Ontwerp van bewegende beschermvoorzieningen met fysieke scheidingin overeenstemming met ISO 14119

2

Inleiding

Met de Machinerichtlijn (MRL) 2006/42/EG en de bijbehorende normen heeft de Europese Unie een regelgeving in het leven geroepen, die bij het bouwen van machines en installaties in acht genomen moet worden. Deze regelgeving wordt ook door de markten buiten de EU beschouwd of overgenomen als basis voor de machineveiligheid. Zij bevat, onder andere, informatie over het ontwerp van zogeheten bewegende beschermvoorzieningen met fysieke scheiding - zoals veilig-heidsdeuren in de normen genoemd worden.

De positiebewaking van bewegende beschermvoorzieningen met fysieke scheiding wordt gedetailleerd beschreven in de norm ISO 14119: “Veiligheid van machines -Blokkeervoor- zieningen gekoppeld aan afschermingen - Grondbeginselen voor het ontwerp en de keuze” (NEN-EN-ISO 14119:2013 en). Deze nieuwe norm vervangt de tot nu toe geldende EN 1088 en werd op 11 april 2014 in het Staatsblad van de Europese Commissie gepubliceerd als geharmoniseerde norm onder de MRL. Als ISO norm geldt zij bovendien wereldwijd, dus ook buiten de Europese Unie.

Omdat de overgangstermijn voor de inwerkingtreding van de nieuwe norm reeds op 30.4.2015 verstrijkt, is het aan te raden om nu reeds rekening te houden met deze norm bij het bouwen van nieuwe machines en installaties.

Met deze brochure willen wij constructeurs in de machine- en installatiebouw een handig hulp-middel bieden voor het normenconform ontwerpen van bewegende beschermvoorzieningen met fysieke scheiding volgens de norm ISO 14119 en andere relevante regelgevingen.

In de brochure vindt u de bijbehorende poster, die een snel overzicht van het veiligheidstechnisch juiste ontwerp van beschermvoorzieningen biedt en het volledige proces voor het normconform selecteren en ontwerpen van beschermvoorzieningen in de vorm van een flowchart weergeeft.

Deze brochure geeft tekst en uitleg bij de bijgevoegde poster en verstrekt gedetailleerde informa-tie over de individuele stappen van het proces dat in de flowchart getoond wordt. Op de poster worden de paginanummers vermeld, waar de desbetreffende processtap beschreven wordt.

De inhoud van deze brochure weerspiegelt de interpretatie van de Schmersal Groep en is onder andere gebaseerd op de samenwerking met het Duitse Instituut voor Normering e.V., Normenausschuss NA 095 veiligheidstechnische basisprincipes alsook “Beschermvoorzieningen, veiligheidsmaatregelen en blokkeervoorzieningen”. Het lezen van deze brochure ontslaat de lezer echter niet van de taak, de norm zelf te bestuderen en te interpreteren.

Een opmerking ter verduidelijking: de uitdrukking “blokkeerinrichting”, die in de norm gebruikt wordt als synoniem voor veiligheidsschakelcomponent, leidt vaak tot verwarring, omdat in het vak-jargon met blokkeervoorziening een component bedoeld wordt, die de veiligheidsdeur ook effec-tief gesloten houdt, afsluit en/of vergrendelt. De normen beschrijven deze component echter meer bepaald als “blokkeervoorziening met vergrendeling”. Volgens de definitie van de norm zorgen de blokkeervoorzieningen zelf alleen voor de positiebewaking (open/gesloten) van de veiligheidsdeur. Deze taak kan ook uitgevoerd worden door elektromechanische veiligheidsschakelaars of door aanrakingsvrij werkende veiligheidsensoren.

3

Inhoudsopgave

Inleiding __________________________________________________________ Pagina 02

1. Risicobeoordeling _________________________________________________ Pagina 04

2. Inherente veiligheid _______________________________________________ Pagina 05

3. Technische beschermingsmaatregelen _________________________________ Pagina 05

4. Bepaling van de veiligheidsfunctie ____________________________________ Pagina 06

5. Ontwerp van het veiligheidscircuit _____________________________________ Pagina 08

6. Scheidende beschermvoorzieningen __________________________________ Pagina 09

7. Keuze van het vergrendelprincipe _____________________________________ Pagina 09

8. Aanleidingen tot manipulatie evalueren _________________________________ Pagina 10

9. Blokkeerinrichtingen met en zonder vergrendelvoorziening _________________ Pagina 15

10. Productkeuze ____________________________________________________ Pagina 16

11. Blokkeerinrichtingen met vergrendelvoorziening

met werk- of ruststroomprincipe _____________________________________ Pagina 18

12. Foutuitsluitingen volgens ISO 13849-2 ________________________________ Pagina 19

13. Verificatie ______________________________________________________ Pagina 20

14. Validering ______________________________________________________ Pagina 21

15. Gebruikersinformatie _____________________________________________ Pagina 22

16. Lijst van normen _________________________________________________ Pagina 23

4

1. De Risicobeoordeling

ISO 12100:Risicobeoor-deling

Risicobeoordeling(op basis van de gedefiniëerde grenzen en het doelmatige (correcte) gebruik van de machine)

Inherent veilige constructie

Technische beschermingsmaatregelen en bijkomende beschermingsmaat-regelen

Gegevens verstrekt door de machinebouwer

Gegevens te vermelden door de gebruiker

Gebruikersinformatie• aan de machine - Waarschuwingsbord: signalen - Waarschuwingssignalen/alarmen• in de gebruikershandleiding

Restrisico na de maatregelen getroffen door de machinebouwer

Stap 1:

Stap 2:

Stap 3:

Door de bouwer te treffen beschermmaatregelen:

Risico

■ De MRL en dus ook de wet (in Duitsland de 9de verordening bij de Wet op de Productveilig-heid) verlangt van iedere machinebouwer, dat hij een risicobeoordeling uitvoert.

■ De risicobeoordeling bestaat uit de identificatie van de gevaren en de inschatting en de evaluatie van de risico's

■ De risicobeoordeling houdt rekening met de volledige levensduur en alle bedrijfsmodi van de machine

■ Tips voor het uitvoeren van een risicobeoordeling vindt u in de ISO 12100.■ Pas nadat hij de risicobeoordeling uitgevoerd heeft, weet de machinebouwer op welke

plaatsen van zijn machine er risico's op verwonding bestaan EN of hij iets tegen deze risico's moet ondernemen.

5

2. Inherente veiligheid

3. Technische beschermingsmaatregelen

a

a

Minimumafstanden

Gevaarlijke bewegingen stilzetten op een afstand, zodat de ledematen niet verwond kunnen worden

Begrenzen van de werkzame energie

Krachten die zich op de ge-vaarlijke plaats voordoen, worden betrouwbaar be-grensd tot waarden, waarbij het effect van schade aan het lichaam uitgesloten is.

Onderbreking van de krachtstroom

De opbouw van de krachten die tot verwondingen kunnen leiden, wordt op een be-trouwbare manier onderbro-ken voordat de grenswaar-den bereikt worden

Elastische vervorming

Machineonderdelen die bewust zacht uitgevoerd zijn, absorberen het grootste gedeelte van de vervormingsenergie.

■ Volgens de afbeelding in ISO 12100 moeten de risico's eerst constructief geëlimineerd worden (= inherente veiligheid); zie ISO 12100, Hoofdstuk 3.20.

■ Onder inherente veiligheid verstaat men het elimineren van risico's door constructieve maatregelen.

■ Als de gedetecteerde risico's niet door constructieve maatregelen opgeheven of minstens tot een acceptabel niveau kunnen gereduceerd worden, moeten er technische bescher-mingsmaatregelen getroffen worden, bijv. optoelektronische beschermvoorzieningen, tactiele beschermvoorzieningen, tweehandbediening (plaatsbinding van de handen), enz. zie ook ISO 12100, Hoofdstuk 3.21.

■ Een van de mogelijke technische beschermingsmaatregelen kan bijvoorbeeld ook een bewegende scheidende beschermvoorziening (veiligheidsdeur) zijn. Dat is de technische beschermingsmaatregel waarop deze brochure zich concentreert.

6

4. Bepaling van de veiligheidsfunctie

Iedere veiligheidsfunctie/-circuit bestaat uit de volgende componenten ("subsystemen")

Input Logic Output

...of...

bijvoorbeeld:

...of andere

ISO 13849-1:Veiligheids-functie

■ Tabel 8 van de ISO 13849-1 definieert veiligheidsfuncties die ervoor zorgen dat het gedetecteerde risico geminimaliseerd wordt, zie ook ISO 12100 Hoofdstuk 3.30.

■ Bij het realiseren van de veiligheidsfunctie moet de volledige veiligheidsketen in acht genomen worden - te beginnen met de sensortechnologie (input, in ons geval de blokkeerinrichting), vervolgens de verwerking (logica) en tot slot de actuatoren (output).

7

4. Bepaling van de veiligheidsfunctie

Met behulp van de risicografen van de ISO 13849-1, Bijlage A, kan het vereiste Performance Level (=PLr) voor deze veiligheidsfunctie berekend worden.

S Ernst van de verwonding S1 lichte (gewoonlijk omkeerbare verwonding) S2 ernstige (gewoonlijk onomkeerbare verwon-

ding inclusief dood)F Frequentie en/of duur van de blootstelling

aan het gevaar F1 zelden tot minder vaak en/of de duur van de

blootstelling aan het gevaar is kort F2 frequent tot permanent en/of de duur van de

blootstelling aan het gevaar is langP Mogelijkheid om het gevaar te vermijden of de

schade te beperken P1 mogelijk onder bepaalde omstandigheden P2 haast onmogelijk

S1

S2

F1

F2

F1

F2

P1 a

b

c

d

e

P2

P1P2

P1P2

P1

P2

ISO 14119Veiligheids-

functie

De relevante veiligheidsfuncties van een bewegende scheidende beschermvoorziening (zie ISO 14119, Hoofdstuk 3.2) zijn:

■ Uitschakelen van de gevaarlijke machinefunctie bij het openen van de bewegende scheidende beschermvoorziening

■ Bescherming tegen onverwachte (her-)start■ Eventueel gesloten houden van de veiligheidsdeur totdat de gevaarlijke machinefunctie

beëindigd is■ Eventueel ontgrendeling van een vergrendelvoorziening

De veiligheidsfunctie "ontgrendeling van een vergrendelvoorziening" is nieuw. De norm gaat er in ieder geval van uit (cf. opmerkingen 1 en 2 van Hoofdstuk 8.4) dat de PL van de blokkeerfunctie lager is dan de PL van de vergrendelfunctie. Reden: "De waarschijnlijkheid dat de blokkeerfunctie uitvalt en tegelijkertijd een persoon zich toegang verschaft is zeer laag" (ISO 14119; Hoofdstuk 8.4, Opm. 2). Ondanks dit gegeven moet het onopzettelijk ontgrendelen van de blokkeervoorziening in de veiligheidsbeoordeling opgenomen worden.

ISO 14119 houdt in het bijzonder rekening met de eigenschappen en vereisten van de sensor-technologie (input) van de veiligheidsketen. Deze sensortechnologie is een onderdeel van de vergrendelvoorziening van een veiligheidsdeur die in de norm beschreven wordt.

Uitgangs- punt voor het inschatten van de risicovermindering

Hoog risico

Laag risico

Vereiste Perfor-mance

Level PLr

8

Na het bepalen van de veiligheidsfunctie moet vervolgens het bijbehorende veiligheidscircuit ontworpen worden.

Het ontwerp moet gebeuren volgens de vereisten van de PLr (zie ISO 13849-1, Hoofdstuk 6). Dit betekent dat er met de vereisten met betrekking tot de:

■ Structuur van het veiligheidscircuit

■ Te verwachten levensduur van de gebruikte componenten totdat de eerste gevaarlijke fout optreedt : MTTFd (of B10d)

■ Testkwaliteit, d.w.z. de kwaliteit van de herkenning van gevaarlijke fouten: DCavg■ Maatregelen ter vermijding van de uitval door fouten met een gemeenschappelijke

oorzaak: CCF

rekening gehouden moet worden.

Opmerking bij DCavg

■ In vele toepassingen worden de blokkeerinrichtingen elektrisch in serie geschakeld. Omdat hierdoor de mogelijkheid gecreëerd wordt, dat gevaarlijke fouten die zich voordoen, niet gedetecteerd worden, moet de DCavg dienovereenkomstig verminderd worden.

■ ISO/TR 24119, een technisch rapport dat momenteel voorbereid wordt, zal de nodige tips geven over de serieschakeling van blokkeerinrichtingen en hun invloed op de DCavg.

Op dit ogenblik raden wij aan de volgende DCavg toe te passen:

■ Serieschakeling van blokkeerinrichtingen met gedwongen verbrekende contacten: DCavg = 60% (hierdoor is ten hoogste Performance Level PL d mogelijk)

■ Serieschakeling van magnetische blokkeerinrichtingen: DCavg afhankelijk van de afstand van de veiligheidsdeuren en hun bedieningsfrequentie

■ Serieschakeling van zelfbewakende elektronische blokkeerinrichtingen: DCavg=99% (hierdoor is een maximale PL van PL e mogelijk)

■ Meer details over deze waarden vindt u in ons informatieblad "Inschatting van de diagnosegraad bij serieschakelingen van elektromechanische veiligheidsschakelaars en veiligheidssensoren", op http://series-connection.schmersal.net

5. Een veiligheidscircuit ontwerpen

ISO 13849-1:Veiligheids- architectuur

O1L1I1

O2L2I2

OI L

OTETE

OLI

Categorieën B en 1 Categorie 2 Categorieën 3 en 4

Ingangs-signaal

Uitgangs-signaal

Uitgangs-signaal

Ingangs-signaal

Bewaking Bewaking

Tweede uitschakel-

circuit

of signaal- circuit

Ingangs-signaal

Ingangs-signaal

Uitgangs-signaal

Uitgangs-signaal

Bewaking

Bewaking

Dw

arss

luiti

ngs-

herk

enni

ng

Bew

akin

g

Bew

akin

g

9

7. Keuze van het vergrendelprincipe

6. Scheidende beschermvoorzieningen

ISO 14120:Scheidende bescherm-

voorzieningen

ISO 13857:Veiligheids-

afstanden

ISO 13855: Ingrijp- en

inloopsnelheid

Het te gebruiken type blokkeerinrichting, met of zonder vergrendelvoorziening, kan met behulp van de flowchart van de ISO 14119 bepaald worden.

Start

Einde

Ja Neen

Vergrendelde, scheidende beschermvoorzieningen met vergrendelvoorziening (zie paragraaf 5)

Vergrendelde, scheidende beschermvoorzieningen zonder vergrendelvoorziening (zie 5.1 tot 5.6)

Naloop van het volledige systeem ≥ toegangstijdISO 14119:

Vergrendel- principe

Het mechanische ontwerp van de beschermvoorziening wordt ook door vereisten in de volgende normen beschreven:

■ ISO 14120: Bewegende afschermingen Hoofdstuk 6.4.4.1 bevat een opmerking over de ingrijp- en inloopfrequentie, waarvoor een bewegende afscherming of scheidende beschermvoorziening moet gebruikt worden. Bij een frequentie van meer dan eenmaal per week moet een bewegende scheidende afscherming/beschermvoorziening met een blokkeerinrichting volgens ISO 14119 gebruikt worden.

■ ISO 13857: Veiligheidsafstanden ter voorkoming van het bereiken van gevaarlijke zones door bovenste en onderste ledematen. Deze norm beschrijft de afmetingen van de ledematen en de daaruit voortvloeiende vereiste veiligheidsafstanden tot de gevaarlijke zones. Zij zegt onder andere in Hoofdstuk 4.3 dat de vrije hoogte van beschermvoorzienin-gen niet meer dan 180 mm mag bedragen, omdat anders het volledige lichaam toegang heeft tot de gevarenzone.

Opmerkingen die een antwoord geven op de vraag of de naloop van het volledige systeem ≥ ingrijp-/inlooptijd is, worden gegeven in Hoofdstuk 9 van de norm ISO 13855.

■ Daar wordt met een inloopsnelheid van 1600 mm/s of ingrijpsnelheid van 2000 mm/s de veiligheidsafstand tot de gevaarlijke plaats achter de veiligheidsdeur berekend.

■ De veiligheidsafstand is ook afhankelijk van de afmetingen van de lichaamsdelen die door het openen van de veiligheidsdeur toegang tot de gevaarlijke plaats krijgen. Daarom moet bij het berekenen van de nalooptijd ook de norm ISO 13857 in acht genomen worden.

10

8. Manipulatiedrijfveren evalueren

Uit een onderzoek blijkt dat ongevallen aan machines vaak te wijten zijn aan de manipulatie van beschermvoorzieningen en afschermingen. Daarom legt de ISO 14119 grote nadruk op het verhinderen van manipulatie en het omzeilen van blokkeerinrichtingen.Om dit te vermijden stelt de norm een bepaalde procedure voor in de vorm van een flowchart:

Het doel van deze procedure is de drijfveren om te manipuleren te herkennen en ze te verminderen of te elimineren. Als er geen drijfveren om te manipuleren aanwezig zijn, moeten ook geen andere maatregelen getroffen worden.

De ISO 14119 helpt de machinebouwer ook bij het berekenen van manipulatiedrijfveren. Hiervoor stelt zij een matrix voor, waarin zowel de taken die aan de machine uitgevoerd moeten worden als de overweging/vraagstelling met betrekking tot het vergemakkelijken van de uitvoering van de taken door de bijbehorende manipulatie moeten ingevoerd worden.

ISO 14119:Drijfveren om te manipuleren

Start

Einde

Neen

Ja

Neen Ja

Gebruik van maatregelen tegen het "omzeilen op een redelijkerwijs te voorziene manier" volgens Tabel 3 vereist (zie 7.1d)

Elimineren of minimaliseren van de behoefte om te omzei-len door het toepassen van ontwerpmaatregelen of door het invoeren van alternatieve bedrijfsmodi (zie 7.1c)

Is het elimineren of minimaliseren van de drijfveren om blokkeerin-richtingen te omzeilen mogelijk (zie 7.1c)

Implementeren van essentiële maatregelen (zie 7.1a)

Is er een drijfveer om te manipuleren ? (zie 7.1b en Bijlage H)

11

Taak

Bed

rijfs

mod

us 1

a

Bed

rijfs

mod

us 2

a

Bed

rijfs

mod

us 3

a

Bed

rijfs

mod

us 4

a

Bed

rijfs

mod

us 5

a

Toeg

elat

en ta

ken

voor

dez

e be

drijf

smod

i?

Take

n ui

tvoe

rbaa

r zon

der o

mze

ilen?

Gem

akke

lijke

r/een

voud

iger

b

Snel

lere

/hog

ere

prod

uctiv

iteitb

Flex

ibili

teit,

bijv

. bij

grot

ere

wer

kstu

kken

b

Gro

tere

pre

cisi

eb

Bet

ere

zich

tbaa

rhei

db

Bet

er h

oorb

aarb

Lage

re li

cham

elijk

e in

span

ning

b

Kle

iner

e ar

beid

sweg

b

Gro

tere

bew

egin

gsvr

ijhei

db

Bet

ere

bew

egin

gsst

room

b

Verm

ijden

van

ond

erbr

ekin

genb

…

InbedrijfnameProgrammatest/proefrunOpstelling/instelling/afstelling/ ombouw/opknappenBewerkingManueel ingrijpen om spanen te verwijderenManuele vervanging van onderdelenMnaueel ingrijpen bij fouteliminatieTest/steekproefManueel ingrijpen bij meting/ fijninstellingManuele vervanging van werktuigenOnderhoudFoutoplossing machineReiniging, bijv. verwijderen van spanen

Natuurlijk moet deze tabel aan de desbetreffende toepassing/machine aangepast worden.

Tab. 2 Voorbeeld van een beoordeling van de drijfveren om blokkeerinrichtingen te omzeilen (Bron: ISO/DIS 14 119, Tabel H.1).

Op die manier wordt het snel duidelijk op welke plaats en bij welke taak of in welke bedrijfsmodus van de machine de kans op manipulatie bestaat.

12

Als men vastgesteld heeft dat er manipulatiedrijfveren bestaan, dan moeten deze in de eerste plaats constructief geëlimineerd worden, zie ISO 14119, Hoofdstuk 7.1 c. Voorbeelden van puur constructieve maatregelen zijn:

A) Ergonomie: - Hoogteverstelling van het bedienpaneel - Opstelling en ontwerp van de display en de bedienelementen - Positie van de noodstopschakelaar - Overzichtelijkheid van de werkzone - Afmetingen en plaats van de handgrepen - Uit te oefenen manuele krachten voor het verplaatsen

B) Kijkvenster: Vensteropbouw: policarbonaatvensters moeten aan de binnenkant met veiligheidsglas en aan de buitenkant met niet-versplinterend kunststofglas of speciale antisplinterfilm tegen chemische en abrasieve invloeden beschermd worden. Bevestiging van het venster: de bevestiging moeten de hoge reactiekrachten bij schokken absorberen, grote vervormingen toelaten en tegelijkertijd de voorzijden van de policarbonaat-vensters hermetisch afsluiten tegen chemische invloeden.

C) Beschermkap: Opbouw/structuur van de beschermkap: bij "sandwichbouw" moet de binnenlaag uiterst vervormbaar en de buitenlaag uiterst resistent en stijf opgebouwd en ontworpen zijn. Hoofdsluitranden: bij mechanisch aangedreven veiligheidsdeuren moeten de bewegings-energie en de snelheid tijdens het sluiten zodanig begrensd worden dat er geen gevaarlijke klempunten ontstaan aan de hoofdsluitranden. De effectieve sluitkracht mag niet hoger zijn dan 150 N. Bevestiging van de beschermkap: geleiding over rollen in vormgesloten aangepaste looprails. Voorzieningen verhinderen het uitwerpen van de beschermkap in geval van schade. De onderste zone van de beschermkap moet zodanig ontworpen worden dat spanen noch koelsmeermiddelen naar buiten kunnen slingeren.

D) Besturingen: Functionele veiligheid: betrouwbare vervulling van de veiligheidsfuncties binnen een gedefi-nieerde tijdspanne door de onderdelen van het besturingssysteem met een veiligheidsfunctie Manipulatieveiligheid: vergrendelingelementen op ontoegankelijke manier gemonteerd met eenwegschroeven. Veiligheidsconcept geharmoniseerd met activiteiten tijdens alle levensfasen van de machine.

primaireGevarenzone

B

A

C D

13

Basisprincipes en maatregelen

Blo

kkee

rinr

icht

ing

desi

gn 1

(u

itgez

onde

rd b

lokk

eeri

nric

htin

gen

met

bed

ieni

ng v

ia

scha

rnie

r) e

n bl

okke

erin

rich

ting

desi

gn 3

Blo

kkee

rinr

icht

ing

desi

gn 1

(u

itslu

itend

bed

iend

met

sch

arni

er)

Blo

kkee

rinric

htin

gen

desi

gn 2

en

desi

gn 4

met

laag

of

gem

idde

ld c

odee

rniv

eau

volg

ens

7.2

b) 1

) of 7

.2 b

) 2) m

et

of z

onde

r ele

ktro

mag

netis

che

verg

rend

elvo

orzi

enin

g

Blo

kkee

rinr

icht

inge

n de

sign

2 e

n de

sign

4 m

et h

oog

code

erni

veau

vol

gens

7.2

b) 3

) met

of z

onde

r ele

ktro

-m

agne

tisch

e ve

rgre

ndel

voor

zien

ing

Sleu

teltr

ansf

ersy

stem

en ("

trap

ped

key

syst

emen

")

(met

gem

idde

ld o

f hoo

g co

deer

nive

au, z

ie o

pmer

king

2)

Installeren buiten reikwijdte, zie 7.2 a) 1)

XX

Versperring/afscherming, zie 7.2 a) 2)Installeren in verzonken positie, zie 7.2 a) 3)Toestandsbewaking of periodieke test, zie 7.2 d) 1) i) en ii)Onlosmakelijke bevestiging van positieschakelaar en bedieningselementen, zie 7.2 c)Onlosmakelijke bevestiging van de positieschakelaar, zie 7.2 c)

M M

Onlosmakelijke bevestiging van het bedieningselement, zie 7.2 c)

M M M M

Bijkomende blokkeerinrichting en plausibiliteitscontrole, zie 7.2 d) 2)

R R

X Het gebruik van minstens een van deze maatregelen is voorgeschreven.M Voorgeschreven maatregelR Aanbevolen maatregelen (bijkomend)

ISO 14119:Tabel 3

14

ISO 14119:Bevestiging

In ISO 14119 Hoofdstuk 5 worden zeer algemene eisen voor de montage en de bevestiging van blokkeerinrichtingen beschreven, die essentieel en onafhankelijk van de maatregelen die hierboven in Tabel 3 beschreven worden, nageleefd moeten worden:

Hoofdstuk 5.2, Opstelling en bevestiging van positieschakelaars

Positieschakelaars moeten zo opgesteld zijn dat zij voldoende geborgd zijn tegen iedere verandering van hun positie. Om dit te realiseren moeten de volgende vereisten vervuld zijn:

■ De bevestigingselementen van de positieschakelaars moeten stevig en robuust zijn en er is gereedschap nodig om ze los te maken.

■ Type 1 positieschakelaars moeten uitgerust zijn met voorzieningen voor een permanente beveiliging van hun positie na het instellen (bijv. door bouten of passtiften).

■ De vereiste mogelijkheden voor toegang tot de positieschakelaars met het oog op het onderhoud en het testen van hun correcte werking moeten gegarandeerd zijn. Het vermijden van het omzeilen op een redelijkerwijs voorzienbare manier moet bij het ontwerp van de toegangsmogelijkheden eveneens in acht genomen worden.

■ Het zelf loskomen moet verhinderd worden.■ Het omzeilen van de positieschakelaar op een redelijkerwijs voorzienbare manier moet

verhinderd worden (zie paragraaf 7).■ De positieschakelaar moet zo geïnstalleerd en, indien nodig, beschermd zijn, dat

beschadiging door voorzienbare externe invloeden vermeden wordt.■ De beweging die door de mechanische bediening veroorzaakt wordt of de afstand tot

het bedieningssysteem van een aanrakingsvrije positieschakelaar moet binnen het door de fabrikant van de schakelaar opgegeven bedieningsbereik van de positieschakelaar of het bedieningssysteem blijven, om een correcte werking te garanderen en/of het overheenvaren te verhinderen.

■ Een positieschakelaar mag niet als mechanische aanslag dienen, tenzij dit overeenstemt met het doelmatige gebruik van de positieschakelaar volgens de specificaties van de fabrikant.

■ Uitlijningsfouten van de scheidende beschermvoorziening, waardoor een opening ontstaat voor de toestand van de positieschakelaar wijzigt, mogen de beschermende werking van de scheidende beschermvoorziening niet beïnvloeden (met betrekking tot de toegang tot gevarenzones, zie ISO 13855 en ISO 13857).

■ De bevestiging van de positieschakelaar moet voldoende stabiel zijn om de correcte werking van de positieschakelaar te garanderen en te behouden.

Hoofdstuk 5.3, Opstelling en bevestiging van bediensleutels

Bediensleutels moeten zodanig bevestigd worden dat de mogelijkheid dat zij loskomen of de mogelijkheid dat hun doelmatige positie in verhouding tot het bedieningssysteem tijdens de voorziene levensduur verandert, tot een absoluut minimum beperkt wordt.

■ De bevestigingselementen van de bediensleutels moeten stevig en robuust zijn en er is gereedschap nodig om ze los te maken.

■ Het zelf loskomen moet verhinderd worden.■ De bediensleutel moet zo geïnstalleerd en, indien nodig, beschermd zijn, dat

beschadiging door voorzienbare externe invloeden verhinderd wordt.■ Een bediensleutel mag niet als mechanische aanslag dienen, tenzij dit overeenstemt met

het doelmatige gebruik van de bediensleutel volgens de specificaties van de fabrikant.■ De bevestiging van de bediensleutel moet voldoende stabiel zijn om de correcte

werking van de bediensleutel te garanderen en te behouden.

15

9. Blokkeerinrichtingen met en zonder vergrendelvoorziening

De norm onderscheidt vier verschillende types blokkeerinrichtingen:

Design 1niet-gecodeerd

Design 2gecodeerd

Design 3niet-gecodeerd

Design 4gecodeerd

Wij zijn van mening dat uit de hiervoor beschreven procedure en het beschermdoel van de norm afgeleid kan worden dat een positieschakelaar niet met standaard schroeven mag bevestigd wor-den noch mag de schroevendraaier tot de normale bedieningsuitrusting van de machine behoren, als er aan de machine een drijfveer om te manipuleren bestaat.

Het codeerniveau speelt hierbij geen rol. Bij de designs gaat het er in eerste instantie alleen erom of de blokkeerinrichting in wezen al dan niet gecodeerd is.

De volgende codeerniveaus worden in de norm gedefinieerd (zie Hoofdstuk 3.13.1 tot 3.13.3)

laag:gemiddeld:hoog:

Codeermogelijkheden: 1...9Codeermogelijkheden: 10...1.000Codeermogelijkheden: > 1.000

Deze definitie is onafhankelijk van de vergrendelfunctie van de blokkeerinrichting.

16

Als de keuze op een veiligheidssensor (design 3 of design 4) valt, waarmee ook met slechts een sensor in plaats van twee - zoals hiervoor beschreven - een PL e bereikt kan worden, dan moet men er op letten dat deze voldoet aan de eisen van de productnorm IEC 60947-5-3 (zie ISO 14119 Hoofdstuk 5.4).

ISO 14119 / ISO 13849-2:Redundantie

1121

1222

1121

1222

10. Productkeuze

IEC 60947-5-3:Productnorm veiligheids- sensoren

De keuze van het geschikte product hangt uiteraard altijd af van de daadwerkelijke gebruiks- of toepassingsvoorwaarden, zoals:

■ Temperatuur■ Vocht■ Stof en vuil■ Schok/vibraties■ Explosieve atmosferen■ Benodigde blokkeekrachten

In de bijlagen A-F van de norm worden meer details en toepassingstips gegeven voor de individuele designs.

De keuze van een product hangt ook af van het te bereiken PLr (zie verder hierboven, pagina 7). De normen ISO 14119 en ISO 13849-2 schrijven een redundantie voor de design 1 of design 2 schakelaars voor, als het te bereiken PLr = PL e (zie ISO 14119 Hoofdstuk 8.2 en ISO 13849-2, Tabel D.8).

17

Als op basis van de hiervoor beschreven nalooptijd een blokkeerinrichting met vergrendelvoorzie-ning vereist is, moet in het bijzonder Bijlage I van de norm in acht genomen worden. Deze geeft informatie over de maximaal mogelijke statische inwerkingskrachten op blokkeerinrichtingen met vergrendelvoorziening. Als informatieve bijlage en als voorbeeldlijst is het echter zo dat hierin alleen richtpunten voor de mogelijke intensiteit (lees: grootteordes) van krachten weergegeven worden. De daadwerkelijk vereiste blokkeerkrachten in een echte toepassing kan en wil de norm vanzelfsprekend niet "voorschrijven". Hier moet men een beroep doen op de machinebouwer of een type C norm (zie hiertoe ook Hoofdstuk 6.2.2opmerking 2).

Als een blokkeerinrichting met vergrendelvoorziening gebruikt moet worden, moet er ook rekening gehouden worden met een mogelijke bewuste manuele ontgrendeling van de vergrendeling, bijv. bij installatie-, onderhouds- en reparatiewerken aan de machine.

Dergelijke types ontgrendeling worden in de norm ISO 14119 Hoofdstuk 3.25 tot Hoofdstuk 3.27 gedefiniëerd:

GY S11

WH S31GN S21

S12 PK(3)(1)(5)

(4)

(6)(2)S22 YE

S32 BN

■ Noodontgrendeling: wordt buiten de gevarenzone geïnstalleerd voor gebruik in geval van nood

■ Paniekontgrendeling: wordt aan de binnenkant van de gevarenzone aange-bracht, zodat de ingesloten persoon de gevarenzone zelfstandig kan verlaten in geval van gevaar.

■ Hulpongrendeling: voor het ontgrendelen tijdens instel-werken, geen noodgeval

18

11. Arbeidsstroom / ruststroom

Veerkracht bediend Vergrendeld

Energie AAN ontgrendeld Ontgrendeld

Energie AAN bediend Vergrendeld

Veerkracht ontgrendeld Ontgrendeld

Energie AAN bediend Vergrendeld

Energie AAN ontgrendeld Ontgrendeld

Energie AAN bediend Vergrendeld

A)

B)

C)

D)

Of er energie aangevoerd moet worden om de veiligheidsdeur te vergrendelen of te ontgrendelen, bepaalt het onderscheid tussen

■ Ruststroomprincipe: mechanisch vergrendeld, ontgrendeling door aanvoer van energie (zie A)

■ Arbeidsstroomprincipe: de energie dient voor het vergrendelen, ontgrendeling door het afschakelen van de energie (zie B en D)

Om veiligheidstechnische redenen geniet het ruststroomprincipe de voorkeur. Na een risicobe-oordeling mag echter doorgaans ook het arbeidsstroomprincipe gebruikt worden. Dienovereen-komstig worden vaak vergrendelvoorzieningen met ruststroomprincipe voor de bescherming van personen gebruikt en vergrendelvoorzieningen met arbeidsstroomprincipe voor de zogeheten procesbeveiliging (zie ook Hoofdstuk 3.28 en Hoofdstuk 3.29)

19

12. Foutuitsluitingen

In de veiligheidstechnologie moet de correcte functie van het veiligheidscircuit gegarandeerd zijn. Daarom is het van het allergrootste belang dat mogelijke fouten die zich kunnen voordoen en tot een verlies van veiligheid zouden kunnen leiden, uitgesloten worden.

De centrale norm die mogelijke fouten in de componenten van een veiligheidscircuit bespreekt, is de ISO 13849-2.

De bijlagen van deze norm bevatten tabellen, die mogelijke fouten en ook mogelijke foutuitslui-tingen door het gebruik van bepaalde technieken beschrijven. Een voorbeeld: het niet-openen van een elektromechanisch contact kan door het gebruik van een schakelaar met gedwongen verbrekende contacten uitgesloten worden.

Dit betekent dus dat de van toepassing zijnde tabellen (in het bijzonder in Bijlage D: Validatie-hulpmiddelen voor elektrische systemen) van de norm bestudeerd moeten worden en mogelijke foutuitsluitingen gedocumenteerd moeten worden.

ISO 13849-2:Fout-

uitsluitingen

20

13. Verificatie

De verificatie dient als bewijs dat de geselecteerde componenten en hun onderlinge verbindingen/aansluitingen voldoende bestand zijn tegen systematische en toevallige fouten, die tot het verlies van de veiligheidsfunctie zouden leiden. Dit wordt gerealiseerd met behulp van een PL-bereke-ning, waarin verplicht ook de bijbehorende logicamodules en actuatoren geïntegreerd zijn. In ISO 13849-1 wordt deze berekeningsmethode beschreven.

Deze berekeningen kunnen ook via de computer uitgevoerd worden met SISTEMA, de softwaretool die gratis door de BIA ter beschikking gesteld wordt.De software kan gedownload worden op: http://sistema.schmersal.net

Vele fabrikanten van veiligheidsmodules stellen de gegevens van hun componenten ter beschikking in zogeheten SISTEMA bibliotheken. De Schmersal bibliotheek vindt u op: www.schmersal.net

Meer informatie en berekeningsvoorbeelden vindt u in:

1) Onze brochure: "Achtergrondinformatie over EN ISO 13849-1:2006“ http://iso13849-en.schmersal.net

2) BIA rapport over 13849-1 http://bia-en.schmersal.net

3) De SISTEMA "kookboeken": http://sistema-book.schmersal.net

ISO 13849-1:Verificatie

1) 2) 3)

Berekening van de veiligheidsfunctie

Input Logic Output

PL d

Inschatting volgens Tabel 11 van de ISO 13849-1PLbereikt = PL d = PLr

+ +PL e PL e

Structuur = Categorie 3B10d = 2.000.000 (ISO 13849-1)

F = 1/hMTTFd = 2.283 aMTTFd > 100 a = hoogDC = 90% = laagCCF = 80 punten > 65

Structuur = Categorie 4B10d = 2.000.000 (ISO 13849-1 norm. Last)

F = 1/hMTTFd = 2.283 aMTTFd > 100 a = hoogDC = 60% = laagCCF = 80 punten > 65

DC = 99%CCF = 80 puntenPFHd = 5,0x109/h

21

14. Validering

Ondanks alle voorzorgsmaatregelen en zorgvuldigheid wordt een afsluitende controle van alle randvoorwaarden en parameters aanbevolen, zie ISO 13849-1, Afb. 3. Hoe men bij de validatie moet tewerk gaan, wordt in de norm ISO 13849-2 beschreven. De procedure wordt daar als volgt weergegeven:

ISO 13849-2: Validering

Overwegingen bij het ontwerp

Documenten Criteria voor foutuitsluiting

FoutlijstenStart

Validatieplan Validatieprincipes

Analyse

Is de analyse toereikend?

Neen

Ja

Controle

Categorie 2, 3, 4

Ja

Test doorstaan?Ja

Neen

Wijzigingen in het ontwerp

Controle van de veiligheids-functies onder foutvoorwaarden

Validatierapport

Werden alle veiligheids-functies gevalideerd?

Ja

Einde

Neen

Neen

Specificaties van de veiligheidsfuncties

Veiligheidsfuncties

PL en categorieën: • Berekening van

de categorie• MTTF, DC, CCF• systematische fouten• Software• Verificatie van de PL

voor de SRP/CS• Combinatie van SRP/CS

Randvoorwaarden

Vereisten met betrekking tot het onderhoud

Technische specificatie/gebruikersinformatie

22

15. Gebruikersinformatie

Er moet dus niet alleen een theoretische analyse uitgevoerd worden, de veiligheidsfunctie moet ook in de praktijk getest worden, afhankelijk van de complexiteit van de machine.

Voor de praktische test van een tweekanalig veiligheidscircuit bestaat bijvoorbeeld de mogelijk-heid om een kanaal bewust af te klemmen en de reactie van het systeem te testen.

Belangrijk is hier ook weer de documentatie van de resultaten (validatierapport).

Als ondanks alle beschermmaatregelen er nog altijd minimale restrisico's aan de veiligheidsdeur overblijven (bijv. in bepaalde bedrijfsmodi zoals onderhoud, instelmodus) dan moet de gebruiker hierover ingelicht worden.

Dit gebeurt op twee verschillende manieren: aan de veiligheidsdeur zelf en in de bedieningshand-leiding van de machine.

Er moet echter nogmaals duidelijk op gewezen worden dat dit de laatste mogelijkheid tot risico-vermindering is, die alleen gebruikt mag worden, als zowel de inherente constructie (zie pagina 5 van deze brochure) als ook de technische beschermmaatregelen (lees: vergrendeling van de veiligheidsdeur) uitgeput zijn.

Tips en informatie over het opstellen van een normconforme bedieningshandleiding vindt u in ISO 12100 Hoofdstuk 6.4 en in IEC 82079-1.

IEC 82079-1ISO 12100:Bedienings-handleiding

23

16. Lijst van normen

Tot slot hopen wij dat wij u in deze brochure nuttige tips gegeven hebben voor de normconforme constructie van beschermvoorzieningen. Hoewel wij de inhoud van de brochure en van de poster naar eer en geweten samengesteld hebben, aanvaarden wij geen enkele aansprakelijkheid voor hun inhoud. Daarnaast wijzen wij u er op dat het normeringsproces op Europees en internationaal gebied constant aan wijzigingen onderhevig is, dit om de normen en richtlijnen te allen tijde up-to-date te houden met de technische vooruitgang en nieuwe technologieën.

Indien u vragen of opmerkingen heeft, mag u altijd contact met ons opnemen. Voor meer informatie verwijzen wij u graag naar ons opleidings- en evenementenprogramma, dat u op www.tecnicum.schmersal.com kunt raadplegen. Bovendien verstrekken onze medewer-kers u graag meer uitleg over het onderwerp.

(MRL) Richtlijn 2006/42/EG

Machinerichtlijn van het Europees Parlement en de Europese Raad van 17 mei 2006 betreffende machines en ter wijziging van de richtlijn 95/16/EG

ISO 12100:2010 Algemene ontwerpprincipes risicobeoordeling en risicoverminderingISO 13849-1:2006 Veiligheid van machines - Onderdelen van besturingssystemen met een

veiligheidsfunctie - Deel 1: Algemene regels voor ontwerpISO 13849-2:2012 Veiligheid van machines - Onderdelen van besturingssystemen met een

veiligheidsfunctie - Deel 2: ValideringISO 13855:2010 Veiligheid van machines - Plaatsing van beschermende voorzieningen in

verband met naderingssnelheden van het menselijk lichaamISO 13857:2008 Veiligheid van machines - Veiligheidsafstanden ter voorkoming van het

bereiken van gevaarlijke zones door bovenste en onderste ledematenISO 14119:2013 Veiligheid van machines - Blokkeerinrichtingen gekoppeld aan

afschermingen - Grondbeginselen voor het ontwerp en de keuzeISO/DIS 14120:2013 Veiligheid van machines - Afschermingen - Algemene eisen voor het

ontwerp en de constructie van vaste en verplaatsbare afschermingenISO/DTR 24119 Safety of machinery — Evaluation of fault masking serial connection of

guard interlocking devices with potential free contacts (in bewerking)IEC 60947-5-1:2003 Laagspanningsschakelaars - Deel 5-1: Stuurstroomkringen en

schakelelementen - Elektromechanische stuurstroomkringenIEC 60947-5-3:2013 Laagspanningsschakelaars - Deel 5-3: Stuurstroomkringen en

schakelelementen - Eisen voor naderingselementen met een vastgesteld gedrag onder storingsomstandigheden (PDDB)

IEC 82079-1:2012 Voorbereiding van gebruik van instructies - Structuur, inhoud en presentatie - Deel 1: Algemene uitgangspunten en gedetailleerde eisen

De producten van het door haar eigenaars geleide concern Schmersal worden al jaren gebruikt om de veiligheid op de werkplek te garanderen. Uit de meest uiteenlopende mechanische en aanrakingsvrij werkende schakelcomponenten ontstond het grootste programma veiligheids-schakelsystemen en oplossingen voor de veiligheid van mens en machine ter wereld. Meer dan 1.500 medewerkers ontwikkelen in meer dan 50 landen samen met onze klanten trendsettende veiligheidstechnische oplossingen om deze wereld een beetje veiliger te maken.

Geïnspireerd door de visie van een veilige werkwereld ontwikkelen de ontwerpingenieurs van de Schmersal Groep telkens weer nieuwe componenten en systemen voor alle mogelijke toepas-singen, situaties en vereisten van de branche in kwestie. Nieuwe veiligheidsconcepten vragen nieuwe systeemoplossingen; innovatieve detectieprincipes moeten geïntegreerd worden en er moeten nieuwe paden voor de informatieoverdracht en de evaluatie van deze informatie be-wandeld worden. Tot slot zorgt het toenemende geheel van normen en richtlijnen op het gebied van machineveiligheid er ook voor dat machinefabrikanten en -gebruikers anders moeten gaan denken.

Dat zijn de uitdagingen die het Schmersal concern bereid is op te nemen - vandaag en in de toekomst - als partner van de machine- en installatiebouw.

Productengamma’s Branches Dienstenaanbod Competenties

■ Liften en roltrappen■ Verpakking■ Voedingsmiddelen■ Werktuigmachines■ Zware industrie

■ Machineveiligheid ■ Automatisering■ Explosiebeveiliging■ Hygiënisch Design

Veilig schakelen en detecteren.■ Veiligheidsdeurbewaking-veiligheidsschakelaars■ Bedienorganen met veiligheidsfunctie■ Tactiele beschermvoorzieningen■ Opto-elektronische veiligheidsvoorzieningen

Veilige signaalverwerking..■ Veiligheidsmodules■ Veiligheidsbesturingen■ Veiligheidsbussystemen

Automatisering■ Positiedetectie■ Bedienorganen en signalerings-elementen

■ Consultancy ■ EG-conformiteits-

beoordeling■ Risicobeoordeling volgens

de Machinerichtlijn■ Nalooptijdmetingen■ Opleidingen

De Schmersal Groep

De vermelde gegevens en opgegeven informatie werd zorgvuldig gecontroleerd. Onder voorbehoud van technische wijzigingen en errata.

www.schmersal.com

1.000 / L+W / 10.2014 / Teile-Nr. 103008194 / NL / Ausgabe 01

*103008194#

Ontwerp van bewegende beschermvoorzieningen met fysieke scheidingin overeenstemming met ISO 14119

Risicobeoordeling volgens ISO 12100

Inherente veiligheid

Technische beschermings- maatregelen

Doel: hulp bieden bij de veiligheids-deurbewaking volgens de norm met inachtneming van de Machinerichtlijn en de daarmee samenhangende relevante normen.

Bewegende, scheidende beschermvoor-zieningen moeten uitgerust zijn met blokkeervoorzieningen,

die het starten van de gevaarlijke machinefuncties verhindert, totdat de beschermvoorziening gesloten is,

en een stilstandssignaal activeren, als de beschermvoorzieningen niet langer gesloten zijn.

Disclaimer: Er wordt geen aanspraak gemaakt op volledigheid. Interpretatie van K.A. Schmersal GmbH & Co. KG. Vervangt niet de inhoud van de relevante normen.

In onze brochure "Ontwerp van scheidende beschermvoorzieningen" vindt u meer informatie op de aangegeven pagina's.

Scheidende beschermvoorzieningen

Aanleidingen tot manipulatie evalueren

Ontwerp van het veiligheidscircuit

Bepalen van de veiligheidsfunctie

Keuze van het vergrendel-principe afhankelijk van de

naloop van het volledige systeem

Design ISO 14120

Berekening van PLr volgens ISO 13849-1

Naderingssnelheiden ISO 13855

Vergrendelvoorzieningen ISO 14119

Ledematen ISO 13857

met veiligheids-vergrendeling

Productkeuze

Design 2Design 1 Design 3 Design 4 Design 2 Design 4

Zie ISO 14119 Bijlagen A-F Krachten en werkingsprincipes ISO 14119

Foutuitsluitingen volgens ISO 13849-2

Productkeuze

Verificatie

Validering

zonder veiligheids-vergrendeling

PL berekening volgens ISO 13849-1

Controle volgens ISO 13849-2

Gebruikersinformatie

Pagina 8

Pagina 9

Pagina 9

Pagina 9

Pagina 10Pagina 10

Pagina 9

Pagina 9

Pagina 8

Pagina 6

Pagina 5

Pagina 5

Pagina 16Pagina 16

Pagina 15 Pagina 15

Pagina 16

Pagina 21

Pagina 20

Pagina 22

Pagina 19

Pagina 4