Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7384-100:2004 đưa ra hướng dẫn sử dụng thích hợp và giải thích TCVN 7384-1:2004. Tiêu chuẩn này còn cung cấp thông tin thêm về các chủ đề sau: Hệ thống điều khiển góp phần vào việc giảm rủi ro trong máy đến mức nào; tầm quan trọng của các bộ phận an toàn liên quan của hệ thống điều khiển đối với các chức năng an toàn như thế nào; lựa chọn và sử dụng đúng các loại; vai trò phụ lục B của TCVN 7384-1:2004.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7384-100:2004 ISO/TR 13849-100:2000 AN TOÀN MÁY – BỘ PHẬN AN TOÀN LIÊN QUAN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - PHẦN 100: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ ỨNG DỤNG TCVN 7384-1 Safety of machinery – Safety-related parts of control systems – Part 100: Guidelines for the use and application of ISO 13849-1 Lời nói đầu TCVN 7384-100:2004 tương đương với tiêu chuẩn ISO/TR 13849-100:2000 với thay đổi biên tập cho phép TCVN 7384-100:2004 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/SC Những vấn đề chung khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ ban hành Tiêu chuẩn chuyển đổi năm 2008 Từ Tiêu chuẩn Việt Nam số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo qui định khoản Điều 69 Luật tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ qui định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật AN TOÀN MÁY – BỘ PHẬN AN TOÀN LIÊN QUAN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - PHẦN 100: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ ỨNG DỤNG TCVN 7384-1 Safety of machinery – Safety-related parts of control systems – Part 100: Guidelines for the use and application of ISO 13849-1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn đưa hướng dẫn sử dụng thích hợp giải thích TCVN 7384-1:2004 Tiêu chuẩn cung cấp thông tin thêm chủ đề sau: - hệ thống điều khiển góp phần vào việc giảm rủi ro máy đến mức nào; - tầm quan trọng phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển chức an toàn nào; - lựa chọn sử dụng loại; - vai trò phụ lục B TCVN 7384-1:2004 Sử dụng TCVN 7384-1:2004 Các vấn đề giới thiệu TCVN 7384-1:2004 phức tạp Các điều khoản tiêu chuẩn liên quan với sử dụng riêng Do cần quan tâm đến tất điều TCVN 7384-1:2004 Giải thích qui trình thiết kế Qui trình thiết kế tổng thể cho TCVN 7383-1:2004, điều 5) Một phần trình đánh giá rủi ro mà nguyên tắc cho TCVN 7301:2003 Sự đánh giá rủi ro bao gồm tồn chu kỳ tuổi thọ máy Nếu tìm thấy rủi ro cần phải giảm phải chọn biện pháp thích hợp TCVN 7383-2:2004 hướng dẫn biện pháp giảm rủi ro Một phần trình giảm rủi ro để xác định chức an toàn (TCVN 7384-1:2004, 3.6) máy Phần bao gồm chức an toàn hệ thống điều khiển, ví dụ, chức dừng khẩn cấp, khởi động khởi động lại [xem TCVN 7384-1:2004, điều 5] Một chức an tồn thực nhiều phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển Người thiết kế sử dụng cơng nghệ đó, đơn tổ hợp Một chức an tồn chức vận hành, ví dụ, điều khiển hai tay biện pháp bắt đầu chu trình trình Trên hình chức an tồn điển hình, phận an tồn liên quan (SRP) đối với: - tín hiệu vào (SRPa); - tín hiệu logic/xử lý (SRPb); - tín hiệu ra/các phần tử điều khiển công suất (SRP c); - phương tiện nối mạng (iab, ibc), ví dụ, điện, quang CHÚ THÍCH 1: Các phận an toàn liên quan gồm nhiều phần cấu thành; phần cấu thành gồm có nhiều phần tử CHÚ THÍCH 2: Tất phương tiện nối mạng bao gồm phận an tồn liên quan CHÚ THÍCH 3: Ví dụ chức an toàn giới thiệu hình nội dung gắn liền với hình Chỉ dẫn Chức an tồn điển hình Tín hiệu vào Biện pháp bắt đầu, ví dụ tác động tay, tín hiệu khác Tín hiệu logic Hệ dẫn động máy, phương tiện ngắt, phanh Tín hiệu Hình – Sơ đồ giới thiệu tổ hợp phận an toàn liên quan để xử lý chức an toàn điển hình Mỗi phận an tồn liên quan chức an tồn chế tạo từ cơng nghệ khác Có thể dùng cơng nghệ khác phận an tồn liên quan, ví dụ, tín hiệu vào bao gồm cấu dẫn động khí nối với biến đổi tín hiệu ánh sáng khởi động Khi thiết lập chức an toàn hệ thống điều khiển cần phải nhận phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển [xem TCVN 7384-1:2004, 3.1 điều 8] định xem đóng góp chúng vào q trình giảm rủi ro có tầm quan trọng đến mức Các biện pháp bảo vệ hệ thống điều khiển cung cấp phụ thuộc vào đóng góp khơng phụ thuộc trực tiếp vào việc giảm toàn rủi ro rủi ro xem xét CHÚ THÍCH 4: Sự chức an tồn khơng tự động dẫn đến thương tích tổn hại đến sức khỏe có biện pháp bảo vệ hữu hiệu khác Sự giảm rủi ro tùy thuộc vào phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển lớn khả chống lại sai sót phận cao [theo TCVN 7384-1:2004] Do đó, mặt nguyên tắc, cần phải có biện pháp bảo vệ để giảm rủi ro - Giảm xác suất xảy sai sót phần cấu thành Mục đích giảm xác suất xảy sai sót dạng hư hỏng ảnh hưởng đến chức an toàn Vấn đề thực cách tăng độ tin cậy cua phần cấu thành, ví dụ, cách lựa chọn phần cấu thành qua thử thách và/hoặc áp dụng nguyên tắc an toàn qua thử thách để ngăn chặn sai sót dạng hư hỏng nghiêm trọng TCVN 7384-1:2004 không đưa quan niệm có tính hệ thống u cầu độ tin cậy - Cải tiến kết cấu hệ thống Mục đích tránh ảnh hưởng nguy hiểm sai sót Một số sai sót phát cần đến kết cấu dư thừa và/hoặc kết cấu giám sát Có thể dùng hai biện pháp riêng biệt kết cấu với Với số công nghệ, việc giảm rủi ro yêu cầu đạt việc chọn phần cấu thành tin cậy biện pháp ngăn chặn sai sót, với cơng nghệ khác việc giảm rủi ro cần đến hệ thống dư thừa và/hoặc hệ thống giám sát có hai nhiều phận Ngồi ra, cần tính đến hư hỏng chung Phương pháp mô tả biện pháp sử dụng loại xác lập TCVN 7384-1:2004, điều Loại Loại [xem định nghĩa TCVN 7384-1:2004, 3.2] dùng để phân loại phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển, phận thực số chức an tồn dựa sở tính chúng trường hợp có sai sót Các phận dùng đơn lẻ tổ hợp Các loại cần xem điểm tham khảo để làm phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển mặt xảy sai sót [xem TCVN 7384-1:2004] Các loại khơng thể khơng xem có giới hạn cách xác, đánh giá thơng số xem xét chủ quan Quan niệm chung loại TCVN 7384-1:2004 luôn cá biệt tương ứng với mức rủi ro không Trong lựa chọn loại, người thiết kế cần xem xét đến tính an toàn đạt điều phụ thuộc vào kết cấu độ tin cậy phận an tồn liên quan TCVN 73841:2004 khơng qui định đầy đủ yêu cầu độ tin cậy Vì tất vấn đề nói tính an tồn với cơng nghệ cho là: a) loại 1, 2, tốt loại B; b) loại B, 2, sai sót đơn làm chức an toàn; c) loại khơng bị hư hỏng sai sót đơn (các sai sót chung xem sai sót đơn); d) loại có tính tốt mặt chấp nhận sai sót tích lũy sai sót xem xét Các hệ thống điều khiển sử dụng số công nghệ ln ln thỏa mãn loại, ví dụ, mối liên kết khí đáp ứng yêu cầu loại lại đáp ứng yêu cầu loại Tuy nhiên triển vọng thực chức an toàn loại lớn so với số hệ thống khác đáp ứng loại 2, Khi chức an toàn thực nhiều phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển, xảy ba khả năng: a) phận an tồn liên quan có loại định loại chung cho toàn phận an toàn liên quan; b) phận an toàn liên quan định loại khác dùng để tổ hợp với theo cách cho định loại chung; c) định loại chung cơng nghệ sử dụng khơng thiết kế để đáp ứng cho loại Sự phát sai sót hệ thống điều khiển loại thường khơng cần thiết sai sót hiển nhiên, ví dụ, máy tự bộc lộ sai sót cách khơng cho phép khởi động khởi động lại Người xây dựng tiêu chuẩn loại C người thiết kế cần quan tâm đến giới hạn việc đặt tính chức an tồn dạng loại chung giới hạn yêu cầu loại, đặc biệt độ tin cậy Chọn loại Khi chọn loại cho phận an toàn liên quan để thực chức an toàn [xem TCVN 7384-1:2004, điều 6], cần xem xét sai sót xảy theo hai khía cạnh: - đánh giá xác suất hư hỏng ảnh hưởng sai sót phận này; - xem xét ảnh hưởng hư hỏng sai sót phận chức an tồn Tính u cầu chức an toàn phụ thuộc vào mức rủi ro; mức rủi ro cao tính u cầu cần phải cao ngược lại Các tiêu chuẩn hài hòa thích hợp phản ánh tình trạng sáng tạo ứng dụng khác nhau, thông tin cần quan tâm chọn loại Xác suất xảy sai sót thường xác lập đánh giá định tính, có đủ liệu làm sở cho đánh giá định lượng Điều có nghĩa hầu hết trường hợp cần dùng dạng hư hỏng phân tích ảnh hưởng (FMEA – xem IEC 60812) phương pháp tương tự Cần quan tâm đến tất sai sót và/hoặc dạng hư hỏng tính thực tế chức an tồn trường hợp có sai sót cần kiểm tra so với tính yêu cầu Một số sai sót dạng hư hỏng ngăn chặn xác suất xảy sai sót hư hỏng nhỏ Xác suất phụ thuộc vào điều kiện ứng dụng Điều quan trọng tần số yêu cầu chức an tồn thay đổi lớn (từ u cầu khơng thường xun, ví dụ, cấu dừng khẩn cấp, đến yêu cầu liên tục, ví dụ, điều khiển phận chuyển động máy) Vì lẽ đó, thường đưa giá trị trung bình đánh giá mức hư hỏng chấp nhận Sau tồn q trình giảm rủi ro, việc công nhận cần thực [xem TCVN 7384-1:2004, điều 8] Việc công nhận phần việc cơng nhận tồn hệ thống máy Hình sơ đồ phận an toàn liên quan cung cấp chức để điều khiển cấu dẫn động máy Đây sơ đồ chức năng/làm việc đưa để chứng minh nguyên tắc kết hợp loại công nghệ chức Việc điều khiển thực thông qua mạch lôgic điều khiển điện tử van thủy lực hướng dòng, kiểm tra khoảng thời gian thích hợp [xem TCVN 7384-1:2004, 6.2.3] Rủi ro giảm phận bảo vệ khóa liên động, ngăn ngừa tiếp cận tới tình trạng nguy hiểm phận bảo vệ đóng kín ngăn chặn khởi động cấu dẫn động thủy lực phận bảo vệ mở Đối với ví dụ này, phận an toàn liên quan tổ hợp lại hệ thống điều khiển bắt đầu điểm kết thúc điểm (xem hình 2) Các phận an toàn liên quan cung cấp chức an toàn là: cam bảo vệ, cấu định vị, mạch lôgic điều khiển điện tử, van thủy lực hướng dòng phương tiện nối mạng Các phận an toàn liên quan tổ hợp cung cấp chức dừng (xem TCVN 7384-1:2004, 5.2) chức an toàn (xem định nghĩa TCVN 7384-1:2004, 3.6) Khi phận bảo vệ mở, công tắc cấu định vị mở mạch lơgic điều khiển điện tử cung cấp tín hiệu cho van thủy lực hướng dòng để dừng dòng thủy lực tín hiệu phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển Ở máy, tín hiệu dừng chuyển động nguy hiểm cấu dẫn động Sự tổ hợp phận an toàn liên quan tạo chức an toàn để chứng minh cho xếp loại dựa yêu cầu TCVN 7384-1:2004, điều Nó xem xét khả xác suất xảy sai sót ảnh hưởng đến khả thực chức an toàn phận tổ hợp Khi dùng nguyên tắc này, phận an tồn liên quan hình xếp loại sau: - Loại cấu định vị – điện tử Để giảm xác suất xảy sai sót, cấu bao gồm phần cấu thành qua thử thách áp dụng nguyên tắc an toàn qua thử thách, ví dụ, thao tác mở đường, định kích thước mức (xem TCVN 7384-1:2004, điều 6.2.2); - Loại mạch logic điều khiển điện tử Để tăng mức tính an tồn mạch lơgic điều khiển điện tử kết cấu phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển thiết kế cho phát hầu hết sai sót đơn, ví dụ, dư thừa (xem TCVN 7384-1:2004, 6.2.4); - Loại van thủy lực hướng dòng kiểm tra Để đạt mức tính an tồn u cầu, phận an toàn liên quan sử dụng phần cấu thành kiểm tra định kỳ, ví dụ giám sát, để phát sai sót khơng tránh sử dụng nguyên tắc an toàn qua thử thách (xem TCVN 7384-1:2004, 6.2.3) Cũng cần phải tính đến vị trí, kích thước lắp đặt phương tiện nối mạng Mục tiêu chung phận an tồn liên quan đạt mức tính an tồn tương tự cho đóng góp phận liên quan hệ thống điều khiển đưa giảm rủi ro yêu cầu Vì cần quan tâm đến độ tin cậy kết cấu phận an toàn liên quan Chỉ dẫn Tín hiệu Bộ phận bảo vệ Van thủy lực hướng dòng Tín hiệu vào Các cấu dẫn động thủy lực Mạch logic điều khiển điện tử Chuyển động nguy hiểm Cơ cấu định vị Chức kiểm tra 10 Phạm vi TCVN 7384-1:2004 CHÚ THÍCH – Các chức dừng khởi động bỏ qua để giữ cho ví dụ đơn giản Hình – Ví dụ giải thích việc sử dụng loại Vai trò phụ lục B TCVN 7384-1:2004 Khi đánh giá rủi ro, cần theo trình tự cho TCVN 7301:2004 Khuyến cáo cho phụ lục B TCVN 7384-1:2004 để tham khảo THƯ MỤC [1] TCVN 7384-1:2004 (ISO 12100-1:2003) An toàn máy – Khái niệm bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần 1: Thuật ngữ bản, phương pháp luận [2] TCVN 7383-2:2004 (ISO12100-2:2003) An toàn máy – Khái niệm bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần 2: Nguyên tắc kỹ thuật [3] TCVN 7384-1:2004 (ISO 13849-1:1999) An toàn máy – Bộ phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển – Phần 1: Nguyên tắc chung cho thiết kế [4] TCVN 7301:2003 (ISO 14121:1999) An toàn máy – Nguyên lý đánh giá rủi ro [5] IEC 60812:2001 Analysis techniques for system reliability – Procedure for failure mode and effects analysis (FMEA) (Kỹ thuật phân tích độ tin cậy hệ thống – Phương pháp dùng cho dạng hư hỏng phân tích ảnh hưởng) Quan hệ tiêu chuẩn quốc tế trích dẫn tiêu chuẩn tiêu chuẩn Châu Âu tương ứng Tiêu chuẩn quốc tế Tiêu chuẩn Châu Âu Nhận xét ISO 12100-1:2003 EN 292-1:1991a (TCVN 7383-1:2004) An toàn máy – Khái niệm bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần 1: Thuật ngữ bản, phương pháp luận ISO 12100-2:2003 EN 292(TCVN 7383-2:2004) 2:1991/A1:1995a An toàn máy – Khái niệm A1 tiêu chuẩn EN bản, nguyên tắc chung cho thiết không xem xét kế - Phần 2: Nguyên tắc kỹ thuật ISO/TR ISO 13849-1:1999 EN 954-1:1996a (TCVN 7384-1:2004) An toàn máy – Bộ phận an toàn liên quan hệ thống điều khiển – Phần 1: Nguyên tắc chung cho thiết kế ISO 14121:1999 (TCVN 7301:2003) EN 1050:1996a An toàn máy – Nguyên lý đánh giá rủi ro a) Tiêu chuẩn hài hòa theo dẫn máy Liên minh Châu Âu ... ảnh hưởng) Quan hệ tiêu chuẩn quốc tế trích dẫn tiêu chuẩn tiêu chuẩn Châu Âu tương ứng Tiêu chuẩn quốc tế Tiêu chuẩn Châu Âu Nhận xét ISO 1210 0-1 :2003 EN 29 2-1 :1991a (TCVN 738 3-1 :2004) An toàn... phương pháp luận [2] TCVN 738 3-2 :2004 (ISO1210 0-2 :2003) An toàn máy – Khái niệm bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần 2: Nguyên tắc kỹ thuật [3] TCVN 738 4-1 :2004 (ISO 1384 9-1 :1999) An toàn máy... tự cho TCVN 7301:2004 Khuyến cáo cho phụ lục B TCVN 738 4-1 :2004 để tham khảo THƯ MỤC [1] TCVN 738 4-1 :2004 (ISO 1210 0-1 :2003) An toàn máy – Khái niệm bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần