Hodnocení bezpečnostních rizik u strojů a zařízení podle norem EU

Hodnocení bezpečnostních rizik u strojů a zařízení podle norem EU

Bezpečnost strojů a strojních zařízení je v současné době asi největší noční můrou pracovníků zodpovědných za bezpečnost strojního parku. Podle povahy zařízení je zodpovědnost jiná u nových strojů a jiná u strojů již provozovaných.

Bezpečnost strojů – nové vs. staré

Za bezpečnost nových strojů je zodpovědná firma nebo osoba, která stroj uvádí v EU na trh. Většinou jde o výrobce, který tedy vydává i prohlášení o shodě daného výrobku s platnými zákonnými požadavky (dále jen prohlášení o shodě). V České republice musí tyto nové výrobky plnit požadavky zákona č. 22/1997 Sb., zejména požadavky nařízení vlády č. 17, 18 a 24/2003 Sb. V uvedených nařízeních vlády jsou obsaženy odkazy na jednotlivé normy. Orgánem kontrolujícím splnění těchto zákonných požadavků je ministerstvo průmyslu a obchodu, jehož činným orgánem pro uvedenou oblast je Česká obchodní inspekce.

U strojů již provozovaných je osobou zodpovědnou z hlediska bezpečnosti práce s nimi vždy zaměstnavatel (jeho vedoucí pracovníci). Odkazy na bezpečnost práce a pracovního prostředí lze nalézt v zákoníku práce (zákon 65/1965 Sb. a jeho novely) a nařízení vlády 378/2001Sb. Kontrolním orgánem pro tuto kategorii je ministerstvo práce a sociálních věcí a jeho činné orgány – dříve inspektoráty bezpečnosti práce, v současnosti oblastní inspektoráty práce (OIP).

Normy v oblasti bezpečnosti

Základy bezpečnosti strojních zařízení představuje jen několik málo norem (pominou-li se jednotlivé výrobkové normy typu C), jejichž označení a názvy jsou uvedeny v tab. 1.

Tab. 1. Normy pokrývající oblast bezpečnosti strojních zařízení

Pro projektanty jsou nejdůležitějšími normami ČSN EN 60204-1, ČSN EN 954-1 a ČSN EN 1050. Norma EN 60204-1 a především norma EN 954-1, která se týká bezpečnosti jako takové, jsou jako odpověď na růst požadavků na bezpečnost strojních zařízení v poslední době přepracovávány.

Do budoucna se počítá se sjednocením posuzování bezpečnosti stejných (funkčně a konstrukčně obdobných) strojů tak, aby např. stroj od výrobce nespadal do kategorie 3 podle ČSN EN 954-1 a tentýž stroj od druhého výrobce do kategorie 2. Podstatně přepracovaná a doplněná norma EN 954-1 se změní v EN ISO 13849-1, která svým principem vychází z normy IEC 61508 ohledně funkční bezpečnosti elektrických, elektronických a programovatelných řídicích systémů. Bezpečnostní kategorie se změní na hladiny bezpečnosti – v originálním znění normy Performance Level (PL) – a k dané PL se vždy dojde dvěma nezávislými cestami.

Obr. 1. Způsob stanovení potřebné hladiny bezpečnosti (Performace Level – PL) podle EN ISO 13849-1

Při hodnocení bezpečnosti strojů a strojních zařízení se bude postupovat na počátku celého procesu jako doposud – vyhodnotí se rizika na rizikových místech a u rizikových funkcí stroje a určí se podobně jako u normy EN 954-1 kategorie, tj. podle nové normy EN ISO 13849-1 hodnota PL. Zde je rozdíl v tom, že zatímco bezpečnostní kategorie se podle EN 954-1 rozlišují čtyři, hladin PL podle EN 13849 je pět (PL a až PL e – viz obr. 1). Vedle relativně drobné změny počtu kategorií či hladin bezpečnosti přináší ale norma zásadní nový požadavek – rozšiřuje dosavadní postup o novou část, a to o potvrzení odhadu či jeho korekci výpočtem.

Způsob kontrolního výpočtu

Nedílnou součástí určení bezpečnostní charakteristiky stroje tedy bude nejprve odhad a poté potvrzení tohoto odhadu hladiny bezpečnosti stroje výpočtem. Tato část postupu bude zcela jistě činností velmi neoblíbenou.

Samotné matematické výrazy a vztahy pro výpočty zde pro omezený rozsah příspěvku nejsou uvedeny a lze je nalézt v EN ISO 13849-1. Ve zkratce lze říci, že na výslednou hodnotu PL bezpečnostního řetězce mají vliv zejména:

• kategorie: odstupňování částí vztahujících se k bezpečnosti ovládání, co se týče vlastní odolnosti proti chybě a následné reakce při chybě,

• MTTF_d (Mean Time To Failure): průměrná (střední) doba do nebezpečné poruchy, popř. selhání, definovaná jako „střední hodnota provozní doby, během níž se očekává, že jakýkoli jednotlivý kanál některého systému nebude mít poruchu (výpadek), který by přivodil nebezpečí„,

• DC (Diagnostic Coverage): diagnostická míra rozkrytí poruchy, definovaná jako „snížení (zmenšení) pravděpodobnosti nebezpečného výpadku hardwaru na základě použití automatické diagnostiky„.

Dalšími veličinami jsou např. předpokládaný počet (četnost) pracovních cyklů (např. stykače) za hodinu, perioda mezi pravidelnými ověřeními, informace, zda je prvek bezpečnostního řetězce sledován z hlediska zkratu, atd.

Jde o hodnocení bezpečnostního řetězce. Ilustrujme si postup kontrolního výpočtu na příkladu jednoduchého stroje opatřeného tlačítkem nouzového zastavení (emergency stop, E-Stop).

Pro určení „skutečné“ hodnoty PL se z katalogů dodavatelů jednotlivých komponent bezpečnostního řetězce zjistí hodnoty parametrů potřebných pro výpočet, které se dosadí do příslušných vzorců. Do bezpečnostního řetězce se přitom zahrnují všechny použité prvky – tlačítko nouzového zastavení (včetně kontaktů), bezpečnostní modul i stykač. Výpočtem vyjde, že stroj spadá do PL d, a jelikož se hodnota PL shoduje s odhadem stanoveným na začátku, lze učinit závěr, že řetězec nouzového zastavení splňuje dané požadavky.

Samotný výpočet je poměrně složitá záležitost a např. německá firma Pilz, která se bezpečnostní technice věnuje již více než dvacet let a která byla přizvána k tvorbě normy ES ISO 13849-1, poskytuje, a to prozatím zdarma, program PAS Calculator, umožňující velmi rychle spočítat hodnoty PL včetně tisku zprávy o výpočtu. Knihovny bezpečnostních prvků v programu obsahují pouze prvky dodávané firmou Pilz, program nicméně umožňuje ukládat do knihovny prvků manuálně i vlastní tlačítka, stykače a třeba i bezpečnostní moduly. Jejich vlastnosti si však zákazník u jiného výrobce musí zjistit sám a do programu zadat. Firmu Pilz zastupuje v ČR brněnská firma Systemotronic, s. r. o., která na veletrh Amper 2007 v Praze připravuje informační a propagační materiály právě ohledně této problematiky.

Mgr. Karel Stibor,
Systemotronic, s. r. o.