Lukustusega blokeerimisseadised vastavalt standardile ISO 14119 – kuidas vältida nendega manipuleerimist?

Lukustusega blokeerimisseadmete manipuleerimine ei tulene harva ainult operaatori „halvast praktikast“. Enamasti on see projekteerimisotsuste tagajärg, mille puhul ei ole arvesse võetud tegelikku ohtlikku tsooni sisenemise viisi, ohutuks avamiseks vajalikku ooteaega ega taaskäivitamise ebamugavust. Seetõttu tasub vastavust standardile EVS EN ISO 14119 käsitleda laiemalt: mitte ainult küsimusena, kuidas valida blokeerimisseadet, vaid ka sellest, kuidas kavandada kaitsepiiret, seiskamisjärjestust ja juurdepääsuloogikat nii, et kaitsemeetmest möödahiilimine ei kujuneks kasutaja jaoks kõige lihtsamaks lahenduseks.

Praktikas tähendab see mitme otsustustasandi sidumist. Ainuüksi EVS EN ISO 14119 korrastab blokeerimisseadmete valikut ja manipulatsioonivõimalust piiravaid meetmeid, kuid seda tuleb lugeda koos standardiga EVS EN ISO 14120 kaitsepiirete kohta, nõuetega ohutusfunktsioonidele vastavalt standardile ISO 13849 ning seal, kus see puudutab elektroonilisi juhtimissüsteeme, ka seoses SIL-iga. Kui jutt käib ohutuspiirdeaiast, on oluline ka ISO 13857. Kuid isegi korrektne viitamine standarditele ei asenda põhilist projekteerimisotsust: kas valitud masina tööviisi on võimalik säilitada ilma surveta kaitsemeetmetest mööda minna.

Miks see teema on täna oluline

Lukustusega blokeerimisseadmed ei ole enam lihtsalt liikuva kaitsepiirde detail, mis valitakse projekti lõpus. Praktikas mõjutavad need masina arhitektuuri, kasutusviisi, seiskamisloogikat ja ohtlikku tsooni juurdepääsu korraldust. Kui need valitakse üksnes formaalse vastavuse põhjal, mitte tegelikke kasutustingimusi arvestades, ilmneb kiiresti manipuleerimine: aktiveeriva elemendi eemaldamine, kaitsepiirde lahtijätmine, tsükli sundkäivitamine mittesuletud juurdepääsu korral. See ei ole kõrvaline probleem, vaid märk sellest, et projektis ei ole arvestatud masina tegelikult prognoositava kasutusviisiga.

Tagajärjed on tavaliselt kulukad ja ilmnevad hilja, kui muudatuste tegemine on kõige keerulisem. Toote omanik ja vastavuse eest vastutav isik peavad siis samaaegselt tegelema vigastusohu suurenemise, valitud kaitsemeetmete kahtluse alla seadmise ja kasutuselevõtu järel vajalike parandustega. Kõige kallimad vead tekivad lähte-eelduste etapis, kui lukustust käsitletakse lihtsa kataloogivalikuna, mitte ohutusfunktsiooni ja juurdepääsu korralduse osana. Projekteerimismeeskond peaks vastama mitte ainult küsimusele, kas kaitsepiiret tuleb jälgida, vaid eelkõige sellele: kui sageli seda avatakse, kas seiskamisega kaasneb järeljooks või jääkenergia, kas operaatoril on praktiline motivatsioon tsüklit lühendada ja kas seda motivatsiooni saab lahenduse muutmisega kõrvaldada.

See on eriti selgelt näha seal, kus operaator peab regulaarselt eemaldama kinnikiilumisi või lisama materjali. Kui kaitsepiire on lukustatud kuni täieliku seiskumiseni, kuid lukustuse vabastamise aeg ei vasta protsessi tegelikule dünaamikale või töö jätkamise protseduur on ebaproportsionaalselt tülikas, muutub kaitsemeetmest möödahiilimine etteaimatavaks. Mõju projektile on väga konkreetne: täiendavad mehaanilised ümberehitused, muudatused ohutusahelas, tehnilise dokumentatsiooni parandused ja mõnikord ka ajami- või hüdrosüsteemi ümberehitus, kui probleemi allikaks osutub seiskamisviis ise.

Alles selle taustal on põhjendatud viidata standarditele. EVS EN ISO 14119 korrastab lukustusega blokeerimisseadmete valikut ja manipulatsiooni piiramise käsitlust, kuid ei asenda riskianalüüsi. Seda tuleb tõlgendada koos standardiga EVS EN ISO 14120 kaitsepiirete kohta ning nõuetega ohutusfunktsioonidele vastavalt standardile ISO 13849, ja elektrooniliste juhtimissüsteemide puhul ka koos SIL-iga. Kui juurdepääs on lahendatud ohutuspiirdeaiaga, on oluline ka ISO 13857. Praktilisest vaatepunktist on järeldus lihtne: manipuleerimisriski tuleb lahendada projekteerimise või moderniseerimise etapis, sest pärast kasutuselevõttu kõrvaldatakse juba valede eelduste tagajärgi, mitte nende põhjuseid.

Kus kulud või risk kõige sagedamini kasvavad

Suurim kahju ei tulene enamasti mitte lukustusega blokeerimisseadme enda kasutamisest, vaid ekslikust eeldusest, et manipuleerimise probleemi saab kõrvaldada „tugevama” luku või rangema juhtloogikaga. Praktikas kasvavad kulu ja risk siis, kui kaitsemeede takistab tavapärast tööd rohkem, kui see tegelikult vähendab võimalust kaitsest mööda minna. Sellisel juhul nähakse projekteerimismeeskonnas sümptomit, mitte põhjust: kaitsekatte sage avamine, vajadus protsessi jälgida, tsükli lühendamine, seadistuste korrigeerimine või kinnikiilumiste kõrvaldamine. Kui selliseid olukordi enne projekti lõpetamist ei tuvastata, kujuneb välja tüüpiline tagajärgede ahel: kaitsekatete ümberehitamine, juhtloogika muutmine, ohutusfunktsioonide kordusvalideerimine ning vaidlus selle üle, kas probleemi allikas on konstruktsioonis, integratsioonis või kasutamises.

Teine riskivaldkond on mehaaniliste ja automaatikaga seotud otsuste lahutamine. Kui kaitsekatte konstruktor, automaatikainsener ja vastavuse eest vastutav isik töötavad üksteisest sõltumatult, valitakse lukustuslahendus sageli liiga hilja, pärast seda, kui ukse geomeetria, avanemissuund, lõtkud, sulgemisjõud ja rikete kõrvaldamise viis on juba paika pandud. Siis peab blokeerimisseade kompenseerima kogu masina arhitektuuri nõrkusi. Tulemuseks on komponentide ülekoormus, probleemid koaksiaalsusega, kaitsekatte ebastabiilne asend ja paigaldustolerantsid, mis kasutuses hakkavad soodustama kaitsest möödahiilimist. Kui lukustuse nõuetekohane toimimine sõltub väga täpsest reguleerimisest, „õrnast” sulgemisest või sellest, et operaator ootab iga kord kauem, kui protsess lubab, siis on manipuleerimisrisk juba projekti sisse kirjutatud.

Praktikas on see hästi näha töökohtadel, kus juurdepääs ohualale on sage, kuid lühiajaline: ümberseadistamisel, detaili võtmisel, jäätme eemaldamisel või asendi korrigeerimisel. Kui projekt näeb ette lukustuse kuni ohu kadumiseni, kuid ei erista protsessi seiskamist kiirest ja kontrollitud operaatori- või hooldusjuurdepääsust, hakkab kasutaja otsima otseteed. Loata aktiveeriv element, korraks „poolsuletud” kaitsekate, riivi toestamine või taaskäivituse järjestusest möödahiilimine ei ole siis enam üksikjuhtum, vaid märk valest projekteerimisotsusest.

• Kui sageli avatakse kaitsekatet tavapärase töötsükli jooksul.
• Kui kaua võtab ohutu avamine aega alates seiskamisest.
• Kas taaskäivitamise tingimused on sekkumise laadiga proportsionaalsed.
• Kas kasutajal on lihtne tehniline võimalus kaitsest mööda minna.
• Kas kaitsekatte geomeetria ja paigaldusviis soodustavad riivi stabiilset toimimist kasutuses.

Standardid korrastavad nende küsimuste hindamise viisi, kuid ei tee projekteerija eest otsuseid. EVS EN ISO 14119 määrab blokeerimisseadmete valiku ja manipuleerimise piiramise põhimõtted, kuid seda tuleb käsitleda koos standardiga EVS EN ISO 14120 ning ohutusfunktsioone tuleb hinnata ISO 13849 loogika järgi, mõnel juhul ka elektrooniliste juhtsüsteemide SIL-i alusel. Ohutuspiirete puhul ei saa jätta arvestamata standardit ISO 13857. Lõplik kriteerium jääb siiski praktiliseks: kas manipuleerimine on veel probleem, mida tuleb piirata, või juba tõend sellest, et ohutu juurdepääsu tingimused ja seiskamisjärjestus on valesti määratletud.

Kuidas sellele teemale praktikas läheneda

Küsimus, kuidas vältida manipuleerimist, ei tohiks alata konkreetse seadme valikust. Esmalt tuleb välja selgitada, millises olukorras on operaatoril või hoolduspersonalil tegelik motivatsioon ohutusfunktsioonist mööda minna. Kui ohtlikku tsooni on vaja sageli siseneda, seiskamine kestab liiga kaua või pärast kaitsekatte avamist on töövalmiduse taastamine ülemäära tülikas, muutub manipuleerimine lahenduse etteaimatavaks tagajärjeks. Juhtimise vaates tähendab see suuremaid käikulaskmiskulusid, rohkem muudatusi pärast vastuvõttu ning keerulisemat võimalust kaitsta valitud lahendusi intsidendi või vastavusvaidluse korral.

Seetõttu on otsuste tegemise järjekord määrava tähtsusega. Kõigepealt tuleb korrastada juurdepääsustsenaariumid: ümberseadistamine, kinnikiilumiste kõrvaldamine, puhastamine, kvaliteedikontroll, diagnostika ja hooldus. Alles seejärel saab hinnata, kas lukustus peab kaitsma juurdepääsu eest ohule, mis püsib ka pärast seiskamiskäsu andmist, või üksnes tagama töö õige järjestuse. Nende kahe eesmärgi ühendamine ühte lahendusse viib kiiresti varjatud kuludeni: ebaselged luku vabastamise tingimused, tarbetud hooldusmöödaviigud, konfliktid automaatika ja protsessitehnoloogia vahel ning dokumentatsioon, mille sidusust on raske põhjendada.

Praktiline näide on lihtne. Kui kaitsekate avatakse vahetuse jooksul mitu korda väiksemate häirete kõrvaldamiseks ja lukk vabaneb alles pärast aega, mida operaator peab põhjendamatult pikaks, ei ole probleem töökorralduses. Ainuüksi lüliti asendamine kõrgema kodeerimistasemega mudeliga võib küll raskendada lihtsat tehnilist manipuleerimist, kuid ei kõrvalda selle põhjust. Sellises olukorras tuleb naasta lähte-eelduste juurde ja kontrollida, kas on võimalik lühendada ohutut seiskamist, eraldada juurdepääsutsoonid, muuta lähtestamise järjestust, kehtestada sekkumisrežiim koos tingimuste kontrolliga või lahendada kinnikiilumiste kõrvaldamine muul viisil. Just need projekteerimisotsused vähendavad survet kaitsekatetest mööda minna.

Alles pärast sellist korrastamist saab normatiivseid viiteid sisuliselt kasutada. EVS EN ISO 14119 korrastab blokeerimisseadmete valikut, nende paigaldusviisi ja meetmeid, mis piiravad manipuleerimise võimalust, kuid ei asenda hinnangut masina tegelikule kasutusviisile. Seda tuleb käsitleda koos standardiga EVS EN ISO 14120 ning ohutusfunktsioonide valik ja valideerimine nõuavad viidet standardile ISO 13849; elektrooniliste juhtimissüsteemide korral võib asjakohane olla ka SIL. Kui juurdepääs puudutab ohutuspiiret, on oluline ka ISO 13857. Praktiku seisukohast on peamine järeldus järgmine: kõigepealt tuleb kõrvaldada motivatsioon möödaviiguks ja alles seejärel muuta möödaviik ise keerulisemaks.

Millele juurutamisel tähelepanu pöörata

Kõige levinum viga juurutamisel on eeldus, et lukustusega blokeerimisseade lahendab manipuleerimise probleemi iseenesest. Tegelikult kandub otsustav raskus üle sellele, kuidas kaitset kasutatakse, milline on vabastamisloogika, milline on kaitse geomeetria ja paigaldusviis ning kuidas on sekkumised korraldatud. Kui need tingimused ei ole läbi töötatud, otsib kasutaja endiselt otseteed ning projekt maksab selle eest kõige halvemal hetkel: kasutuselevõtul, vastuvõtul või juba pärast masina ekspluatatsiooni andmist. Siis ei teki mitte ainult mehaanilised parandused ja muudatused juhtimissüsteemis, vaid ka raskused vastavusdokumentatsiooni kaitsmisel, kui selgub, et ettenähtavat möödaviiku ei ole tegelikult piiratud.

Erilist ettevaatust on vaja seal, kus lukustus peab kompenseerima probleeme, mille põhjus ei peitu blokeerimisseadmes endas. Kui kaitset tuleb sageli avada, sest protsess nõuab seadistamist, kinnikiilumiste kõrvaldamist või detaili oleku kinnitamist, ei lahenda ainuüksi kaitsetaseme tõstmine tavaliselt probleemi. Pigem suurendab see kulusid ja tekitab kasutuses rohkem pingeid. Kui juurdepääs ohualale on tavapärase töötsükli jooksul regulaarselt vajalik, tuleb kõigepealt kontrollida, ega ei projekteerita protsessi, mis ise provotseerib kaitse möödumist. Sellisel juhul ei ole õige küsimus mitte „millist lukustust kasutada”, vaid kas juurdepääsu sagedus, ooteaeg ja taaskäivitamise tingimused on proportsionaalsed tegeliku kasutusega.

Tüüpiline probleem tekib siis, kui lukustuse vabastamine sõltub liikumise lakkamisest või energia hajumisest, kuid avamiseks valmisoleku signaal on ebastabiilne või hilineb masina tegeliku käitumise suhtes. Operaator näeb siis kaitset, mida „ei saa avada”, kuigi tema vaatenurgast on sekkumine kiireloomuline ja tehniliselt lihtne. Kui lisaks ei ole ette nähtud ohutut häirete kõrvaldamise režiimi, ilmuvad kiiresti asenduslahendused: kaitse jäetakse lõpuni sulgemata, täiturmehhanismi asendit sunnitakse või sekkutakse aktiveerimismehhanismi töösse. See on selge märk sellest, et juurutamise piiritingimused on valesti tuvastatud.

Kasutuselevõtu etapis tasub seega jälgida mitte ainult ohutusfunktsiooni formaalset korrektsust, vaid ka tegeliku kasutuse kulgu: peatumiste arvu, mis nõuavad sisenemist ohualasse, lukustuse vabastamise ooteaega, sekkumiste põhjuseid ja loogikamuudatuste arvu pärast käivitamist. Kui need märgid süvenevad, sisaldab projekt endiselt sisseehitatud manipuleerimisriski, isegi kui ohutuselement ise on valitud õigesti. Sellises olukorras jääb EVS EN ISO 14119 blokeerimisseadme valiku ja paigalduse lähtealuseks, kuid seda tuleb rakendada koos standardiga EVS EN ISO 14120, ohutusfunktsioonide nõuetega vastavalt ISO 13849 ning asjakohastel juhtudel ka SIL-iga elektrooniliste juhtimissüsteemide jaoks ja standardiga ISO 13857 ohutuspiirete jaoks. Juurutust saab pidada küpseks alles siis, kui lukustus ei varja protsessi nõrkusi, vaid lõpetab korrektselt tuvastatud riskistsenaariumi.