banner734
x

MAKİNA EMNİYETİNDE HATA MASKELEME NEDİR?

Pilz Satış Mühendisi Adem Karataş, "Makina Emniyeti Kapsamında Hata Maskelemenin Değerlendirilmesi" makalesinde konunun önemini anlattı.

MAKİNA EMNİYETİNDE HATA MASKELEME NEDİR?
Dergi

Her geçen gün yaşanılan iş kazalarının kök nedenlerini, “2006/42/AT Makina Emniyeti Direktifi” kapsamında incelemek gerekmektedir.

Kök nedenleri saptayıp, doğru bilinen yanlışları düzelterek bilginin tabana yayılması hedeflenmelidir. İş kazaları, zaman içerisinde küçük belirtiler gösteren ve bu belirtilerin göz ardı edilmesiyle birlikte başlayan, birbirini tetikleyen olaylar silsilesi şeklinde meydana gelmektedir. 

İş kazalarının nedenlerine bakıldığı zaman; temelde, insan hataları ve çeşitli faktörlerden kaynaklı bilgi eksikliğinin yetersiz bir seviyede olması şeklinde iki kısma ayrılabilir.

En önemli bilgi yetersizliği kaynaklı iş kazası nedenlerinden birisi, emniyet ekipmanlarının seri bağlantısı sırasında ortaya çıkan hata maskelemenin göz ardı ediliyor oluşudur. 

Bu çalışmanın amacı; “ISO/TR 24119 Ara Kilitlemeli Tertibatların (Interlock) Seri Bağlantısı Sırasında Ortaya Çıkan Hata Maskelemenin Değerlendirilmesi” teknik raporu kapsamında, seri bağlantı konusunda doğru bilinen yanlışların altını çizmek, makina emniyeti yaklaşımın nasıl olması gerektiğini aktarmak, ortaya çıkacak olan hatanın nasıl sorunlara yol açacağını belirterek bu durumun ortadan kaldırılması için gereken çözüm önerileri paylaşılacaktır.

GİRİŞ

İş Sağlığı ve Güvenliği alanının bir alt disiplini olan “Makina Emniyeti”, değişen dünya düzeni ve gelişmekte olan teknolojik faaliyetler bakış açısıyla her geçen gün daha da önem kazanmaktadır.

Geçmişten günümüze uzanan sanayi devrimlerinin süreçlerine bakıldığında, makinalaşmanın dramatik bir şekilde ivmelendiği görülmektedir. Bu ivmelenmenin temelinde mevcut olan, teknolojinin gelişmesi ve seri üretim ihtiyacı gibi parametreler doğrultusunda ortaya çıkan rekabetin ciddi boyutlara ulaştığı aşikardır.  

Günümüzün yoğun teknoloji ve rekabet ortamı sonucunda seri üretimin her süreçte makine kullanımını zorunlu kılması, makine kaynaklı kaza risklerini arttırmaktadır.

Şiddetli rekabet koşulları, kullanılan makinaların yüksek üretim miktarına ulaşması için canlıları riske atacak kadar son derece hızlı ve güçlü olmasını gerektirmektedir. Metallerden yapılmış olan bu makina sistemleri her ne kadar insan komutları ile çalışıyor olsalar da, olası elektronik, hidrolik, pnömatik vb. arızalar bu sistemleri insanoğlu için tehlikeli birer metalik canavara çevirebilmektedir.

Makina kaynaklı iş kazalarının anatomisinde, makinanın donanımındaki bir veya birkaç parçanın arızalanması ile oluşan, istenmeyen veya önceden öngörülememiş çalışma şekilleri önemli bir yer tutmaktadır.

AMAÇ

Bu çalışma, ISO/TR 24119 ara kilitlemeli tertibatların seri bağlantısı sırasında ortaya çıkan hata maskelemenin değerlendirmesi teknik raporu kapsamında uygulamaların önemini anlatmaktır. 

İş kazaları ne üzücüdür ki, manevi boyutlardaki zararları tartışmasız telafisi  yoktur. Bununla beraber, maddi olarak üretimin aksaması ve uygulanacak cezalar da caydırıcı boyutlardadır.

İş sağlığı ve güvenliğinin bir zorundalıktan ziyade bir disiplin olarak düşünülmesi gerektiği, bu çalışmada en temel vurgu olarak anlaşılması hedeflenmiştir.

NORMATİF REFERANSLAR

Bu doküman, kısmen veya tamamen, normatif olarak referanslanmıştır ve uygulamalar için vazgeçilmezdir.

EN ISO 12100, Makina Emniyeti – Tasarım için Genel Prensipler – Risk Değerlendirmesi ve Risk Azaltımı
EN ISO 13849-1:2015, Makina Emniyeti – Kontrol Sisteminin Emniyet ile İlgili Kısımları – Kısım 1: Tasarım için Genel Prensipler
EN ISO 14119:2013, Makina Emniyeti – Muhafızlarla İlişkili Ara Kilitleme Cihazları – Tasarım ve Seçim için Prensipler

KAVRAMLAR VE TANIMLAR

Bu dokümanın amaçları için, ISO 12100, ISO 13849-1, ISO 14119 ve aşağıda verilen terimler ve tanımlar geçerlidir.

•    SRP/CS: Kontrol Sisteminin Emniyetli İlgili Kısımları
•    DC: Hata Teşhis Yeteneği 
•    MTTFd: İlk tehlikeli arızaya geçme ortalama süresi
•    PL: Performans Seviyesi
•    OSSD: Çıkış Sinyali Geçiş Aygıtı
•    Hata Maskeleme: SRP / CS'de arızası olmayan parçalarının çalıştırılmasıyla arızaların istenmeden resetlenmesi veya SRP/CS'deki arızaların tespitinin önlenmesi
•    Seri Bağlı Cihazlar: Serbest potansiyelli kontakların, hata teşhis yeteneği olan bir mantık ünitesine seri bağlanması

EMNİYET KONTROL SİSTEMİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Emniyet kontrol sistemi, EN ISO 13849-1 gereksinimlerini karşılayacak bir şekilde oluşturulmalıdır. 

•    Kumanda sisteminin donanımında veya yazılımında meydana gelen bir arızanın tehlikeli durumlara yol açmaması
•    Kumanda sisteminin mantık devrelerinde meydana gelen hataların tehlikeli durumlara yol açmaması maddeleri, 2006/42/AT Makina Emniyeti Yönetmeliği EK I’e göre makinaların tasarım ve yapımı ile ilgili zorunlu sağlık ve güvenlik gereklilikleri kapsamındadır. Buradaki en önemli nokta ise emniyet kontrol sisteminin Giriş – Mantık – Çıkış şeklinde bir zincir olduğu ve bu üç kısım için de bütün gereksinimlerin tamamlanmasıdır. 

Doğru bir risk değerlendirmesi ışığında belirlenen performans seviyelerine uygun kategori bağlantıları yapılmalıdır.

Şekil 1.’e göre; kategori 4, yüksek DC ve MTTFd değerlerine sahip çift kanal mimariye sahip bir devre tasarımı görülmektedir. Bu devre giriş katında çift kanal, mantık katında kendi üzerindeki veya kendine bağlı çevresel cihazlardaki arızaları algılayabilen çift işlemcili emniyet rölesi/emniyet PLCsi ve çıkış tarafında çift kanal mimari uygulanmıştır.

MANYETİK SİVİÇLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Manyetik alan prensibiyle çalışan kapı emniyet sensörleri kullanılırken bir sorunun kritik olduğu kanıtlanmıştır.

Sensörler ve emniyet rölesi kullanılıyorsa ve bunların uygunluğu imalatçı tarafından test edilmemişse, makina imalatçısı sensördeki tepe akım değerinin erken aşınmaya neden olmamasını sağlamalıdır. Bu durum röle tabanlı emniyet üniteleri ile kapı emniyet sensörlerini etkilemektedir. 

Değerlendirme için, oluşan maksimum tepe akım Is'yi (bkz. Formül 1) belirlemek ve bunu Ismax emniyet sensörünün izin verilen tepe akımı ile karşılaştırmak gerekir.

Seri bağlantılardaki tüm sensörler dikkate alınmalıdır, bu nedenle izin verilen tüm tepe akımlarının en düşük değeri maksimum anahtarlama akımından daha büyük veya ona eşit olmalıdır (bkz. Formül 2).


Erken aşınma sorunu normalde mekanik olarak çalışan sensörler ve OSSD çıkışlı sensörlerde ortaya çıkmaz, çünkü bu sensörlerdeki aşınma öncelikle ortalama akım ve termal davranış yoluyla belirlenir.

GERİLİM DÖNÜŞÜMÜ

Kuru kontakları seri bağlı olan manyetik emniyet sensörlerinde önemli bir konu ise gerilim düşümüdür. Gerilim düşümü; hattın uzunluğuna, kablo kesitine, akım şiddetine ve özdirenç gibi parametrelere bağlıdır. 

24 VDC ile çalışan seri bağlı emniyet sensörleri dikkate alındığında, seri bağlantı sayısı ve hattın uzunluğu da göz önüne alındığında gerilim düşümü sebebiyle, operasyonel izin verilen 19 VDC değerinin de altında 14-15 VDC gibi bir gerilim değeri ölçülebilir. Bu durum sensörlerin çalışmasını etkileyecek olup arızalar meydana getirecektir. 

HATA MASKELEME

Emniyetle ile ilgili kurgulanan devrelerin tasarımında yaygın bir yaklaşım, potansiyel olarak serbest kontakları olan cihazları seri bir şekilde bağlamaktır, ör. emniyet fonksiyonları için hata teşhis yeteneğine sahip olan bir emniyet mantık denetleyicisine (emniyet rölesi) bağlı çoklu ara kilitlemeli emniyet tertibatları...

Her ne kadar bu tür uygulamarda tek bir arıza çoğu durumda emniyet fonksiyonu kaybına yol açmasa da, pratikte bazen problemler ortaya çıkmaktadır.

Kontakların seri bağlantısı nedeniyle, kablolardaki arızalar (ör. dış etki kaynaklı kısa devre) veya mantık ünitesi tarafından algılanan kontaklar, seri bağlı arızalı olmayan bir başka cihazın çalışmasıyla maskelenebilir.

Sonuç olarak, SRP/CS’de tek bir hata varken makinanın çalışması mümkündür. Bu sonuç olarak, emniyetsiz bir sisteme yol açan hataların birikmesine izin verebilir ve iş kazası ihtimalini güçlendirebilir.

Hata maskeleme, kuru kontakları ile seri bağlantılı sensörlerde meydana gelir. Bu sensörler temassız manyetik emniyet sensörleri ve elektromekanik/elektromanyetik izlemeli/kitlemeli kapı emniyet sensörleridir.

Mevcut teknik raporda, maskeleme olasılığına bağlı olarak sensörün ulaşabileceği maksimum hata teşhis kabiliyeti (Dcmax.) sınırlıdır.

Aşağıdaki örnek, emniyet devresindeki tespit edilmemiş bir hatayı göstermektedir. Ek bir arıza, tüm emniyet kapısı korumasının tehlikeye girmemesine neden olabilir.

Bu ve buna benzer hatalar “hata maskeleme” terimi ile açıklanmaktadır. 

1 numaralı görsel: 3 adet emniyet kapısı, emniyet rölesine seri bir şekilde bağlıdır. Bu durumda, bütün emniyet kapıları kapalı ve rölenin çıkışları aktif (on) durumdadır, makina operasyonel bir vaziyettedir.

2 numaralı görsel: En soldaki emniyet kapısı sensörü N/C kontağında dış etken kaynaklı bir kısa devre meydana gelmektedir. Bu durumda, emniyet rölesi hatayı algılayamamakta ve makinanın operasyonel olmasını devam ettirmektedir. 

3 numaralı görsel: En soldaki emniyet kapısı açılır. Bu durumda, çift kanal sinyali değerlendiren emniyet rölesi sinyal tutarsızlığını ve değişikliğini algılar ve hata durumuna geçer. İlgili emniyet kapısı kapatıldığında makina reset fonksiyonu devreye girmeyecektir.

4 numaralı görsel: Şimdi en sağdaki kapı açılır, ve emniyet rölesi çift kanal sinyali de algıladığı için normal çalışma durumuna geçer. Bütün kapılar kapatıldığında reset fonksiyonu devreye geçer ve makina operasyonel bir hale geçmek üzere tekrar aktiftir!
 

Güncelleme Tarihi: 20 Ağustos 2020, 14:36
YORUM EKLE

Rail

Markaküpü

Dergiler
Partnerler