O czerwonym przycisku zatrzymania…

05/16/201701/17/2021 Bezpieczenstwo w systemach sterowania

Z pewnością niejednokrotnie spotykaliście się z problematyką umiejscowienia czerwonego przycisku realizującego funkcję zatrzymania. Problem opisywany w tym artykule o czerwonym przycisku zatrzymania jest próbą wyjaśnienia pewnej kwestii, która nieodpowiednio zidentyfikowana i zinterpretowana może być przyczyną daleko idących uproszczeń, które z góry dyskwalifikują użycie jakiegokolwiek przycisku koloru czerwonego. Ale do rzeczy.

Zgodnie z dyrektywą maszynową MD 2006/42/WE p.1.2.4 „Maszyna musi być wyposażona w element sterowniczy, przy użyciu którego można doprowadzić w bezpieczny sposób do całkowitego zatrzymania maszyny”.

Przy czym dyrektywa rozróżnia 3 rodzaje zatrzymania:

zatrzymanie normalne (p. 1.2.4.1 wg MD)
zatrzymanie eksploatacyjne (p. 1.2.4.2 wg MD)
zatrzymanie awaryjne (p. 1.2.4.3 wg MD)

Zatrzymanie normalne to takie zatrzymanie, przy pomocy którego można doprowadzić w bezpieczny sposób do całkowitego zatrzymania maszyny. Wg 2006/42/WE „każde stanowisko pracy musi być wyposażone w element sterowniczy umożliwiający zatrzymanie niektórych lub wszystkich funkcji maszyny, w zależności od istniejącego zagrożenia, tak aby maszyna pozostawała przez cały czas bezpieczna”. Wymaganie to ma zastosowanie do maszyn z co najmniej dwoma stanowiskami pracy. Wg poradnika do MD, „oprócz konieczności bezpiecznego zatrzymania maszyny ze względów eksploatacyjnych, istotne jest również, aby operator mógł zatrzymać maszynę w przypadku nieprawidłowego funkcjonowania, które może spowodować sytuację niebezpieczną”. Co może być takim zatrzymaniem – opiszę w dalszej części na przykładzie.

Zatrzymanie eksploatacyjne to takie zatrzymanie, które nie odłącza zasilania odpowiednich napędów uruchamiających. Maszynę wyposaża się w tego rodzaju zatrzymanie w przypadku, gdy jest ono wymagane z przyczyn eksploatacyjnych. Poradnik do MD opisuje ten rodzaj zatrzymania w następujący sposób: “Ponieważ w takim przypadku awaria układu sterowania mogłaby spowodować niezamierzone uruchomienie, układ sterowania musi być wyposażony w środki monitorowania stanu zatrzymania, aby zagwarantować, że maszyna pozostanie w trybie zatrzymania do momentu jej zamierzonego ponownego uruchomienia za pomocą elementu sterowniczego uruchamiania. Część układu sterowania służącą do monitorowania uznaje się za część układu sterowania związaną z bezpieczeństwem, która musi mieć odpowiedni poziom zapewnienia bezpieczeństwa”.

Zatrzymanie awaryjne to szczególny rodzaj zatrzymania, które wg definicji p. 1.2.4.3 MD „umożliwia zapobieżenie istniejącemu lub zagrażającemu niebezpieczeństwu”. Definicja ta doskonale opisuje funkcję zatrzymania awaryjnego. Wg poradnika do MD zatrzymanie awaryjne ma umożliwić operatorom „jak najszybsze zatrzymanie niebezpiecznych funkcji maszyny, jeżeli mimo przyjętych środków ochronnych zaistniała niebezpieczna sytuacja lub zdarzenie”, przy czym „zatrzymanie niebezpiecznych funkcji maszyny” nie oznacza, że należy natychmiast przerwać sterowanie na wszystkie elementy ruchome maszyny. Niekiedy może okazać się konieczne zainicjowanie dodatkowego ruchu, aby zatrzymać niebezpieczny proces maszyny w celu zapewnienia, że zatrzymanie to nie spowoduje powstania dodatkowego ryzyka. Aby to zapewnić, uaktywnienie funkcji zatrzymania awaryjnego musi uaktywnić dodatkowy ruch ucieczkowy lub hamujący, jeżeli jest on konieczny.

W przypadku zatrzymania awaryjnego, dyrektywa wymaga, aby urządzenie realizujące zatrzymanie awaryjne było „wyraźnie rozpoznawalne, widoczne oraz szybko dostępne”, „możliwie najszybciej zatrzymywać niebezpieczny proces, bez stwarzania dodatkowego ryzyka” i „jeżeli jest to niezbędne, inicjować lub umożliwiać zainicjowanie pewnych ruchów zabezpieczających”.

Poradnik do MD zawiera następujący komentarz opisujący funkcję zatrzymania awaryjnego: „elementy sterownicze zatrzymywania awaryjnego muszą być wyraźnie rozpoznawalne i dobrze widoczne. Jest to ważne, ponieważ w nagłej sytuacji zasadnicza może okazać się błyskawiczna reakcja. Zwykle elementy sterownicze do zatrzymywania awaryjnego mają czerwony kolor i są umieszczane za żółtym tle”. Funkcja zatrzymania awaryjnego może być realizowana nie tylko za pomocą przycisków, mogą to być również drążki lub linki, skupiać się będziemy w tym artykule wyłącznie do przycisków. Poniżej tabela, w której zestawiono najbardziej istotne różnice pomiędzy wymienionymi rodzajami zatrzymania:

Rodzaj zatrzymania	Wymagane uprzywilejowanie w stosunku do elementów uruchamiających?	Wymagane odłączenie napędów?
normalne	TAK	TAK
eksploatacyjne	W dyrektywie nie określono	NIE
awaryjne	TAK	Zależne od właściwości maszyny. Zatrzymanie awaryjne ma przede wszystkim za zadanie natychmiastowe zapobieganie przed zagrożeniem. W niektórych przypadkach, aby uniknąć stwarzania dodatkowego ryzyka, może zaistnieć konieczność utrzymania zasilania niektórych elementów nawet po zatrzymaniu maszyny, na przykład aby zapobiec odpadnięciu niektórych jej części.

Dyrektywa opisuje funkcje zatrzymania w sposób ogólny. Częstym przypadkiem jest łączenie dwóch funkcji zatrzymania, np. w przypadku użycia elementu sterowania realizującego zatrzymanie awaryjne, wpierw uaktywniana jest funkcja zapobiegania zagrożeniu (hamowanie silnika, ruch ucieczkowy), a po ustaniu zagrożenia następuje odłączenie napędów, czyli funkcja zatrzymania normalnego. W maszynach z niewielkim ryzykiem resztkowym funkcja zatrzymania awaryjnego ma te same cechy co funkcja zatrzymania normalnego.

Różnica pomiędzy wymienionymi rodzajami zatrzymania nie dla wszystkich projektantów jest niestety jasna. Dodatkowym problemem okazują się niejasne definicje w normach zharmonizowanych z dyrektywą 2006/42/WE.

Częstym przypadkiem jest również to, że niektórzy specjaliści ds. bezpieczeństwa mają na tym polu niedostateczną wiedzę i oferując swe usługi tzw. “audytów bezpieczeństwa” dyskwalifikują użycie rozwiązania, które okazuje się przemyślanym wynikiem oceny ryzyka i projektu, które to czynności zostały wykonane przez biegłych w temacie specjalistów producenta maszyny.

W artykule mam zamiar poruszyć wątek odwiecznej problematyki: czy przycisk czerwony zatrzymania może być użyty w pobliżu urządzenia realizującego działania awaryjne. Już wyobrażam sobie falę krytyki od osób, które uważają się za znawców tematu. A ja spróbuję udowodnić, że nie wszystkie przypadki można potraktować jednakowo i powołam się w tym artykule zarówno do tego, co na ten temat mówią normy jak i do tego, jak wygląda wiedza praktyczna oparta na doświadczeniach moich i moich znajomych, mających na ten temat różny punkt widzenia, bowiem często poruszałem ten problem, co też często burzyło wewnętrzny porządek wśród specjalistów, dla których użycie czerwonego przycisku było przed rozmową sprawą jasną, po rozmowie już konkluzja stała się konsternacją. Zanim jednak przejdę do meritum sprawy, należy wyjaśnić kilka rzeczy, aby dokładnie zidentyfikować problem.

To, w jaki sposób została zaprojektowana jedna z tych trzech funkcji zatrzymania, opisywana w dyrektywie 2006/42/WE, decyduje o tym, w jaki sposób tę funkcję przedstawić za pomocą kolorów użytych na przyciskach. Kolory przycisków opisuje norma PN-EN 60204-1 „Bezpieczeństwo maszyn; Wyposażenie elektryczne maszyn Część 1: wymagania ogólne”. W p. 10.2.1 pokazano tabelę 2, w której zawarto kodowanie barwami przycisków sterowniczych i znaczenie kolorów:

Barwa	Znaczenie	Objaśnienie	Przykłady zastosowania
CZERWONA	Awaria	Pobudzany w przypadku sytuacji zagrożenia lub awarii	Zatrzymanie awaryjne Uruchamianie funkcji awaryjnej
ŻÓŁTA	Nienormalny	Pobudzany w przypadku stanu nienormalnego	Interwencja w celu likwidacji stanu nienormalnego Interwencja w celu ponownego uruchomienia przerwanego cyklu samoczynnego
NIEBIESKA	Obowiązkowy	Pobudzany w stanie wymagającym obowiązkowego działania	Funkcja resetu
ZIELONA	Normalny	Pobudzany do wprowadzania stanów normalnych	Uruchamianie
BIAŁA			Uruchamianie/I (preferowane) Zatrzymanie/O
SZARA	Nie przypisano konkretnego znaczenia	Do ogólnego uruchamiania funkcji z wyjątkiem zatrzymania awaryjnego	Uruchamianie Zatrzymanie
CZARNA			Uruchamianie/I Zatrzymanie/O (preferowane)

Proszę zwrócić uwagę na znaczenie kodu czerwonego, który wyraźnie mówi, że kolor ten jest zarezerwowany dla przycisków, których przeznaczeniem jest pobudzanie w przypadku sytuacji zagrożenia lub awarii. W tym punkcie należy dodać, że norma PN-EN 60204-1 opisuje 2 rodzaje funkcji inicjowanych w przypadku awarii:

funkcja zatrzymania awaryjnego (10.7 wg PN-EN 60204-1),
funkcja wyłączenia awaryjnego (10.8 wg PN-EN 60204-1).

Funkcja zatrzymania awaryjnego jest tożsama z funkcją opisaną w dyrektywie MD 2006/42/WE (p. 1.2.4.3 wg MD). W normie PN-EN 60204-1 zawarto m.in. wymaganie, aby urządzenie zatrzymania awaryjnego było umieszczone na każdej stacji operatorskiej. Zgodnie z normą PN-EN 60204-1, urządzeniem zatrzymania awaryjnego mogą być:

wyłączniki uruchamiane przyciskiem w kształcie krążka lub grzybka
wyłączniki uruchamiane cięgnem
wyłączniki uruchamiane pedałem bez mechanicznej osłony

Zatrzymanie awaryjne powinno działać jako zatrzymanie kategorii 0 lub kategorii 1 (wg p. 9.2.2 PN-EN 60204-1) i powinno odłączyć zasilanie od tych napędów maszyny, które mogą powodować stany zagrożenia, albo natychmiast (kategoria zatrzymania 0), albo przy sterowaniu w taki sposób, aby zatrzymać ruchy zagrażające tak szybko, jak to jest możliwe (kategoria zatrzymania 1), bez powodowania innych zagrożeń (p. 9.2.5.4.2 wg PN-EN 60204-1).

Kategoria zatrzymania 0	Kategoria zatrzymania 1	Kategoria zatrzymania 2
zatrzymanie przez bezzwłoczne odłączenie zasilania od napędów maszyny (zatrzymanie niekontrolowane);	zatrzymanie kontrolowane przy zasilaniu napędów maszyny, a następnie odłączenie zasilania, po zatrzymaniu	zatrzymanie kontrolowane przy pozostawieniu zasilania napędów maszyny.
Nadaje się do stosowania jako funkcja zatrzymania awaryjnego	Nadaje się do stosowania jako funkcja zatrzymania awaryjnego	Nie nadaje się do stosowania jako funkcja zatrzymania awaryjnego

Funkcja wyłączenia awaryjnego jest natomiast funkcją, której uaktywnienie wyłącza zasilanie wszelkich elementów ruchomych, nawet tych będących w ruchu. Wg definicji z p. 3.18 normy PN-EN 60204-1, wyłączenie awaryjne jest używane do wyłączenia zasilania energią elektryczną całej instalacji lub jej części, gdy zachodzi ryzyko porażenia elektrycznego lub inne ryzyko pochodzenia elektrycznego (występuje możliwość innych zagrożeń lub uszkodzeń wywołanych elektrycznością). Wg p. 9.2.5.4.3 PN-EN 60204-1, odłączenie awaryjne jest realizowane przy użyciu kategorii zatrzymania 0 w celu odłączenia napędów maszyny dołączonych do źródła zasilania. Zgodnie z normą, urządzeniem wyłączania awaryjnego mogą być:

łączniki uruchamiane elementem sterowniczym z główką o kształcie krążka lub grzybka
łączniki uruchamiane cięgnem

O czerwonym przycisku zatrzymania…

Kliknij poniżej, aby wyświetlić dalszą część artykułu

Mogą Cię zainteresować: