Современное промышленное оборудование становится сложнее, производительнее и быстрее. Но это и потенциальный источник опасности. На первый план выходят не только риски простоя, но прежде всего — риски для жизни и здоровья персонала. Этой теме был посвящен открытый вебинар компании «ТЕКО» совместно с брендом ESPE, на котором разобрали три принципа функциональной безопасности. Также участники узнали, как правильно подобрать замки безопасности, световые завесы, реле безопасности и другие компоненты ESPE для построения безопасной архитектуры оборудования. Спикером стала Анна Акулинина, руководитель направления «Промышленная безопасность» в «ТЕКО».
Почему «ТЕКО» и ESPE?
«ТЕКО» — лидер отечественной автоматизации, с 1989 года производит датчики, бесконтактные выключатели и оборудование для различных областей промышленности. В 2021 году линейка «ТЕКО» пополнилась дистрибьютерским портфелем, т.к. компания стала официальным российским представителем ESPE — одного из ведущих мировых производителей компонентов функциональной безопасности. Световые завесы, реле безопасности, блокирующие устройства под маркой ESPE позволяют строить архитектуры безопасности, соответствующие всем современным стандартам.
Что такое функциональная безопасность
«Функциональная безопасность — это не про то, что оборудование никогда не ломается. Это про гарантированную реакцию системы при отказе. Мы не можем полностью исключить неисправности, но можем сделать так, чтобы они не приводили к опасным последствиям,— отметила спикер вебинара Анна Акулинина.
Таким образом функциональная безопасность — это часть общей безопасности оборудования, которая обеспечивает корректную реакцию системы управления на возникновение опасной ситуации. Простой пример: оператор подходит к роботизированной ячейке, система обнаруживает его присутствие, робот безопасно останавливается, повторный запуск невозможен до устранения причины остановки. В функциональной безопасности отказы принято разделять на несколько видов:
Три принципа функциональной безопасности
Принцип №1. Резервирование
Резервирование означает дублирование критически важных элементов системы. Если один канал перестал работать, второй сохраняет возможность безопасно остановить оборудование.
Например, световые завесы безопасности используют два независимых безопасных выхода OSSD. Оба канала постоянно работают параллельно. Контроллер безопасности сравнивает их состояние. Если один из каналов неисправен, оборудование переводится в безопасное состояние. Такое решение позволяет сохранить функцию безопасности даже при отказе одного канала.
OSSD (Output Signal Switching Device) — это двухканальные безопасные полупроводниковые выходы, применяемые в световых завесах, лазерных сканерах, защитных замках, RFID-датчиках и других компонентах функциональной безопасности. Их задача — не просто передать сигнал в контроллер, а постоянно контролировать собственную исправность и гарантировать безопасную остановку оборудования при обнаружении неисправности.
Почему «ТЕКО» и ESPE?
«ТЕКО» — лидер отечественной автоматизации, с 1989 года производит датчики, бесконтактные выключатели и оборудование для различных областей промышленности. В 2021 году линейка «ТЕКО» пополнилась дистрибьютерским портфелем, т.к. компания стала официальным российским представителем ESPE — одного из ведущих мировых производителей компонентов функциональной безопасности. Световые завесы, реле безопасности, блокирующие устройства под маркой ESPE позволяют строить архитектуры безопасности, соответствующие всем современным стандартам.
Что такое функциональная безопасность
«Функциональная безопасность — это не про то, что оборудование никогда не ломается. Это про гарантированную реакцию системы при отказе. Мы не можем полностью исключить неисправности, но можем сделать так, чтобы они не приводили к опасным последствиям,— отметила спикер вебинара Анна Акулинина.
Таким образом функциональная безопасность — это часть общей безопасности оборудования, которая обеспечивает корректную реакцию системы управления на возникновение опасной ситуации. Простой пример: оператор подходит к роботизированной ячейке, система обнаруживает его присутствие, робот безопасно останавливается, повторный запуск невозможен до устранения причины остановки. В функциональной безопасности отказы принято разделять на несколько видов:
- безопасные, когда оборудование автоматически переходит в безопасное состояние;
- опасные, когда система не выполняет свою защитную функцию.
Три принципа функциональной безопасности
Принцип №1. Резервирование
Резервирование означает дублирование критически важных элементов системы. Если один канал перестал работать, второй сохраняет возможность безопасно остановить оборудование.
Например, световые завесы безопасности используют два независимых безопасных выхода OSSD. Оба канала постоянно работают параллельно. Контроллер безопасности сравнивает их состояние. Если один из каналов неисправен, оборудование переводится в безопасное состояние. Такое решение позволяет сохранить функцию безопасности даже при отказе одного канала.
OSSD (Output Signal Switching Device) — это двухканальные безопасные полупроводниковые выходы, применяемые в световых завесах, лазерных сканерах, защитных замках, RFID-датчиках и других компонентах функциональной безопасности. Их задача — не просто передать сигнал в контроллер, а постоянно контролировать собственную исправность и гарантировать безопасную остановку оборудования при обнаружении неисправности.
Принцип №2. Разнообразие
Одного резервирования недостаточно. Если оба канала построены одинаково, существует риск их одновременного отказа по общей причине. Именно поэтому применяется принцип разнообразия. Он предполагает использование различных технологий или различных физических принципов работы. Разнообразие снижает вероятность одновременного отказа всех каналов из-за одного и того же фактора. Например, скачок напряжения, температурное воздействие или конструктивный дефект могут вывести из строя один тип устройства, но не затронуть другой, построенный на ином принципе работы.
Одного резервирования недостаточно. Если оба канала построены одинаково, существует риск их одновременного отказа по общей причине. Именно поэтому применяется принцип разнообразия. Он предполагает использование различных технологий или различных физических принципов работы. Разнообразие снижает вероятность одновременного отказа всех каналов из-за одного и того же фактора. Например, скачок напряжения, температурное воздействие или конструктивный дефект могут вывести из строя один тип устройства, но не затронуть другой, построенный на ином принципе работы.
Принцип №3. Диагностика
Диагностика — это регулярная автоматизированная проверка состояния всех критически важных элементов системы. Задача — выявить отказ одного из каналов до того, как из строя выйдет вся система. Чем чаще выполняется диагностика, тем ниже вероятность того, что скрытая неисправность останется незамеченной и приведёт к опасной ситуации.
В современных компонентах функциональной безопасности диагностика реализована непосредственно на уровне архитектуры устройства. Например, световые завесы безопасности оснащаются двумя независимыми безопасными выходами OSSD (Output Signal Switching Device). Каждый OSSD-выход непрерывно контролирует собственную исправность с помощью тестовых импульсов, а контроллер безопасности одновременно сравнивает работу обоих каналов между собой.
Диагностика — это регулярная автоматизированная проверка состояния всех критически важных элементов системы. Задача — выявить отказ одного из каналов до того, как из строя выйдет вся система. Чем чаще выполняется диагностика, тем ниже вероятность того, что скрытая неисправность останется незамеченной и приведёт к опасной ситуации.
В современных компонентах функциональной безопасности диагностика реализована непосредственно на уровне архитектуры устройства. Например, световые завесы безопасности оснащаются двумя независимыми безопасными выходами OSSD (Output Signal Switching Device). Каждый OSSD-выход непрерывно контролирует собственную исправность с помощью тестовых импульсов, а контроллер безопасности одновременно сравнивает работу обоих каналов между собой.
Почему нельзя использовать обычные компоненты
На практике иногда встречаются решения, когда обычный промышленный датчик подключают к стандартному ПЛК и используют как систему безопасности. Такой подход не обеспечивает функциональную безопасность. Стандартные промышленные датчики и обычные ПЛК не имеют встроенной диагностики, безопасных выходов OSSD, двухканальной архитектуры и подтвержденного уровня PL/SIL. Поэтому они не могут выполнять функции безопасности и соответствовать стандартами.
Международные стандарты безопасности.
PL (Performance Level) — уровень эффективности защитной функции по стандарту ISO 13849-1. Он показывает, насколько надёжно система выполняет свою функцию безопасности при эксплуатации. Существует пять уровней — от PLa (минимальный) до PLe (максимальный).
SIL (Safety Integrity Level) — уровень полноты безопасности по стандартам IEC 62061 и IEC 61508. Он характеризует вероятность опасного отказа системы и также имеет несколько уровней — от SIL1 до SIL3 (для большинства промышленного оборудования).
При расчёте PL и SIL учитываются архитектура системы, резервирование, диагностическое покрытие, вероятность отказов компонентов и устойчивость к систематическим ошибкам.
Заключение
Функциональная безопасность начинается не с выбора отдельного устройства, а с правильной архитектуры системы. Именно сочетание резервирования, разнообразия и диагностики позволяет существенно снизить риск опасных отказов. Если вы планируете подобрать замки безопасности, световые завесы, реле безопасности или другие компоненты функциональной безопасности ESPE, воспользуйтесь каталогом оборудования на сайте «ТЕКО»:
Смотрите вебинар полностью с ответами на вопросы зрителей на Rutube-канале «ТЕКО»
На практике иногда встречаются решения, когда обычный промышленный датчик подключают к стандартному ПЛК и используют как систему безопасности. Такой подход не обеспечивает функциональную безопасность. Стандартные промышленные датчики и обычные ПЛК не имеют встроенной диагностики, безопасных выходов OSSD, двухканальной архитектуры и подтвержденного уровня PL/SIL. Поэтому они не могут выполнять функции безопасности и соответствовать стандартами.
Международные стандарты безопасности.
PL (Performance Level) — уровень эффективности защитной функции по стандарту ISO 13849-1. Он показывает, насколько надёжно система выполняет свою функцию безопасности при эксплуатации. Существует пять уровней — от PLa (минимальный) до PLe (максимальный).
SIL (Safety Integrity Level) — уровень полноты безопасности по стандартам IEC 62061 и IEC 61508. Он характеризует вероятность опасного отказа системы и также имеет несколько уровней — от SIL1 до SIL3 (для большинства промышленного оборудования).
При расчёте PL и SIL учитываются архитектура системы, резервирование, диагностическое покрытие, вероятность отказов компонентов и устойчивость к систематическим ошибкам.
Заключение
Функциональная безопасность начинается не с выбора отдельного устройства, а с правильной архитектуры системы. Именно сочетание резервирования, разнообразия и диагностики позволяет существенно снизить риск опасных отказов. Если вы планируете подобрать замки безопасности, световые завесы, реле безопасности или другие компоненты функциональной безопасности ESPE, воспользуйтесь каталогом оборудования на сайте «ТЕКО»:
- Световые завесы безопасности
- Измерительные завесы
- Замки безопасности
- Светосигнальные колонны
- Реле безопасности
Смотрите вебинар полностью с ответами на вопросы зрителей на Rutube-канале «ТЕКО»
Реклама
АО НПК «ТЕКО», ИНН 7453019186
erid: CQH36pWzJqLXws9ETWXHbQU33jtbVwcDiS6S3eCVGxRUG7
АО НПК «ТЕКО», ИНН 7453019186
erid: CQH36pWzJqLXws9ETWXHbQU33jtbVwcDiS6S3eCVGxRUG7
