Predmet: CAD RS, informačný list, (Šturcel, 2012)

Predmet: CAD RS, informačný list, (Šturcel, 2012)
Spoľahlivosť a bezpečnosť číslicových riadiacich systémov v spojení s výrobným procesom Zvyšovanie spoľahlivosti RS a ich prvkov, diagnostika RS, systémy so zálohovaním a bez použitia nadbytočnosti, chybovo-tolerantné systémy Bezpečnosť automatizovaných technológií, integrovaná bezpečnosť elektronických a programovateľných systémov Ochrana proti explózii - smernica EU ATEX, IP krytie a prepäťové ochrany v RS, norma IEC 61 508 Internet: 1

Kvalita objektu Spoľahlivosť technického systému charakterizuje jeho komplexnú vlastnosť, tj. všeobecnú schopnosť zachovávať funkčné vlastnosti v danom čase a za stanovených podmienok. Najvýznamnejšími vlastnosťami spoľahlivosti sú : bezporuchovosť -- schopnosť technického systému plniť nepretržite požadované funkcie počas stanovenej doby a za definovaných podmienok, udržovateľnosť -- vlastnosť objektu charakterizujúca spôsobilosť predchádzaniu porúchám predpísanou údržbou, opraviteľnosť -- spôsobilosť technického systému na zisťovanie príčin porúch a ich odstraňovanie opravou, pohotovosť -- technického systému charakterizujú bezporuchovosť a opraviteľnosť, bezpečnosť !!! -- vlastnosť technického systému neohrozovať ľudské zdravie, materiálne statky alebo životné prostredie pri plnení predpísanej funkcie, životnosť (technický život) -- schopnosť objektu plniť požadované funkcie po dosiahnutie medzného stavu (neodstrániteľné poruchy, tj. bezpečnosť, strata hodnôt parametrov, zníženie efektívnej činnosti, nutnosť vykonania generálnej opravy). Spoľahlivosť podľa noriem ČSN ISO a ČSN IEC je pohotovosť, ktorá je určená tromi faktormi: bezporuchovosťou, udržovateľnosťou a zabezpečením opravy (opraviteľnosť). 2

SPĽAHLIVOSŤ→ položka BEZPEČNOSŤ
RS + VP→ (SR) vhodné IP krytie v AT iskrová bezpečnosť, smernice EÚ→ATEX, (čiastočne skriptá SaP) prevádzková bezpečnosť, funkčná bezpečnosť → STN EN 61508, 1 až 7 EMC → prepäťové ochrany AP (skriptá SaP) iné 3

Súčasný stav AUT a bezpečnosť SR
Bezpečnosť -- vlastnosť technického systému neohrozovať ľudské zdravie, materiálne statky alebo životné prostredie pri plnení predpísanej funkcie Rozľahlosť automatizovaných, ale aj automatizačných zariadení (RS + VP) → zvýšenie komplexnosti výrobných procesov pri zložitejších prevádzkových podmienkach Verejný záujem o spôsob a bezpečnosť prevádzkovania takýchto systémov, napr. jadrová energetika, chemický a hutnícky priemysel,... Odrazom tejto skutočnosti sú moderné automaticky riadené technológie s množstvom bezpečnostne-technických a ekologicky orientovaných úloh, tj. spôsobov projektovania RS + VP→ (SR), napr. (podľa dôležitosti): -prevádzková bezpečnosť, funkčná bezpečnosť →STN EN 61508, -iskrová bezpečnosť, smernice EÚ→ATEX, -vhodné IP krytie v AT, -EMC → prepäťové ochrany AP, (skrip. SaP) - iné. AUT – automatizačná technika SR – systém riadenia 4

EÚ - za bezpečnosť produkovaných strojov, zariadení, prístrojov, čiže aj RS je zodpovedný výrobca alebo osoba, ktorá uvádza zariadenie na trh, spravidla výrobca vydáva aj vyhlásenie o zhode daného výrobku s platnými zákonnými požiadavkami v EÚ Pri prevádzkovaných zariadeniach je osobou zodpovednou z hľadiska bezpečnosti práce vždy prevádzkovateľ, zamestnávateľ, (jeho manažment). 5

SPĽAHLIVOSŤ → položka BEZPEČNOSŤ
Bezpečnosť Systému riadenia (SR) -RS a RiS (technológia, výrobný proces), podporné prostriedky (všeobecne): IP krytie el. zariadení Atex - automatizované technológie v prostrediach s nebezpečím výbuchu, čiastočne skriptá SaP EMC – ochrana pred prepätiami, skriptá SaP (rok 2002) – obsah O.K. platné normy? ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Funkčná integrovaná bezpečnosť SR →IEC/EN a IEC/EN 61511, slovenské ekvivalenty STN EN (184020), ; STN EN (180303), ……… 6

Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom
IP krytie el. zariadení (International Protection) Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom Krytie - konštrukčné opatrenie, súčasť elektrotechnického predmetu, ochrana pred dotykom so živými a pohyblivými časťami EZ, poškodenie EZ vniknutím cudzích predmetov, prachu, vody a plynu, nová norma STN EN 60 529 Stupne ochrany krytom (krytie IP-kód – IPXX.XX) Stupeň ochrany pred dotykom nebezpečných časti a pred vniknutím cudzích pevných telies – prvá číslica: IP 0x – nechránené, IP 1x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies o priemere 50mm a väčších a pred dotykom chrbtom ruky, IP 2x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies s priemerom 12,5 mm a väčších a pred dotykom prstom, IP 3x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies s priemerom 2,5 mm a väčších a pred dotykom nástrojom, IP 4x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies o priemere 1mm a väčších a pred dotykom drôtom, IP 5x - zariadenie je chránené pred prachom a pred dotykom drôtom, IP 6x - zariadenie je prachotesné a je chránené pred dotykom drôtom. 7

IP krytie el. zariadení Stupeň ochrany proti vniknutiu vody, druhá číslica: IP x0 – nechránené IP x1 - zvislo kvapkajúca (kondenzovaná) IP x2 - zvislo kvapkajúca (s odchýlkou od kolmice 15°) IP x3 - kropiaca (dážď) IP x4 - striekajúca IP x5 - vystrekujúca IP x6 - intenzívne vystrekujúca IP x7 - dočasné ponorenie (zaplavenie) IP x8 - trvalé ponorenie Stupeň ochrany pred dotykom nebezpečných častí udávaný prídavným písmenom (nepovinné): A - chránené pred dotykom chrbtom ruky - sonda dotyku je guľa o priemere 50mm. B - chránené pred dotykom prstom - článkový skúšobný prst s priemerom 12mm a dĺžkou mm. C - chránené pred dotykom nástrojom - sonda dotyku s priemerom 2,5 mm a dĺžky 100mm. D - chránené pred dotykom drôtom - sonda dotyku s priemerom 1mm a dĺžky 100mm. Sonda kontaktu musí mať vždy primeranú vzdušnú vzdialenosť od nebezpečných častí. 8

IP krytie el. zariadení Doplnkové písmena (nepovinné):
H - zariadenia vysokého napätia M - testované škodlivé účinky vniknutej vody, ak sú pohyblivé časti zariadenia v pohybe (napr. rotor motora) S - testované škodlivé účinky vniknutej vody, ak sú pohyblivé časti zariadenia v pokoji (napr. rotor motora). W - vhodné na použitie za stanovených poveternostných podmienok. Krytie je dosiahnuté dodatočnými ochrannými vlastnosťami alebo metódami. Poznámky (v prevádzke): Živé časti musia byť za krytmi alebo prepážkami, ktoré zabezpečujú krytie aspoň IP2X alebo IPXX.B... AUT prostriedky - od IP 20 (rozvodňa, velín) do IP 65 (vonkajšia prevádzka) 9

IP krytie el. zariadení Stupeň ochrany proti vniknutiu vody, druhá číslica: IP x0 – nechránené IP x1 - zvislo kvapkajúca (kondenzovaná), Chráněno proti padající vodě při ekvivalentu deště 3–5 mm padající vody za minutu v průběhu 10 minut. Jednotka je umístěna ve své pracovní poloze IP x2 - zvislo kvapkajúca (s odchýlkou od kolmice 15°), Chráněno proti padající vodě, když je přístroj v poloze 15 stupňů. Stejné jako IPX-1, jen rozdílem, že jednotka je testována ve 4 pozicích, nakloněna o 15° v každé poloze od normální provozní polohy IP x3 - kropiaca (dážď), Chráněno proti vodní tříšti. Voda stříká na přístroj v úhlu 60° vertikálně, v množství 10 litrů za minutu a při tlaku 80–100kN/m2 po dobu 5 minut. IP x4 – striekajúca, Chráněno proti stříkající vodě. Stejné jako u IPX-3, jen s rozdílem, že voda stříká ve všech úhlech. IP x5 – vystrekujúca, Chráněno proti vodním proudům. Voda míří 6,3 mm tryskou ve všech úhlech při průtoku 12.5 litrů za minutu při tlaku 30 kN/m2 po dobu 3 minuty ze vzdálenosti 3 metry IP x6 - intenzívne vystrekujúca, Chráněno proti vlnobití. Voda míří 12,5 mm tryskou ve všech úhlech při průtoku 100 litrů za minutu při tlaku 100 kN/m2 po 3 minuty ze vzdálenosti 3 metry IP x7 - dočasné ponorenie(zaplavenie), Chráněno proti ponoření do vody. Ponoření na 30 minut do hloubky 1 metr IP x8 - trvalé ponorenie, Chráněno proti potopení do vody. Zařízení je schopné nepřetržitého potopení do vody za podmínek, které určí výrobce zařízení . 10

Automatizované technológie v prostrediach s nebezpečím výbuchu Bezpečnosť a ochrana zdravia v automatizovaných prevádzkach → smernice EÚ - ATEX 11

PRS STN ISO 3511 – 1 až 4 12

Automatizované technológie v prostrediach s nebezpečím výbuchu Bezpečnosť a ochrana zdravia v automatizovaných prevádzkach – smernice EÚ - ATEX, časť skriptá SaP! EÚ - prostredie s nebezpečenstvom výbuchu - smernice ATEX, aplikované spolu s harmonizovanými normami platnými v danej oblasti Hlavný cieľ smerníc ATEX - zabezpečiť voľný pohyb „ATEX“ výrobkov po území Európskej únie Po vstupe SR do EÚ – ATEX do slovenskej legislatívy nv. SR č. 393/2006 s platnosťou od a zrušilo nv. č. 493/2002 Z. z. „O minimálnych požiadavkách na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci vo výbušnom prostredí“ Skratka ATEX z francúzskych slov „ATmospheres EXplosive“ ATEX → dve smernice: - prvá smernica→bezpečnosť pracovníkov vo výrobnom procese (VP) → ATEX 137-smernica 1999/92/ES) - druhá smernica→bezpečnej prevádzky zariadení (ATEX 100 – smernica 94/9/ES) 13

Automatizované technológie v prostrediach s nebezpečím výbuchu
Priemyselné prevádzky – v chemických, potravinárskych, ale aj v prevádzkach automobilového priemyslu dochádza pri výrobe, transporte alebo skladovaní niektorých látok k úniku pár, plynov alebo zvírených prachov, ktoré v určitej koncentrácii so vzduchom tvoria výbušnú zmes. Výbušná atmosféra je definovaná v priestore, v ktorom sa vytvára zmes horľavých plynov, pár alebo prachu so vzduchom alebo iným okysličovadlom v takom zložení, že môže byť privedená k výbuchu zdrojom s dostatočnou energiou (iskra, teplý povrch). Nasadzovanie elektrických, tj. aj automatizačných prostriedkov do dvoch druhov prostredí (SR, ČR): bezpečných (BNV→ bez nebezpečia výbuchu) a nebezpečných (SNV → s nebezpečím výbuchu). Preto sú dôležité informácie o základných zásadách prevádzky automatizovaných technológií v prostrediach s nebezpečím výbuchu. 14

Automatizované technológie v prostrediach s nebezpečím výbuchu Bezpečnosť a ochrana zdravia v automatizovaných prevádzkach – smernice EÚ ATEX Príklady prostredí s nebezpečím výbuchu vo výrobe: ???? 15

Automatizované technológie v prostrediach s nebezpečím výbuchu Bezpečnosť a ochrana zdravia v automatizovaných prevádzkach – smernice EÚ ATEX Príklady prostredí s nebezpečím výbuchu vo výrobe: pneumatická doprava prípadne korčeková doprava organických látok (múka, kakao, cukor, slad, uholný prach), práškové lakovacie kabíny, kabíny s organickými rozpúšťadlami, odsávacie a filtračné zariadenia, skladovacie zariadenia sypkých hmôt (silá, zásobníky), drevospracujúci priemysel, chemický a farmaceutický priemysel, mlyny obilnín, organické farby, uhlie atď., sušiarne, a ďalšie. 16

ATEX 137– n.v. SR č. 393/2006 Zamestnávatelia v EÚ, cez Európske právo, tj. ATEX 137, musia podľa platnej legislatívy zabezpečiť rovnakú minimálnu úroveň bezpečnosti pre svojich pracovníkov pracujúcich v potenciálne výbušnom prostredí n.v. – nariadenie vlády

Klasifikácia priestorov VP do zón
Ak sa môže vyskytovať výbušná atmosféra v priestore - treba ho považovať za priestor s nebezpečím výbuchu Charakteristika Plyny a pary Prach výbušná atmosféra je prítomna trvale alebo po dlhú dobu zóna 0 zóna 20 vznik výbušnej atmosféry je pravdepodobný zóna 1 zóna 21 vznik výbušnej atmosféry nie je pravdepodobný zóna 2 zóna 22 Smernica ATEX 137 ukladá, že všetky produkty (zariadenia, technológia a RS) určené pre priestory klasifikované ako priestory s nebezpečím výbuchu musia spĺňať požiadavky smernice 94/9/EC, tj. ATEX 100. Táto smernica kategorizuje vybavenie zariadení podľa stupňa ochrany (ohrozenia) – tj. podľa typu zóny (klasifikácia priestorov, tri kategórie).

ATEX /9/EC – MZV SR č. 230/2003 Z.z. Požiadavky, ktoré musí zabezpečiť výrobca/projektant zariadenia (do Ex prostr.) podľa ATEX 100: stanoviť vzhľadom k plánovanému použitiu skupinu a kategóriu zariadenia, bane - skupina zariadení I, priemysel skupina zariadení II: tri kategórie splniť technické požiadavky sťahujúce sa na daný výrobok, napr. pre IS alebo pevný uzáver, druh, metodika ochrany!!! odpovedajúcim spôsobom preukázať zhodu výrobku („ES“ prehlásenie o zhode daného výrobku s platnými zákonnými požiadavkami v EU, tj. spĺňa technické predpisy a harmonizované normy platné v SR resp. v celej Európskej únii) správne označiť zariadenie !!!! dodať so zariadením odpovedajúcu dokumentáciu.

Dôležité pojmy a termíny
Posudzovanie zhody – zodpovednosť (zákon o zhode!!!) Za splnenie všetkých povinností pri posudzovaní zhody zodpovedá výrobca alebo dovozca, prípadne ten, kto uvádza výrobok na trh či do používania - konkrétnosti sú uvedené v jednotlivých NV. V nich je tiež určené, ktoré činnosti môže vykonávať sám, ku ktorým môže využiť pomoc odbornej inštitúcie (akreditovanej osoby), a ku ktorým musí použiť služieb úradne poverenej inštitúcie - autorizovanej osoby/orgánu (AO) či notifikovanej osoby/orgánu (NB) Pod pojmom notifikácia (úradné oznámenie) rozumie sa oznámenie všeobecne záväzného právneho predpisu preberajúceho smernicu ES. Notifikovaná osoba - podnikateľ alebo iná právnická osoba, ktorá bola členským štátom Európskej únie alebo Slovenskou republikou oznámená orgánom Európskych spoločenstiev a všetkým členským štátom Európskej únie ako osoba poverená na vykonávanie posudzovania zhody. Autorizovaná osoba - fyzická osoba, ktorej bola v súlade s Autorizačným zákonom SR udelená autorizácia pre príslušný odbor a je zapísaná v zozname autorizovaných osôb. Posudzovanie výrobkov a služieb Pre určené výrobky (uvedené v zákonoch) je proces posudzovania zhody systémovo riešený v zákone č. 264/1999 Z.z. Akreditácia – postup, ktorým poverený orgán vydáva osvedčenie, že niektorý orgán alebo osoba sú spôsobilé vykonávať špecifické činnosti. Certifikácia predstavuje postup, ktorým tretia strana poskytuje písomné ubezpečenie (certifikát alebo skúšobný protokol), že výrobok, postup alebo služba sú v zhode so špecifikovanými požiadavkami.

Označovanie zariadení podľa smerníc ATEX
Notifikovaný orgán v ČR, v SR nie je NO na túto oblasť VVUÚ, Ostrava-Radvanice, Pikartská 1337/7, VVUÚ, a.s., poskytuje služby jako notifikovaná osoba č. 1019, tj. posuzování shody s evropskými směrnicemi (nařízeními vlády) s vydáním ES certifikátů. VVUÚ, a.s., je notifikovanou osobou pro strojní směrnici, směrnici pro osobní ochranné prostředky a směrnici pro výbušniny pro civilní použití. DOKUMENTACE O OCHRANĚ PŘED VÝBUCHEM (DOPV) Právní dokument ČR je nařízení vlády ČR č. 406/2004 Sb. o bližších požadavcích na zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v prostředí s nebezpečím výbuchu, s účinností od 1. září 2004, které vychází ze Směrnice Evropského parlamentu a Rady 1999/92/ES (ATEX 137) o minimálních požadavcích na zlepšení bezpečnosti a ochrany zdraví zaměstnanců vystavených prostředí s nebezpečím výbuchu. V souladu s požadavky uvedených právních předpisů se provádí analýza rizik, t.j. hodnocení úrovně protivýbuchové bezpečnosti jak komplexů výrobních technologií, tak i jednotlivých provozů či linek, hodnocení nevýrobních prostorů, posuzuje se bezpečnost činností, prováděných v prostorech s nebezpečím výbuchu. Výstupem uvedených hodnocení a posuzování je zmíněným nařízením vlády požadovaný písemný doklad - Dokumentace o ochraně před výbuchem (DOPV) dle NV 406/2004 Sb. ODBORNÉ A ZNALECKÉ POSUDKY Odborné a znalecké posudky hodnotí konkrétní bezpečnostní problémy zpravidla s požadavkem rychlého vyhodnocení. Jsou zpracovávány jak pro oblast prevence, tak experty a soudními znalci v případech mimořádných událostí. PROTOKOLY O URČENÍ VNĚJŠÍCH VLIVŮ Protokoly o určení vnějších vlivů obsahují vyhodnocení vnějších vlivů, nebezpečí hodnoceného prostoru z hlediska elektrického úrazu a vyhodnocení rozsahu a typu prostorů s nebezpečím výbuchu, čímž představují jeden z výchozích podkladů pro vypracování analýzy stavu protivýbuchové prevence dle NV č. 406/2004 Sb. /

ATEX /9/EC – MZV SR č. 230/2003 Z.z. Priemysel, skupina zariadení II (klasifikácia priestorov-zonácia trochu ináč) Zariadenia kategórie 1 - primárne určené pre zónu 0/20 (možnom ho použiť aj v zóne 1/21 a 2/22), Zariadenia kategórie 2 - primárne určene pre zónu 1/21 (možnom ho použiť aj v zóne 2/22), Zariadenia kategórie 3 - určené len do zóny 2/22. Ďalšie konkrétne požiadavky je potrebné naplniť podľa príslušných noriem (prevádzka, konštrukcia,...) pre návrh a konštrukciu daného zariadenia. Zodpovedajúca (povinná) dokumentácia zariadenia podľa ATEX 100 „ES“ prehlásenie o zhode, notifikovaná (EU), akreditovaná, autorizovaná osoba (SR) technické podmienky použitia, návod na obsluhu.

ATEX 100 - 94/9/EC – MZV SR č. 230/2003 Z.z. Označenie CE
Od 1. januára (nový prístup v EÚ, tj. harmonizácia noriem v EÚ) označovanie CE je povinné a je neoddeliteľnou súčasťou označovania výrobku pri jeho uvedení na trh ES, ak to nie je príslušnou direktívou stanovené inak. Označovanie CE symbolizuje zhodu výrobku s príslušnými požiadavkami Spoločenstva (EU) kladenými na výrobcu a výrobok. Označenie CE je potvrdením toho, že výrobok spĺňa všetky požiadavky smerníc ES, ktoré sa na tento výrobok vzťahujú. Ak má produkt potvrdenú zhodu so základnými požiadavkami smerníc EÚ, výrobok sa môže označiť značkou CE. CE nie je značka kvality (znamená „Conformité Européenne“ alebo Communitee Européen). V prípade, že sa procesu posudzovania zhody zúčastňuje aj notifikovaný orgán je výrobca povinný pripojiť k označeniu CE aj identifikačné číslo tohto notifikovaného orgánu.

PTB - Physikalisch-Technische Bundesanstalt – Deutschland, CESI - Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano, KEMA - Testing and certification, Arnhem, Netherlands,

Značka Ex (Explosion Proof) Použitie v nebezpečných priestoroch: Zariadenie, ktoré je certifikované podľa predpisov ATEX je pre svoj účel použitia riadne označené. Na prvom mieste je skupina (bane, priemysel), potom kategória (zóny) v rámci skupiny a nakoniec informácia o atmosfére (plyn alebo zápalný prach) Klasifikácia zón: Číslo zóny vyjadruje pravdepodobnosť vzniku nebezpečia vo výbušných koncentráciách. Rozdelenie priestorov nebezpečných z dôvodu výbušného plynu, výparov alebo atmosféry je na Zónu 0, 1 a 2, rozdelenie priestorov s horľavým prachom je na Zónu 20, 21 a 22 podľa nasledovnej tabuľky: Zóna Definícia Index 20 výbušná atmosféra je prítomná stále > hod/a 1 21 prítomnosť výbušnej atmosféry je pravdepodobná pri zvyčajnom prevádzkovom stave medzi 10 a 1000 hod/a 2 22 prítomnosť výbušnej atmosféry je zriedkavá a časovo obmedzená < 10 hod/a

Ochrana proti výbuchu podľa CENELEC, norma EN 50 Skriptá SaP Iskrová bezpečnosť: Ak je elektrické zariadenie prevádzkované takým napätím a prúdom, že nemôže generovať iniciačnú iskru ani horúci povrch pri prevádzke ani pri vlastnej poruche, takéto zariadenie je iskrovo bezpečné Kategória "ia" Táto kategória predstavuje najvyššie požiadavky na iskrovú bezpečnosť zariadenia; takéto zariadenie je možné používať vo všetkých zónach, vrátane zóny 0. Prístroje kategórie "ia" nesmú zapríčiniť pri normálnej prevádzke vznietenie výbušnej zmesi, a to ani pri jednej poruche a ani pri kombinácii dvoch porúch Kategória "ib" Prístroje kategórie "ib" nesmú zapríčiniť pri normálnej prevádzke vznietenie výbušnej zmesi a ani pri jednej svojej poruche

Iskrová bezpečnosť Iskrová bezpečnosť (skrátene IS - Intrinsic Safety – vlastná, vnútorná bezpečnosť) sa často používaná pre svoju vysokú účinnosť, jednoduchosť a pomerne nízku cenu. Založená je na princípe obmedzenia elektrickej energie (do 1W) v obvodoch nachádzajúcich sa v nebezpečnom prostredí, takže prípadné iskry alebo horúce povrchy, ktoré by sa mohli vyskytnúť v dôsledku normálnej prevádzky alebo poruchy, sú príliš energeticky slabé, na to aby spôsobili vznietenie. Použiteľný užitočný výkon v týchto systémoch býva dostatočný pre spoľahlivú činnosť väčšiny moderných prístrojov a zariadení najmä v oblasti procesného merania. Táto technika sa však nedá použiť pre výkonové zariadenia, napr. pre mnohé akčné členy. SaP

Označovanie zariadení podľa smerníc ATEX Označenie podľa CENELEC
Skupiny plynov: Európske normy rozlišujú dve skupiny zariadení: Skupina I: elektrické zariadenia pre banské činnosti Skupina II: elektrické zariadenia pre ostatné výbušné prostredia Elektrické zariadenia v II. skupine môžu byť ďalej rozdelené na tri podskupiny IIA, IIB, IIC podľa nasledovnej tabuľky: Označenie podľa CENELEC Typy plynov Zápalná energia [J] I metán 280 IIA alkány (propán) > 180 IIB etylén, cyklopropán IIC vodík, acetylén < 60

Teplotné triedy: Zmes plynov alebo pár sa môže vznietiť keď príde do bezprostredného kontaktu s nadmerne horúcim predmetom. Povrchová pracovná teplota zariadenia má preto kritickú dôležitosť. Zariadenia sú do teplotných tried zaradené nasledovným spôsobom: Max. teplota povrchu T1 T2 T3 T4 T5 T6 450°C 300°C 200°C 135°C 100°C 85°C 30

gas, dust PTB - Physikalisch-Technische Bundesanstalt – Deutschland, CESI - Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano, KEMA - Testing and certification, Arnhem, Netherlands,

Príklad GSM mobilný telefón Ex-Handy 04
Spojením najnovších telekomunikačných a I.S. technológií poskytuje tento mobilný telefón permanentné spojenie a dátovú komunikáciu, čím sa stáva nepostrádateľným pre bezpečnú a efektívnu prácu v nebezpečných priestoroch. siete GSM 900/1800/1900 prevádzková teplota 0 až 40°C rozmery 129x47x31mm hmotnosť 140g Certifikácia: II 2G EEx ib IIC T4 EC-Certificate of Conformity: ZELM 02 ATEX 0107 Snímače a prevodníky - IPS 32

Príklady označovania zariadení pre Ex prostredie (SNV) II 2G EEx ib IIC T4 ZELM 02 ATEX 0107, mobil II 1G EEx ia IIC T6 ATEX, vibračný snímač hladiny – limitný II 1/2G EEx ia IIC T6 ATEX, radarový snímač hladiny II 2G EEx d[ia] IIC T6 ATEX, prevodník tlaku s pevným uzáverom

Ochranné techniky v prostrediach SNV
Primárna ochrana zahrňuje: obmedzenie prípadných (možných) explózií na priestory tlakovo odolné, ochranu proti vzniku výbušných atmosfér, napr. odvetrávanie, ochranu proti uvoľneniu väčšieho množstva horľavých produktov, napr. RS. Sekundárna ochrana – metódy používané v prostredí s nebezpečím výbuchu podľa normy CENELEC EN , tj. Explosion proof – Ex (nevýbušné prevedenie), podrobnejšie skriptá SaP. Skupina A. Princíp spočíva v zabránení prístupu výbušnej zmesi k častiam, ktoré by ju mohli aktivovať, príklad→Pretlakový uzáver, vhodný pre zóny 1,2. Skupina B. Ochrana nebráni prístupu výbušnej zmesi k častiam, ktoré by ju mohli zapáliť, ale znemožňuje rozšírenie prípadného výbuchu do okolia, príklad→Tlakový uzáver, vhodný pre zóny 1,2. „d“ Skupina C. Zariadenie je konštruované tak, aby nemohlo dôjsť k elektrickým výbojom a teplým povrchom schopným zapáliť výbušnú zmes, príklad→Iskrová bezpečnosť (skratka “i“)

Technika IS v riadiacich systémoch
Výhody IS vhodnosť pre všetky zóny nebezpečných prostredí, neznižovanie stupňa ochrany pri poruche zariadenia, zníženie nákladov na inštaláciu, údržbu a opravu, a tiež to, že kalibráciu zariadenia je možné uskutočniť bez prerušenia prevádzky (pod napätím), dve podmienky: obmedzený príkon do 1 W, zariadenia podľa ATEX 100 (označenie podľa ATEX 100) Bloková schéma štruktúry zapojenia prvkov riadiaceho systému s technológiou v nebezpečnom prostredí. Tx - snímač teploty, I/P - systémový prevodník (4 až 20)mA/(20 až 100) kPa, displej. 35

Zapojenie jednoduchej Zenerovej bariéry Tri stupne ochrany: ZD, obmedzujúce odpory, priepalná poistka Pripojenie snímača teploty Pt 100 cez Zenerovú bariéru Voltampérová charakteristika Zenerovej diódy Tenzometre 36

Principiálna schéma galvanických oddeľovacích IS prevodníkov, napr. snímač, MČ (4 až 20 mA) Iskrovo bezpečný výstup na akčný člen, tj. I/P prevodník Výkon AČ! 37

Smernice EÚ - ATEX Literatúra Iná lit. Odborné periodiká
AT&P Journal, Bratislava [SK], ATOMA, Praha [CZ], Automatizace, Praha [CZ], Automatisierungspraxis, München [D] Automatizace, Praha [CZ] Regelungstechnische Praxis, München [D] Iná lit. Šturcel, J.: Snímače a prevodníky. STU Bratislava, 2002, ISBN Šturcel, J.: Prvky riadiacich systémov, časť Meranie neelektrických veličín. STU Bratislava 2004, ISBN , (apríl priložené CD, rozširujúce materiály) Katalógy firiem Emerson, Endress+Hauser, Honeywell, Foxboro, Siemens

Súčasný stav AUTtomatizácie a bezpečnosť SR (systému riadenia) SR -systém riadenia (RS + RiS)
39

Rozľahlosť automatizovaných, ale aj automatizačných zariadení (SR, RS + VP) → zvýšenie komplexnosti výrobných procesov pri zložitejších prevádzkových podmienkach Verejný záujem o spôsob a bezpečnosť prevádzkovania takýchto systémov, napr. jadrová energetika, chemické prevádzky, hutnícky priemysel,... Odrazom tejto skutočnosti sú moderné automaticky riadené technológie s množstvom bezpečnostne-technických a ekologicky orientovaných úloh, tj. spôsoby projektovania RS + VP (RiS), napr.: -prevádzková bezpečnosť, funkčná bezpečnosť →STN EN až 7, funkčná bezpečnosť riadiacich systémov bezpečnostne kritických systémov -iskrová bezpečnosť, smernice EÚ→ATEX, -vhodné IP krytie v AT, -EMC → prepäťové ochrany AP, SaP - iné. 40

Minulé a súčasné metódy na zabezpečenie bezpečného fungovania zariadení: • predimenzovanie konštrukcie, cena?? • používanie overených spoľahlivých riešení, čas?? • metóda pokus - omyl, riziko?? Moderné postupy, metodiky: • zapracovávanie bezpečnostných prvkov do riadenia a technológie, I. • inštalácia bezpečnostných systémov, II. funkčná bezpečnosť riadiacich systémov bezpečnostne kritických systémov, III. Bezpečnostné funkcie sa realizovali na základe všeobecne uznávanej praxe, vlastných skúseností, podľa zavedenej firemnej praxe, prípadne podľa noriem, ak boli pre dané zariadenie takéto normy prijaté. Zariadenia používané na plnenie bezpečných funkcií mali často bežné vybavenie bez uvedenia parametrov spoľahlivosti jednotlivých prvkov alebo bezpečnostného zariadenia ako celku. Dnes nám návod na zabezpečenie bezpečnosti dáva platná legislatíva, najmä uplatňovanie technických noriem.

SPĽAHLIVOSŤ- BEZPEČNOSŤ
Bezpečnosť RS a (RiS) (VP, technológia, výrobný proces) Bezpečnostné systémy strojov, výrobných zariadení a automatizovaných technológií – tri skupiny: bezpečnostné prvky systémov: bezpečnostné snímače, spínače, relé a pohony, atď., I. bezpečnostný systém (software, hardware) úplne oddelený a nezávislý od riadiaceho systému (súčasné realizácie pre stredné a rozľahlé DCS), II. bezpečnosť TZ (EZ, RS, VP) moderný prístup – neexistencia neprípustných rizík ohrozenia zdravia, vzniku škody a poškodenia životného prostredia. Pohotovosť (bezporuchovosť a opraviteľnosť) a bezpečnosť TZ úzko súvisia!!! bezpečnostná funkcia – hodnotenie rizík a miera prijateľných rizík implikuje stanovenie úrovne integrity bezpečnosti (Safety Integrity Level SIL 1- 4), III. 42

Bezpečnosť SR (E/E/PES, VP)
Funkčná bezpečnosť riadiacich systémov bezpečnostne kritických systémov → základné požiadavky prevádzkovania bezpečnostne kritických systémov, ako sú napr. dopravné systémy, nukleárna energetika, environmentálne nebezpečné chemické prevádzky alebo farmaceutické technológie. Bezpečnostné kritické systémy → realizácia špecifickej funkcie alebo funkcií zabezpečujúcich udržanie rizík na prijateľnej úrovni. Tieto funkcie sú označované ako bezpečnostné funkcie (okrem riadiacich). Riadenie bezpečnostne kritických procesov → inžinierska prax, špecifický prístup, prvoradý cieľ - eliminácia, resp. redukcia rizík vyplývajúcich z prevádzky bezpečnostne kritických technologických prevádzok. Pri návrhu a implementácii zásad funkčnej bezpečnosti → vyžaduje sa preukázanie dosiahnutej úrovni komplexnej bezpečnosti. Základné východisko k riešeniu naznačených problémov poskytujú jednotlivé časti štandardu IEC Použitie tohto štandardu v priemysle usmerňuje a detailizuje nadväzujúca norma IEC 61511 43

Kritický systém Kritický systém je taký systém, ktorý v prípade vlastnej poruchy alebo poruchy riadenia môže spôsobiť aspoň jedno z nasledovného: - úmrtie, zranenie alebo onemocnenie osôb, - vážne škody na životnom prostredí, - významné straty alebo škody na majetku, - nesplnenie dôležitého poslania, - závažné hospodárske škody. Na kritický systém sú kladené požiadavky na bezpečnosť

Bezpečnosť Systémov riadenia (SR) (E/E/PES, VP)
Základné normy pre funkčnú bezpečnosť: • STN EN Funkčná bezpečnosť elektrických/elektronických/ programovateľných elektronických bezpečnostných systémov (Functional safety of electrical/electronic/ programmable electronic systems), všeobecná norma funkčnej bezpečnosti, ktorá sa opiera o dve základné koncepcie - životný cyklus bezpečnosti a úroveň integrity bezpečnosti (SIL). • Na základe tejto kmeňovej normy vznikla norma STN EN Funkčná bezpečnosť. Bezpečnostné prístrojové systémy pre oblasť priemyselných procesov.(Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector). Implementácia životného cyklu bezpečnosti procesných riadiacich systémov, kde technologické veličiny majú prevažne spojitý charakter a aj riadenie je spojitého charakteru (nie logické riadenie). • Pre bezpečnostné zariadenia založené na neelektrických princípoch je určená norma STN EN ISO Bezpečnosť strojov. Bezpečnostné časti riadiacich systémov, všeobecné zásady pre konštrukciu. • STN EN Bezpečnosť strojov – Funkčná bezpečnosť elektrických, elektronických a programovateľných elektronických bezpečnostných systémov. Výpočet SIL systému.

Fyzická podoba normy EN 61508
Norma STN EN sedem častí. Prvé štyri - „normativne“, tj. povinné, ďalšie tri informatívne (poskytujú doplnkové informácie a návod, ako používať prvé štyri časti). Oblasť pôsobnosti normy - norma IEC sa obmedzuje na bezpečnostné prvky závislé na hardware a software E/E/PE systémov, jej zásady sú všeobecné a tvoria základ bezpečnosti aj iných systémov. Zdôvodnenie normy - norma IEC vychádza z modelu na obr. Východziu pozíciu predstavuje riadené zariadenie (EUC, technológia), ktoré spolu so svojim riadiacim systémom vytvára určité hodnoty (napr. vyrába el. energiu, ovláda železničnú signalizáciu), no súčasne je zdrojom nebezpečia pre svoje okolie. Model (jeho všeobecnosť) vychádza z oblasti spojitých priemyselných procesov, nemusí vyhovovať pri posudzovaní bezpečnosti iných moderných systémov (napr. informačných, ako je napr. lekárska databanka). Aj keď norma na takúto oblasť neodkazuje, možno jej princípy použiť aj tu. EUC (Equipment Under Control ) 46

Fyzická podoba normy EN 61508
Norma vyžaduje, aby každé riziko spojené s EUC alebo s jeho riadiacim systémom bolo identifikované, definované a ocenené vzhľadom k jeho prijateľnosti. Každé riziko, ktoré je ohodnotené ako neprijateľné, musí byť potlačené (obr.) Zmenšovanie rizika môže viesť ku zmene usporiadania EUC alebo jeho riadiaceho systému, a takto sa možno dostať až do bodu, keď ďalšie zmeny sú už neekonomické, alebo už nie je možné stanoviť riziko. Pokiaľ sa zvyškové (zbytkové) riziko javí stále ako neprijateľné, vytvoria sa v riadiacom systéme bezpečnostné funkcie alebo zariadenie sa doplní jedným alebo niekoľkými ochrannými zariadeniami (predchádzajúci obr). Principiálne sa doporučuje oddeliť ochranný systém od riadiaceho systému. . Z obr. je vidno, že zmenšenie rizika, ktoré treba dosiahnuť, sa rovná rozdielu medzi rizikom, ktorého zdrojom je EUC (so svojim riadiacim systémom), a rizikom, o ktorom sa možno domnievať, že je za určitých okolností prípustné. Zmenšenie rizika sa dosahuje prostredníctvom bezpečnostných funkcií, ktoré musia byť založené na poznaní rizika. Určená úroveň rizika je však vždy len približná a skutočné zmenšenie rizika býva väčšie ako nutné. 47

Riziká

Fyzická podoba normy Životný cyklus bezpečnosti
Identifikovať a analyzovať všetky riziká spojené s EUC a jeho riadiacim systémom, 3 určiť pre každé identifikované riziko jeho prípustnú úroveň (prípustné riziko), 3 určiť pre každé neprípustné riziko jeho potrebné zmenšenie, stanoviť pre každé zmenšenie rizika požiadavky na bezpečnosť vrátane ich úrovne integrity bezpečnosti (SIL), 4 vytvoriť bezpečnostné funkcie nutné na splnenie bezpečnostných požiadaviek, 4 realizovať bezpečnostné funkcie, 5 schváliť bezpečnostné funkcie, certifikácia integrity bezpečnosti, validácia údržba a kontrola vyradenie z prevádzky 52

Firma TÜV SÜD Czech poskytuje podporu pri príprave posudzovania komponentov alebo celých systémov podľa EN (IEC) a 61511, uskutočňuje inšpekciu a následnou certifikáciou. Certifikácia podľa noriem funkčnej bezpečnosti je jedným zo stále častejších požiadaviek smerujúcich na dodávateľov technológii, napr. riadenie v elektrárni, spracovateľský priemysel alebo divadlo. V norme IEC sa prvýkrát vyžaduje kvantitatívne doloženie zvyškového (zbytkového) rizika pri kompletnom zabezpečovacom zariadení, pozostávajúceho z snímačov (MČ), RS a akčných členov (AČ). Okrem vlastnej certifikácie TÜV SÜD Czech zabezpečuje odborné semináre s takýmto zameraním, rovnako posudzovanie zhody výrobkov a služby v oblasti technických inspekcií a systémov manažmentu, kde sa prekrývajú požiadavky ISO 9001 a EN 53

Článok Normy pre tvorbu softveru riadiacich systémov Mudrončík, Gálik, Automa 4/2009
Funkčná bezpečnosť riadiacich systémov bezpečnostne kritických systémov patrí k základným požiadavkám prevádzkovania bezpečnostne kritických systémov, ako sú napr. dopravné systémy, nukleárna energetika, environmentálne nebezpečné chemické prevádzky alebo farmaceutické technológie. Tento príspevok uvádza stručnú charakteristiku relevantných štandardov a ich implementáciu v priemyselných bezpečnostne kritických procesoch. Kľúčové slová: softvér riadiacich systémov, funkčná bezpečnosť, riadiaci systém bezpečnostne kritického procesu. 54

Literatúra a odborné články
UHER, J.: Úvod do funkční bezpečnosti II: použití normy ČSN EN Automa, 2004, roč. 10, č. 10, s. 50–53. UHER, J.: Úvod do funkční bezpečnosti I: norma ČSN EN Automa, 2004, roč. 10, č. 8-9, s. 66–81. VASS, J.: Aspekty funkčnej bezpečnosti II. Automa, 2004, roč. 10, č. 2, s. 49–51. VASS, J.: Aspekty funkčnej bezpečnosti. Automa, 2003, roč. 9, č. 2, s. 18–21. Spalek, J.,Kállay, F., Janota, A.,: Koncepcia eSAFETY v inteligentných dopravných systémoch, In: Horizonty dopravy, č. 2, 2003, s ISSN STN EN ( ) Funkčná bezpečnosť elektrických/ elektronických/ programovatelných elektronických bezpečnostných systémov. SÚTN Bratislava, 2002 STN EN ( ) Funkčná bezpečnosť. Bezpečnostné riadiace systémy spojitých technologických procesov. SÚTN Bratislava, 2005 STN EN ( ) Bezpečnosť strojov. Funkčná bezpečnosť elektrických, elektronických a programovateľných elektronických bezpečnostných riadiacich systémov. SÚTN Bratislava, 2005 Pätoprstý, R.: Chybovo-tolerantné a bezpečnostné PLC systémy SIMATIC. ATP Journal Prvky riadiacich systémov - Úvod 55

Príklad použitia normy STN EN 61508

Fyzická podoba normy Životný cyklus bezpečnosti
Identifikovať a analyzovať všetky riziká spojené s EUC a jeho riadiacim systémom, 3 určiť pre každé identifikované riziko jeho prípustnú úroveň (prípustné riziko), 3 určiť pre každé neprípustné riziko jeho potrebné zmenšenie, stanoviť pre každé zmenšenie rizika požiadavky na bezpečnosť vrátane ich úrovne integrity bezpečnosti (SIL), 4 vytvoriť bezpečnostné funkcie nutné na splnenie bezpečnostných požiadaviek, 4 realizovať bezpečnostné funkcie, 5 schváliť bezpečnostné funkcie, certifikácia integrity bezpečnosti, validácia údržba a kontrola vyradenie z prevádzky 58

Definícia problému Riadenie reaktoru na výrobu látky
Riadiaca slučka tlaku udržuje predpísaný tlak v reaktore Nebezpečie – zlyhanie regulácie tlaku a výbuch reaktora Riešenie 1 – bezpečnostná membrána sa pod vysokým tlakom pretrhne a vypustí obsah reaktora do ovzdušia Problém – znečistenie ovzdušia a strata väčšiny látky Riešenie 2– poistný ventil ústiaci do zbernej nádrže zabráni úniku do ovzdušia a strate látky (bezpečnostná funkcia) Podmienka – ventil pracuje spoľahlivo ≈ maximálne 10% pravdepodobnosť zlyhania za život reaktora – 10 rokov

Úroveň SIL 10% pravdepodobnosť zlyhania za 10 rokov ≈ 1 zlyhanie za 100 rokov Analýza riadiacich zariadení ukázala poruchovosť 1x za rok Je teda potrebné použiť bezpečnostný ochranný systém a znížiť riziko (poruchovosť) stonásobne (102) Z vyššie uvedeného vyplýva, že bezpečnostná funkcia sa bude aktivovať cca 1x za rok a jedná sa podľa normy o systém s prerušovanou prevádzkou (on-demand systems) Požadovanú úroveň SIL teda budeme určovať z tabuľky pre zariadenia s prerušovanou prevádzkou

Režim nepravidelnej prevádzky Režim nepretržitej prevádzky
Úroveň SIL Požadovaná stredná pravdepodobnosť poruchy pri požiadavke na činnosť ochranného systému súvisejúceho s bezpečnosťou sa označuje PFDavg (average Probability of Failure on Demand) a je rozdielom medzi rizikom EUC a prípustným rizikom Riziko EUC v našom prípade je 1 porucha za rok (10000 hodín) (RS) a prípustné riziko je 1 porucha za 100 rokov (poist. ventil) PFDavg je teda = 10-6 / 10-4 = 10-2 a požadovaná úroveň SIL je teda podľa tabuľky SIL 2 SIL Priemerná pravdepodobnosť nebezpečnej poruchy pri požiadaní o bezpečnostnú funkciu Režim nepravidelnej prevádzky Režim nepretržitej prevádzky 4 10–5 až 10–4 10–9 až 10–8 3 10–4 až 10–3 10–8 až 10–7 2 10–3 až 10–2 10–7 až 10–6 1 10–2 až 10–1 10–6 až 10–5

Navrhnutý systém Bezpečnostná funkcia systému (hardverová)
Doplnky (snímač, MČ tlaku, oddeľovače, redundantnosť „1 z 2“

Navrhnutý systém

Analýza navrhnutého systému a konečné overenie
Je potrebné analyzovať početnosti nezistených nebezpečných chýb ako aj intervaly overenia (kontroly) jednotlivých prvkov systému a v súvislosti so zapojením prvkov určiť PFDavgi pre jednotlivé prvky PFDavg celého systému sa získa sčítaním PFDavgi od jednotlivých prvkov a následne sa overí splnenie predpísanej normy SIL PFDavgi = ½ λDUi Tpi kde λDUi je početnosť nezistených nebezpečných chýb i-teho prvku systému a Tpi je interval overovania i-teho prvku systému

Určenie PFDavgi

Konečné overenie PFDavg = ∑ PFDavgi = 8,1 · 10–5 (stredná pravdepodobnosť poruchy) Táto hodnota PFDavg je rádovo lepšia ako požadovaných 10–2 a systém teda spĺňa úroveň integrity SIL 2. Pri danej hodnote PFDavg by sa mohol zaradiť do vyššej úrovne SIL, zapojenie systému to však znemožňuje, keďže poruchou ktoréhokoľvek prvku (okrem zdvojených komparátorov) sa stane systém nečinný. Ak navrhnutý systém predpísanú normu splní, je potrebné overiť jeho funkčnosť v praxi ako aj jeho prevádzkovú spoľahlivosť Ak aj v týchto skúškach systém obstojí, návrh je ukončený a zavedením systému do praxe znížime riziko EUC na prípustnú úroveň

Predmet: CAD RS, informačný list, (Šturcel, 2012)

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Predmet: CAD RS, informačný list, (Šturcel, 2012)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια

Είσοδος

Σύνδεση μέσω των κοινωνικών δικτύων:

Predmet: CAD RS, informačný list, (Šturcel, 2012)

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρουσίαση με θέμα: "Predmet: CAD RS, informačný list, (Šturcel, 2012)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια