docStáhněte si č. 13 v PDF - Česká společnost pro údržbu
download 
Stížnost Transkript
Stáhněte si č. 13 v PDF - Česká společnost pro údržbu
ISSN 1803-4535 Bezpečnost v průmyslu: speciální tématický blok o zajištění bezpečnosti lidí, strojů i procesů www.udrzbapodniku.cz Revoluce v preventivní údržbě CMMS®PROACTINANCE / CMMS®INSPECT – automatizace preventivní a autonomní údržby ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Váš kapesní elektronický zápisník a zdroj informací o zařízení Určený pro pracovníky údržby, mazače a operátory Inspekční sběr informací ze zařízení Mazací plány a výkon mazací služby Měření a sběr provozních dat Pracovní příkazy a výkazy Automatická identifikace strojů pomocí RFID kódů Barevné strojové grafy a formuláře Automatické vyhodnocení výjimek a překročení mezí Automatická generace obchůzek, přenos dat a požadavků na práci CMMS®PROACTINANCE a SW pro řízení údržby CMMS®CHECKER – kapesní zkoušečka strojů pro údržbáře ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Automatická diagnostika a odhalení poruch stroje Zobrazení poruch na barevných strojových diagramech Sběrač dat a měřicí přístroj s gigantickou pamětí 4 GB Změření a automatická diagnostika stroje během dvou minut Automatická identifikace strojů pomocí RFID kódů Automatizace měření 5 snímači na ložisku Opakovatelné uchycení snímačů rychlokonektorem na ložiskových maznicích Emailový zpravodaj Údržba a diagnostika Váš pravidelný zdroj informací o know-how, metodice, školeních, událostech, přístrojích a SW pro moderní údržbu a diagnostiku. Zdarma!!! Přihláška k odběru e-novin na www.cmms.cz CMMS s. r. o. Zbraslavská 22/49 159 00 Praha 5 [email protected] www.cmms.cz Editorial REDAKCE Vydavatel Michael J. Majchrzak Šéfredaktor Lukáš Smelík Odborná spolupráce Petr Moczek Viktor Svobodník Martina Bojdová Monika Galbová Zdeněk Mrózek Milan Bronclík Petr Klus Reklama Account Manager František Cvik Grafické zpracování Eva Nagajdová Tisk Printo, spol. s r. o. REDAKCE USA Šéfredaktor Jack Smith Redaktoři Bob Vavra Kevin Campbell Amara Rozgusová REDAKCE POLSKO Šéfredaktor Tomasz Kurzacz VYDAVATEL Trade Media International, s. r. o. Mánesova 536/27 737 01 Český Těšín Tel.: +420 558 711 016 Fax: +420 558 711 187 www.udrzbapodniku.cz ISSN 1803-4535 MK ČR E 18395 Vážení čtenáři, mnozí z Vás – nutno podotknou, že na rozdíl ode mne – si jistě vzpomenou, co má společného hlavní téma tohoto vydání s tragédií, která se odehrála v noci z 2. na 3. prosince roku 1984 v indickém městě Bhópál. Během nehody v chemické továrně patřící společnosti Union Carbide tehdy unikl do okolí továrny mrak jedovatého plynu a uštědřil tak průmyslové historii jednu z největších ran. Zdejší neštěstí si bezprostředně a během prvního týdne vyžádalo na osm tisíc obětí, další lidé zemřeli v průběhu následujících let, celkově však havárie postihla nejméně půl milionu lidí. Ovšem to není jediný příklad, kdy průmyslová havárie během jediného okamžiku proměnila mnoho lidských osudů. Vzpomenout můžeme okolnosti pro nás stále přítomné katastrofy v ukrajinském Černobylu, havárii ve Flixborough (Velká Británie) či nedávnou pohromu v Maďarsku, kdy společnost MAL způsobila loni v říjnu ekologickou katastrofu, jež si vyžádala deset lidských životů, nebo mediálně nejdiskutovanější únik ropy v Mexickém zálivu. Všechny tyto události pak pojí jedna základní skutečnost, že by se pravděpodobně žádná z nich nestala, pokud by společnosti byly vedeny v první řadě k neutuchajícímu zájmu o BEZPEČNOST. Abychom však nevěšeli na Vaše hlavy pouze ty nejhorší scénáře, které známe z per filmových scenáristů, je potřeba si říct, že pojem bezpečnost, který je pojicím prvkem většiny článků tohoto vydání, lze interpretovat v průmyslové oblasti různě. V nejužším pojetí se tento fenomén vztahuje ke způsobu, jakým se staví organizace k zajištění maximální ochrany lidského života a zdraví. V širším slova smyslu je pak bezpečnost spojována s udržením kontinuity výrobních procesů a někdy také (trošku mylně) představuje přímo zabezpečení produkce. Ze série článků, které jsme do tohoto vydání zařadili, tak můžete zjistit, že z tohoto úhlu pohledu není pojem chápán pouze v souvislosti s lidským činitelem, ale také se na něj pohlíží z hlediska spolehlivosti výrobního zařízení. Nehledě na osobní preferenční výklad je zřejmé, že oblast bezpečnosti je jedním z nejdůležitějších témat v průmyslových podnicích. Všechny prostoje spojené s poruchami vzniklými během nehod způsobují obrovské ztráty, a to i z ekonomického hlediska. A nečekaně jsou prostoje delší, čím závažnější je samotná nehoda. Jak už však bylo zmíněno výše, v nejhorších případech mohou být nehody i smrtelné, přičemž se jim bohužel dalo v mnohých případech zabránit nebo alespoň zmenšit riziko jejich vzniku. Pravdou zůstává také fakt, že nejčastější příčinou se i zde stává právě lidský faktor, přičemž i u těchto pochybení je mnohdy jednoduché eliminovat následné škody – např. instalovat systémy včasného odpojení nebo jiná řešení ochranných systémů. Pevně věřím, že i naším přispěním tak nebude, jako před více než čtvrt stoletím v Indii, o lidském životě rozhodovat směr a síla větru, ale pouze precizně vytvořený bezpečnostní program a hlavně vědomí, že není lepší investice než té do Vašeho vlastního bezpečí stejně jako do bezpečí Vašich zaměstnanců. Přeji ničím nerušenou četbu… hlavně bez nehod… Milan Katrušák Lukáš Smelík Šéfredaktor ředitel [email protected] Redakce si vyhrazuje právo na krácení textů nebo na změny jejich nadpisů. Nevyžádané texty nevracíme. Redakce neodpovídá za obsah reklamních materiálů. Časopis je vydáván v licenci CFE Media. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 1 4 FÓRUM 6 TÉMA Z OBÁLKY Identifikujte rizika a snižujte je 10 Mějte bezpečnost nakládacích ramp pod kontrolou 14 Zdravie zamestnancov Mondi SCP a.s. v Ružomberku chráni preventívny systém Lockout/ Tagout. 16 Výběr koncepce bezpečnostního systému 20 Zajištění bezpečnosti u hydrauliky tvářecích lisů 23 PILZ zvyšuje náskok před konkurencí na poli programovatelných bezpečnostních modulů 24 Jak na integraci bezpečnosti 29 Bezpečnost strojů a strojních zařízení: promyšlený projekt Únor 2011 ČÍSLO 1 (13) ROČNÍK IV 30STROJNÍ INŽENÝRSTVÍ Vzduch bez tajemství 34 Technologie šroubových dmychadel certifikována pro úsporu energie 36 ELEKTROTECHNIKA Rizika odvodu statické elektřiny a jejich prevence 38 AUTOMATIZAČNÍ TECHNIKA Tři tipy pro zvýšení OEE 42 Čtyři praktické kroky k plnohodnotné implementaci a využití OEE 44 ÚDRŽBA & SPRÁVA Správné postupy při střežení strojů zvyšují ergonomii a bezpečnost 46 TOP PRODUKTY Vysoce výkonný snímač čárového kódu s podporou obrazu 48 ZAOSTŘENO Jak „temná“ léta poznamenala peněženky plněné průmyslem? Přeložené texty jsou v tomto časopise umístěny se souhlasem redakce časopisu “Plant Engineering Magazine USA” vydavatelství CFE Media. Všechna práva vyhrazena. Žádná část tohoto časopisu nemůže být žádným způsobem a v žádné formě rozmnožována a dále šířena bez písemného souhlasu CFE Media. Plant Engineering je registrovanou ochrannou známkou, jejímž majitelem je vydavatelství CFE Media. 6 Identifikujte rizika a snižujte je Bezpečnostní opatření je nutno neustále přezkoumávat a tříbit, aby se zamezilo vzniku nebezpečné události. Konečným cílem každého týmu je zvítězit, ale bez definování rolí, odsouhlasení každodenní strategie a výběru vhodných postupů je dosažení tohoto cíle téměř nemožné. Zaostřeno Jak „temná“ léta poznamenala peněženky plněné průmyslem? 48 30 Strojní inženýrství Vzduch bez tajemství Podle amerického ministerstva energetiky se mohou systémy stlačeného vzduchu podílet až na 30 % celkové spotřeby energie závodu. Se stále rostoucím důrazem na snižování nákladů a maximalizaci účinnosti jsou tyto systémy často jednou z nejvýznamnějších příležitostí k úsporám. 36 Elektrotechnika Rizika odvodu statické elektřiny a jejich prevence Incidenty způsobené statickou elektřinou jsou mnohem obvyklejší, než byste očekávali, vzhledem k jednoduchým a spolehlivým prostředkům jejich prevence, které jsou běžně k dispozici. 38 Automatizační technika Tři tipy pro zvýšení OEE Mnoho manažerských týmů v oborech se značným objemem výrobních prostředků se zajímá o celkovou účinnost zařízení (Overall Equipment Effectiveness – OEE) nebo ji již počítá, ale v mnoha případech výsledné hodnotě příliš nedůvěřují či nevědí, jak na základě výpočtu OEE přijímat manažerská rozhodnutí. 44 Údržba & správa Správné postupy při střežení strojů zvyšují ergonomii a bezpečnost Některé stroje, jako jsou prostřihovací lisy, představují pro obsluhu a okolní pracovníky zjevné riziko. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 3 FÓrum Diago 2011: Již třicáté beskydské setkání diagnostiků B ylo to přesně před rokem, kdy jsem uzavřel seznam svých dojmů z pravidelné konference DIAGO přáním, aby si tato akce i do budoucna udržela svou vysokou kvalitu, co se odborného programu týče, ale také kvantitu, tj. aby se počet posluchačů nezměnil, ba naopak vzrostl. Nyní – po skončení letošního jubilejního ročníku – nezbývá než dodat, že pořadatelé šli ještě dále a podle vzoru filmařů přinesli s dalším pokračováním více ve všech aspektech. Mezinárodní konference DIAGO 2011, pořádaná Asociací technických diagnostiků České republiky, o. s., (ATD ČR, o. s.) a katedrou výrobních strojů a konstruování Fakulty strojní VŠB-TU Ostrava, byla první letošní událostí sdružující odborníky, kteří působí v oblasti technické diagnostiky. A nutno říci, že těm akcím, které budou následovat, nasadila značně vysokou laťku. Za účasti vrchních představitelů ATD ČR, o. s., i kolegů z oblasti akademické, kteří připutovali z almy mater mnohých zúčastněných – VŠBTU Ostrava – proběhla v úvodu nutná ceremonie na oslavu dlouhého a hlavně úspěšného trvání této konference. Avšak na bujaré oslavy a zasloužené plácání po ramenou byl ještě čas, proto se v rámci bohatého programu přešlo rovnou k jeho další části, kterou bylo vystoupení zúčastněných firem, informace odborných skupin ATD ČR, o. s., a první část společných referátů. V duchu konkrétních aplikací jednotlivých oblastí diagnostických praktik byla koncipována druhá polovina programu, kdy se posluchači rozprchli podle svého uvážení mezi sekce tribodiagnostické, vibrodiagnostické, elektrodiagnostické a termodiagnostické. Ať už jste se však nacházeli v kterékoli místnosti, bylo jisté, že vždy půjde o příspěvky, jež dávají jasně najevo, že diagnostické postupy jsou v moderních průmyslových provozech nepostradatelné (což již pravidelný čtenář jistě ví). Mezinárodní konference DIAGO 2011, jak už bylo zmíněno v úvodu, tedy opět předčila všechna očekávání a její organizátoři i nadále pracují na tom, aby se obor prezentovaný na kongresu dostával stále více do povědomí všech společností, kde může třeba jen jednoduché zhodnocení stavu ložiska předejít škodám, které nejednou vedou k velice nežádoucím odstávkám… Společné téma veletrhu HANNOVER MESSE 2011 je Smart Efficiency V rámci 13 předních mezinárodních přehlídek veletrhu HANNOVER MESSE 2011, který se koná od 4. do 8. dubna letošního roku, představí vystavovatelé řešení průmyslového řetězce tvorby hodnot, jež mají za cíl inteligentní souhru efektivity nákladů, procesů a zdrojů – neboli „SMART EFFICIENCY“. „Efektivita v různých oborech je v průmyslu už léta téma, o kterém se hovoří nejvíce. Při tvorbě průmyslových procesů je toho však ve hře víc: Jde o inteligentní spojení a využívání jednotlivých potenciálů účinnosti. Téma Smart Efficiency je společné pro oblasti efektivity nákladů, procesů 4 • Únor 2011 a zdrojů. Teprve jejich inteligentní souhra umožňuje podnikům dlouhodobě obstát na trhu a zachovat si konkurenceschopnost v mezinárodním měřítku“ říká Dr. Wolfram von Fritsch, předsedat představenstva veletržní správy Deutsche Mense AG. Veletrh HANNOVER MESSE se již dlouhá léta snaží na jedno místo shromáždit nejnovější inovace, nové technologie a produkty, účinné procesy a efektivní využívání materiálů. Svými stěžejními tématy, kterými již tradičně jsou průmyslová automatizace, energetická technika, subdodávky a služby, technika pohonu a fluidní technika, je veletrh odrazem trendů zúčastněných průmyslových odvětví. Letošní ročník, jemuž pod heslem „Inovace pro řízení & údržba průmyslového podniku udržitelný růst“ dělá partnerskou zemi Francie, je navíc spojen s velkým očekáváním, což s sebou přináší regenerace evropských ekonomik. „Očekáváme, že na veletrhu bude prezentováno přes 4 500 inovací. Vystavující podniky opět názorně předvedou, že pro hlavní globální výzvy budoucnosti byla již nalezena vysoce inteligentní řešení,“ dodává W. von Fritsh. Jak vidno letošní HANNOVER MESSE si klade vysoké cíle, v případě že byste se o jeho náplni rádi dozvěděli více, případně se jej chtěli aktivně zúčastnit, více informací naleznete na internetových stránkách našeho časopisu www.udrzbapodniku.cz. TMI pokračuje v sérii konferencí pro popularizaci užívání automatizační techniky D věma konferencemi na sklonku loňského roku pokračuje vydavatelství Trade Media International (TMI - hrdá matka také tohoto časopisu) v nově nastolené praxi pořadatelské společnosti. Sérií odborných akcí, které jsou vždy zaměřeny na určitý průmyslový segment, se momentálně redakce časopisu Control Engineering Česko snaží přibližovat výhody nasazování automatizační techniky do procesů spjatých s daným sektorem. Místem setkání předních odborníků na automatizaci v chemickém průmyslu byl 9. prosince 2010 konferenční sál TOP HOTELU Praha. Záštitu nad touto událostí převzali i pro tentokrát osobnosti více než povolané, a to tehdejší ministr životního prostředí Pavel Drobil a poslanec Evropského parlamentu Jan Zahradil. Ovšem také mezi přednášejícími a v plénu se to hemžilo osobnostmi úzce spjatými s prací v této oblasti, mezi jinými jsme zde mohli spatřit například Milana Dráždila z oddělení chemického a hutního průmyslu Ministerstva průmyslu a obchodu nebo za akademickou obec Pavla Fuchse z Technické univerzity v Liberci. Ještě pár dní před touto akcí však došlo na téma úzce spjaté s Českou republikou… jde samozřejmě o výrobu piva. Kroky vyznavačů práva várečného proto přirozeně směřovaly do historických prostor Klášterního pivovaru Strahov, kde se 24. listopadu sešli milovníci piva i propa- gátoř i automat i za ční tech nik y. Konala se zde tot i ž kon fe rence Automat i zace a moder nizace pivovarů 2010. Nad touto akcí nepřevzal záštitu nikdo jiný než europoslanec Oldřich Vlasák a předseda Českého svazu pivovarů a sladoven František Šámal. Na této konferenci se v roli před nášejícíh i jako hosté sešli nejen sládkové a top management českých a slovenských pivovarů, ale i přední dodavatelé automatizačních technologií v tomto segmentu, zástupci zájmových organizací, státní správy a vysokých škol. Rostoucí zájem ze strany odborné veřejnosti dává tušit, že ani v letošním roce se diáře mnohých činitelů v oblasti automatizační techni- ky neobejdou bez akcí pořádaných TMI. Mezi nejbližší akce patří konference Automatizace v těžkém průmyslu 2011 a Automatizace a modernizace tepláren 2011. Pokud byste se o nich rádi dozvěděli více také vy, neváhejte navštívit speciální internetovou prezentaci na portále www.konference-tmi.cz. K ALEIDOSKOP ENTERPRISE ASSET MANAGEMENT – SPRÁVA MAJETKU Dne 24. března 2011 se bude konat v Kongresovém centru v Brně na Výstavišti odborný seminář na téma: ENTERPRISE ASSET MANAGEMENT – SPRÁVA MAJETKU. Na této odborné akci představí své produkty a služby společnost Inseko a. s., jejíž zástupci se dotknou tematiky efektivního řízení údržby, představitelé firmy Alstanet, s. r. o., vystoupí s přednáškou věnovanou facility managementu. Delegáti společnosti EPRIN spol. s r. o. a KODYS, spol. s r. o., pohovoří o inventarizaci a evidenci majetku. S tematikou správy vozového parku přítomné seznámí řečníci společnosti NAM system, a. s. Akce je pořádána agenturou AD&M, která se dlouhodobě věnuje zprostředkováním aktuálních informací mezi uživateli a dodavateli produktů a služeb v daném segmentu trhu. Bližší informace, pozvánku a elektronickou přihlášku najdete na www.adam-ova.cz v části Připravujeme nebo na tel. čísle: +420 596 919 977. Účast na semináři je bezplatná. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 5 Téma Zobálky Identifikujte rizika a snižujte je Bezpečnostní opatření je nutno neustále přezkoumávat a tříbit, aby se zamezilo vzniku nebezpečné události. Mike Duta, Michael Kingsley a Mike Miller Rockwell Automation 6 • Únor 2011 K onečným cílem každého týmu je zvítězit, ale bez definování rolí, odsouhlasení každodenní strategie a výběru vhodných postupů je dosažení tohoto cíle téměř nemožné. Management závodů, manažeři bezpečnostních programů a návrháři strojů se mohou shodnout, že bezpečnost zaměstnanců je pro jejich společnost prvořadou prioritou. Nicméně bez jasně definované metody identifikace rizik a jejich náležitého snižování může být zajištění bezpečnosti zaměstnanců na základní provozní úrovni neurčitým úkolem. Nejlepší způsob zjištění a znázornění bezpečnosti stroje je hodnocení rizika. Důkladné zhodnocení pomáhá identifikovat rizikové oblasti v závodě a určit ty nejlepší pracovníky a technologie pro snížení těchto rizik. Hodnocení rizika rovněž pomůže firmám stanovit přijatelné úrovně řízení & údržba průmyslového podniku rizika pro jejich provozy, což dále pomůže určit, jaké bezpečnostní strategie – pracovníky, procesy a technologie – potřebují. Provedení hodnocení rizika vytyčí rámec a pomůže stanovit směr efektivní strategie střežení strojů pro ochranu investic firmy do personálu a strojů. Zajistěte soulad s normami První motivací konstruktéra strojů u provádění hodnocení rizika často bývá zajistit, aby určitý stroj splňoval požadavky příslušných bezpečnostních norem. Dokumentace k hodnocení rizika by měla být vedena a udržována po celou dobu životnosti stroje a sloužit jako doklad o náležité péči firmy stejně jako vlastní certifikace souladu s bezpečnostními normami. „Ve společnosti General Motors jsme vytvořili program hodnocení rizika pro identifikaci potenciálních rizik, stanovení potřeb automatizace bezpečnosti a zajištění, že stroje a zařízení splňují požadavky platných předpisů. Ale zjištění rovněž pomohla cenově odůvodnit investice do inovativních bezpečnostních řešení, kde byla modernizace zapotřebí,“ uvedl Mike Douglas, vedoucí manažer a konzultant této společnosti pro Global Health & Safety, Design, Standards and Technologies. Provádění hodnocení rizika představuje v USA metodu pro splnění normy OSHA CFR 1910.147(a) (2)(ii)(B) o výjimce z požadavku uzamčení a označování prostor v případě drobných servisních zásahů („Minor Service Exception to Lockout/Tagout“). Výjimka pro drobné servisní zásahy umožňuje zaměstnancům vstupovat do nebezpečných prostor stroje za účelem provádění drobných servisních zásahů bez kompletního uzamčení/označení tohoto prostoru za předpokladu, že jsou splněna určitá kritéria. Norma ANSI/ASSE o kontrole nebezpečné energie – uzamykání/ označování a alternativní metody („Control of Hazardous Energy – Lockout/Tagout and Alternative Methods“ – Z244.1) z roku 2003 vyžaduje, aby výrobci strojů specifikovali kontrolu bezpečnostních systémů nad rámec uzamčení/označování. Globální bezpečnostní normy Hodnocení rizika je dále obvykle požadováno pro splnění všech světově platných norem pro bezpečnost strojů. Například norma EN ISO 13849-1 je jednou z mezinárodních bezpečnostních norem nařizujících provedení hodnocení rizika. Podle směrnice Evropské komise o strojních zařízeních platí, že po 31. prosinci 2011 – na konci dvouletého odkladného období po původním termínu 29. prosince 2009 – budou výrobci strojů dodávající do Evropy povinni provést a zdokumentovat hodnocení rizika dle normy EN ISO 13849-1. Navíc globální výrobci, včetně některých předních světových automobilek, již požadují, aby každý stroj v jejich závodech na celém světě splňoval mezinárodní bezpečnostní normy. Proto budou muset výrobci strojů provádět hodnocení rizika jako první krok k tomu, aby mohli nadále dodávat globálním zákazníkům s výrobními závody po celém světě. Hodnocení rizika rovněž pomáhá definovat úroveň bezpečnosti stroje, tj. absenci nepřijatelného rizika. Za bezpečný stroj může být jednoduše považován ten, který lze provozovat a udržovat s minimálním rizikem ohrožení operátora a okolního prostředí. Hodnocení rizika slouží jako účinná metoda pro správnou identifikaci a posouzení skutečných rizik souvisejících s obsluhou daného stroje. Při navrhování strojů by se měl konstruktér řídit následujícími pěti klíčovými kroky: Kroky hodnocení rizika 1. Definujte všechny známé charakteristiky a omezení stroje. Pro definování všech známých charakteristik a omezení stroje musí být zdokumentovány podrobné informace o stroji a jeho zamýšleném použití. Tyto informace se obvykle shromáždí jen jednou a poté se udržují jako součást složky hodnocení rizika po dobu životnosti stroje. Je důležité zachytit přesná data, protože budou využívána jako zdůvodnění jakýchkoli podmíněných předpokladů, které budou později přijaty během procesu hodnocení rizika, například při posuzování rychlosti nebo potenciálu nebezpečného zdroje energie či komponenty. Vypracování limitů stroje by mělo zahrnovat zdokumentování různých informací o obecném použití stroje – například provozní specifikace, zdroje energie, kapacita výroby, předpokládané výrobní prostředí, předpokládané vyškolení nebo zkušenosti operátora či mechanika. Jde o začátek dokumentačního procesu a informace je nutno shromáždit ještě před zahájením druhé fáze hodnocení. Typická pracovní tabulka je zobrazena níže. Důkladné zhodnocení pomáhá identifikovat rizikové oblasti v závodě a určit ty nejlepší pracovníky a technologie pro snížení těchto rizik. 2. Identifikujte všechny úkoly, abyste mohli zjistit všechna rizika. Identifikujte všechna známá rizika spojená s obsluhou a údržbou stroje. Za tímto účelem nejprve identifikujte a sepište všechny známé rutiny, opakující se a nezbytné úkony, které personál provádí při obsluze stroje. Metodicky procházejte jednotlivými kroky, abyste mohli rizika snáze identifikovat. Začleňte úkony všech souvisejících pracovníků, jako jsou operátoři, údržbáři, technici, správci, kontrola jakosti apod. Například úkolem správce může být čištění odpadu okolo stroje a pod ním. Potenciálním rizikem může být nečekané spuštění stroje, když zaměstnanec zasahoval do stroje nebo se dostal pod stroj za účelem čištění. Odhalte co nejvíce potenciálních rizik tím, že pracovníky požádáte, aby přesně popsali všechny úkony při provádění svých úkolů. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 7 Téma z obálky Před použitím bezpečnostních opatření Potenciální incidenty / Nehody: Kroky: 1. Ruční vkládání tyče – Operátor musí zasáhnout do prostoru vkládání tyče, uchopit tyč jednou rukou a vložit tyč do vstupního otvoru smykové desky. Tento postup není požadován při každém vstupu ocelového tyčového materiálu do vstupu smykové desky z předchozího procesu (horizontální rovnačka). – Je vyžadován příležitostně, obvykle když je zpracovávána menší tyčová ocel, protože je drobnější a mohla by upadnout před vstupem do smykové desky. 1. Riziko rozdrcení – mezi rukou, vstupní stranou pohyblivé smykové desky a tyčí z důvodu neočekávaného spuštění nebo pohybu smykové desky [elektromotoru smykové desky] o výkonu 75 k. Tyč je nutno uchopit rukou a navádět ji. Riziko existuje v případě, že ruka sjede nebo se nedopatřením dostane mezi tyč a smykovou desku. Nežádoucí spuštění smykové desky představuje stejné vystavení riziku. (fotografie 1 příloha A) S bezpečnostními opatřeními (S) (F) (P) Úroveň výkonu bezpečnostní funkce Aktuální bezpečnostní opatření: S2 F1 P2 d 1. [Technické řízení] Funkce posunu: Mžikový spínač pro posun. Výstup standardního PLC do AC systému vektorového pohonu řídicí příkazovou rychlost při < 10 palců za sekundu s chybou PLC při > rychlosti posunu. (PLC a monitorování není bezpečnostní, není spolehlivé pro řízení) 1. [Technické řízení] Navrhnout zakázkový naváděcí nástroj, který lze použít pro navádění tyče do krytu smykové desky. Odstranit nutnost vkládání rukou do této oblasti. 2. [Technické řízení] Údržba předpokládá, že PLC monitoruje rychlost motoru během funkce manuálního posunu smykové desky tak, že pokud rychlost překročí příkazovou rychlost posunu, inicializuje se zastavení. (PLC a monitorování není bezpečnostní, není bezpečnostní funkcí spolehlivou pro řízení) 2. A [Technické řízení] Navržení nové ho systému uzamykatelné pevné zábrany zahrnujícího dvířka pro tuto sekci. Tato dvířka by měla zajistit viditelnost do této oblasti a mít výřez pro vložení nástroje a jeho použití pro navádění tyče v případě potřeby. Zámek by měl využívat bezpečnostní, elektromagnetem řízené uzamykací zařízení zapojené do řídicího okruhu spolehlivého pro bezpečnost. Díky tomu bude možno otevřít zábranu jen v případě, že je nebezpečná energie pod kontrolou. (doporučení č. 16 a 18) 3. [Ochranné pracovní prostředky] Pracovní rukavice – typ rukavic není specifikován, používání rukavic není dokumentováno. 3. A [Technické řízení] Řídicí obvod motoru spolehlivý pro řízení, který by ovládal elektromotor smykové desky. Například údržbář může uvést, že jistý údržbový zásah vyžaduje natažení ruky nad součást stroje nebo do stroje. Odhalení tohoto úkonu může poukázat na jedno nebo více nových potenciálních rizik. Rovněž identifikujte a zdokumentujte jakékoli podmíněné vystavení rizikům souvisejícím se strojem. Například návštěvy mohou být riziku vystaveny při obchůzce závodem stejně jako subdodavatelé, kteří musejí pracovat v blízkosti stroje, mohou být riziku vystaveni při své práci. Identifikace rizika by měla přinést přehledný seznam všech přiměřeně předvídatelných rizikových scénářů – i zdánlivě nereálných rizik, jako je nečekané spuštění stroje. Pokud je hodnocení prováděno na stávajícím stroji, je dobrou praxí vyfotografovat každé potenciální riziko a začlenit snímky do dokumentace hodnocení rizika. To poskytne referenční materiál konstruktérovi pro budoucí fáze návrhu nebo následné procesy hodnocení rizika. 8 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku Doporučení: (F) (P) (S) Výše reziduálního rizika F1 P1 S1 a 3. Odhadněte všechna známá rizika související s každým zjištěným nebezpečím. Další krok zahrnuje odhad složek rizika souvisejícího s expozicí nebezpečí, a to za účelem výpočtu konečného rizika nebo úrovně snížení rizika. I když různé bezpečnostní normy mohu mít mírně odlišné definice, riziko lze obecně definovat jako kombinaci závažnosti újmy a pravděpodobnosti, že k takové újmě dojde. V závislosti na použitém modelu rizika (jsou všechny velmi podobné) může daná metodika odhadovat riziko posuzováním dvou, tří nebo čtyř rizikových parametrů. Například tříparametrový model může posuzovat následující parametry: • Závažnost újmy • Četnost vystavení riziku • Pravděpodobnost vyhnout se riziku Rizikové modely bezpečnosti stroje jsou navrženy poměrně přímočaře a nevyžadují komplikované kvantitativní nebo statistické odhady. Tyto modely jen vyžadují, abyste vybrali kvalitativní hodnotu ze dvou nebo tří možností. Například závažnost újmy může být odhadována jako malá (vratná), nebo velká (nevratná). Tento proces byl v tomto ohledu zjednodušen, aby jej mohl provádět široký okruh pracovníků. Při identifikaci nebezpečí a odhadu rizika je nezbytné zachovávat určitou míru konzervativnosti a zároveň uplatňovat zdravý selský rozum a zkušenosti. Například mnoho firem dělá chybu v tom, že plánuje s ohledem na nejhorší scénář, ale opomíjí pravděpodobnost méně závažných, ale častěji se vyskytujících incidentů. 4. Zhodnoťte rizika. Poté, co tým odhadne a zdokumentuje parametry rizika, zapište do tabulky počáteční hodnotu rizika. Tato počáteční hodnota rizika bude následně posuzována vzhledem k přijatelné míře rizika stanovené firmou. Ta je obecně stanovena jako určitá fixní hodnota ve výpočetní matici, která však vyžaduje určitou racionalizaci ze strany týmu. Pokud se zjistí, že počáteční riziko je na přijatelné úrovni, aplikujte určitou míru snížení rizika, a to bez ohledu na to, jak je riziko nízké. Je důležité, aby byly identifikovány a posouzeny položky s nízkým rizikem, protože tato méně závažná rizika mohou vést k velice závažným incidentům. 5. Snižování rizika. Pokud bylo riziko posouzeno jako nepřijatelné, bude nutné aplikovat opatření pro redukci rizika, aby se riziko snížilo na přijatelnou úroveň. Nejlepším způsobem minimalizace rizika je začlenit ji přímo do provedení stroje nebo procesu samotného. Toho lze obvykle dosáhnout ve fázi koncepčního návrhu, kdy jsou na počátku definovány funkční požadavky na proces a požadované úkoly obsluhy a údržby. To návrhářům a technikům umožní efektivněji minimalizovat rizika, jako jsou místa s hrozbou přiskřípnutí nebo ostré hrany, která by jinak vyžadovala střežení. Pokud nelze riziko schůdným způsobem minimalizovat, bude zapotřebí aplikovat střežení, které riziko efektivně sníží. V ideálním případě uplatní konstruktéři strojů hierarchický přístup k snižování rizika (viz níže). Tento přístup je definován kvalitativní škálou efektivity bezpečnostního střežení.Opatření na čele seznamu (začlenění do provedení stroje nebo procesu) je nejefektivnější a opatření na konci sezna- mu (ochranné pracovní prostředky) je nejméně efektivní. Hierarchie snižování rizika poskytuje strategii pro minimalizaci rizika. Tento přístup se často využívá ve spojení s tabulkou vzájemně souvisejících rizik pro určení, který typ opatření je vhodný pro danou aplikaci a úroveň rizika. Kromě toho poskytuje účinnou kontrolu a vyváženost pro zajištění, že opatření ke snižování rizika, jako jsou výstražné tabulky, nejsou aplikována jen sama o sobě jako opatření ke snížení vyšších úrovní rizika. Hierarchie opatření ke snižování rizika 1. Vylučte nebo minimalizujte riziko už při návrhu. 2. Používejte pevné krycí zábrany nebo distanční střežení pro ochranu před vystavením riziku. 3. Používejte uzamykací střežení nebo jiná bezpečnostní zařízení pro ochranu před vystavením riziku nebo pro jeho detekci. 4. Používejte upozorňovací metody, tj. signalizační světla, klaksony apod. 5. Vypracujte bezpečné pracovní postupy, zorganizujte cílená bezpečnostní školení a zajistěte povědomí operátora o reziduálním riziku. 6. Stanovte používání vhodných ochranných pracovních prostředků a zásad. 7. Odhadněte reziduální riziko / přehodnoťte riziko. Nakonec musí tým spočítat reziduální rizika, aby určil, zda nově instalovaná střežící opatření nevytvořila nová potenciální rizika. Po vypočtení reziduálního rizika přehodnoťte, zda byla dosažena přijatelná úroveň rizika. V některých případech může být nutné proces snižování jednoho rizika provést i několikrát, než se riziko podaří snížit na přijatelnou úroveň. Pro efektivní využití moderních standardů bezpečného navrhování a bezpečnostních technologií musí všechna odvětví vytvořit aktivnější vztah mezi výrobci OEM a konečnými uživateli. V tomto případě se mohou otázky bezpečnosti řešit v dřívějších fázích životního cyklu zařízení a proces hodnocení rizika může být záležitostí, na které více spolupracují zúčastněné strany v rámci celého odvětví. Identifikace rizika by měla přinést přehledný seznam všech přiměřeně předvídatelných rizikových scénářů – i zdánlivě nereálných rizik, jako je nečekané spuštění stroje. Mike Duta je manažer společnosti Machine Safety Services, Michael Kingsley, CFSE, je bezpečnostní poradce a Mike Miller je ředitel pro rozvoj globálního trhu s bezpečnostními systémy Rockwell Automation. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 9 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu Automatický výstražný systém na konci nakládací rampy patří k dostupným vyspělým technologiím, které slouží ke zvýšení bezpečnosti vysokozdvižných vozíků. Fotografie použita se svolením společnosti Rite-Hite Corporation. Mějte bezpečnost nakládacích ramp pod kontrolou Lepší zaškolení, informovanost a vyspělé technologie pomáhají snižovat riziko kolizí vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky. Joe Manone Rite-Hite Corporation 10 • Únor 2011 P roces nakládky a vykládky návěsů pomocí vysokozdvižných vozíků představuje bezpečnostní riziko pro pěší pracovníky. Ať už jde o obsluhu rampy, vedoucího závodu, servisního technika, okolostojícího pracovníka, nebo obslu- řízení & údržba průmyslového podniku hu vysokozdvižného vozíku, všichni, kteří se pohybují v okolí nakládacích ramp, jsou ohroženi z důvodu omezené komunikace a výhledu. Toto riziko zde existuje vždy. Otázka zní, co s ním udělat? Bez ohledu na úsilí zaměstnavatelů a průmyslových dodavatelů jsou nehody vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky bohužel běžnou záležitostí. Každý rok zemře ve Spojených státech téměř 100 pracovníků a dalších 20 000 je vážně zraněno při nehodách souvisejících s vysokozdvižnými vozíky. Jednoduché řešení bohužel neexistuje. Ale jedna věc je jistá: lepší komunikace mezi obsluhou vysokozdvižných vozíků a pěšími pracovníky v prostorách nakládací rampy může pomoci snížit počet nehod. Proti nehodám vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky v různých místech závodu chrání četné komunikační technologie. Vzhledem ke kritické povaze tohoto problému je nezbytné, aby vedoucí pracovníci věděli, jaké technologie jsou na trhu k dispozici a jak pomáhají zvyšovat bezpečnost v oněch případech, kdy jsou operátoři vysokozdvižných vozíků a pěší pracovníci ohroženi. Kolize vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky – nebezpečné a drahé Není pochyb o výrazném pokroku, kterého bylo dosaženo v posledních letech v oblasti bezpečnosti vysokozdvižných vozíků. Mnoho úsilí bylo věnováno řešení problému kolizí vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky. Technologie pro bezpečnost vysokozdvižných vozíků a bezpečnostní zařízení pro pěší pracovníky jsou vyspělé a všudypřítomné. Z hlediska zaměstnavatele byly přepracovány bezpečnostní zásady, průběžně byly zdokonalovány procesy a postupy a jsou kladeny vyšší nároky na školení operátorů vysokozdvižných vozíků. Stále platí, že vysokozdvižný vozík o hmotnosti dvou tun a více, jedoucí rychlostí 7 km/h, je ze své podstaty nebezpečný, jestliže okolo něj pracují lidé. Hektické tempo v prostředí manipulace s materiálem toto riziko jen zvyšuje. Známá fakta: ● Každý rok zemře ve Spojených státech téměř 100 pracovníků a dalších 20 000 je vážně zraněno při nehodách souvisejících s vysokozdvižnými vozíky – to je jedno úmrtí každé tři dny. ● Odhaduje se, že ročně dojde ke 680 400 nehodám s vysokozdvižnými vozíky. Přibližně 90 000 zaměstnanců při nich utrpí nějaký úraz. ● S vysokozdvižnými vozíky souvisí jedno procento nehod v závodech, ale tyto nehody mají za následek 10 % úrazů. Podle zprávy vydané organizací National Institute for Occupational Safety and Health jsou nejčastějšími příčinami smrtelných úrazů souvisejících s vysokozdvižnými vozíky: ● převrhnutí vysokozdvižných vozíků (22 %), ● sražení pěšího pracovníka vysokozdvižným vozíkem (20 %), ● přimáčknutí pracovníka vysokozdvižným vozíkem (16 %), ● pád z vysokozdvižného vozíku (9 %). V jedné zprávě vyšetřil významný výrobce automobilů 916 nehod s vysokozdvižnými vozíky v 54 závodech v období let 1989 až 1992. Jeho zjištění: při 24 % nehod vysokozdvižné vozíky srazily pěší pracovníky, při 16 % nehod došlo ke kolizi vysokozdvižných vozíků s jinými vozidly a pevnými objekty. Kromě bezpečnostního aspektu stojí nehody vysokozdvižných vozíků odhadem stovky milionů dolarů vyplacených na náhradách zaměstnancům, na ušlém čase na pracovišti a soudních procesech. Ve studii výrobce automobilů činil průměrný celkový ušlý čas na nehodu 61 dnů – téměř devětkrát více než u jakýchkoli jiných nehod v této firmě. David Hoover, prezident společnosti Forklift Training Systems, k tomu říká: „Případy se smrtelnými následky, na nichž jsem pracoval, téměř vždy stojí zákazníka přes milion dolarů.“ Důraz na bezpečný provoz vysokozdvižných vozíků Kolize pěších pracovníků a vysokozdvižných vozíků obvykle zahrnu- „Kromě bezpečnostního aspektu stojí nehody vysokozdvižných vozíků odhadem stovky milionů dolarů vyplacených na náhradách zaměstnancům, na ušlém čase na pracovišti a soudních procesech.“ jí kombinaci faktorů, jako jsou zkušenosti operátora a míra pozornosti pěšího pracovníka věnovaná tomu, že v daném prostoru se nachází vysokozdvižný vozík. Existují doklady o tom, že také mnoho zaměstnavatelů by mělo zvýšit svou snahu zajistit bezpečnost operací s vysokozdvižnými vozíky stejně jako bezpečnost pěších pracovníků. „Největším problémem u motorových průmyslových vozíků (vysokozdvižných vozíků) je nedostatečné zaškolení,“ uvedl Richard Fairfax, ředitel organizace pro programy zavádění předpisů OSHA. V roce 2006 se kategorie vysokozdvižných vozíků umístila na šestém místě žebříčku porušování předpisů, jenž byl sestaven organizací OSHA. Letos organizace OSHA publikovala 3 080 případů porušení předpisů souvisejících s vysokozdvižnými vozíky. Mezi nejčastější patří: ● nedostatečné zaškolení obsluhy (562), ● nedostatečná certifikace vozidla (375), ● nerespektování nařízení přezkoušet schopnosti operátora jednou za tři roky (256), ● nesprávné termíny inspekcí (223). V roce 2004 uzavřely organizace OSHA a Industrial Truck Association (ITA) partnerství zaměřené na bezpečný provoz motorových průmyslových vozíků, včetně vysokozdvižných vozíků. Prostřednictvím tohoto partnerství propagují organizace OSHA a ITA bezpečný provoz tím, že poskytují informace, pokyny a přístup ke vzdělávacím zdrojům v oblasti této problematiky. Předpisy a pokyny pro používání vysokozdvižných vozíků Organizace OSHA definuje bezpečnost motorových průmyslových vozíků předpisem 29 CFR 1910.178. Podle této normy jsou zaměstnavatelé povinni dokladovat, že každý operátor vysokozdvižného vozíku byl zaškolen a vyhodnocen, a jsou povinni zajistit, aby operátoři vysokozdvižných vozíků byli kompetentní pro bezpečnou obsluhu těchto vozidel. Zaměstnavatelé stanovují ve svých závodech pravidla pro provoz vysokozdvižných vozíků v souladu s normou OSHA. Bezpečný provoz vysokozdvižného vozíku rovněž zahrnuje logická opatření, jako je používání bezpečnostních pásů a ochranných pracovních pomůcek řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 11 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu stanovených vedením firmy. Od operátorů vysokozdvižných vozíků se očekává, že budou dávat přednost pěším pracovníkům a že se budou držet mimo jejich pěší trasy. Podle normy OSHA: ● Řidič je povinen zpomalit a dávat výstražné zvukové znamení na křížení ostrůvků a v dalších místech, kde je omezená viditelnost. Pokud by vezený náklad překážel ve výhledu dopředu, řidič je povinen vézt náklad jako přívěs. Organizace OSHA a bezpečnostní experti doporučují řadu způsobů, jak mohou operátoři vysokozdvižných vozíků přistupovat k provozu pěších pracovníků. Operátorům se připomíná, aby: ● Zachovávali jasný výhled a neuváděli vozík do pohybu, pokud nemají jasný výhled. ● Pokud je to možné, udržovali oční kontakt s pěšími pracovníky nebo dalšími operátory vysokozdvižných vozíků. ● Signalizovali pěším pracovníkům, aby zůstali stát. Také pěší pracovníci jsou vyzýváni, aby dbali zvýšené pozornosti. Jsou například často upozorňováni na to, aby dávali pozor na vozidla, ustoupili z cesty, když uslyší klakson, a chápali, že mrtvý úhel v zrcátku může omezovat výhled řidiče. Pěší pracovníci by si také měli uvědomovat, že vysokozdvižné vozíky nedokážou zastavit okamžitě. Naopak, vysokozdvižné vozíky jsou zkonstruovány tak, aby zastavovaly pomalu, jelikož tak je minimalizováno poškození nákladu a zachována jejich stabilita. Bezpečnost při společném výskytu vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků na nakládací rampě Jedním z nejožehavějších míst pro provozování vysokozdvižných vozíků je expediční / přijímací / kompletační oblast nakládací rampy. Nároky sahají od manévrování v těsných prostorách až po jízdu na kluzkých površích. Nakládka a vykládka návěsů rovněž vyžaduje dovednosti a velké soustředění. Nároky spojené s nakládací rampou a složitost obsluhy návěsů komplikují operátorům vysokozdvižných vozíků 12 • Únor 2011 možnost neustále věnovat pozornost pěším pracovníkům a okolostojícím. To znamená, že riziko kolizí vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky je vysoké. K dalším faktorům zvyšujícím riziko patří: ● zhoršený výhled operátora vozíku a pěších pracovníků, ● výrobní a bezpečnostní cíle, ● provozní situace na nakládací rampě. Bez ohledu na úsilí zaměstnavatelů a průmyslových dodavatelů jsou nehody vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky bohužel běžnou záležitostí. Problematika výhledu Schopnost řidiče vysokozdvižného vozíku sledovat pěší pracovníky je vážně omezena, pokud vysokozdvižný vozík zajíždí hluboko do návěsu, kde je vlastně jakoby v tunelu. Tím je výhled řidiče nebezpečně znemožněn, a to až do doby, než plně z návěsu vycouvá. Omezená možnost vidět vysokozdvižný vozík uvnitř návěsu je významným bezpečnostním faktorem pro pěší pracovníky a další operátory vysokozdvižných vozíků. Problém je horší, když se k návěsu přistupuje z boku a vysokozdvižný vozík se pohybuje v předním konci návěsu. Výrobní cíle Pro operátory vysokozdvižných vozíků je vykládka a nakládka návěsů otázkou vyvážení cílů. Výrobní cíle nařizují pracovat co nejrychleji, avšak bezpečnostní manažer apeluje na opatrnost a zpomalení. Je na odpovědnosti operátora přijímat správná rozhodnutí – proto je školení operátorů nezbytností. Bezpečnost operátorů vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků závisí také na firemní bezpečnostní koncepci. Bez ohledu na tuto koncepci nebo na její absenci je pro pěší pracovníky řízení & údržba průmyslového podniku tou nejbezpečnější strategií nespouštět z vysokozdvižných vozíků oči. Operátoři vysokozdvižných vozíků, kteří vjíždějí do kompletační oblasti v době, kdy jiný vysokozdvižný vozík obsluhuje návěs, by měli být také velmi ostražití. Provozní situace Bezpečnost operátorů vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků na nakládací rampě ovlivňují četné provozní situace. Jsou to například: ● Neočekávaný vstup na rampu: Pěší pracovníci a návštěvy mohou často vstoupit do oblasti nakládací rampy, aniž by o tom operátor vysokozdvižného vozíku věděl, například z bočních dveří. ● Překročení vymezených tras: Pěší pracovníci a návštěvy často překračují hranice tras vymezených pro pěší provoz. Například: ▫ řidiči nákladních vozidel, kteří musejí vystoupit do prostoru závodu pro zasunutí nebo odstranění zajišťovacích klínů, ▫ technici zajišťující servis ramp, ▫ zaměstnanci manuálně kompletující náklady na paletách, ▫ zaměstnanci přecházející mezi jednotlivými branami nakládacích plošin. ● Otevřené kompletační prostory: Kompletační oblast před branou rampy má sloužit k neomezenému pohybu vysokozdvižných vozíků. Žluté linie namalované na podlaze nabízejí jen malou ochranu pro udržování pěších pracovníků a jiných vysokozdvižných vozíků v příslušných mezích. ● Zvyk na výstražná znamení vysokozdvižných vozíků: Operátoři a pěší pracovníci si mohou zvyknout, a dokonce i ignorovat zvukové a světelné (blikání, majáky) výstrahy vysokozdvižných vozíků. ● Problém se slyšením: Prostředky ochrany sluchu mohou zhoršit schopnost pěších pracovníků slyšet zvukovou výstrahu nebo rozeznat, odkud zvuk přichází. ● Preference operátora vysokozdvižného vozíku: Operátoři vysokozdvižných vozíků se obvykle spoléhají na to, že pěší pracovníky budou varovat pomocí klaksonu na volantu, i když někteří pěší pracovníci tuto výstrahu nemusejí slyšet. ● Po ž a d a v k y n a z a s t a v e n í: Vysokozdvižný vozík jedoucí rychlostí 16 km/h může na zastavení potřebovat 12 metrů. V jedné studii bylo prokázáno, že prudké nouzové zastavení může na každý kilometr v hodině vyžadovat 25 cm. ● Stav podlahy: Na kluzké nebo vlhké podlaze může být zastavení obtížnější. Bezpečnostní technologie pro prevenci kolizí vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky Před kolizemi vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky může chránit celá řada tradičních technologií. K nejzákladnějším bezpečnostním zařízením patří zpětná zrcátka namontovaná na vysokozdvižných vozících, vypouklá zrcadla na klíčových místech a světelné signály pro řízení dopravy. Mnozí také považují za nezbytné automatické couvací alarmy, kterými by vysokozdvižné vozíky měly být vybaveny. Některé firmy rovněž nabízejí radarem řízenou signalizaci informující o rychlosti vysokozdvižných vozíků. K vyspělejším technologiím patří: ● Laserové skenery přiblížení pro vytvoření bezpečných zón, pokud jde o vysokozdvižné vozíky. ● Pohybové senzory, které upozorňují pěší pracovníky nebo jiná vozidla na vysokozdvižné vozíky blížící se ke křižovatkám. ● Infračervená technologie určená k varování pěších pracovníků nebo jiných vozidel, že se vysokozdvižný vozík nachází v bezprostřední blízkosti. Za tímto účelem je z majáku na vysokozdvižném vozíku vysílán signál do senzorů umístěných v klíčových místech. Když senzor detekuje signál z vysokozdvižného vozíku, jsou aktivována výstražná světla nebo zvukové alarmy či fyzické zábrany. ● Systémy sledující pohyb vysokozdvižných vozíků v reálném čase. Systém lze využít také k rozsvěcování signálů přechodů a ke zvukovému upozornění pěších pracovníků nebo může informovat řidiče o blížícím se riziku. „Také pokrok v oblasti ochrany před kolizemi vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků vede k bezpečnějšímu pracovnímu prostředí. Přesto si mnozí uvědomují potřebu lepší komunikace pro ochranu před riziky.“ Tradiční systém signalizace zajišťovacích klínů je známým zařízením používaným v závodech a skladech. Tento systém využívá zelená a červená světla pro signalizaci stavu zajišťovacího klínu vozidla a upozorňuje tak operátora vysokozdvižného vozíku a řidiče návěsu . Zelené světlo uvnitř nakládací rampy říká operátorovi vysokozdvižného vozíku, že je bezpečné vjet do návěsu, protože zajišťovací klín je zablokovaný a návěs je zajištěný. Když vnitřní světlo svítí zeleně, vnější světlo svítí červeně, aby řidič nákladního vozidla věděl, že nesmí od nakládací rampy odjet. Barvy světel se obrátí, když je zajišťovací klín odblokován a návěs odjíždí od nakládací rampy. Není pochyb o tom, že systémy signalizace stavu zajišťovacích klínů přispívají k bezpečnému prostředí nakládací rampy. Také pokrok v oblasti ochrany před kolizemi vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků vede k bezpečnějšímu pracovnímu prostředí. Přesto si mnozí uvědomují potřebu lepší komunikace pro ochranu před rizikem kolizí vysokozdvižných vozíků s pěšími pracovníky během nakládky a vykládky návěsů. Například na počátku roku 2009 uvedla společnost Rite-Hite světelný signalizační systém Rite-Vu využívající dobře viditelná světla pro informování řidičů vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků o tom, že se uvnitř návěsu nachází vysokozdvižný vozík, takže jsou o situaci náležitě zpraveni a mohou si dát pozor na vysokozdvižný vozík vyjíždějící z návěsu. Tento systém rovněž využívá světla a výstražný zvukový signál pro výrazné zdokonalení komunikace o stavu návěsů přistavených k rampě pomocí zajišťovacích klínů Dok-Lok, což dále zvyšuje úroveň ochrany před potenciálně katastrofickými nehodami při nežádoucím odstavení návěsu od rampy. Organizace OSHA a výrobci vysokozdvižných vozíků věnovali mnoho úsilí na zvýšení bezpečnosti provozu vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků v průmyslových závodech a skladech. Nicméně použití technologií nové generace jde mnohem dále při ochraně operátorů vysokozdvižných vozíků a pěších pracovníků, snižování počtu nehod a zvyšování produktivity na nakládací rampě. Joe Manone je viceprezident společnosti Rite-Hite Corporation. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 13 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu Preventívny systém BRADY Lockout/ Tagout chráni zdravie a zariadenia v Mondi SCP a.s. Z dravie zamestnancov Mondi SCP a.s. v Ru žomberk u chráni preventívny systém Lockout/Tagout. Spolo č nosť Mond i SCP a .s. Ružomberok už niekoľko mesiacov kontinuálne zavádza program nadštandardnej úrovne bezpečnosti a ochrany zdravia pre svojich zamestnancov. Okrem zákonných požiadaviek a predpisov sa totiž rozhodla implementovať do praxe systém preventívnej ochrany BRADY Lockout/Tagout pred vznikom pracovných úrazov, ako aj zníženie rizika zbytočných poškodení technologických zariadení. O celom projekte sme sa rozprávali s Ing. Petrom Furielom, ktorý mal celý proces zavádzania systému na starosti. R: Čo viedlo spoločnosť Mondi k rozhodnutiu zaviesť systém LOTO? Jeden z našich princípov bezpečnosti hovorí: „Bezpečnosť je prvoradá.“ Našou snahou je chrániť zdravie a život zamestnancov a kontraktorov počas práce. Niektoré práce na zariadeniach vyžadujú odpojenie energie. Hľadali sme preto účinný nástroj na to ako zabezpečiť aby počas práce nemohlo dôjsť k úrazu v súvislosti s nežiaducim uvedením zariadenia do chodu. R: Koľko pracovníkov a divízíí má Mondi SCP a.s. v prevádzkach v Ružomberku? Počet zamestnancov je približne 1500 a výrobné divízie sú dve. Divízia výroby papiera a výroby celulózy R: Zaviesť takýto koncept do praxe v tak veľkom výrobnom podniku je iste náročná úloha. Ako ste postupovali pri stanovení priorít a dielčích cieľov? Zavedenie LOTO sme rozdelili do dvoch krokov. V prvom kroku sme sa rozhodli LOTO aplikovať v prevádzkach s vyšším nebezpečenstvom, z hľadiska prípadného kontaktu s energiou. Vybrali sme si prevádz14 • Únor 2011 ky kde sa manipuluje s množstvom lúhov a kyselín o rôznych koncentráciách a teplotách. Sú to prevádzky kde jedna chyba môže mať na ľudské zdravie a život nedozerne následky. Potom v druhom kroku, v ktorom sme vlastne teraz, začíname LOTO aplikovať vo zvyšných prevádzkach, kde tie nebezpečenstvá od energií sú menšie. Výhodou tohto rozhodnutia je, že prevádzky, kde sa LOTO štartuje teraz, môžu využívať skúsenosti kolegov z prevádzok, kde bolo LOTO zavedené skôr. R: Prečo ste sa rozhodli spolupracovať práve so spoločnosťou Brady? Po prvom rozhliadnutí sa po sortimente z pohľadu LOTO pomôcok sme sa rozhodli pre firmu Brady, pretože ponúkla najširší sortiment. R: Skúste stručne ilustrovať na príklade niektorej z vašich prevádzok, ako prebieha zavádzanie systému LOTO do praxe. Ako prvý krok bolo potrebné vytvoriť pravidlá, pre fungovanie LOTO. Tieto pravidlá, v našom prípade vnútornú smernicu, tvoril tím zložený so zástupcov prevádzok a bezpečnostných technikov, potom boli vybrané potrebné pomôcky na zavedenie LOTO. Po zakúpení pomôcok, sme vyškolili potrebný počet pracovníkov, ktorých sa LOTO dotýka. Niektoré prevádzky si v období prípravy dokonca vytvorili vlastné detailné postupy pre svojich zamestnancov, aby každý vedel aká je jeho úloha. R: Kto vám pomáhal s auditom v prevádzkach pre definovaní špecifických potrieb zamykacích prvkov? V počiatočných fázach v roku 2006, kedy sme potrebovali vybrať aké LOTO pomôcky sú u nás použiteľné, sme spolu s predajcami Brady uskutočnili audit v prevádzkach, s cieľom vybrať testovaciu vzorku. Po tomto audite odd. Bezpečnosti pri práci nakúpilo vybrané vzorky řízení & údržba průmyslového podniku LOTO pomôcok a neskôr aj s pomocou katalógov a napr. aj vzoriek noviniek, ktoré zabezpečila spoločnosť BRADY zaškolení zamestnanci vykonávali audity zamerané na identifikáciu pomôcok. R. Koľko zamykacích prvkov a bezpečnostných zámkov ste pre jednotlivé etapy potrebovali? Pre vytvorenie predstavy odpoviem len zaokrúhlene, napríklad zámkov sme potrebovali cca 7000, 1200 kufríkov na odkladanie kľúčov a približne 1000 ďalších ostatných pomôcok na umožnenie zamykania ventilov alebo ističov. R: Pri akých pracovných činnostiach sa využíva systém LOTO? Najväčší počet tvoria údržbárske práce ako napr. rôzne výmeny, opravy a čistenia. Menšiu časť tvoria práce vykonávané obsluhou zariadení R: Aké typy zamykacích prvkov LOTO používate? Najväčšie množstvo tvoria zámky, potom sú to kufríky na odkladanie kľúčov, pomôcky na zamykanie ventilov a pomôcky pre elektrikárov R: Ako spravujete kľuče a zámky – má každý dotknutý zamestnanec vlastný kľúč a zámku, alebo máte iný systém? Naši zamestnanci majú vlastný osobný zámok s jedinečným číslom a kontraktori osobné zámky dostávajú pred prácou a po práci ich zase odovzdajú. R: Počuli sme o peknom slogane k systému LOTO: „1 kľúč = 1 ľudský život“, prax je ale určite zložitejšia. Čo si o tom myslíte? Použili sme jeden vlastný slogan, tiež podobný. Je to obrázok znázorňujúci ceduľku priviazanú na palci na ľudskej nohe s priloženým textom: „ak preskočíš zamykanie, môžeš sa rýchlejšie dostať k označeniu...“ R: Ako ste to zvládli s internými predpismi a školeniami? Koľkých pracovníkov bolo potrebné vyškoliť? Vytvorenie vnútornej smernice trvalo tri mesiace, Školenie oprávnených osôb trvalo približne mesiac, pričom školenia boli 4xtýždenne a dĺžka jedného školenia bola 4 hodiny. Vyškolených bolo približne 300 zamestnancov. V druhej fáze to bude podobné, len vyškolených bude viac zamestnancov – približne 430 R: Ako tieto zmeny vnímajú vaši zamestnanci? Uvedomujú si význam preventívnych systémov pre ich vlastnú bezpečnosť alebo ste sa stretli aj s určitou rezistenciou voči zmenám? Samozrejme, rezistencia sa vyskytuje pri zavádzaní čohokoľvek nového. Uvedomujeme si čo sme v oblasti bezpečnosti dosiahli a uvedomujeme si taktiež aj náš náskok pred mnohými na Slovensku. Akékoľvek poľavenie v tejto oblasti, však znamená vrátiť sa späť k úrazom a preto je pre nás cesta späť nepredstaviteľná. Všetci manažéri zavedenie LOTa v ich revádzkach podporujú. R: Skúste porovnať situáciu v prevádzke pred a po zavedení systému LOTO. Dajú sa už aj po tak krátkom čase vidieť v niečom rozdiely - napríklad v správaní ľudi? Povedal by som, že k odpájaniu energií pristupujú zodpovednejšie. Z LOTO pre nich vyplýva jedna veľká výhoda, ktorú doteraz nemali. Majú úplnú kontrolu nad odpojením svojho zariadenia od energií, na ktorom pracujú. Ani náhodou sa nemôže stať, že by niekto čo i len omylom otvoril nesprávny ventil alebo zapol nesprávny istič či vypínač. Veď keby aj skúsil, odpoviem textom z pesničky známeho speváka Richarda Műllera – a do zámku nepasuje viac tvoj kľúč... R: Máte plány pre zavádzanie tohto systému aj v ďalších prevádzkach? Aká je podľa Vás budúcnosť systémov Lockout/Tagout? Na úplné zavedenie LOTO budeme potrebovať určite niekoľko rokov, je to živý proces, niektoré zariadenia končia svoju životnosť a nové zasa začínajú. Každé zariadenie je potrebné posúdiť samostatne, určiť miesta odpojenia energií, pomôcky.... Začali sme tými najnebezpečnejšími a postupne sa prepracovávame k tým menej nebezpečným. Čo sa týka budúcnosti, som presvedčený, že LOTO si svoje miesto nájde aj v ostatných Slovenských podnikoch, nie len v tých väčších ako je ten náš. Významné miesto bude zaujímať určite u zodpovedných zamestnávateľov, ktorým záleží aby od nich ich zamestnanci a kontraktori odchádzali domov živí a zdraví späť k svojim rodinám. R: Čo by ste Vy, ako človek skúsený z projektu zavádzania LOTO vo významnom výrobnom podniku, odporúčali svojim kolegom z iných spoločností, ktorí premýšľajú nad zvýšením miery ochrany zdravia a majetku vo ich prevádzkach? Na aké kroky by nemali určite zabudnúť, ak chcú úspešne zaviesť systém Lockout/Tagout do praxe? Na pr v ý poh ľa d sa môže zdať, že LOTO je len o zamykaní – vypnem za r iaden ie, zam k nem, označím ho a opravujem. V prípade jednoduchého stroja to môže takto fungovať. No pri zložitejších zariadeniach, ktoré sú zložené z niekoľkých zariadení, ktoré navzájom spolupracujú je to hlavne o organizácii. To platí najmä v prípade, ak je potrebné na časti zariadenia pracovať a časť zariadenia musí byť v činnosti. Kvôli tomu je zavádzanie LOTO tímová práca, kde členovia tímu zvažujú možné situácie, ku ktorým pri opravách dochádza, aby LOTO mohlo správne plniť svoju ochrannú funkciu. R: Ďakujem za rozhovor. Fakty o projekte Brady Lockout/ Tagout v spoločnosti Mondi SCP a.s. Ružomberok Začiatok spolupráce: 2007 Celkové množstvo použitých LOTO zamykacích prvkov: - proti mechanickým rizikám: 1200 - proti elektrickým rizikám: 400 - lockbox (kufrík pre zabezpečenie kľúčov): 1000 - bezpečnostné visacie zámky: 5400 Počet preškolených ľudí: 500 Inovatívne Brady LOTO riešenia zaručujú zvýšenú bezpečnosť, produktivitu a úsporu nákladov. V ponuke Brady sa nachádza široké portfólio jednoducho použiteľných zamykacích prvkov, s ktorými možno bezpečne zaistiť takmer všetky druhy mechanických a elektrických rizík Partnerstvo s Brady prináša firmám výhodu rýchleho zavedenia systému do praxe pod odborných dohľadom pri prijateľných nákladoch. Implementáciou systému LOTO získa spoločnosť spoľahlivý nadštandardný system ochrany zdravia pri práci, zvýšenú mieru ochrany technologických celkov a zariadení ako aj úsporu nákladov na prestoje a tým vyššiu produktivitu práce. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 15 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu Výběr koncepce bezpečnostního systému Charles M. Fialkowski Siemens Energy & Automation M ělo by být poměrně snadné porozumět, jak různé procesní závody fungují na mnoha úrovních rizika, podle toho jak a co zpracovávají. Kromě toho existuje mnoho různých metod navrhování bezpečných přístrojových systémů určených k řešení tohoto rizika. Otázky týkající se výběru vhodné technologie – napevno zapojená relé, pneumatická nebo programovatelná; jaká úroveň redundance je vhodná, tj. jednoduchá, dvojitá nebo trojitá; a jak často by se měl systém testovat, tj. měsíčně, čtvrtletně, ročně nebo při každé odstávce – si pokládají uživatelé i firmy zabývající se technickým zajištěním. Dále se diskutuje o tom, jakým způsobem by se mělo o tomto výběru rozhodovat (na základě minulých zkušeností, kvalitativního posouzení, kvantitativní analýzy atd.). Aktuální národní a mezinárodní normy (a stávající pokyny), které se týkají navrhování bezpečných přístrojových systémů, jsou orientovány na funkčnost a nejsou direktivně nařizující. Normy nepřikazují určitý typ technologie, úroveň redundance nebo intervaly přezkoušení. Nastiňují, co by se mělo učinit, ale neříkají jak. Například americké a mezinárodní dokumenty pro procesní průmysl stanovují tři úrovně integrity bezpečnosti (Safety Integrity Levels – SIL) a popisují funkční požadavky pro každou úroveň. Jednoduše řečeno, různé úrovně rizika vyžadují různé úrovně funkčnosti bezpečnostního systému. To je v souladu s národní legislativou USA (předpis 29 CFR 1910.119) týkající se správy bezpečnosti procesů (Process Safety Management – PSM), která uvádí, že uživatelé musejí „posoudit a zdokumentovat, že systémy jsou navrženy a fungují bezpečným způsobem“. Historie bezpečnostních systémů Provedení bezpečnostních systémů před 30 lety bylo poměrně jednoduché a nabízelo jen několik možností, jako jsou systémy nouzového vypnutí a blokování. Ve většině případů řídicí systém procesu tvořily řídicí prvky s jednou smyčkou a bezpečnostní systém byl samostatným, nezávislým systémem, obvykle tvořeným napevno zapojenými relé (obrázek 1). Tyto reléové systémy byly relativně jednoduché a jejich charakteristiky selhání byly dobře známy. Správně Abyste mohli porovnávat různé systémy, musíte mít nejprve smysluplný způsob měření funkčnosti systému. Koneckonců platí, že co nemůžete změřit, nemůžete řídit. navržený reléový systém byl relativně „bezpečný“. Nevýhoda reléových systémů však rychle vyjde najevo, když je vstupů a výstupů (I/O) mnohem více než 20. Zapojení je komplikované, logika se obtížně mění, dokumentace se musí provádět manuálně, není k dispozici žádná forma automatické diagnostiky, žádná digitální komunikace a v tomto výčtu bychom mohli pokračovat. Reléové systémy mají nízké počáteční náklady, ale celkové náklady na vlastnictví mohou být relativně vysoké. Protože reléové systémy jsou obvykle simplexní a jsou už ze své podstaty bezpečné, způsobují obtěžující falešná přerušení – zastavují proces, i když se ve skutečnosti nic nestalo. To vede k ušlé výrobě a ušlému zisku, což je samozřejmě nežádoucí. Nástup PLC – Zavedení programovatelných automatů (Programmable Logic Controller – PLC) v roce 1969 s sebou přineslo mnoho změn. PLC byly speciálně navrženy jako náhrada řídicích systémů na bázi napevno zapojených relé. Nabízely mnoho poten- Obrázek 1. Tento obrázek ukazuje typický napevno zapojený reléový systém, který je jednoduchý, se známými charakteristikami selhání. 16 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku systémů s logikou TMR je ciálních výhod, jako je softpřipojena k simplexním prowarová flexibilita, samočinná vozním zařízením. dokumentace, menší rozměBezpečnostní systémy ry a nižší náklady na životní s vyspělou diagnostikou – cyklus výrobku. Na počátku 80. let minuléI když PLC nabízely mnoho ho století započala nová éra výhod pro mnoho různých bezpečnostních PLC. Tyto aplikací, většina se nehodisystémy využívaly vyšší la pro bezpečnostní účely výkon mikroprocesorů pro z důvodu svých chybových diagnostiku na systémocharakteristik, protože měly vé úrovni, která přispívala mnohem vyšší míru nebezk vyšší bezpečnosti i propečných selhání v porovnávozní dostupnosti. Stavěly ní s relé (obrázek 2). Mnoho uživatelů si však tuto pros- Obrázek 2. Navzdory obecné spolehlivosti PLC mají tato zaří- na principu, že využitím inteligence systému můžetou skutečnost bohužel neu- zení ve srovnání s relé vysokou míru nebezpečného selhání te snížit požadavek na komvědomovalo (a u některých to z důvodu absence účinné diagnostiky I/O. ponenty navíc a získat tak platí stále). Hlavním omeze„pravděpodobně“ cenově ním, pokud jde o bezpečnost, je absence účinné diagnostiky, zejmé- systémů však byla cena – obvykle přes nejvýhodnější systém se stejnou úrov1 500 dolarů na I/O u plně technicky ní bezpečnosti a provozní dostupnosti na u modulů I/O. jako v případě systému TMR. Alternativní technologie – Za úče- zajištěného systému. Systémové architektury, které vyuPrvní generace bezpečnostních lem překonání nedostatků systémů s relé a univerzálními PLC byly PLC – letecký průmysl v USA finan- žívaly tuto vyspělou „samodiagnosvyvinuty další systémy, konkrétně coval výzkum v oblasti chybově odol- tiku“, jsou obvykle definovány jako polovodičové systémy. Tyto systémy ných počítačů. Tento výzkum nakonec 1oo1D, 1oo2D atd., kde „D“ znamebyly navrženy speciálně pro zajištění vedl k vývoji trojnásobně redundant- ná diagnostiku schopnou zastavit sysbezpečnosti a nabízely četné funkce ních (Triple Modular Redundant – tém, a zatímco mnoho systémů nabízí a výhody, jako je komplexní testová- TMR) programovatelných systémů. určitou úroveň diagnostiky, důležitým ní a diagnostika, zabezpečená imple- Trojitě redundantní systémy byly navr- aspektem je to, že diagnostika má mentace přemostění a digitálních ženy tak, aby běžely správně i v přípa- schopnost automaticky uvést operadě výskytu chyb – kanál, který nesou- ce systému do známého „bezpečného komunikací. Tyto systémy nevyužívaly software, hlasí, je jednoduše přehlasován – odtud stavu“ v případě detekce nebezpečné a proto neexistovaly obavy z případ- pojem chybová odolnost. Pro mnoho chyby (obrázek 3). ných softwarových chyb. Někteří pova- malých procesních aplikací s nízkým žovali tuto absenci softwarové flexibi- rizikem jsou systémy s logikou TMR Zákonné souvislosti Legislativa pro správu bezpečnoslity za nedostatek (např. u dávkových považovány za zbytečně dokonalé – procesů). Hlavní nevýhodou těchto zejména pokud uvážíme, že většina ti procesů v USA (předpis 29 CFR Obrázek 3. Tento příklad bezpečnostního PLC s diagnostikou ukazuje několik sekcí, každou se samodiagnostikou, která má možnost prostřednictvím schématu hlasovací logiky automaticky uvést systém do známého bezpečného stavu, dojde-li k hrozbě nebezpečného selhání. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 17 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu Plnění vašich požadavků na bezpečnost a provozní dostupnost by vždy mělo mít přednost. 1910.119) nařizuje, aby zaměstnanci „posoudili a zdokumentovali“, zda zařízení bezpečnostního systému je „vhodné“ pro příslušnou aplikaci a zda je „zajištěn“ bezpečný provoz. Tyto formulace mohou být snadno matoucí. Jak máte posoudit a poté zdokumentovat funkčnost bezpečnostních zařízení? Jak máte odůvodnit rozhodnutí použít konkrétní systém? Mnozí uplatňují určitou formu kvalitativního, intuitivního rozhodovacího procesu. Bohužel je nesmírně obtížné přijít s nějakým škálovatelným, opakovatelným, subjektivním procesem pro zvažování všech relevantních faktorů při navrhování a výběru bezpečnostního systému. Určité skupiny v průmyslu si tohoto problému byly vědomy a vytvořily komise pro vývoj standardů v této kritické oblasti. Smysluplné ukazatele Abyste mohli porovnávat různé systémy, musíte mít nejprve smysluplný způsob měření funkčnosti systému. Koneckonců platí, že co nemůžete změřit, nemůžete řídit. Dnes je dobře známo, že bezpečnostní systémy mohou selhat v obou směrech. Mohou selhat z důvodu „přílišné bezpečnosti“ neboli inicializovat zbytečné přerušení a zastavit linku, 18 • Únor 2011 Obrázek 4. Systémy bezpečného zastavení jsou navrženy pro snížení obsaženého procesního rizika na přijatelnou úroveň. i když ve skutečnosti k žádné závadě nedošlo. Nebo mohou selhat z důvodu nedostatečné bezpečnosti a připustit nežádoucí selhání ohrožující funkčnost a nereagovat na skutečnou potřebu linku zastavit. Nežádoucí přerušení Mnozí znají pojem „provozní dostupnost“, která je dána vydělením doby provozuschopnosti celkovým časem. Nicméně provozní dostupnost bývá často špatně chápána. Pokud jde o nežádoucí přerušení, co nám hodnota provozní dostupnosti 99,9 % říká? Toto číslo vypadá dobře, ale co ve skutečnosti znamená? Systém, který inicializuje nežádoucí přerušení jednou za měsíc a způsobí výpadek trvající po dobu 40 minut, má provozní dostupnost 99,9 %. Totéž řízení & údržba průmyslového podniku je možno říci o systému, který inicializuje nežádoucí výpadek jednou za rok, ale odstávka trvá celých devět hodin. Stejná hodnota platí pro systém, který inicializuje nežádoucí výpadek jednou za deset let, ale odstávka trvá devadesát hodin. Je důležité, abyste při provádění výpočtu předpokládali „skutečnou“ dobu odstávky. Jak smysluplné by bylo tvrzení výrobce vašeho zařízení, pokud předpokládal jednu hodinu času na opravu, přičemž je dobře známo, že váš závod by byl odstaven po dobu 12 hodin, vzhledem k času potřebnému pro uvedení procesu opět do provozu. Nesprávné předpoklady samozřejmě vedou k nesprávným odpovědím. Termín používaný v normě ANSI/ ISA-84.00.01-2004 standard 84, Funkční bezpečnost: Bezpečné přístrojové systémy pro zpracovatelský průmysl pro funkčnost v tomto režimu je „MTTFsp“ neboli střední doba mezi falešnými přerušeními (Mean Time To Fail spurious – nežádoucí přerušení). Rozdíl mezi systémem, který způsobí nežádoucí přerušení jednou za šest měsíců, a systémem, který tak učiní jednou za šest let, šedesát let nebo šest set let, je evidentní. Uživatel ví, jak dlouho bude proces mimo provoz, když k této události dojde – chce jen vědět, jak často k tomu může dojít. vypadat jako významný (je to méně Bezpečnostní funkčnost Různí lidé používají různé termí- než 1 %). Avšak rozdíl mezi RRF 10 ny pro bezpečnostní funkčnost těchto a 10 000 je evidentní – i pro malé dítě. Nicméně rozsystémů. Obrázek 4 ukazuje koncepci Aktuální národní a mezi- díl mezi oběma jsou stále dva řády. toho, jak se systéOblast technickémy pro bezpečnost- národní normy (a stáho zajištění je kvanní vypnutí využívatitativní disciplíjí pro snížení rizika vající pokyny), které nou. Rozhodování, obsaženého v pro- se týkají navrhování pokud jde o dimencesu na přijatelnou zová n í vent ilů , úroveň. Funkčnost bezpečných přístrojoventilátoz d e p op s a n á s e vých systémů, jsou ori- potrubí, rů a turbín, vycháčasto označuje jako zí z kvantitativních míra redukce rizika. entovány na funkčnost kalkulací. Dnes lze Jednoduše řečeno, „bezpečnější“ bez- a nejsou direktivně naři- při výběru bezpečpečnostní systém zující. Normy nepřikazu- nostního systému u pl a t n it p o d o b má „lepší“ (větší) h o d n o t u f a k t o - jí určitý typ technologie, ný k va nt it at iv n í přístup. ru redukce rizika Pl n ě n í v a š i c h ( R i s k- Re d u c t io n úroveň redundance nebo požadavků na bezFactor – RRF) než intervaly přezkoušení. pečnost a provozní „horší“ bezpečnostdostupnost by vždy ní systém. Jinými Nastiňují, co by se mělo mělo mít přednost. slovy, RRF lze defiJakmile však těchnovat jako „míru, učinit, ale neříkají jak. to cílů dosáhnete, o jakou systém snižuje celkové riziko závodu v porov- můžete se zaměřit na další oblasti, nání s nepoužíváním systému vůbec“. které pomohou snižovat vaše celkové Normami pro navrhování těchto sys- náklady na vlastnictví, jako jsou protémů jsou dokumenty ISA S84 a IEC gramovací jazyky, otázky konektivity, 1508, norma Mezinárodní elektrotech- kyberprostorové zabezpečení, fyzické nické komise 1508; Funkční bezpeč- rozměry, vzdálená I/O a mnoho dalnost – systémy související s bezpeč- ších činitelů ovlivňujících spolehlivost ností. Obě normy využívají koncepci a finanční výsledky firmy. úrovní integrity bezpečnosti jako proCharles M. Fialkowski, certifikovastředek ke zjištění vztahu mezi požadovanou bezpečnostní funkčností ný specialista na funkční bezpečnost systému a mírou rizika spočívající (Certified Functional Safety Expert – v procesu. Tabulka obsahující funkč- CFSE), se problematikou bezpečnostní požadavky IEC a ISA shrnuje poža- ních systémů zabývá více než 10 let, davky s použitím několika termínů, a to se zaměřením na procesní bezpečnost. Je předseda bezpečnostkteré mohou vzájemně souviset. Míra integrity je nepřímou metodou ní divize ISA pro požární a plynové kvalifikace rizika, na rozdíl od tra- systémy a člen technické komise ISA dičních ukazatelů, jako je mortalita SP84 zaměřené na bezpečnostní sys(úmrtnost) nebo nehodovost. Důvod témy. Vedl kurzy ISA, BMS a LOPA, je jednoduchý: mezinárodní norma publikoval četné dokumenty na téma nemůže říci, že je „přijatelné“ nebo bezpečných přístrojových systémů „tolerovatelné“, aby v rafinérii zemře- a je také vývojový pracovník kurzu li až čtyři lidé na 100 milionů tzv. BMS pro server Exida.com. Charles Fialkowski je propagátor národní člověkohodin. Tabulka rovněž ukazuje jednodu- procesní bezpečnosti pro společnost chost číselného rozsahu používané- Siemens Energy & Automation. ho pro RRF. Rozdíl mezi „provozní dostupností“ 99 % a 99,99 % nemusí Atlas Copco Kompresory Atlas Copco je tradiční dodavatel kompresorové techniky v České republice. Zabývá se prodejem a servisem bezmazných a mazných stacionárních vzduchových kompresorů, mobilních vzduchových kompresorů, elektrických generátorů, zařízení pro úpravu stlačeného vzduchu, jako jsou sušičky, dochlazovače a filtry, a elektronických řídicích systémů. Atlas Copco dále nabízí profesionální servisní služby, služby půjčovny a poradenství při navrhování zdrojů stlačeného vzduchu a náhradních zdrojů elektrické energie. Atlas Copco s.r.o. Průmyslová 10, 102 00 Praha 10 [email protected] www.atlascopco.cz Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu Zajištění bezpečnosti u hydrauliky tvářecích lisů Johannes Schunder Bosch Rexroth H ydraulické tváření se stalo zavedenou efekt iv n í alter nat ivou ke konvenčnímu tváření lisováním a s pomocí stlačené kapaliny lisuje složité, jednodílné obrobky do příslušného tvaru. Správné využívání procesu kontinuálního tváření umožňuje vyrábět více hotových výrobků z menšího množství výchozího materiálu. Vysokotlaké tváření může produkovat menší a lehčí komponenty při porovnání s jinými výrobními procesy a vyznačuje se vyšší mechanickou stabilitou. Při používání technologie hydrotváření je však nutno dodržovat celou řadu bezpečnostních opatření. Stávající bezpečnostní normy V několika oblastech západního světa bezpečnostní normy stanovují, jak dosáhnout bezpečného řízení hydraulických lisů. Například nor ma ANSI B11.2 Hydraulické lisy – Bezpečnost ní požadavky na jejich konstrukci, údržbu a používání je standardem používaným v USA. Kanada používá nor mu Z142-02 Předpis pro pozorování lisů: Požadavky na ochranu zdraví, bezpečnost a zajištění. V Evropě se zase používá norma EN 693 Bezpečnost – Hydraulické lisy. Všechny tyto normy definují pro bezpečnou obsluhu lisů stejné základní požadavky. Zatímco norma ANSI nezachází příliš do hloubky, kanadské a evropské normy jsou podrobnější. Kanadská norma byla do značné míry ovlivněna evropskými normami, které mají náročnější požadavky. Evropské bezpečnostní normy jsou na světě více přijímány jako obvyklá technická praxe, protože vyhovují širšímu rozsahu předpisů. Cílem všech tří norem je zamezit nebezpečnému sevření lisu v případě závady. Všechny tyto normy předpokládají, že pravděpodobnost selhání dvou komponent ze vzájemně nezávislých příčin během lisovacího cyklu je velmi malá. Pokud bezpečnostní kontrolní prvek zjistí jednu závadu, beran lisu se zastaví a nový cyklus nemůže začít. Pravděpodobnost, že by po zastavení lisu došlo k druhé, nezávislé závadě, která by umožnila další spuštění lisu před detekcí první závady, je také velmi nízká. Norma EN 693 usiluje o zajištění míry zabezpečení u hydraulických ovládacích prvků. Uvádí například následující požadavky: ● Minimálně dvě nezávisle řízené komponenty, uspořádané v sérii (redundance). Obrázek 1. Tento obrázek ukazuje typický napevno zapojený reléový systém, který je jednoduchý, se známými charakteristikami selhání. 20 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku ● Když jsou komponenty v neutrální poloze, nesmí být umožněn růst tlaku v oblasti pístu válce nebo pokles tlaku v oblasti mezikruží (u lisu působícího směrem dolů). ● Pozice šoupátka ovládacího ventilu musí být monitorována koncovými vypínači nebo podobnými zařízeními pro ventily s kritickou funkcí. ● Po každém cyklu musí bezpečnostní řídicí prvek, zda bylo dosaženo „bezpečných“ neutrálních pozic – pokud nikoli, musí být zabráněno spuštění nového cyklu. ● Ochrana před nárůstem tlaku na straně mezikruží válce musí být začleněna do okruhu. ● Pokud by pokles tlaku mohl vést k nežádoucímu pohybu beranu, musí se namísto hadic použít pevné potrubí a příslušné přípojky. V Evropě dokonce nejsou pro kritická potrubí lisů povoleny ani spojky typu „banjo“. Bezpečnostní řídicí prvek s normami není vyžadována pouze v jistých situacích: v aplikacích kovacích a jiných lisů, kde nelze manuálně manipulovat s materiálem, v aplikacích, kde uzavírací rychlost lisu je pomalejší než 10 mm/s nebo kde zdvih beranu je menší než 6 mm, nebo u strojů běžících v automatickém režimu v uzavřených pracovních oblastech, ačkoli řídicí prvek může být stále požadována pro údržbu a seřizování stroje. Charakteristiky bezpečného hydraulického okruhu Mnoho dodavatelů nabízí nejrůznější standardizované řídicí prvky lisů splňující požadavky na bezpečné řízení hydrauliky. Kromě bezpečnostních funkcí jsou zabudovány i některé funkce specifické pro lisy. V hydraulickém okruhu vyobrazeném na obrázku 1 je ventil č. 110 směrovacím ventilem vybaveným koncovými spínači. Používá se k řízení zdvihacího a spouštěcího pohybu lisu a slouží jako první bezpečnostní ventil. Ventil č. 120 je druhým bezpečnostním ventilem, zatímco ventil č. 730 je ochranou před nárůstem tlaku, kterou vyžadují bezpečnostní normy. Správné využívání procesu kontinuálního tváření umožňuje vyrábět více hotových výrobků z menšího množství výchozího materiálu. Neutrální poloha ventilu č. 110 uzavírá čerpadlo a neutrální poloha ventilu č. 120 otevírá stranu vrtání válce k nádrži. Stejné ventily se používají k zabránění poklesu tlaku v oblasti mezikruží válce. Spojení od oblasti mezikruží válce k nádrži je blokováno dvěma ventily. Tlak nemůže narůs- tat v oblasti vrtání a nemůže dojít ani k poklesu tlaku v oblasti mezikruží válce, pokud nejsou aktivovány oba ventily. V nepravděpodobném případě, že jeden ze dvou ventilů selže, druhý ventil převezme bezpečnostní funkci. Strana vrtání válce je stále propojena s nádrží prostřednictvím portu B k portu T ventilu č. 120. Proto nedojde k nárůstu tlaku. Oblast mezikruží válce je stále blokována a je zabráněno poklesu tlaku. V souladu s bezpečnostními normami nedojde k žádnému nebezpečnému pohybu. Ačkoli tok čerpadla od bodu P k bodu A ventilu č. 110 je možný, nedojde k nárůstu tlaku na straně vrtání válce, protože průtok je otevřen k nádrži přes ventil č. 120. Opět… oblast mezikruží válce je stále blokována a je zabráněno poklesu tlaku. Je-li čerpadlo blokováno na portu P ventilu č. 110, nedojde k nárůstu tlaku na straně vrtání válce. I když ventil č. 120 umožňuje nárůst tlaku na portu B ventilu č. 110, oblast mezikruží válce je stále blokována. Opět… nedojde k nekontrolovanému pohybu lisu a požadavek na redundanci je splněn. Charakteristiky bezpečnostního hydraulického ventilu Bezpečnostní nor my stanovují speciální požadavky na hydraulické ventily používané v bezpečnostních Přepínací logika (vlevo) a přiřazení pinů (vpravo) typického koncového spínače bezpečnostního hydraulického ventilu, který ukazuje aktuální polohu šoupátka ventilu. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 21 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu NAOBZORU Prostředky pro ochranu očí nikdy nevypadaly tak dobře Přepínací logika (nahoře) a logika signálů šoupátka (dole) proporcionálních ventilů, které jsou obvykle využívány pro řízení průtoku oleje v hydraulickém systému. okruzích lisů. Hydraulické ventily musí mít bezpečné provedení zahrnující dostatečné překrytí šoupátka, mít středové pružení a využívat odolné pružiny. Ventil chránící před nárůstem tlaku by měl být ovládán přímo a utěsněn i uzamčen proti neoprávněnému seřízení. Dojde-li k prasknutí pružiny u některého z šoupátek, prostor mezi vinutími pružiny by měl být menší než tloušťka jednoho drátu, aby se zabránilo „navinutí“ pružiny, což by dramaticky ovlivnilo funkci ventilu. Směrové ventily jsou vybaveny koncovým spínačem, který ukazuje aktuální pozici šoupátka ventilu. Spínač je obvykle indukčního typu se dvěma přepínanými výstupy. Před dosažením konečné monitorované pozice se jeden výstup změní na vysokou hodnotu a druhý na nízkou. To znamená, že jeden přepínaný výstup je otevřený (N/O) a druhý je uzavřený (N/C). Proporcionální ventily se často používají pro regulaci průtoku oleje systémem a umožňují měnit rychlost pohybu válců a jejich zrychlování a zpomalování. Proporcionální ventily lze vybavit interní zpětnou vazbou pro aktuální pozici šou22 • Únor 2011 pátka k dosažení vysoké přesnosti. Tato poziční zpětná vazba se využívá také pro monitorování u bezpečnostních systémů lisů. Monitorování šoupátka je integrováno do vlastní elektroniky ventilu. Pro získání redundantního signálu se využívají tři elektrické signály. Jak se signály využívají? Lis musí být vybaven bezpečnostním řízením nebo bezpečnostními relé, která zajišťují náležitou bezpečnost lisu. Každý koncový vypínač nebo zabudovaná elektronika poziční zpětné vazby proporcionálního ventilu musí být vodiči napevno připojena k řízení. Jestliže bezpečnostní řízení zjistí závadu, musí se okamžitě zastavit lis a zabránit novému cyklu, dokud problém není odstraněn. Všechny bezpečnostní ventily by měly být vypnuté. Bezpečné hydrauliky lze dosáhnout. I když to může být nákladnější než běžný hydraulický okruh, zvážíme-li odpovědnost za zdraví a bezpečnost pracovníků, je bezpečný hydraulický okruh investicí, která se vyplatí. řízení & údržba průmyslového podniku Společnost Kimberly-Clark Professional, lídr na trhu s výrobky pro ochranu zdraví, bezpečnost a hygienu v pracovním prostředí, rozšiřuje řadu ochranných pomůcek JACKSON SAFETY o další tři novinky - ochranné brýle JACKSON SAFETY V60 Nemesis Rx, V30 Nemesis a V40 HellRaiser, které jsou nejnovějším ochranným pracovním vybavením. Ochranné brýle kombinují moderní vzhled s přísnými evropskými standardy v oblasti ochrany. Inovační integrované části na čtení, vložené do nových stylových ochranných brýlí, pomáhají pracovníkům provádět úkoly, při kterých potřebují další zvětšení, s vyšší přesností a větší bezpečností. Od ledna mohou pracovníci v oblasti zdraví a bezpečnosti při práci v celé Evropě, včetně České republiky a Slovenska, vybavit pracovníky ve výrobě oblíbenými ochrannými brýlemi JACKSON SAFETY. „Připravte se na zvýšenou míru soutěživosti na vašem pracovišti, neboť všichni vaši pracovníci se budou snažit získat tyto stylové výrobky, jakými jsou brýle V60 Nemesis RX, V30 Nemesis a V40 HellRaiser,“ doplňuje s úsměvem Pavel Šimon z českého zastoupení společnosti Kimberly-Clark Professional. Brýle JACKSON SAFETY V60 Nemesis Rx budou k dostání ve verzích s různým počtem dioptrií pro možnost zvětšení. Zdroj: ASPEN.PR press.aspen.pr PILZ zvyšuje náskok před konkurencí na poli programovatelných bezpečnostních modulů Ing. Zdeněk Bečka Systemotronic, s. r. o. F irmu PILZ GmbH založil v roce 1948 Herman Pilz. Během dvou let se stala předním výrobcem spínacích rtuťových systémů především pro lékařské přístroje. V roce 1968 vyvinula první specializované relé pro dvouruční ovládání a v roce 1974 pak první programovatelnou jednotku. V dalších letech následovaly další novinky pro průmyslovou automatizaci a tento trend pokračuje dodnes. Jedny z nejoblíbenějších produktů současného portfolia firmy PILZ jsou moduly PNOZmulti, které jsou na trhu již od roku 2002 a byly prvními moduly tohoto typu na světě. Díky své kvalitě, uživatelskému komfortu a mnoha funkcím, o nichž si může konkurence nechat jen zdát, získaly tisíce spokojených zákazníků po celém světě. Přesto však firma PILZ nezahálí a na trh uvádí novinky a vylepšení této oblíbené řady. Od letošního roku např. najdete všechny typy základních jednotek PNOZmulti ve verzi s rozhraním TCP/IP, které umožňuje připojení počítače bez převodníku. Dále pak propojením s modemem získáte pohodlnou vzdálenou správu nebo údržbu. TCP/IP rozhraní slouží ale hlavně k automatickému posílání kompletních diagnostických dat do PLC a také pro využití až 128 libovolně použitelných vstupů/výstupů mezi PLC a PNOZmulti. Jinak je základní jednotka shodná s klasickou, obsahu- je tedy 20 bezpečnostních vstupů, 4 polovodičové a 2 reléové výstupy. Odhalení poruch usnadňuje několik diagnostických LED diod. Kromě klasických rozšiřujících modulů zahrnujících jednopólové nebo dvoupólové polovodičové výstupy, reléové výstupy, digitální či analogové (napěťové nebo proudové) vstupy, komunikační moduly pro běžně používané typy průmyslových sběrnic nebo komunikační moduly pro bezpečnou komunikaci mezi jednotlivými jednotkami PNOZmulti bychom měli zmínit na trhu ojedinělé moduly pro bezpečné hlídání otáček pohonů. Jeden tento přídavný modul PNOZms1p dokáže hlídat 2 pohony, přičemž k jedné základní jednotce PNOZmulti můžeme připojit až 4 tyto moduly. Potom jste schopni hlídat až 8 pohonů jedním jednoduchým, ale propracovaným řídicím systémem. A to není všechno. Pro každý pohon můžeme nastavit až 8 rozsahů maximálních otáček v závislosti na zvoleném pracovním režimu + monitorování klidového stavu. Vazba mezi řídicím systémem PNOZmulti a pohonem může být řešena buď pomocí indukčních snímačů, nebo elegantněji pomocí inkrementálních snímačů. Znáte snad nějaký jiný produkt na trhu, který toto dokáže? Dalším př ír ůstkem do rodiny PNOZmulti je decentrální jednotka PDP67 F4. Ta je, jak již název napovídá, v krytí IP67, takže může být montována kdekoli na technologii bez použití pomocných rozvaděčů, přičemž provozní teplota okolí může být v rozsahu od - 40°C do +70°C. Jednoduchá montáž znamená méně plánování, pro- jektování a montážních prací. Jedna tato jednotka má 8 bezpečnostních vstupů. Propojovací kabel s PNOZmulti zahrnuje jak sběr dat, tak distribuci napájení. Na jednu základní jednotku PNOZmulti můžete pomocí připojovacích modulů připojit až 16 těchto decentrálních jednotek! Rozměry menším, ale funkcemi neméně zdatným členem rodiny PNOZmulti je novinka PNOZmm0p. Tento nenápadný bezpečnostní konfigurovatelný modul s šířkou pouhých 45mm disponuje dvaceti bezpečnostními vstupy a čtyřmi polovodičovými bezpečnostními výstupy s proudovou zatížitelností 2A. Pro větší zátěže je zde možnost dodatečně připojit 2 reléové výstupy se zatížitelností 6A. Displej slouží ke zobrazení diagnostických hlášení a také k uživatelem definovaným hlášením. K programování se používá, stejně jako pro jeho větší bratry, PNOZmulti konfigurátor. Oficiálním zastoupením firmy PILZ GmbH pro Českou a Slovenskou republiku je Systemotronic s.r.o. Neváhejte a zavolejte nám pro více informací nebo se staňte naším pravidelným zákazníkem a získejte velmi zajímavé slevy a výhody. Získáte tak technicky i cenově bezkonkurenční produkt od hlavního světového hráče na poli bezpečnostní techniky. Více informací na www.systemotronic.cz řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 23 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu Jak na integraci bezpečnosti Systémová integrace: Začlenění bezpečnosti do stroje nebo procesu ve fázi návrhu je z hlediska nákladů výhodnější, než když k tomu dojde později. Podíváme se, jak několik integrátorů a výrobců přistupuje ke včasné integraci bezpečnosti a jaké jsou její přínosy. Jeanine Katzelová pro Control Engineering S elhání bezpečnostních systémů může mít za následek smrt nebo majetkové škody. Integrace bezpečnosti během procesu navrhování může ušetřit čas, peníze a lidské životy, a zamezit novým aférám v novinách. V novinových titulcích v době vzniku tohoto článku dominovala Návrh robotiky automobilového závodu zahrnuje střežené zóny mezi lisy. S pomocí relé by toto řešení stálo zhruba 100 000 dolarů. Provedení s bezpečnostními PLC bylo instalováno asi za 60 000 dolarů a jeho dostatečná flexibilita dovoluje provádění změn. (Zdroj: Siemens Industry Inc.) 24 • Únor 2011 ekologicky zničující únik ropy v zálivu u pobřeží Louisiany. K této katastrofě došlo v důsledku tragické exploze příbřežního ropného vrtu, která si vyžádala 11 lidských životů. Ani ne o měsíc dříve podzemní výbuch zabil 29 horníků v dole v Západní Virginii. I když se tyto tragické události v mnohém velice liší, mají společný rys: někde a nějak selhal průmyslový bezpečnostní systém. Výroba bere bezpečnost vážně a naštěstí jsou tyto tragédie výjimkou, a nikoli pravidlem. Skutečností však zůstává, že pokud bezpečnostní postupy a systémy jen na okamžik zaklopýtají, může dojít ke katastrofě. Systémy musí být odolné proti selhání. Potřeba integrovat bezpečnost do výrobního zařízení a operací v rané fázi návrhového procesu nebyla nikdy aktuálnější, než je dnes, v době technologické vyspělosti a křehkých ekonomik. I když je integrace bezpečnosti do výrobního návrhu jednodušší, účinnější a cenově efektivnější než její přidání později, důležitější je, že pomáhá vyhnout se ztrátám na majetku a životech. Bezpečnost řešená až zpětně se velmi obtížně začleňuje do stávajícího stroje, procesu nebo systému. Pro ilustraci toho, jak rozumné je provést toto opatření včas, časopis Control Engineering požádal přední výrobce, dodavatele a integrátory, aby vysvětlili, jak integrovali bezpečnost do výrobních systémů a jaké jsou přínosy. Následující příklady popisují aplikaci nejrůznějších bezpečnostních funkcí. Automatizované manipulační systémy znamenají méně úrazů a méně práce Automatizací systému pro manipulaci s materiálem pomohla společ- řízení & údržba průmyslového podniku nost CNC Solutions ze státu Wisconsin zákazníkovi optimalizovat jeho provoz, snížit objem související práce a zajistit konzistentnější produkt rychleji než původní manuální systém. Tento integrátor, který se zaměřuje na využívání technologie pro zajištění automatizovaných řešení řízení strojů a procesů, věří, že automatizace je klíčem k udržení konkurenceschopnosti, zajištění bezpečnosti a dosažení rychlé návratnosti investic. Úraz způsobuje výpadek provozu, zvyšuje náklady na odškodnění zaměstnance a pojistné sazby, a má dopad na celkové finanční výsledky firmy. V tomto konkrétním případě vznikaly problémy s manipulací kvůli rozměrům a hmotnosti kovových plechů. Manuální operace zákazníka byly velmi pracné a pro manipulaci s produktem bylo zapotřebí dvou osob. Ostré hrany plechu představovaly bezpečnostní rizika a byly v pozadí mnoha nároků na odškodnění. Společnost CNC Solutions usilovala o omezení nutné manipulace s materiálem a chtěla, aby systém obsluhovala bezpečným způsobem jen jedna osoba. Společnost CNC Solutions toho dosáhla a operátor nyní musí na produkt během procesu sáhnout jen jednou namísto osmkrát, říká integrátor. S novým systémem robot přesouvá produkt z jeho předchozí operace přímo do pracovní buňky ve formě stohu. Robotický systém o více stanicích zpracovává součásti podle potřeby a stohuje je pro použití při další operaci. Automatizovaný systém zajišťuje nepřerušenou výrobu, čímž v podstatě eliminuje odstávky související s pracovníky a omezuje zranění způsobená repetitivním pohybem. Jeden operátor zadává číslo dílu do rozhraní člověk-stroj (HMI) a přesouvá stohované díly dovnitř pracovní buňky a ven z ní na kolovém vozíku, čímž se výrazně snižuje úrazovost. Bezpečnost ještě více posiluje obvodové střežení s přístupovými branami a zámky dveří. Řídicí prvky PLC implementují bezpečnost rychle Systémoví integrátoři společnosti D&D Automation z města Stratford z kanadské provincie Ontario, říkají, že všechny bezpečnostní obvody by měly být zavedeny ještě před zprovozněním zařízení. Během návrhové fáze projektu může být nereálné z hlediska integrace bezpečnosti pokrýt vše, ale mít pokryto co nejvíce oblastí je stále nejlepším řešením. Prvním krokem, který společnost D&D Automation u projektu spuštění karosárny automobilového montážního závodu u všech linek pro montáž karosérií podnikla, bylo zřízení komunikačních a síťových spojení pomocí bezpečnostních řídicích prvků PLC (programovatelných automatů) společnosti Pilz. „Jakékoli problémy s bezpečnostní sběrnicí nebo zařízeními se musely vyřešit, a až potom jsme mohli pokračovat dále,“ říká tento integrátor. „Jakmile naše bezpečnostní komunikace a sítě běžely v pořádku, mohli jsme začít označovat bezpečnostní I/O. Ve většině případů je bezpečnostní PLC luxusní záležitostí, protože si můžete na míru přizpůsobit svou bezpečnostní logiku a provést modifikace podle svých potřeb bez nutnosti měnit zapojení relé. Tím není řečeno, že by se napevno zapojené bezpečnostní obvody zprovozňovaly jinak. Při zprovozňování stále platí stejné kroky. Avšak možnost měnit bezpečnostní logiku v bezpečnostním PLC je také nevýhodou. Pro ochranu před nesprávnými úpravami nebo poškozením nezapomeňte svou práci ochránit heslem!“ V tomto případě intenzivní provoz dovnitř a ven z pracovní buňky, a časový rámec potřebný pro seřízení nástrojů vyžadovaly, aby co nejvíce bezpečnostních funkcí běželo co nejdříve. Nouzové vypínače, brány a světelné závory musely být funkční, aby chránily pracovníky uvnitř pracovní buňky nebo okolo ní. Programovatelné bezpečnostní automaty PLC daly integrátorovi možnost téměř zcela přizpůsobit bezpečnostní funkce jeho potřebám. Oddělení řízení v závodě mohlo vytvořit své vlastní modulární funkční bloky. Integrátor pak spolupracoval s oddělením řízení na vývoji a implementaci kombinace bloku světelné závory a bezpečnostní brány. Když jsou brány otevřené a rovina světelné závory narušena, systém vyvolá nouzové zastavení v přilehlé pracovní buňce. Skupina rovněž přizpůsobila bezpečnostní synchronizační zpětnou vazbu od robotů v dílně prostřednictvím jejich příslušných uzlů bezpečnostní sběrnice. Dvoukanálové výstupy z uzlu robota jsou aktivovány poté, co robot dokončí svou vlastní bezpečnostní rutinu a používají se v rámci bezpečnostního programu k uzamčení motorů jako signál, že robot je v bezpečném pracovním okruhu. Programovatelné bezpečnostní automaty PLC také pomáhají zkrátit čas potřebný pro odstraňování problémů. Schopnost monitorovat bezpečnostní programy umožňuje rychle odhalit chybějící vstupní podmínky bez nutnosti použití multimetru nebo procházení soubory výkresů. Nechte integraci bezpečnosti na odbornících Projekty bezpečnostní automatizace představují nároky jdoucí nad rámec běžných projektů. Musí být dodrženy zákonné požadavky a aplikace musí být validována (někdy kontrolním úřadem), aby bylo zajištěno, že související rizika jsou na přijatelné úrovni, s ohledem na nejrůznější scénáře dané aplikace. Budou například zachovány bezpečné podmínky pokud dojde k nesprávnému použití nebo selhání zařízení? „Integrace bezpečnostní technologie do projektu vyžaduje rozsáhlé znalosti, aplikační dovednosti a léta zkušeností,“ tvrdí Juergen Bukowski, manažer bezpečnostních programů společnosti Sick. Programování bezpečnosti se ve velké míře opírá o schopnosti programátora, který musí zařízení dostat do funkčního stavu, přizpůsobit je prostředí a provádět změny „za pochodu“. „Představte si typickou bezpečnostní aplikaci, v níž musí materiál opustit stroj, ale žádná osoba ani materiál zde nesmí vstoupit,“ říká Bukowski. „Toho lze dosáhnout ‚ztlumením‘ světelné závory pomocí doplňkových senzorů. Ztlumování (muting) automaticky dočasně pozastaví funkci bezpečnostního zařízení. Když senzory detekují paletu, bezpečnostní světelná závora se ztlumí,“ říká. Integrace bezpečnosti do provedení stroje je téměř vždy cenově výhodnější než její doplnění později. Přispívá také k vyšší bezpečnosti pracovníků. Technik na snímku seřizuje překládací stanici s několika hřídeli. (Zdroj: Bosch Rexroth) „Tento úkol dokáže zvládnout bezpečnostní PLC,“ poznamenává Bukowski. Bezpečný a předem schválený blok funkce ztlumení zaručuje bezpečné pozastavení světelné závory. Předpokládejme, že ztlumovací senzor je odrazný spínač, pro něhož je výstup VYSOKÝ, pokud vidí odrazný prvek, a NÍZKÝ, pokud v cestě světlu stojí objekt. „Funkční blok ztlumování musí na vstupu senzoru vidět VYSOKOU hodnotu, aby světelnou závoru ztlumil,“ dodává Bukowski. „Nezkušený integrátor to může vidět jako problém a může navrhnout, ať se signál neguje funkčním blokem ‚NOT‘.“ „I když takové řešení může fungovat a zdánlivě být bezpečné,“ pokračuje Bukowski, „co kdyby selhal napájecí zdroj těchto dvou senzorů?“ „Oba senzory se vypnou,“ říká. „Bezpečnostním PLC se bude zdát, že oba senzory vidí objekt a v důsledku řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 25 Téma z obálky / Bezpečnost v průmyslu toho ztlumí světelnou závoru. V reálném světě může přijetím bezpečné koncepce (funkčního bloku) snadno nastat nebezpečná situace,“ varuje. „V tomto případě by bylo zapotřebí použít aktivní senzory s hodnotou VYSOKO v kombinaci s dalšími kontrolními signály nebo funkcemi časového monitorování.“ Výrobci si pro své automatizační projekty pečlivě vybírají kvalifikované integrátory. Stejným způsobem musejí přistupovat i k bezpečnostním stránkám těchto projektů. Bukowski doporučuje, abyste je udržovali oddělené. „Nechte bezpečnost na odbornících,“ říká. „Zkušení bezpečnostní integrátoři sníží pravděpodobnost bezpečnostních rizik během všech fází projektu. Také použití jednoduchých a snadno použitelných nástrojů pro navrhování, simulaci a testování pomáhá při validaci bezpečnostních funkcí po dobu životnosti stroje nebo projektu.“ Bezpečnostní PLC na bezpečnostním Ethernetu využívají sílu jediného kabelu Začlenění bezpečnostních funkcí během počátečních fází návrhu projektu je mnohem lepším řešením, souhlasí společnost Advanced Engineering z města Franklin ve státě Tennessee, partner společnosti Siemens. I když začnete v malém měřítku, je to stále přínosné, protože většina bezpečnostních funkcí může zvládnout rostoucí systém. V nedávném projektu společnost Advanced Engineering poznala, jak specifikace bezpečnostního PLC v co nejranější fázi procesu plánování dokáže při navrhování kabeláže a funkčnosti ušetřit čas a peníze. „Použití bezpečnostního Ethernetu k provádění spuštění/ z astavení, informování o rychlosti a bezpečnostních funkcích po jediném kabelu se ukázalo jako obrovská úspora,“ říká Jim Neufeldt, prezident této společnosti. „Brzy již bude bezpečnostní Ethernet zaveden všude. Připojíte jej k zařízení a budete mít k dispozici řízení, diagnostiku a bezpečnostní funkce. Můžete nastavit zóny a zařízení resetovat. S inteligentními zařízeními, jako jsou pohony, jsou dostupné i další funkce.“ Tato společnost rozsáhle spolupracuje s odvětvím výroby automobilů a instalovala mnoho bezpečnostních systémů s více než 200 bezpečnostními I/O body. „Obvykle to vyžaduje značný rozsah kabeláže,“ říká Neufeldt. „Nicméně distribuování I/O bodů pomocí sběrnice Profibus a procesoru Siemens Simatic S7-300F výrazně rozsah kabeláže snižuje a zvyšuje bezpečnost operátora.“ V jednom případě výrobce automobilů, který nastavoval zóny pro roboty Manipulace s ocelovými plechy pro tuto prostřihovací a tvářecí operaci způsobovala nepřijatelné množství úrazů pracovníků až do doby, než společnost CNC Solutions automatizovala proces a zajistila, že pracovníci nyní manipulují s díly s ostrými hranami méněkrát. Robotický systém snížil prostoje a úrazy způsobované repetitivním pohybem. (Zdroj: CNC Solutions) 26 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku a razicí lisy, hledal řešení zabezpečení těchto zón. Tento úkol by vyžadoval velký počet bezpečnostních relé a výrobci záleželo na co nejnižších nákladech. Integrátor namísto toho navrhnul provedení s bezpečnostními PLC a bezpečnými I/O. Zahrnovalo střežené zóny mezi lisy a určení, které funkce se mají vypnout u každé zóny, aby do nich mohl operátor bezpečně vejít. S pomocí relé by toto řešení stálo zhruba 100 000 dolarů. Provedení s bezpečnostními PLC bylo instalováno asi za 60 000 dolarů. Výrobce automobilů od té doby modifikoval systém a provedl změny, které by byly s relé téměř neproveditelné. Nakonec je použití bezpečnostních PLC efektivnější než řešení s relé, říká Neufeldt. Jsou flexibilnější, nabízejí diagnostiku, vyžadují méně kabeláže a dokáží přizpůsobovat distribuovaná I/O bez nutnosti odstávky. Integrace bezpečnostních řídicích prvků u společnosti GM Větší důraz na integraci bezpečnosti může také zvýšit objem výroby a ušetřit miliony dolarů. Před více než 15 lety se společnost General Motors vydala na cestu s cílem patřit mezi nejlepší na světě, pokud jde o úroveň bezpečnosti. Program, který spustila, dramaticky snížil úrazovost v jejích severoamerických závodech, když v období let 1993 až 2008 snížil míru absence ze 4,5 ze 100 pracovních dnů na 0,14 pracovního dne. Výrobce toho dosáhnul tím, že „bezpečnost a naše úsilí o zvyšování bezpečnosti, jsme zviditelnili pro každého, na všech úrovních,“ říká Mike Douglas, vedoucí manažer a konzultant této společnosti pro Global Health & Safety, Design, Standards and Technologies. Vedoucí pracovníci společnosti GM a zástupci odborů spolupracovali na integraci bezpečnosti od základní výrobní úrovně až po nejvyšší patra firmy. Toto úsilí zahrnovalo zřízení speciálních týmů pro bezpečnost a vytvoření programu hodnocení rizika pro identifikaci potenciálních rizik, stanovení potřeb automatizace bezpečnosti a zajištění, že stroje a zařízení splňují požadavky platných předpisů. V jednom projektu byly instalovány bezpečnostní řídicí prvky společnosti Rockwell Automation pro rutinu úkolů a integraci do výroby, krok, který společnosti GM ušetřil několik milionů dolarů ročně v pěti závodech a pomohl snížit dobu odstávek. Ve skutečnosti bezpečnostní funkce zvýšily objem výroby závodu o čtyři další vozidla každých pět hodin, což se projevilo ve zlepšení celkových finančních výsledků společnosti GM. Tento proces vyhodnocení rizika rovněž vedl k integraci bezpečnosti a standardního řízení pro optimalizaci nákladů na hardware, kabeláž a produktivitu. Společnost GM se zaměřila na programovatelné řídicí prvky za účelem snížení nákladů na kabely a práci spojených s pevným zapojením vyžadovaným u bezpečnostních relé. Poté spolupracovala se společností Rockwell Automation na vývoji a implementaci zařízení, které je nyní k dispozici jako řídicí prvek AllenBradley GuardLogix. Řídicí prvky s klasifikací bezpečnostní úrovně SIL (Safety Integrity Level) 3 v sobě integrují bezpečnostní a standardní řízení. Jsou součástí systému Integrated Architecture společnosti Rockwell Automation, který pomáhá zlepšit sdílení informací, poskytuje multidisciplinární řízení, snižuje náklady na školení a urychluje programování a zprovozňování. Také provozní inteligence a diagnostika automatizačního systému zvyšují produktivitu a životnost zařízení, přičemž zkracují dobu odstávek. Použití řídicích prvků namísto tradičních relé pomohlo společnosti GM zkrátit čas potřebný po instalaci a odlaďování nového zařízení karosárny. Dříve vyžadovalo zapojení typické pracovní buňky s pěti roboty 640 kabelů. Nový systém omezil kabeláž na jeden pětižilový kabel. Také možnost připojení typu „plug and play“ a odlaďovací funkce snížily čas a náklady potřebné pro instalaci a údržbu. Cesta společnosti GM za vyšší bezpečností pokračuje. Tento výrobce automobilů a její partner, společnost Rockwell Automation, implementují další řešení bezpečnostní automatizace, která pomáhají snižovat náklady, zvyšovat objem výroby, a především zvyšovat bezpečnost pracovníků. Když se někdo dotázal, kdo je v GM odpovědný za bezpečnost, Mike Douglas řekl: „Je to jednoduché – jsou to všichni.“ Selhání bezpečnostních systémů může mít za následek smrt nebo majetkové škody. Integrace bezpečnosti během procesu navrhování může ušetřit čas, peníze a lidské životy, a zamezit novým aférám v novinách. Integrace funkční bezpečnosti a polohování Integrátoři se zkušenostmi v oblasti polohování bývají často žádáni o zabudování serverem řízeného polohování do stávajícího stroje nebo procesu. Servořízení může nabídnout řadu přínosů, ale vždy když se přidá nový pohyb, se musí zohlednit funkční bezpečnost stroje,“ říká Gary Thrall, vedoucí technik produktové podpory společnosti Bosch Rexroth. „Funkční bezpečnost se nejlépe aplikuje jako součást celkového procesu navrhování stroje, než jen jako doplněk na konci,“ říká. Velkosériový závod na montáž automobilových airbagů zkrátil dobu cyklu tím, že propojil světelnou závoru na vstupu do nakládkové/vykládkové stanice se vstupem koncového spínače přejetí při pohybu dopředu u servopohonu. Servo pohybuje rameny skládajícími airbag. Pokud operátor zasáhne do světelné závory, zatímco se stroj stále pohybuje dopředu k vykládkové stanici, osa se zastaví. Pohyb odsunutí po uvolnění dokončeného airbagu byl dovolen, i kdyby ruce operátora narušily světelnou závoru. Při použití standardního (nikoli bezpečnostního) vstupu, bez redundance nebo diagnostiky, by jediné selhání mohlo způsobit výpadek funkce zastavení a umožnilo prudký pohyb směrem k rukám operátora – riziko, kterému se chtěla společnost vyhnout,“ říká Gary Thrall. Vstup limitu přejetí u standardního servopohonu je obvod navržený podle zásad běžné dobré praxe, ale není bezpečnostně klasifikovaným redundantním a pro řízení spolehlivým produktem,“ říká. Mezi přítomnými stroji zatím nedošlo k selhání a následné nebezpečné situaci, ale zainteresovaní pracovníci se rozhodli riziko omezit. Gary Thrall navrhoval, aby závod zvážil funkci pohonu označenou jako Safe Direction, jak je definována v normě IEC EN 61800-5-2. Funkce Safe Direction poskytuje bezpečnostně certifikované monitorování pohybu osy, které osu odpojí od krouticího momentu, pokud se pohne o více, než je přípustná vzdálenost „nesprávným“ směrem. Jakmile je monitorování nakonfigurováno, lze je vypnout a zapnout s redundantními doplňkovými vstupy k pohonu – v tomto případě z výstupů světelné závory. „U mnoha zakázek osazování novými prvky nemusí být původní systém dostatečně moderní, aby dokázal podporovat základní střežení a zamykání zařízení,“ pokračuje Thrall. Často je k dispozici jen jednoduchý jednokanálový neredundantní nouzový vypínač pro odpojení přívodu elektřiny. Doplnění náležitého střežení a zamykání dvířek, které odpojuje přívod napájení servopohonům, může způsobit nové chyby a způsobit problémy s restartováním. Vypuštění výkonových stykačů také zatěžuje kondenzátory sběrnice, plýtvá energií na vybíjení a nabíjení a omezuje dobu výrobního cyklu. Dave Stuber ze společnosti Custom Controls Solutions, St. Charles, Illinois, doporučuje použít funkci Safe Stop 2, jak je definována v normě IEC EN 61800-5-2, která chrání operátora, pokud se pohon spustí neočekávaně. Umožňuje pohonu, aby si zachoval krouticí moment a udržel pozici i při zastavení. Všechny osy v komplikovaném systému mohou udržovat svou pozici a synchronizaci, zatímco jsou dvířka otevřená pro úpravy nastavení. Bezpečnostní funkce monitoruje pohyb, a pokud se pohyb dostane mimo stanovenou bezpečnou mez, řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 27 Téma z obálky Integrátoři musí posílit integraci komunikací tím, že zajistí vysoce zabezpečené a robustní systémy. Stále větší a kritický význam má kyberprostorové zabezpečení. Bez něj by integrátor dodal systém, který by mohl potenciálně ztratit přehled, nebo dokonce ztratit data v reálném čase mezi systémy SIS a DCS, které integruje. Splnění tohoto náročného úkolu vyžaduje, aby integrátoři využili funkce kyberprostorového zabezpečení v systémech SIS a DCS, vyvinuli nové nástroje a vypracovali nové soubory dovedností. Systémy musejí mít řešení komunikací a zabezpečení Bezpečnostní světelné závory, jako je Model natolik pružná, aby mohla A-C4000 od společnosti Sick (na obrázku), se spolupracovat s kterýmkočasto využívají pro střežení místa provádění li systémem DCS třetí straoperací na stroji. ny, a natolik snadno ovladaodpojí krouticí moment. Nedochází telná, aby mohla poskytovat potřebné tak k namáhání z důvodu cyklického bezpečnostní funkce. Funkce systépřívodu proudu, opotřebení stykačů, mu SIS musejí být vhodně odděleny ani k časovým zpožděním a chybám. od funkcí systému DCS tak, aby ztráta Také není nutná logika pro restarto- komunikace nebo integrity nebránila bezpečnostnímu systému ve výkování uprostřed cyklu. nu jeho určené funkce, kterou je udržovat procesy vyžadující ochranu Integrovaná bezpečnost znamená bezpečnými. také zabezpečení Některé systémy SIS si samy kontBezpečnostní přístrojové systémy (Safety Instrumented Systems – SIS) rolují přístup ke komunikacím. V jedvyžadují vyspělé dovednosti inte- nom případě společnost Invensys grátora. „Integrátor musí proká- Operations Management spoluprazat svou kompetentnost a kvalifi- covala se společností Byres Security, kaci pracovat se systémy SIS, a to firmou zaměřenou na kyberprostože dokáže zajistit systém zaruče- rové zabezpečení, na projektu doplně splňující požadavky zákazní- nění firewallu OPC ke svým komuka na bezpečnostní úroveň (Safety nikačním modulům Triton (Triton Integrity Level – SIL) u každé bez- Communications Modules – TCM). pečnostní přístrojové funkce (Safety Firewall umožňoval vrstvu hloubkoInstrumented Function – SIF),“ říká vé obrany, která integrátorům dovoloNeil Crompton, výkonný ředitel spo- vala využívat výhod pružnosti a intelečnosti Trinity Systems ze Spojeného grace firewallu OPC Classic bez obav království. „Většina bezpečnostních o zabezpečovací systémy související systémů potřebuje mít své komuni- se systémy na bázi DCOM. Často musí integrátor vyvinout kační funkce integrovány do komunikační infrastruktury DCS bezpeč- nástroje pro obohacení funkčnosti ně a zabezpečeně,“ dodává. Aby to zajištěné dodavatelem. V jednom příintegrátor dokázal, musí být schopen padě společnost Trinity Systems vyvinakonfigurovat a využívat komuni- nula vzdálený prohlížeč, který vyukační možnosti systémů SIS a DCS. žívá funkce zabezpečení komunikace 28 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku zařízení Triconex TCM a firewallu Triconex Firewall. Prohlížeč poskytuje jednoduché a cenově přijatelné okno do systému SIS z obchodní nebo primárně řídicí sítě, zatímco firewall Triconex Tofino a model zabezpečeného uživatelského přístupu (User Access Security Model) zabudovaný v modulu Triconex Communication Module, zajišťuje, aby to bylo okno pouze pro čtení, které nikdy nemůže ovlivnit bezpečnostní funkce. „Procesory a výrobci jsou neustále ohrožováni novými a stále nebezpe č nější m i k ybe r prost orov ý m i útoky, které vyžadují větší ostražitost a zabezpečení,“ říká Joe Scalia, architekt portfolia společnosti Invensys Operations Management. „Firewall OPC tato rizika zmírňuje tím, že řídí provoz do komunikačnímu modulu a z něj, čímž ještě více pojišťuje, aby kyberprostorový vpád neohrozil integrovanou komunikaci mezi bezpečnostními a kritickými řídicími systémy a dohledovým rozhraním HMI nebo distribuovanými řídicími systémy.“ Jeanine Katzel je přispěvatelka časopisu Control Engineering. Kontaktujte ji na adrese jkatzel@ sbcglobal.net. Integrátory automatizačních systémů specializující se na bezpečnostní a zabezpečovací systémy, výrobu a modernizaci strojů, kontrolu a řízení strojů, výrobní techniku a další obory naleznete na adrese www.integratori. controlengcesko. com. Další informace o dodavatelích a integrátorech zmíněných v tomto článku naleznete na jejich webových stránkách: www.boschrexroth.cz www.cncsolutionsllc.com www.ddauto.com (D&D Automation) www.gm.com www.iom.invensys.com www.pilz.com www.rockwellautomation.cz www.sea.siemens.com www.sickusa.com www.tofinosecurity.com (Byres Security) www.trinitysystems.com Bezpečnost strojů a strojních zařízení: promyšlený projekt příslušné technické dokumentace (průvodní, provozní, místní bezpečnostní předpisy). Vypracují závěrečný protokol, který následně slouží jako podklad pro prokázání činnosti pro Státní úřad inspekce práce (SÚIP). M inimální požadavky na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, přístrojů a nářadí jsou jasně definovány evropskou směrnicí 89/655/EEC. Ta byla do české legislativy převzata nařízením vlády ČR 378/2001 Sb., které vstoupilo v platnost 1. 1. 2003. Veškerá strojní zařízení, která nesplňují minimální požadavky na bezpečný provoz, jsou vystavena riziku v podobě zákazu provozu a práce na nich. Po celou dobu nezbytného odstraňování nalezených nedostatků vznikají provozovateli dodatečné náklady spojené s odstávkou výroby. Přichází o zisk. Dva stupínky k bezpečnosti Schneider Electric vnímá zvýšenou poptávku na uvedení strojů do souladu s NV 378/2001 Sb. Zároveň si uvědomuje fakt, že prostředky na toto potřebné jsou v řadě případů citelně limitovány. V rámci svého projektu Bezpečnost strojů a strojních zařízení proto přináší dvě ucelené, přesto samostatně využitelné nabídky. První představuje „pouhé“ kvalifikované zhodnocení stavu provozovaných celků dle NV 378/2001 Sb., druhá pak jejich uvedení do souladu s tímto nařízením. Posouzení bezpečnosti provozovaných strojů ve smyslu NV 378/2001 Sb. Odborníci Schneider Electric zhodnotí všechna ochranná zařízení (např. kryty) daného stroje, včetně posouzení Uvedení strojního zařízení do souladu s NV 378/2001 Sb. Nava z ující nabíd k a projek t u Bezpečnost strojů a strojních zařízení zahrnuje tyto kroky: ● Posouzení bezpečnosti provozovaných strojů – včetně analýzy rizik – dle příslušného NV. ● Návrh efektivního řešení. ● Realizaci dohodnutého řešení, včetně vypracování protokolu o úpravě stroje. ● Závěrečnou zprávu, která jasně a přehledně popíše všechny učiněné kroky. Konkrétním příkladem fungování projektu je např. rekonstrukce linky na výrobu střešní krytiny ve společnosti Cembrit Beroun. Linka byla vybavena ochranným ohrazením a vstupní prostory byly zajištěny bezpečnostními světelnými bariérami Preventa. O bezpečnosti bez zábran a s výhrou Aktuální informace o projektu Bezpečnost strojů a strojních zařízení jsou připraveny na speciálním webu „Preventa“. Návštěvníci se zde mohou například podělit – prostřednictvím diskusního fóra – s odborníkem o své problémy. Každá otázka položená do 30. 3. 2011 bude zařazena do soutěže o nabitý MP3 přehrávač. Více informací k tématu – a prostor pro kladení otázek – najdete na www.preventa.schneider-electric.cz. Antonín Zajíček, Marketing Schneider Electric „Nařízení vlády 378/2001 Sb. platí pro všechna provozovaná zařízení – bez ohledu na datum jejich prvního uvedení na trh nebo do provozu.“ STROJNÍINŽENýrství Foto poskytla Ingersoll Rand P Vzduch bez tajemství Audity stlačeného vzduchu odhalí úniky ve vašem systému James Green a George Mankos Ingersoll Rand 30 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku odle amerického ministerstva energetiky se mohou systémy stlačeného vzduchu podílet až na 30 % celkové spotřeby energie závodu. Se stále rostoucím důrazem na snižování nákladů a maximalizaci účinnosti jsou tyto systémy často jednou z nejvýznamnějších příležitostí k úsporám. Naštěstí tyto příležitosti existují u každého systému stlačeného vzduchu. Systémy stlačeného vzduchu se obvykle využívají u vysoce nespojitých aplikací, jako jsou montážní nebo lakovací operace, kde může využití vzduchu značně kolísat, protože uživatelé spotřebovávají vzduch ve velice proměnlivém množství. Náležité nastavení dělicí nádrže a správně dimenzované vzduchojemy mají při tomto typu systému zásadní význam pro zvýšení stability procesu a snížení spotřeby energie. Pro maximalizaci účinnosti mezi různými operacemi lze pro spouštění různých částí systému použít také regulační průtokové ventily. Také použití kompresoru s proměnlivou rychlostí jako redukčního kompresoru umožní udržet konstantní průtok vzduchu a snížit nároky na energii. Druhým extrémem jsou aplikace s kontinuálním nasazením, které vzduch využívají konstantním a stabilním způsobem. V takovém scénáři kompresory fungují na špičkový výkon po celou dobu, aby byla maximalizována účinnost. Snadným prvním krokem při zvyšování účinnosti systému u tohoto typu systému je identifikovat a odstranit jakékoli falešné požadavky, jako jsou nečinné procesy, které jsou stále připojeny ke vzduchové soustavě, nebo zřídka používané procesy, které neustále odčerpávají vzduch. Využití systémových kontrolérů může přispět k vyvážení potřeby vzduchu mezi kompresory a zabránit plýtvání energií u kompresorů provozem bez generování stlačeného vzduchu. Otázky a odpovědi Bez ohledu na situaci poptávky soustavy platí, že čím více lze dodávku přiblížit poptávce, tím účinnější se vzduchová soustava stane. Zodpovědění následujících základních otázek může pomoci určit, jak dobře jsou ve vzduchové soustavě sladěny dodávka a poptávka: ● Je dodávka vzduchu dostatečná? ● Je vzduch produkován, když je zapotřebí a ve správném množství? ● Jak efektivně systém stlačeného vzduchu produkuje vzduch? Je systém nedostačující, nebo naddimenzovaný? ● Je kvalita vzduchu dostatečná? ● Je vzduch dodáván ke konečnému procesu pod správným tlakem? ● Jak účinný je rozvodný systém při dodávce vzduchu následným uživatelům? ● Jsou v soustavě nějaká zúžená místa, která způsobují poklesy tlaku? ● Jsou v soustavě nějaké úniky, které by mohly soustavu znehodnocovat? ● Jak efektivně konečný uživatel vzduch využívá? ● Dochází ke ztrátám vzduchu v konečných procesech nebo nástrojích? ● Existují nečinné nebo staré procesy, které již nepotřebují využívat dodávku vzduchu? ● Je chování vzduchové soustavy adekvátně měřeno? ● Jak se měří chování soustavy? Jaké ukazatele se využívají? Atlas Copco nabízí komplexní, velmi precizní a nezávislý systém měření I novace a vývoj nových technologií postupují vpřed rychleji, než je mnohý uživatel schopný sledovat. A protože jednotlivé produkty se často velmi podobají, rozhodují se investoři při nákupu také podle doplňkových služeb, které dodavatel nabízí. V případě kompresorů je jedním z takových argumentů ke koupi nabídka kvalitního auditu výroby stlačeného vzduchu. Společnost Atlas Copco jej poskytuje v rámci širokého komplexu služeb pod názvem AIRScan. Jedná se o komplexní, velmi precizní a nezávislý systém měření. S jeho pomocí klient odhalí oblasti, v nichž je možné ušetřit, a dozví se o uceleném řešení, jak co nejvyšších úspor dosáhnout. V závislosti na konkrétním rozvodu stlačeného vzduchu má zákazník možnost vybrat si celkový rozsah auditu. Tím, že získá detailní přehled o možných úsporách, má pak příležitost vhodně naplánovat další opatření či investice a vyhne se zbytečnému vynakládání prostředků na zařízení, jejichž kapacitu by nevyužil, nebo která pro něj naopak nebudou dostačující. Ing. Karel Kramář, Product Manager, Atlas Copco s.r.o. Přínosy průzkumu soustavy stlačeného vzduchu S tlačený vzduch se podílí značnou měrou na spotřebě energie a přitom může mít účinnost pouhých 10–20 %. Tato příležitost se zahrnuje optimalizací motorem poháněných soustav stlačeného vzduchu díky zavedení programu odstraňování úniků, který nakonec vede ke snížení poptávky a omezení doby běhu kompresorů. Mnoho organizací dokáže odstavit celý kompresor a odstranit související náklady na straně dodávky díky vyřešení úniků zjištěných v průzkumu. Ultrazvuková technologie pracuje se zvuky o frekvenci nad 20 kHz (nad hranicí lidského slyšení). Detektory snímají ultrazvukové vlny a převádějí je do slyšitelného rozsahu pro operátora, který je sleduje ve sluchátkách. Průzkum soustavy stlačeného vzduchu Než zahájíte váš program odstraňování úniků stlačeného vzduchu, doporučuje se, abyste určili tu nejlepší trasu v rámci závodu tak, že si nakreslíte jednoduchý náčrtek soustavy stlačeného vzduchu. Díky rozdělení soustavy na inspekční zóny bude proces lépe zvládnutelný. Začněte u kompresoru (tj. na straně stlačeného vzduchu) a pokračujte směrem ven. U každého úniku zavěste štítek a aktualizujte svůj výkres. Zajistěte, abyste zaznamenali následující informace pro optimalizaci projektu a procesu upřednostňování úkolů: ● Hladina hluku v decibelech (dB) ● Použitý přístroj ● Vzdálenost od místa úniku při jeho zjištění ● Pořiďte snímek lokality Během inspekce hledejte a štítky označujte příznaky úniků, jako jsou otevřené ventily, hadry položené přes potrubí kvůli snížení hluku u velkých úniků, zapnuté stroje bez obsluhy, které vypouštějí vzduch. Zkontrolujte a opravte kondenzační nádoby a nenechávejte je otevřené. Zkontrolujte vadné nástroje konečného použití a rychlospojky. Řekněme, že při průzkumu vaší soustavy o tlaku 100 PSIG zjistíte 20 úniků hlučnosti rovnoměrně rozdělených mezi 20 a 30 dB. Pomocí následující zjednodušené tabulky hlučnosti a úniků vypočtěte ztráty v CFM na každé úrovni hlučnosti. Odečet 100 PSIG 75 PSIG 10 dB 0,5 0,3 20 dB 0,8 0,9 30 dB 1,4 1,1 Hodnoty jsou v CFM na základě vzduchu. Úspora energie = (ztráta vzduchu (CFM) / 4,2) (0,746) (počet hodin ročně) (USD / kWh) účinnost motoru Tyto úniky způsobují ztrátu v nákladech na energii ve výši 3 096 dolarů ročně. - Dale Smith, CMRP řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 31 STrojní inženýrství Tlak přiváděný do zařízení na výrobu dusíku byl stabilizován a bude průběžně monitorován pro zajištění konzistentního výstupu dusíku a snížení odpadu. 32 • Únor 2011 ● Měří a vyhodnocuje se soustava pomocí těchto ukazatelů pravidelně? ● Kdo je odpovědný za zajištění, že soustava funguje se špičkovou účinností? Audity přinášejí výsledky I když výše uvedené otázky představují dobrý výchozí bod, pro náležité vyhodnocení chování vzduchové soustavy a nalezení konkrétního řešení pro danou situaci je zapotřebí rozsáhlá analýza. Abyste ji provedli co nejefektivněji, zvažte objednání profesionálního auditu systému. Profesionální tým pro audit vzduchové soustavy může zajistit komplexní analýzu aktuálního chování systému a pomocí těchto informací vypracovat podrobný plán zlepšení pro konkrétní lokalitu. „Audit pomáhá zákazníkům důkladně pochopit, jak jejich vzduchová soustava funguje. Dává jim nástroj k okamžitému provedení zlepšení a znalosti, které potřebují pro zachování běhu jejich systému na maximální účinnost i v budoucnu,“ uvedl Chip Rhoden, regionální auditor společnosti Ingersoll Rand. řízení & údržba průmyslového podniku Výrobní závod Trane ve městě Pueblo ve státě Colorado je dokonalým příkladem potenciálních přínosů, které profesionální audit vzduchové soustavy může společnostem přinést. V rámci snah podniku o průběžné zlepšování provedl závod Trane audit s cílem nalézt cestu ke snížení spotřeby energie a zvýšení kapacity procesu díky zúžení tlakového pásma k následným zařízením. Auditorský tým společnosti Ingersoll Rand začal rozhovory s klíčovým personálem a objížděním závodu, aby zjistil, jak se vzduchová soustava využívá. Dále pečlivě zmapoval dodávku a rozvod stávající soustavy v závodě. Dodávka byla počítána společně s celkovou jímací kapacitou a následnou spotřebou všech procesů. Dále tým nainstaloval měřicí a záznamové systémy pro měření využívání vzduchu zákazníkem a získání základních dat pro vyhodnocení. Nakonec tým měřil úniky v soustavě pomocí ultrazvukového zařízení pro detekci úniků, aby se tím eliminovala falešná poptávka. Odstraněním nadbytečného potrubí a doplněním ventilu pro regulaci průtoku s náležitě dimenzovanými řízenými vzduchojemy byl celkový tlak v síti soustavy stabilizován a snížen. Provedení změn Audit zjistil, jak tomu u starších soustav bývá, že značná část zařízení využívajících stlačený vzduch, která byla nainstalována v rámci doplňování kapacity závodu, není tak efektivní, jak by mohla být. Byly zde dvě samostatné vzduchové soustavy na opačných koncích budovy, které fungovaly nezávisle na sobě. Navíc vzduchojem v soustavě byl neadekvátní pro některé procesy, které soustava podporovala, což vedlo k neefektivitě a způsobovalo problémy s kvalitou během výroby. Kromě toho zde běžely redundantní kompresory spotřebovávající nadměrnou energii. Na základě dat a doporučení z auditu spojili v závodě Trane dvě samostatné vzduchové soustavy do jedné, přidali regulátory průtoku, systém správy energie a zavedli plán na zmírňování úniků pro zachování účinnosti. „Díky tomuto auditu vzduchové soustavy jsme ušetřili až 40 % nákladů na energii souvisejících s naší vzduchovou soustavou a až 10 % našich celkových nákladů na elektrickou energii. Auditorský tým posuzující vzduchovou soustavu měl mimořádné znalosti a velmi dobře se s ním spolupracovalo. Kéž by každý průzkum přinesl úspory v takovém rozsahu,“ uvedl Jim Meyer, provozní manažer pro údržbu a zařízení v závodě Trane ve městě Pueblo. Díky pochopení způsobu fungování vzduchových soustav a odpovědím na určité otázky týkající se jejich využívání a provedení základní analýzy je možno vzduchové soustavy optimalizovat pro fungování s maximální účinností a přispět tak ke snížení celkových nákladů závodu na energii. Před a za čisticím zařízením byly nainstalovány tlakové přechodky Pete's Plug, což závodu umožnilo měřit pokles tlaku v čisticím zařízení a v případě potřeby provádět zlepšení. James Green je manažer globálního produktového marketingu a George Mankos je manažer globálního portfolia společnosti Ingersoll Rand. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 33 STrojní inženýrství Technologie šroubového dmychadla přispěla k úsporám energie a vyšší účinnosti kompresorů. Technologie šroubových dmychadel John Conover Atlas Copco certifikována pro úsporu energie V roce 1860, ve stejném roce, kdy Abraham Lincoln oznámil svůj záměr kandidovat na prezidenta, byl podán patent na první objemové dmychadlo s rotujícími písty. Dlužno říci, že technologie od té doby značně pokročila. Pro splnění průmyslové poptávky o 150 let později byl vypracován nový přístup. Šroubová dmychadla poskytují průměrně o 30 % vyšší účinnost než konvenční dmychadla s rotujícími písty a představují novou a osvědčenou řadu energeticky účinných produktů pro aplikace vzduchové ventilace v řadě odvětví. Změny technologie Technologie stará 150 let, jež se stále používá v dnešních objemových dmychadlech s rotujícími písty, využívá dva nebo tři rotory s křídly, které se otáčejí ve skříni, vtahují vzduch do kompresní komory a poté jej vypouštějí výstupním otvorem. Tlak vzduchu během tohoto procesu zůstává konstantní až do doby, než křídla rotoru odkryjí výstupní port. Určitá část vzduchu se dostane zpět do kompresní komory, čímž se v zachycené kapse zvýší tlak a sníží objem. Křídla rotoru se nadále otáčejí, dokud není vzduch vytlačen ze skří- 34 • Únor 2011 ně. Tento proces vede k vysokotlakému pulzování a typickému klepavému, až kvílivému hluku. Technologie využitá u šroubových dmychadel je zmenšenou verzí vzduchového kompresoru. Vzájemně do sebe zapadající páry rotorů mezi sebou zachycují a stlačují vzduch. Během každé otáčky je vzduch postupně stlačován. Při bližším pohledu na začátku kompresního cyklu vyplňuje vzduch prostor mezi drážkovým a křídlovým rotorem. S tím, jak se rotory otáčejí, sání se uzavírá a zachycuje příslušné množství vzduchu. Rotory se nadále otáčejí a zmenšuje se objem mezi polovinami rotoru, které do sebe zapadají. Rotory se nadále prolínají, až vzduch vyjde z výstupního portu. Protože k procesu stlačení dochází vnitřně, je zapotřebí méně energie k přesunu stlačeného vzduchu na místo jeho konečného použití. Vedlejším přínosem technologie šroubových dmychadel je výrazně tišší chod těchto energeticky účinných dmychadel s úrovní hluku 75 dBa oproti 85 až 90 dBa u dmychadel s rotačními písty. To představuje rozdíl mezi úrovní hluku plné restaurace (cca 80 dBa) a hlukem běžící sekačky na trávu (cca 90 dBa). Pro představu, o kolik je tato úroveň hluku lepší, uvá- řízení & údržba průmyslového podniku díme skutečnost, že organizace OSHA nařizuje, aby zaměstnavatelé zavedli program průběžné ochrany sluchu u zaměstnanců, kteří jsou při práci vystaveni úrovni hluku, jež přesahuje osmihodinové období s intenzitou rovnou nebo vyšší než 85 dBa. Pod touto úrovní již nejsou nařízena žádná další nebo speciální opatření pro ochranu zaměstnanců před hlukem. Energetická účinnost a potenciální úspory Náklady na energii se u většiny firem v USA za poslední dekádu zdvojnásobily a vedoucí závodů proto stáli před úkolem najít nové způsoby maximalizace provozní účinnosti a snížení provozních nákladů – a to vše bez újmy na kvalitě či objemu výroby. V nedávno provedené případové studii, kdy byly porovnávány technologie šroubového dmychadla a dmychadla s rotačními písty, a to za stejných podmínek – 56,6 m3/min po dobu 8 760 hodin neboli jednoho roku, při ceně energie 0,052 dolaru za kWh, byly u technologie šroubového dmychadla zaznamenány úspory téměř 15 000 dolarů za rok, tj. 150 000 dolarů za deset let, ve srovnání s běžnými objemovými dmychadly s rotačními písty. V této testovací instalaci bylo rotační dmychadlo s třemi písty dimenzováno Provedení šroubového dmychadla umožňuje přizpůsobit jeho kapacitu poptávce a zajistit mnohem vyšší provozní účinnost. s motorem o výkonu 110 kW a připojeno k samostatně instalovanému frekvenčnímu měniči. Pro srovnání bylo nainstalováno bezolejové šroubové dmychadlo s motorem o výkonu 75 kW a integrovaným frekvenčním měničem. Výsledná měření provedená při maximálním objemovém průtoku každého stroje ukázala, že objemové dmychadlo s rotačními písty potřebovalo pro přemístění stejného objemu vzduchu průměrně o 32 % méně energie. Další měření, provedená německým sdružením pro technické zkoušení TÜV, porovnávala fungování nového bezolejového šroubového dmychadla a dmychadla se třemi písty. Výsledky zkoušky ukázaly, že šroubové dmychadlo dosáhlo průměrně 23,8% zlepšení energetické účinnosti v porovnání s dmychadlem se třemi písty při tlaku 0,5 baru (e) a vykázalo 39,7% zlepšení při tlaku 0,9 baru (e). Na základě těchto výsledků organizace TÜV certifikovala šroubová dmychadla ZS společnosti Atlas Copco s poznámkou: „Experimentální výsledky ukazují silnou korelaci se základními zákony termodynamiky a představují šroubová dmychadla jako účinnější stroj.“ Široká řada aplikací Průmyslové využití technologie šroubových dmychadel je velmi široké. Jednou z aplikací, která je připravena plně využít tuto unikátní technologii, je proces čištění odpadních vod. Při anaerobním čištění odpadní vody požírají bakterie organický odpad a rozkládají jej na oxid uhličitý, dusík a vodu. Protože při tomto procesu bakterie potřebují kyslík, v provzdušňovacích nádržích se nechává probublávat velké množství vzduchu. V tomto procesu je zásadní položkou spotřeba ener- gie, kdy dmychadla vzduchu představují průměrně 65 % celkových nákladů na elektrickou energii potřebnou pro čištění odpadních vod. Organizace Environmental Protection Agency uvádí, že v USA se ročně spotřebuje zhruba 56 miliard kilowatthodin (kWh) na služby spojené s pitnou a odpadní vodou – což se rovná 3 % veškeré spotřeby energie státu. Jen při samotném procesu čištění odpadních vod unikne do atmosféry téměř 45 milionů tun skleníkových plynů a i 10% úspory v tomto odvětví mohou každý rok ušetřit asi 400 milionů dolarů. Tato technologie překonává konkurenční technologii zejména svým širokým provozním záběrem. Technologie rotačních šroubů může běžet mezi 100 % a 25 % kapacity jen s velmi malou změnou měrného výkonu. To znamená, že se změnou biologické poptávky závodu může dmychadlo změnit svou kapacitu podle dané poptávky a přinést mnohem lepší provozní účinnost. Také vedoucí závodů v dalších odvětvích, včetně výroby potravin a nápojů, farmaceutického průmyslu, chemického průmyslu, papírenství, výroby netkaných textilií, cementu a obecné výroby, často ve svých provozech využívají velký počet dmychadel. Vzhledem k širokému využití nízkotlakého vzduchu v nejrůznějších aplikacích řady odvětví je načase vyslyšet volání po nižších provozních nákladech a zvážit modernizaci technologie, která novodobému výrobnímu závodu přináší značné úspory energie. John Conover je produktový manažer pro nízkotlaká dmychadla a kompresory společnosti Atlas Copco Compressors. Trvale udržitelná produktivita zákazníků Dmychadla jsou využívána v mnoha průmyslových odvětvích. Až donedávna byla jejich slabinou vysoká energetická náročnost. Jsme proto rádi, že naši zákazníci budou moci profitovat z nové technologie šroubových dmychadel, a pevně věříme, že se to pozitivně podepíše na jejich konkurenceschopnosti. Ve srovnání s dosud široce využívanými Rootsovými dmychadly totiž majitel šroubového dmychadla uspoří až 30 % energie. Hlavní výhodu tím získají například komunální a průmyslové čističky odpadních vod, kde dmychadla obvykle spotřebují až 70 % celkových nákladů na elektřinu. Zavedením technologie šroubového rotoru pro dmychadla nyní nabízíme kompletní portfolio kompresorů a dmychadel pro všechny aplikace a procesy s tlakem pod 4 bary. Tato inovace tak přesně naplňuje cíle, které si společnost Atlas Copco dlouhodobě stanovila ve své filozofii. Pod heslem „trvale udržitelné produktivity našich zákazníků“ hledáme taková řešení, která nejenže naplní potřeby klientů, ale dokonce je předčí, aby jim každá investovaná koruna přinesla maximální užitek. Věříme, že vždy existuje nějaké nové, lepší řešení. Naši zákazníci se mohou spolehnout na to, že s technologiemi Atlas Copco budou produktivní nejen dnes, ale i za několik let. Ing. Dalibor Zamykal, Business Line Manager Atlas Copco s. r. o. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 35 ELektrotechnika Rizika odvodu statické elektřiny a jejich prevence Svorky a kabely musejí splňovat přísné požadavky, aby mohly chránit před nehodami. Mike O'Brien Newson Gale 36 • Únor 2011 I ncidenty způsobené statickou elektřinou jsou mnohem obvyklejší, než byste očekávali, vzhledem k jednoduchým a spolehlivým prostředkům jejich prevence, které jsou běžně k dispozici. Každý rok je v USA hlášeno průměrně 280 incidentů. Ještě častější jsou v Evropě s více než 400 případy, včetně Spojeného království. V případech, kde k hromadění elektrostatického náboje dochází v hořlavém nebo výbušném prostředí, samozřejmě vzniká nebezpečí. Mnoha těmto incidentům bylo možno předejít použitím spolehlivého, nízkoodporového elektrického spojení mezi příslušným zařízením a určeným uzemňovacím bodem. Mnoho systémů pro odvod statické elektřiny obsahuje užitečné prvky, jako jsou monitory konektivity a opatření pro ochranu v aplikacích s agresivním prostředím, ale základ systému na ochranu před statickou elektřinou je prostý: silná svorka nebo jiné spolehlivé spojení s chráněným zařízením, vše připojené k vhodnému kabelu schopnému odvést elektrický náboj do známého uzemňovacího místa. Zejména u dávkových procesů, vyžadujících každodenně spojit a rozpojit stovky, nebo i tisíce zemnicích spojení, je nezbytné, aby bylo opravdu pokaždé dosaženo dobrého zemnicího kontaktu. Účinnost, spolehlivost a odolnost jakékoli zemnicí svorky a souvisejících kabelů je proto cestou k ochraně procesních operací před riziky statického výboje. řízení & údržba průmyslového podniku Statická elektřina je všudypřítomným nebezpečím při výrobě nátěrů, pryskyřic, barev, ředidel, výbušnin nebo hořlavého prachu a při mnoha dalších souvisejících procesech. Společným problémem u těchto aplikací je to, že na zpracovatelských zařízeních, souvisejících nádobách, bubnech a zásobnících se mohou usazovat vrstvy produktu, koroze nebo že jsou opatřeny ochranným nátěrem. Tyto vrstvy mohou vytvářet nepředvídatelnou izolační bariéru, která může snadno zmařit funkčnost určitých provedení svorek a jiných metod uzemnění používaných v závodě . Omezení daná předpisy Důležitost efektivního provedení svorek a jejich vhodnosti pro použití v hořlavé atmosféře neušla pozornosti regulačních a schvalovacích orgánů na celém světě. Podle normy ATEX musí zemnicí svorky splňovat specifická kritéria, aby mohly být certifikovány jako vhodné pro použití v nebezpečných prostorách. Například svorka vyrobená z hliníku, jež je určena pro použití v zóně 0 nebo 20, musí být opatřena povlakem z materiálu, který za normálních provozních podmínek nebude přispívat k mechanickému jiskření. Existují také omezení množství plastu, které lze použít na těle svorky, protože může umožňovat povrchové hromadění elektrostatického náboje. Použití plastu může také způsobovat problémy, pokud jde o trvanlivost, odolnost vůči chemickému působení a o tepelnou stabilitu. Svorky jsou také posuzovány s ohledem na zdroje potenciálně uložené energie a jejich schopnost způsobit jiskru, pokud by byla energie uvolněna v nebezpečném prostoru. Jedním z hlavních zdrojů energie u zemnicích svorek je pružina. Pružina má potenciál mechanicky způsobit jiskru kontaktem s jinými objekty, pokud se dostane mimo tělo svorky. Svorky jsou testovány na svou konstrukční robustnost, aby se zajistilo, že jakákoli uložená energie je spolehlivě udržena ve svorce. Pro použití v nebezpečných místech nesmí elektrický odpor ve svorce, včetně kontaktů a tělesa svorky, přesáhnout 1 Ohm při připojení k zařízení závodu. Další testy zajišťují, že svorka je vhodná pro použití za běžných podmínek v průmyslu. Svorka musí projít zkouškou separační síly, minimální svorné síly a vibrační zkouškou za různých frekvencí pro zajištění, že schválené svorky zaručují jistý a stabilní kontakt s mobilním nebo přenosným zařízením závodu. Studie a testování Technici společnosti Newson Gale studovali vliv usazenin produktu, koroze a ochranného nátěru na schopnost zemnicích svorek účinně odvádět statickou elektřinu. Byly provedeny laboratorní zkoušky navržené tak, aby odrážely reálné provozní podmínky. Tyto zkoušky zkoumaly vliv vrstev ochranných nátěrů a lepidel na schopnost svorek zajistit dobrý kontakt s proužky vodivého kovu. S ohledem na schvalo- vací požadavky zemnicích svorek byl při zkoušce odporu zemnicích svorek stanoven vztažný odpor 1 Ohm. Zkoušky přinesly překvapující výsledky. Zejména v „nátěrové zkoušce“ i ty nejtenčí vrstvy (400 μm) přinesly široký rozsah hodnot odporu svorek, který se lišil podle provedení svorky. Nejvyšší úroveň odporu (nad 1×106 Ohmů) ve zkoušce vykázaly svorky s různou kombinací velké styčné plochy se slabým až dobrým přítlakem pružiny. Svorky, které vykázaly konzistentní příznivé výsledky (méně než 1 Ohm), se vyznačovaly malou styčnou plochou a dobrým přítlakem pružiny. Malá styčná plocha, dosažená pomocí zaostřených hrotů a podporovaná dobrým přítlakem pružiny, umožnila proniknutí celou řadou zkoušených nátěrů. „Lepidlová zkouška“ se ukázala jako nejnáročnější pro všechny testované svorky. Na kovové vodivé proužky byla aplikována 1 mm silná vrstva lepidla a všechny svorky po prvním přicvaknutí selhaly. Když však bylo v rámci zkoušky povoleno svorkou ručně „zaviklat“ a díky tomu proniknout lepidlem, svorky, které prošly nátěrovou zkouškou, následně úspěšně prošly i lepidlovou zkouškou. Tyto zkoušky dobře prokazují, že nánosy produktu mohou vážně zhoršit účinnost obecně přijímaných metod uzemňování. Zejména je třeba upozornit na to, že svařovací svorky, krokosvorky a měděné kabely omotané kolem zařízení vykazovaly závodu hodnoty elektrického odporu, které přesahovaly obecně přijímané hodnoty bezpečnostních zkoušek pro statickou elektřinu. Efektivní svorky potřebují kabely a připojení, aby mohly čelit mnohým úskalím průmyslového použití. Zemnicí a propojovací kabely Účinné svorky potřebují kabely a připojení, které dokáže odolat náporu průmyslového použití. Díky své pevnosti poskytují vícepramenné kabely z nerezové oceli mnohem vyšší životnost než měděné svazky nebo kabely, které snadno neustálým pohybem zatvrdnou. Pro výrobní prostředí, kde koroze představuje problém, jsou dostupné vícepramenné kabely z nerezové oceli. Údržba Pravidelná kontrola a evidence integrity propojení k určeným uzemňovacím místům má zásadní význam. Integritu propojení lze testovat v nebezpečných prostorách pomocí jiskrově bezpečných přenosných přístrojů, které zajišťují jednoduché měření pro kontrolu, že svorka má účinné a jisté spojení se zařízením závodu a že propojovací kabel je řádně připojen k místnímu uzemňovacímu bodu. Závěr Dalo by se snadno předpokládat, že použití jednoduchých svorek automaticky odstraní riziko představované statickou elektřinou. Nicméně složitost účinného odvodu statické elektřiny vyžaduje pečlivé plánování a zdravý přístup k řízení rizika. Regulační a schvalovací orgány v Evropě a Severní Americe zdůrazňují důležitost použití speciálně navržených zemnicích svorek, které jsou vhodné jak pro bezpečný odvod statické elektřiny, tak pro použití v průmyslových prostředích. Pro mimořádně kritické aplikace s velice citlivou hořlavou/výbušnou atmosférou, kde je nízkoodporové propojení naprosto nezbytné, se doporučuje provést vlastní testování svorek a indikačních či blokovacích systémů. Dodržování těchto norem a pokynů je cestou k zajištění toho, že závod i jeho zaměstnanci budou chráněni před všudypřítomnými a skrytými riziky statické elektřiny. Mike O’Brien je produktový manažer pro zařízení společnosti Newson Gale pro odvod statické elektřiny a propojování. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 37 Automatizačnítechnika běly za určitého teoretického maximálního objemu výroby. Tohoto objemu výroby je dosaženo pouze tehdy, provozujete-li závod nepřetržitě za maximální rychlosti, bez zastávek a bez odpadu z důvodu špatné kvality. D = dostupnost (doba provozu) V = výkon (rychlost) K = kvalita (prodejné výrobky) Index OEE = D×V×K Je pouhým zbožným přáním dosáhnout úrovně maximálního výkonu, a proto se často stanovujete realističtější úroveň – úroveň plánovaného výkonu. Tři tipy pro zvýšení OEE Ulf Stern IFS 38 • Únor 2011 M noho manažerských týmů v oborech se značným objemem výrobních prostředků se zajímá o celkovou účinnost zařízení (Overall Equipment Effectiveness – OEE) nebo ji již počítá, ale v mnoha případech výsledné hodnotě příliš nedůvěřují či nevědí, jak na základě výpočtu OEE přijímat manažerská rozhodnutí. V tomto článku prodiskutujeme několik jednoduchých a praktických způsobů optimalizace prostředí správy podnikových aktiv (Enterprise Asset Management – EAM) a plánování podnikových zdrojů (Enterprise Resources Planning – ERP), aby vám OEE přinesla větší hodnotu. Zdá se snadné uvědomit si praktický význam OEE, ale je obtížnější úspěšně zaangažovat všechny různé oblasti podniku, které jsou nezbytné, aby se ze zvýšené účinnosti vytěžilo co nejvíce. OEE je postavena na předpokladu, že celkovou účinnost nelze maximalizovat provozováním zařízení na jeho nejvyšší rychlost. Je nutno najít rovnováhu mezi rychlostí a protichůdnou potřebou řídit kvalitu a omezovat prostoje. V zásadě lze říci, že váš závod nebo výrobní linka jsou postaveny tak, aby vyrářízení & údržba průmyslového podniku Pokud tedy zařízení běží po 90 % času, na 90% rychlost a vyrábíte 90 % prodejných výrobků, váš index OEE je stále jen 72,9 %. Ztrácíte 27,1 % vaší teoretické výrobní kapacity. Analýza OEE spočívá především ve snaze o nalezení příčin způsobujících ušlou výrobu jakožto základny pro rozhodování o dalších investicích, které přinesou nejlepší návratnost (ROI). Tip č. 1: Odstraňte samostatná datová úložiště V mnoha případech jsou informace o provozu zařízení, záznamy o údržbě a údaje o obchodním výkonu stále uloženy v samostatných datových úložištích a nelze je integrovat. V jiných případech byla tato úložiště částečně odstraněna, ale procesy a rozhraní nebyly implementovány, aby umožnily spolupráci a efektivní sdílení dat mezi výrobními operacemi, údržbou a finanční správou. V některých firmách jsou data správy aktiv uložena a řízena v jednom systému, zatímco zbývající obchodní procesy, včetně základních procesů, jako jsou finance, operace, výroba, řízení kvality a lidské zdroje, jsou spravovány ve zcela odděleném systému. Avšak u oborů s velkým objemem výrobních prostředků jsou údržba a správa aktiv skutečně základními funkcemi a další obchodní funkce podporují potřebu zajistit maximální návratnost kapitálových aktiv. Provozování prostředí EAM a ERP, která nejsou ani v nejmenším inteligentně a důkladně integrována, může způsobit řadu problémů vedoucím pracovníkům, kteří nebudou moci realizovat své vize OEE v plném rozsahu. Existuje mnoho způsobů, jak integrovat EAM a ERP za účelem dosažení uspokojivějšího programu OEE. Ale v některých organizacích se integrace uskutečňuje spíše na úrovni pracovníků. Systémy EAM intenzivně využívají nejen zaměstnanci údržby,ale také výrobní pracovníci pro vystavování pracovních příkazů, chybových hlášení a technických údajů o zařízení. Pokud se například pokazí čerpadlo, OEE upozorní údržbu automaticky. Později systém EAM sleduje pokrok oddělení údržby při plnění pracovního příkazu. Údaje z chybového hlášení se kontrolují v zájmu zachycení trendů poukazujících na potřebu preventivní údržby. Když se provozní personál aktivně podílí na realizaci systému EAM, je nesmírně důležité snadno použitelné rozhraní, dobře integrované do portálů běžných procesů na základní výrobní úrovni. Je to skvělý začátek. Ale spousta událostí na výrobní lince, jako jsou závady opravené přímo provozním personálem, restarty zařízení a změny rychlosti, se nikdy nedostane do chybových hlášení aplikace EAM. A tam také opravdu nepatří. Proto je aplikace OEE strategickým nástrojem pro podporu specifických potřeb provozní organizace jako nástroje pro získání celkového pohledu na to, co se děje ve výrobě. To je důvodem, proč mnozí selhávají. Snaha počítat OEE v rámci aplikace CMMS, bez specifické aplikace OEE, která také podporuje operace, je receptem na selhání. Ideální aplikace OEE také umožňuje finančnímu a obchodnímu managementu získávat zásadní data ze systému ERP, propojit je s daty v systému OEE a zpřístupnit tyto informace zbytku organizace. Management může analyzovat, jak údržba, výrobní operace, aktivity personálu, suroviny a další faktory přispívají nejen k OEE, ale také k produktivitě a ziskovosti. Tato data lze použít jako podklad pro rozhodování v celé organizaci, buď průběžně, nebo v jednotlivých případech. Avšak i po odstranění překážek mezi různými IT systémy mohou v některých případech přetrvávat kulturní bariéry. Dobře integrované technologie mohou protlačit data přes hranice oddělení, ale ochota různých oddělení firmy činit si vzájemně ústupky v zájmu splnění potřeb celkové firmy Ztráty ve výrobním procesu ovlivňují ukazatel celkové účinnosti zařízení OEE (Overall Equipment Effectiveness) – hodnotu APQ – který dokáže předpovědět, jak efektivně budete vyrábět během vlastní výrobní fáze. TPM vám pomáhá zvýšit vaši hodnotu OEE tím, že poskytuje strukturu pro kvantifikaci těchto ztrát a následně přiděluje priority těm nejdůležitějším. TPM poskytuje koncepce a nástroje pro dosažení krátkodobých i dlouhodobých zlepšení. zůstane spíše otázkou managementu než technologie. OEE je postavena na předpokladu, že celkovou účinnost nelze maximalizovat provozováním zařízení na jeho nejvyšší rychlost. Je nutno najít rovnováhu mezi rychlostí a protichůdnou potřebou řídit kvalitu a omezovat prostoje. Tip č. 2: Integrujte se základní řídicí úrovní Důležitost podchycení informací v reálném čase nelze podceňovat. Představte si příchod na začátek vaší směny po prodlouženém třídenním víkendu. Musíte rychle získat přehled o tom, co se dělo za vaší nepřítomnosti. Došlo k určitým problémům, které se mohou opakovat? Možná najdete záznamy z předchozí směny v protokolové knize nebo na ručně napsané poznámce. Ale tyto poznámky mohou poskytnout jen omezené množství dat a už ze své podstaty nemohou zachytit přímou zkušenost pracovníků zaskakujících v nepřítomnosti operátora. Když jsou data o provozu zařízení sbírána automaticky a upřesňována operátorem, kvalita a množství dat se značně zvyšují. U jednoho zákazníka společnosti IFS se po přechodu z ručního na elektronický záznam událostí zvýšil počet zastavení, zpomalení a dalších událostí zaznamenaných u dvou výrobních linek z 5 000 na 200 000 událostí ročně. Zejména zpomalení chodu zařízení nemusí být zjevné a často je lze detekovat a interpretovat pouze pomocí digitálního zachycení informací v reálném čase. Přesnější a úplnější data samozřejmě zajistí větší spolehlivost a použitelnost údajů o OEE. Ačkoli v určitém okamžiku existovaly bariéry mezi automatizačními informacemi a systémy EAM, mnoho z těchto překážek odstraňuje protokol řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 39 aUTOMATIzační technika OPC, komunikační standard na bázi technologií OLE COM a DCOM společnosti Microsoft. Tyto protokoly umožňují poskytovatelům systémů ERP a EAM zajistit integrační body mezi jejich podnikovými systémy a automatizačními technologiemi na základní výrobní úrovni. Protokol OPC umožňuje automatizačním nástrojům od významných výrobců, jako jsou společnosti ABB, Siemens a Rockwell Automa- tion, komunikovat s dalšími systémy pomocí standardního jazyka. Ačkoli byly zbořeny technologické bariéry mezi automatizací, operacemi a údržbou, obchodní praxe se mění jen pomalu. Tip č. 3: Zaměřte se na použitelnost Automatizované získávání dat je jedním ze způsobů zvýšení množství a kvality údajů o zastavení provozu, který může sloužit účinnému programu zvy- Z důvodu potřeby organizovat velký objem dat okamžitě srozumitelným způsobem je kladen velký důraz na použitelnost systému. Nástroje, jako jsou časové linie a stromové mapy, jsou pro systémy OEE velice důležité. šování OEE. Jinou věcí však je zajistit, aby interakce se systémem EAM nebo ERP za účelem protokolování údajů byla pro uživatele snadná a atraktivní. V nedávné studii společnost IFS zjistila, že zvýšení použitelnosti nástroje OEE mělo za následek: ● Prudký nárůst používání systému OEE. ● Zvýšení objemu zaznamenaných informací o více než 50 %. ● Dramatický nárůst kvality zaznamenaných informací. ● Povědomí pracovníků o provozní situaci se zvýšilo, protože pro ně bylo snadné při zaznamenávání dat vyhledávat informace v aplikaci. Následně bylo pro pracovníky využívající novou aplikaci s vyšší použitelností zapotřebí mnohem méně školení. Použitelnost je také důležitá, pokud jde o rychlé získání přehledu o velkém objemu dat. Uživatelské rozhraní systému OEE musí operátorovi umožňovat zaměřit se na několik výjimečných informací, které vyžadují pozornost, a nezabývat se většinou běžných údajů, jež pozornost nevyžadují. Výsledky studie na téma interakce člověka a počítače ukazují, že vizualizační nástroje jsou nezbytné pro použití a interpretaci velkých objemů dat. Časové linie a stromové mapy jsou zvláště užitečné k tomu, aby operátoři mohli extrahovat použitelné informace ze statisíců provozních ukazatelů. Závěr V následujících několika letech se předpokládá, že stále více výrobců si bude uvědomovat potenciál OEE a bude usilovat o integraci systému OEE s dalšími podnikovými systémy, jako je ERP. Příslušná technologie je již dostupná, ale významu a potenciálu tohoto propojení informací mezi odděleními si musí být vědomo více pracovníků ve výrobě. Ulf Stern je jeden ze zakladatelů společnosti IFS, přední světové firmy dodávající podnikové aplikace na bázi komponent. Ulf Stern je hlavní expert společnosti IFS na systémy EAM a Max OEE. 40 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku aUTOMATIzační technika Čtyři praktické kroky k plnohodnotné implementaci a využití OEE Lubomír Sláma Act-in CZ D ospěli jste do situace, kdy již nechcete vnímat OEE pouze jako něco, o čem se mluví na seminářích a manažerských setkáních, ale chcete již začít s implementací a sledováním tohoto stěžejního ukazatele efektivity i ve vašem výrobním provozu? Pak vám můžeme doporučit následující praxí ověřený postup, kterým se vyvarujete chybám při vstupu do neznáma a velmi rychle se budete moci zaměřit na to hlavní, čímž je zvyšování OEE a ziskovosti vašeho výrobního procesu. Navržený postup lze rozdělit do čtyř etap: 1.Uvědomění si existence různých druhů ztrát a zahájení jejich papírových záznamů 2.Strukturovaná registrace ztrát do tabulkových procesorů a kalkulace OEE 3.Automatizovaná registrace ztrát ve speciální OEE aplikaci společně s analýzou kořenových příčin ztrát 4.On-line propojení OEE aplikace s informačním systémem řízení údržby, systémem Condition Monitoring a Andon až na systém plánování výroby a ERP ní dat tak následně z pohledu analýzy vložených dat. Sestavte tedy tým skládající se ze zástupců operátorů, údržby, kvality, logistiky, plánování a řízení výroby, controlingu a vrcholného managementu. Výsledkem dvou schůzek bude plnohodnotný seznam ztrát relevantních k aktuální situaci vaší organizace. Tento seznam transformujte do formuláře a nechte operátory po dobu 1 měsíce evidovat vniklé ztráty a tím si ověříte správnost výběru sledovaných ztrát. 2. Strukturovaná registrace ztrát do tabulkových procesorů a kalkulace OEE Revidovaný seznam ztrát transformujte po prvním měsíci do struktury odpovídající OEE. Na nejvyšší úrovni rozdělte ztráty do tří skupin: 1. Ztráty dostupnosti 2. Ztráty rychlosti, resp. výkonu 3. Ztráty kvality V rámci těchto kategorií můžete ztráty dále rozdělit na určité podskupiny. Například pro ztráty dostup- 1. Uvědomění si existence různých druhů ztrát a zahájení jejich papírových záznamů Tato etapa je velmi důležitou, ale často zanedbávanou přípravou na vlastní zahájení implementace OEE. Seznam ztrát, který budete chtít sledovat by neměl vzniknout rychlím opsáním nějakého seznamu z odborné literatury nebo jeho sestavením během pěti minut na poradě. Je potřeba, aby byl vytvořen lidmi, kteří s ním budou pracovat ať z pohledu vkládá42 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku nosti můžete vytvořit následující podskupiny: 1. Technické prostoje 2. Logistické prostoje 3. Prostoje obsluhy 4. Procesní prostoje Je-li to vhodné, můžete uvedené podskupiny ještě dále členit na nižší úrovně, ale dejte pozor, aby vzniklá struktura nebyla s ohledem na ruční zapisování a zpracování dat v tabulkovém procesoru příliš složitá. Pro nastavení výpočtu OEE v tabulkovém procesoru je samozřejmě důležité správně uvést výchozí plánovaný výrobní čas a rovněž nejlepší dosažitelný výkon pro jednotlivé produkty jako srovnávací základnu pro výpočet ztrát dostupnosti a rychlosti. Chyby zde nejčastěji vznikají nastavením nízkého nejlepšího dosažitelného výkonu, což vede ke značnému zkreslení výsledků OEE. 3. Automatizovaná registrace ztrát ve speciální OEE aplikaci společně s analýzou kořenových příčin ztrát Během několika měsíců provozování výše uvedeného strukturovaného systému evidence ztrát a analýzy OEE si ověříte a vyladíte zvolenou strukturu ztrát a výpočet OEE. Potvrdí se vám správnost volby sledování OEE, ale uvědomíte si, že ruční zapisování údajů do formulářů a jejich následné přepisování do tabulkových procesorů je značně nee- fektivní, nepřesné a zpožděné a že vám to neumožňuje využít potenciál sledování OEE. Uvedené nedostatky vyřešíte pořízením specializované aplikace pro automatizovaný sběr dat přímo ze strojů a pro on-line analýzu a vizualizaci OEE v reálném čase. Tyto systémy umí automaticky registrovat všechny prostoje strojů, včetně mikroprostojů, veškeré snížení rychlosti a výkonu a v případě napojení například na testery rovněž i ztráty kvality. Tento automatický sběr dat může být doplněn operátorskými panely pro rychlé a strukturované zadávání dat rovněž operátory nebo techniky. Po nasazení tohoto automatizovaného sběru dat zjistíte, že vaše rezervy jsou mnohem vyšší, než vám vycházelo z ručně sledovaného OEE, a že jejich hlavní oblasti jsou i jinde, než jste se dosud domnívali. Po nasazení automatizované registrace ztrát dojde ke skokové změně především v chování a v produktivitě řady pracovníků, kteří si uvědomí, že získané výsledky již nelze uměle vylepšovat úpravou ručních zápisů a zároveň je pak na poradách zpochybňovat s odkazem na nepřesnost v jejich získávání. 4. On-line propojení OEE aplikace s informačním systémem řízení údržby, systémem Condition Monitoring a Andon až na systém plánování výroby a ERP Nejvyšší úrovně využití potenciálu monitorování OEE lze dosáhnout doplněním systému z předchozího bodu o následující rozšíření: a) Propojení na informační systém řízení údržby Aplikace OEE v takovém případě automaticky generuje požadavek na údržbu v případě, že je indikována technická závada na stroji, a zároveň měří dobu do jejího odstranění a hodnotí výkonnostní ukazatele údržby MTTR a MTBF. b) Propojení se systémem Condition Monitoring a Andon Systém Condition Monitoring sleduje v reálném čase technický stav stroje a výrobního procesu a zaznamenává překročení mezních hodnot stejně jako systém včasného varování. Jeho spojení s aplikací OEE umožňuje automatické přiřazování příčin ztrát dostupnosti, rychlosti a kvality spojených s technickými a procesními parametry stroje a provádět tak detailní kořenovou analýzu příčin daných ztrát. c) Propojení se systémem plánování výroby a ERP Informace z aplikace OEE o aktuálním stavu výroby a kapacitě strojů jsou výborným vstupem pro pokročilé systémy plánování výroby, které tak v reálném čase mohou porovnávat plánovaný a skutečný průběh výroby společně s omezujícími podmínkami, jako například neplánované odstávky strojů, snížení jejich výkonnosti nebo chybějící materiál. Pokročilé aplikace OEE umí rovněž sledovat spotřebu materiálu, stejně jako například produktivitu jednotlivých pracovníků. Kromě toho se v poslední době rozšiřují i aplikace sledující OEE2, které sledují rovněž efektivitu využití energií spotřebovávaných stroji. Mezi společnosti poskytující poradenství a systémy pro praktickou a účelnou implementaci OEE do výrobních závodů patří rovněž Act-in CZ, s. r. o. Zkušení praktici vám mohou pomoci s jakoukoli výše uvedenou etapou, od definice základní skupiny ztrát přes vytvoření formulářů až po dodávku komplexních systémů sledování OEE, řízení údržby, Condition Monitoring, plánování výroby a interface na váš ERP systém. Více informací na www.act-in.cz Dr. Lubomír Sláma, MBA je jednatel společnosti Act-in CZ, s. r. o. a specializuje se na měření a hodnocení efektivity procesů. …no time for downtime! NAOBZORU Spouštěče motorů značky Siemens vybavené rozhraním Profienergy šetří energií ve výrobě Siemens uvádí na trh nový spouštěč motorů s typovým označením Sirius M200D vybavený profilem Profienergy, který je součástí komunikačního protokolu Profinet a podporuje aktivní systém řízení odběru energie (tzv. energy management). Spouštěče M200D Profinet podporují měření a přenos odebíraných hodnot proudu v jednotném formátu, jenž je nezávislý na výrobci spouštěče. Naměřené hodnoty jsou vstupními údaji pro systémy řízení odběru energie, jehož cílem je hospodárné využívání elektrické energie v podniku. Profienergy je otevřený profil nezávislý na výrobci a typu přístroje, jenž byl standardizován sdružením uživatelů protokolu Profibus (Profibus Nutzerorganisation – PNO). Toto rozhraní umožňuje centrálně z řídicího systému vypínat jednotlivé stroje nebo celé výrobní úseky pouze prostřednictvím komunikačního protokolu Profinet. Žádný doplňkový hardware tedy pro tyto účely není zapotřebí. V průběhu výrobních přestávek lze určité spotřebiče koordinovaně centrálně vypínat, zatímco ostatní automatizační prostředky, zajišťující například bezpečnostní funkce, zůstávají v činnosti. Na konci přestávky se dočasně vypnuté spotřebiče opět koordinovaně zapnou. Více informací naleznete na www.siemens.cz řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 43 Údržba & správa Ačkoli funkce střežení u bezpečnostních světelných závor nevyžaduje žádné fyzické úsilí, umístění snímacího pole může vytvářet ergonomické problémy. pečnostní světelné závory, lze využít také pro zvýšení ergonomie a zmírnění stresu operátorů stejně jako jejich zaměstnavatelů . Správné postupy při střežení strojů zvyšují ergonomii a bezpečnost Důkladné zhodnocení vašich procedur může přinést výhody pro pracovníky i samotný proces. Mike Carlson Banner Engineering 44 • Únor 2011 N ěkteré stroje, jako jsou prostřihovací lisy, představují pro obsluhu a okolní pracovníky zjevné riziko. Úrazy související se špatnou ergonomií, tedy ty, které jsou způsobeny například repetitivním spouštěním stroje nebo zdviháním těžkých předmětů, jsou méně zjevné a často jsou přehlíženy. Přesto může špatná ergonomie vést k závažným následkům, jako je: ● ušlá práce z důvodu úrazu, ● zhoršená morálka pracovníků, ● vyšší závazky pro zaměstnavatele a neplnění bezpečnostních norem. Konkrétní předpisy týkající se ergonomie provedení strojů poněkud chybí – mnoho bezpečnostních norem se omezuje pouze na doporučení, že ergonomii je nutno brát v úvahu. Avšak zařízení pro střežení strojů, jako jsou obouruční ovládací prvky a bez- řízení & údržba průmyslového podniku Obouruční ovládací prvky Obouruční ovládací systém sestává ze dvou tlačítek, aktivovaných do 500 ms po sobě, která spouštějí cyklus stroje. U strojů se schopností zastavit uprostřed cyklu pak uvolnění jedné nebo obou rukou zastaví chod stroje. Toto uspořádání zajišťuje řešení střežení s několika přínosy. Zaprvé chrání před nechtěným spuštěním cyklu stroje. Navíc během chodu stroje zaměstnává obě ruce pracovníka, přičemž jej udržuje v bezpečné vzdálenosti od nebezpečného pohybu stroje. Kromě toho je obouruční ovládání obvykle dobrým ergonomickým řešením střežení. Avšak obouruční ovládání může také vytvářet ergonomické problémy. Ovládací tlačítka musí být nainstalována tak, že spuštění cyklu nelze provést jednou rukou anebo jednou rukou a loktem. Toho se obvykle dosahuje fyzickým oddálením dvou tlačítek na vzdálenost více než 550 mm v jednom lineárním rozměru, což je vzdálenost, která může být pro obsluhu nepohodlná. Použitím fyzických bariér nebo montáží tlačítek na různé plochy namísto montáže v jedné řadě mohou uživatelé zmenšit vzdálenost na ergonomicky příznivější hodnotu. Také stiskací odpor mechanických pružinových tlačítek může způsobovat ergonomické problémy. Dříve byla tato tlačítka konstruována s tlakem pružiny až 4,5 kg. Technická zpráva o ergonomii ANSI B11. TR1 doporučuje, aby pro snížení úrazů z nadměrného stresu, jako je syndrom karpálního (zápěstního) tunelu, byl použit stiskací odpor menší než 2,25 kg. Ještě větší snížení stiskacího odporu, až na pouhý dotyk, může maximalizovat ergonomické přínosy náležitě instalovaného obouručního ovládacího systému. I když však mohou obouruční ovládací systémy chránit operátora, nabízejí jen malou ochranu ostatních osob v blízkosti stroje. To je klíčový faktor, který je nutno brát v úvahu při výběru řešení střežení stroje. Bezpečnostní světelné závory Pro ochranu operátora a ostatních pracovníků v blízkosti stroje lze použít spřažené zábrany k ochraně před přístupem k nebezpečným částem stroje, k izolaci zmetků a vyřazeného materiálu a k zajištění přístupu tím, že dovolí přemístění fyzické bariéry. Spřažené pevné zábrany však mohou trpět několika nedostatky, včetně vysokých nároků na údržbu, problémů s viditelností procesu i včetně špatné ergonomie. Ergonomický problém vyplývá z toho, že jde o těžká, na manuální přemístění náročná zařízení, a z požadavků na opakované přemisťování zábrany v aplikacích vyžadujících častý přístup. U aplikací, kde je nutno chránit mnoho osob, kde riziko procesu nevyžaduje izolování a stroj lze zastavit rychle, může bezpečnostní světelná závora nebo také zástěna představovat lepší řešení střežení. Bezpečnostní světelná závora vytváří neviditelné snímací pole využívající infračervené paprsky a umožňuje stroji běžet jen v případě, kdy se v tomto poli nenacházejí žádné překážky. Pokud jeden nebo více světelných paprsků blokuje neprůhledná překážka, například ruka operátora, světelná závora detekuje její přítomnost a signalizuje stroji, aby zastavil. Toto provedení zajišťuje skvělou ergonomii: přerušení světelné závory vyžaduje minimální nebo žádné fyzické úsilí, a je proto ideální pro aplikace vyžadující častý přístup operátora a vizuální monitorování cyklu stroje. Ačkoli funkce střežení u bezpečnostních světelných závor nevyžaduje žádné fyzické úsilí, umístění snímacího pole může vytvářet ergonomické problémy. Aby bezpečnostní světelná závora účinně chránila, musí být umístěna v určité minimální vzdálenosti (označované jako „bezpečnostní“ nebo „separační" vzdálenost) od rizika, aby stroj měl čas na zastavení, jakmile je zjištěna přítomnost objektu. Je-li tato vzdálenost příliš velká, může způsobovat ergonomické problémy z důvodu nadměrné námahy obsluhy při vkládání nebo vyjímání dílů na tuto velkou vzdálenost během výrobního procesu. U strojů se schopností zastavit uprostřed cyklu pak uvolnění jedné nebo obou rukou zastaví chod stroje. Pro snížení této vzdálenosti na minimum lze podniknout tři kroky: použít světelnou závoru s krátkou reakční dobou, zajistit, aby bezpečnostní systém dokázal detekovat osobu dříve, než může zajít příliš daleko do snímacího pole, a zkrátit dobu potřebnou pro zastavení stroje. První dva kroky závisejí na zvoleném modelu bezpečnostní světelné závory. Moderní bezpečnostní světelnou závoru s rozlišením (detekční schopností) 14 mm lze umístit o 15 cm blíže k riziku než starší systém s rozlišením 32 mm a delší reakční dobou. Posledním krokem při snižování ergonomických problémů souvisejících s nadměrným pohybem obsluhy je zajistit, aby stroj dokázal zastavit rychleji. Vzorec používaný pro určení umístění snímacího pole pracuje s „konstantou rychlosti ruky“ 1 600 mm/s. Reakční doba bezpečnostní světelné závory, jakýchkoli zařízení rozhraní a doba zastavení stroje jsou touto konstantou vynásobeny. Náležitým připojením rozhraní bezpečnostní světelné závory lze snížit množství energie (např. elektrické), kterou je nutno rozptýlit pro odstranění rizika, a tím je možno zkrátit i čas. Světelná, nestiskací tlačítka - označovaná jako dotyková tlačítka, - využívají nejrůznější technologie snímání. Pokud jsou například bezpečnostní kontakty světelné závory umístěny do obvodu nouzového zastavení, pak v případě, že někdo přeruší snímací pole, „všechno“ vypadne. Může trvat až půl sekundy (500 ms) nebo déle, než se nouzového zastavení dosáhne, protože bude muset být rozptýlena všechna elektrická energie uložená v cívkách relé, elektromagnetech ventilů, a dokonce i ve vedení. Pokud jsou kontakty umístěny elektricky „blíže“ k akčnímu členu způsobujícímu nebezpečný stav, jako je spojka / brzda, dobu potřebnou pro zastavení lze zkrátit na polovinu nebo i více. Mike Carlson je marketingový manažer pro bezpečnostní produkty společnosti Banner Engineering. řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 45 Top produktY Vysoce výkonný snímač čárového kódu s podporou obrazu DataMan 500 – „kladivo na laserové skenery“ Napříč všemi obory a zejména v celém rozsahu úloh logistiky, poštovních služeb i maloobchodu ovlivňují mnohé přednosti čtecích systémů kódů založených na obrazu výrazným způsobem celý trh snímačů kódů 1D a 2D. Nová řada produktů DataMan 500 firmy Cognex znovu nastavuje technologické milníky díky jedinečným výkonovým charakteristikám těchto efektivních čtecích systémů čárového kódu. Všechny základní technologie, které se na tom podílejí, a to mikroprocesorová technika - VSoC (Vision System on Chip), optika - technologie tekutých čoček, elektronika - PoE, osvětlení a software pro čtení identifikačních kódů – IDMax®, představují vynikající inovace. Optimalizovanou součinností těchto nejmodernějších technologií se dosahuje nejvyššího měřítka modulárního systémového řešení s jedinečnými výkonovými charakteristikami. Dosahovaná výkonnost rychlosti čtení, vizualizace on-line a spolehlivost daleko přesahují mož- nosti konkurence a zejména omezené schopnosti laserových skenerů. Jedinečné schopnosti softwaru pro čtení kódů IDMax ® firmy Cognex zaručuje použití jednotky DataMan 500 pro extrémně vysokou rychlost čtení. Čárové kódy, které s použitím běžných laserových skenerů nelze přečíst, protože jsou poškozené, deformované, neostré, poškrábané, zhuštěné nebo málo kontrastní, lze zaručeně přečíst pomocí jednotky DataMan 500. V inovativním vývojovém řešení VSoC (Vision System on a Chip) je snímání obrazu a kompletní vyhodnocení v reálném čase sloučeno do jednoho čipu. DataMan snímá a analyzuje až 1 000 snímků za sekundu a čte veškeré kódy – od 2D kódů přes kódy Data-Matrix až po kódy QR – stejně jako několik kódů v jednom obraze – nezávisle na jejich poloze. Základní provedení podporuje jak standardní objektivy C-Mount, tak volitelné možnosti s automatizovaným ostřením. Nový snímač kódů je navíc uživatelsky přívětivější než laserový skener. Uživatelé přesně vidí to, co vidí přístroj, a to buď v reálném čase na monitoru, nebo později, pokud se použije archivace obrazu. Nemá žádné pohyblivé díly a je proto mnohem spolehlivější než laserový skener. „U tohoto snímače čárového kódu se jedná o jedinečný, bezprecedentní produkt,“ vysvětluje Carl Gerst, obchodní manažer firmy Cognex. „Díky naší patentované technologii pro snímání obrazu a analýzu s mimořádně efektivně a spolehlivě pracujícím softwarem jsme mohli vyvinout systém, který v mnohém překonává laserový skener, je vysloveně uživatelsky přívětivý a zásadním způsobem mění trh čtecích zařízení čárového kódu.“ 46 • Únor 2011 řízení & údržba průmyslového podniku Nový snímač kódů nabízí mnoho dalších výhod, např. funkci AutoTrigger, autofokus a rovněž funkci zpětné vazby pro chybně provedené čtecí operace. Základní provedení podporuje jak standardní objektivy C-Mount, tak volitelné možnosti s automatizovaným ostřením. Velmi rychlého autofokusu lze dosáhnout díky použití technologie tekutých čoček, která zaručuje neobyčejně široký rozsah použitelnosti a zejména dosažení nejvyšších rychlostí. Tato pokroková technologie, ověřená již u DataMan 200 a 8000, je extrémně rychlá, spolehlivá a poskytuje dobrou optickou kvalitu při minimální spotřebě proudu. Rozhodující pro úspěšnou implementaci každé aplikace pro čtení čárového kódu je vysoká míra uživatelského komfortu a integrační nástroje, které jsou k dispozici. Nový DataMan se také jednodušeji používá než laserový skener. Zpětná vazba pro chybně provedené čtecí operace a možnosti vizualizace včetně archivace obrazu usnadňují nastavení aplikace pro čtení čárového kódu a zaručují, že problémy při čtení mohou být rychle zjištěny a vyřešeny. Za účelem vel mi jed noduché instalace probíhá elektrické napájení a datová komunikace jediným kabelem – díky technologii napájení datovým síťovým kabelem Powerover-Ethernet (PoE). Nový DataMan disponuje také rozhraním RS-232 a dalšími V/V pozicemi pro integraci do starších systémů. Spojuje výhody čtecích zařízení založených na zpracování obrazu s uživatelským komfortem a cenou dnes běžných laserových skenerů. www.cognex.com/DataMan500 Z A D A V A T E L Éreklamy Název společnosti strana www stránky telefon ABF, a.s. 47 www.electroncz.cz +420 225 291 136 Act-in CZ s.r.o. 42, 43 www.act-in.cz +420 545 423 000 Atlas Copco s. r. o. 19 www.atlascopco.cz +420 225 434 341 Cognex/KW-PR Redaktionsbüro 4. str. obálky www.cognex.com +490 711 755 956 BRADY s. r. o. 3. str. obálky; vklad www.badyeurope.com +421 233 004 800 CMMS s. r. o. 2. str. obálky www.cmms.cz +420 251 812 449 Schneider Electric CZ, s. r. o. 29 www.schneider-electric.cz +420 382 766 333 SVAZ KOVÁREN ČR o. s. 41 www.skcr.org +420 597 305 808 Systemotronic, s. r. o. 23 www.systemotronic.cz +420 733 73 65 63 řízení & údržba průmyslového podniku Únor 2011 • 47 Zaostřeno Jak „temná“ léta poznamenala peněženky plněné průmyslem? Výsledky prvního ročníku mzdové/platové studie vání počtu zaměstnanců i do poklesu produkce. Lukáš Smelík šéfredaktor S tejně jako lidé nejsou čísla, čísla nejsou lidé. První mzdová/platová studie vypracovaná podle americké předlohy, které se zúčastňují čtenáři Plant Engineering již dlouhá léta, přinesla mnohá zajímavá zjištění, která s částkou na výplatní pásce ne vždy stoprocentně souvisejí. V době, kdy zaznívají stále častěji pouze optimistické zprávy, bylo zajímavé zjistit, jak předešlá, nepříliš jiskřivá léta poznamenala nejen peněženky respondentů, ale také to, jak byla ovlivněna jejich pracoviště. Jaký kraj, takový plat Do průzkumu, kterého se formou interaktivní ankety zúčastnili čtenáři tohoto časopisu, se zapojili aktéři průmyslového dění, již se nacházejí na různých stupních v podnikové hierarchii a svou práci vykonávají v různých koutech naší republiky. Díky tomu byla naše redakce schopná udělat zajímavou komparaci, zejména co se týče tradičního předpojetí ohledně rozdílů ve mzdách napříč různými kraji. Nejedna studie, která na toto téma v minulosti proběhla, samozřejmě ukázala, že mzdový medián je faktorem lokality značně ovlivněn. Ve výrobní sféře to nemusí být vždy tak úplně pravda, navíc je třeba zohlednit spoustu dalších faktorů, jako je např. délka praxe a jiné rozhodující činitele, které rozhodly, že se tento rozdíl naprosto zastřel. Bez práce nejsou „doláče“ Ač si můžeme nalhávat cokoli, a třeba to opravdu myslet i vážně, vždy zůstane jasným faktem, že za práci 48 • Únor 2011 První mzdová/platová studie, přinesla mnohá zajímavá zjištění, která s částkou na výplatní pásce ne vždy stoprocentně souvisejí. očekáváme náležitou odměnu (většinou vyjádřenou penězi). I my v redakci jsme proto byli velice zvědaví na výsledek jedné ze stěžejních otázek, kdy se hodnotila důležitost různých faktorů ovlivňujících práci. A světe div se (zejména Ameriko, kde výsledek byl jednoznačný), Češi volí jako nejdůležitější vrchol samotnou špičku Maslowovy pyramidy, tedy možnost seberealizace. I když výše platu se nachází rovnou v závěsu, třetí pozici jistě ovlivnilo klima let minulých, jelikož tady čtenáři hledí na faktor finanční stability svého podniku. I zde se opět ukázalo, že pracovní mentalita na obou stranách Atlantiku se mírně liší, protože zámořští čtenáři se přikláněli poměrně více k míře bezpečnosti a technickému zázemí… a pořád hlavně k těm svým dolarům. Je konec tunelu na dohled? Jak bylo již výše zmíněno, provedený průzkum byl zajímavý také s ohledem na zlepšující se situaci na průmyslových trzích. Proto bylo zajímavé sledovat změny nálad a chování napříč průmyslovými trhy. Mnozí již svorně přitakají, že je konečně vidět světlo na konci tunelu. Ovšem někteří rádi dodávají, že ostrost tohoto světla je dána zejména tím, jak daleko jste tunelem prošli právě vy. Dobrým znamením je, že již valná většina respondentů souhlasí s faktem, že ono „zlé“ slovo je již zažehnáno, a dokonce mnohdy zaznamenávají první znatelný růst. Bohužel stejně tak potvrzují, že ruku v ruce s touto skutečností musely v minulosti nastat změny, které se negativně promítly také do snižo- řízení & údržba průmyslového podniku Praxe nad zlato I přes znovu potvrzený fakt, že průmysl přišel v minulých dvou letech o značnou základnu pracovní síly, tento průzkum opět potvrdil skutečnost, kterou jsme na stránkách našeho časopisu již několikrát zmínili – kvantita tady opravdu neznamená kvalitu! Když byla dotazovaným položena otázka, jaká je podle nich největší hrozba, které budou muset čelit v následujících letech, nejčastěji jim přišel na mysl problém s nedostatkem zkušených pracovníků, což se pro průmysl v poslední době stává problémem takřka globálních rozměrů. Avšak tento problém není precedentem pouze nižšího stupně pracovního zařazení, ale ozývají se mnohdy také negativní hodnocení na adresu současného neadekvátního managementu. Krize tedy může být za námi, ale problémů, kterým budeme muset čelit, zase tolik neubývá. Jednou v průmyslu, navždy v průmyslu Patrně nejde o sféru lidského společenství, v němž by bylo nejsnadnější působit. Lidé, kteří do tohoto světa jednou vstoupí, již málokdy projevují tendence nutně změnit prostředí. I proto by bylo dobré skončit číslem, které dělá lidi. Toto číslo je sedmdesát a představuje procentuální podíl respondentů, kteří při hodnocení své kariéry v průmyslu užili slovo spokojenost… Graf ick é v yjádření v ýsledk ů této studie naleznete na stránkách www.udrzbapodniku.cz
