Инструменты проектирования безопасности помогают оптимизировать процесс проектирования, чтобы машины быстрее соответствовали требованиям безопасности и вводились в эксплуатацию.

Джордж Шустер
Автоматизация Rockwell

Когда дело доходит до определения и проектирования систем безопасности машин, производители и машиностроители сталкиваются с длинным списком проблем. Они отвечают за проведение оценки рисков, определение того, какие устройства безопасности использовать и каким стандартам следовать, проверку конструкции системы безопасности и разработку спецификации материалов. Все это время конкурентные часы выхода на рынок тикают, а требования к соблюдению требований безопасности меняются.

Неудивительно, что многие машиностроители могут быть сбиты с толку тем, как проектировать машины с использованием соответствующих технологий безопасности, которые обеспечивают соответствие требованиям при оптимизации процесса проектирования.

К счастью, сегодня доступны технологии и инструменты, которые помогают машиностроителям оптимизировать конструкции систем безопасности, легче выполнять требования производителей и регулирующих органов в отношении безопасности и соответствия требованиям, а также экономить время в процессе.

Однако, независимо от того, какие технологии или инструменты используют машиностроители, они должны сначала убедиться в соблюдении жизненного цикла функциональной безопасности, определенного в таких стандартах, как IEC 61508, IEC 62061 и ISO 13849. Этот жизненный цикл помогает инженерам внедрять безопасность в машину на самых ранних стадиях процесса проектирования, вместо того чтобы перерабатывать прошлые проекты безопасности или добавлять безопасность в машину после того, как проект уже разработан.

Проектирование жизненного цикла функциональной безопасности состоит из пяти этапов:

Выполнение этих шагов приводит к улучшению соответствия требованиям и выявляет возможности для повышения производительности машины. Однако сам процесс проектирования все еще может казаться сложным и пугающим. Инженерам все еще предстоит определить, какие меры предосторожности снижают определенные риски, и задокументировать, что их система безопасности соответствует соответствующим стандартам. К счастью, существуют инструменты, которые упрощают проектирование системы безопасности, предоставляя структурированные и автоматизированные методы спецификации, компоновки и оценки проекта системы безопасности.

Инструменты проектирования безопасности
Еще до начала проектирования систем безопасности машиностроители могут использовать внешние, предварительно разработанные инструменты проектирования, такие как Safety Automation Builder от Rockwell Automation, для разработки и оценки концепций проектирования систем безопасности, макетов систем, спецификаций, архитектур, выбора компонентов и спецификации материалов. Эти программные инструменты помогают инженерам и дизайнерам создать общую концепцию дизайна, которая соответствует заданным требованиям приложения и выявляет любые фундаментальные ошибки как можно раньше.

С помощью таких инструментов инженеры и проектировщики могут определить требуемые функции безопасности, выбрать устройства ввода, вывода и логики безопасности, рассчитать достигнутый уровень производительности системы (PL) в соответствии с ISO 13849, определить потенциально опасные точки доступа, установить жесткие и подвижные ограждения и распечатать чертежи компоновки оборудования.

Чтобы соответствовать реалиям современного глобального рынка, инструменты проектирования, такие как Safety Automation Builder, интегрируются с отраслевым инструментом проверки под названием SISTEMA. Разработанная немецкой организацией IFA, система автоматизирует расчет уровня производительности связанных с безопасностью частей системы управления станком в контексте стандарта ISO 13849.

Вместо того, чтобы вручную рассчитывать и оценивать функции безопасности в соответствии с ISO 13849, инструмент Safety Automation Builder автоматически компилирует отчеты, которые могут быть отправлены непосредственно в SISTEMA. Это помогает машиностроителям определить, достигли ли они правильного уровня снижения рисков. Объединение SISTEMA с инструментом Safety Automation Builder может помочь машиностроителям сократить время проектирования и обеспечить соответствие требованиям конечных пользователей и отраслевых нормативных актов.

На стадии разработки концепции машиностроители также должны учитывать различные важнейшие функции безопасности. Системы безопасности в большинстве машинных систем выполняют общие функции безопасности, такие как аварийная остановка, блокировка периметра и охрана места эксплуатации.

Поскольку многие из этих базовых функций безопасности повторяемы и непротиворечивы на различных машинах, инженеры Rockwell разработали обширную библиотеку документов с многоразовыми функциями безопасности. Эти функции безопасности детализируют проекты систем безопасности, созданные с использованием инструментов, аналогичных Safety Automation Builder и SISTEMA. Документы предоставляют базу знаний для проектирования безопасности машин. Каждый из них включает описание функции безопасности, руководство по использованию и внедрению, компоненты, составляющие функцию, проверку с использованием SISTEMA, взаимосвязь компонентов, конфигурацию и программирование, а также план проверки для тестирования предлагаемой системы.

Функции безопасности могут служить ориентиром для детального определения и проверки частей системы безопасности. Использование этих документов может значительно сэкономить время на спецификации аппаратного и программного обеспечения, проектировании и тестировании, тем самым повышая скорость, точность и эффективность проектирования систем безопасности.

Современные технологии безопасности
В дополнение к инструментам, которые помогают сэкономить время в процессе проектирования, современные технологии безопасности также экономят время при строительстве, монтаже и вводе в эксплуатацию.

Например, контроллеры и приводы, сочетающие в себе стандартные приложения и средства обеспечения безопасности, известные как integrated safety, могут помочь машиностроителям сократить циклы проектирования и ускорить вывод продукции на рынок. Хотя интегрированная система безопасности, возможно, пока не является экономически эффективной для небольших машин, она может сократить время проектирования для более крупных и сложных машин.

Интегрированная безопасность требует только одной среды программирования для дискретных, технологических, пакетных систем, систем движения, безопасности и систем, основанных на приводе. Это устраняет необходимость в написании и координации программ на нескольких платформах контроллеров. Кроме того, поскольку контроллеры и приводы, разработанные с учетом интегрированной безопасности, способны взаимодействовать по сети, инженеры могут вносить изменения в конфигурацию безопасности без трудоемкой замены проводки. Интегрированная безопасность также позволяет машиностроителям повторно использовать модульные конструкции оборудования и модули машинного кода для оптимизации машин в аналогичных проектах и сокращения времени разработки с недель до дней.

Чтобы узнать больше о Safety Automation Builder, кликните сюда.

Подробнее о предварительно разработанных функциях безопасности для машин, кликните сюда.

Джордж Шустер — сертифицированный TÜV эксперт по функциональной безопасности (FSExp) и сертифицированный инженер по функциональной безопасности (CFSE) компании Rockwell Automation.