin toplanması ve güvenli bir şekilde saklanmasının sağlanması da dahil olmak üzere adımları ve tasarımı belgeleyin.
9. Standardın gerekliliklerinin karşılandığını doğrulamak için sürecin tüm yönlerini doğrulayın.
YAZILIMA YÖNELİK ÖZEL GEREKSİNİMLER
Bir SRP/CS’de esas olarak iki tür yazılım kullanılır: güvenlikle ilgili gömülü yazılım (SRESW) ve güvenlikle ilgili uygulama yazılımı (SRASW):
1. SRESW – bu, üreticinin yönetim süreçleri altında geliştirilen özel bir yazılımdır ve uygulama yazılımının kullanıcı konfigürasyonu için çerçeve sağlar.
2. SRASW – bu, belirli bir SRP/CS için özel olarak yazılmış yazılım veya konfigürasyondur (mantık, hesaplamalar, diziler vb.).
ÇÖZÜM
EN ISO 13849 karmaşık bir standarttır ve çoğu kişi bunun ‘cevizi kıracak bir balyoz’ olduğunu düşünür. Basit makineler için prosedürün tamamını, yalnızca açma/kapama kontrolü ve tek bir acil durdurma düğmesi gibi temel güvenlik işlevleriyle uygulamak zorunda kalmanın gereksiz olduğu tartışılabilir. Ayrıca standardın sağladığı faydanın %90’ının güvenlik fonksiyonlarının ve bunları sağlayan bileşenlerin ilk tanımlanmasından elde edilebileceğini ve PFH’nin hesaplanmasından elde edilen ilave %10’luk faydanın da gerekli olduğunu söylemek için güçlü bir neden vardır. Çabanın %90’ı. Genel olarak, kontrol sistemi güvenilirliğine odaklanmanın aslında kaza istatistikleri üzerinde bir etkisi olduğunu göstermek zordur.
Bununla birlikte, güvenlikle ilgili kontroller artık çamaşır makineleri gibi basit ev aletlerinden kapsamlı robotik üretim hatlarına kadar çoğu makinenin tasarımının ayrılmaz bir parçasıdır. Tasarımcılar işlevsel güvenlik ilkelerini anlamadıkça ve uygulamadıkça, bu tür sistemlerin yeterli ve güvenilir bir güvenlik düzeyi sağlaması kesin olmaktan uzaktır. Açıkçası, Makine Direktifinin yasal gerekliliklerinin (ve diğer gerekliliklerin) karşılandığının gösterilebilmesi için kontrollerin güvenilirliğini tanımlamanın ve ölçmenin bir yolu gereklidir.
Genel makine güvenliğine yönelik standartlar ilk kez 50 yılı aşkın bir süre önce ortaya çıkmaya başladı ve buna kıyasla fonksiyonel güvenlik standartları hala nispeten yeni. Buna rağmen standart yazarları elektronikteki ilerlemelerin hızına ayak uydurmak için çabalıyor ve kullanıcıların cihazların işlevselliğine ilişkin beklentileri gelişiyor. Bu karmaşık gereksinimlerin üstesinden gelmek için yardıma ihtiyacınız varsa bizimle iletişime geçin.
