SS-EN 60204-1: De 10 viktigaste principerna

Vet du hur många risker som kan uppstå i en maskin med en till synes enkel elinstallation? Felaktigt vald skyddsåtgärd mot elchock eller felmärkta ledare kan leda inte bara till driftstopp, utan också till allvarliga risker för operatörernas hälsa och liv. Det är just därför den harmoniserade standarden SS-EN 60204-1 så noggrant formulerar kraven inom området maskiners elektriska utrustning. Syftet är att säkerställa säker, driftsäker och effektiv maskindrift i industrimiljö. Nedan hittar du en fördjupad genomgång av tio av de viktigaste principerna för maskinkonstruktion “ur elsynpunkt”, med praktiska exempel och en kommentar om hur detta påverkar den dagliga användningen.

Skillnaden mellan defekttillstånd och fel – varför ska man skydda redan vid defekttillstånd?

Inom industrin blandas ofta begreppen defekttillstånd och fel ihop, trots att de har olika innebörd och viktiga konsekvenser för säkerheten:

1. Defekttillstånd – maskinen har redan en dold skada, t.ex. en kabel med skadad isolering. Samtidigt kan detta sakna tydliga symptom i den dagliga driften. Maskinen fungerar fortfarande, och operatören behöver inte nödvändigtvis märka något avvikande. Det är en särskilt farlig situation, eftersom det finns en potentiell källa till elchock, brand eller andra risker, samtidigt som tydliga varningssignaler saknas.
2. Fel – utrustningen slutar fungera, stannar eller visar ett tydligt felmeddelande. Ur medarbetarens perspektiv sker det ofta “plötsligt”, trots att orsaken var en tidigare oupptäckt brist (det nämnda defekttillståndet).

Varför måste maskinen skyddas redan när ett defekttillstånd uppstår? Därför att när defekten inte märks i den dagliga användningen ökar sannolikheten att felet utvecklas till en allvarligare störning – och, ännu värre, kan leda till en olycka. En kabel med skadad isolering är ett klassiskt exempel: ingen ser den lilla sprickan eftersom maskinen fungerar normalt. Först vid direkt kontakt med ledaren kan följderna bli tragiska, från elchock för en medarbetare till kortslutning och brand i styrskåpet. Därför är det så viktigt att ta hänsyn till möjliga tillstånd med dolda fel i skyddssystemet samt att genomföra regelbundna kontroller för att upptäcka defekter innan de blir till fel med oåterkalleliga konsekvenser.

1. Märkning av ledare och komponenter

En av grundpelarna i konstruktion av elinstallationer i maskiner är korrekt märkning av ledare och komponenter. Standarden hänvisar till IEC 60445, som definierar färgstandarder och identifieringssymboler.

• Skyddsledare (PE): gul-grön.
• Nolledare (N): blå.
• Fasledare (L): oftast svarta, bruna eller grå (beroende på antal faser och tillämpade principer).

Avsaknad av tydlig märkning kan leda till misstag vid service, särskilt när maskinen hanteras av olika personer eller när maskinen ingår i ett maskinsystem (t.ex. en monteringslinje som består av många moduler). Föreställ dig en situation där serviceteknikern får ett schema som inte stämmer med ledarnas faktiska färger – risken för fel ökar exponentiellt, vilket kan leda till skador på industriell automation eller till och med elchock för operatören.

2. Skydd mot elchock

Det grundläggande målet med standarden SS-EN 60204-1 är att säkerställa att maskinanvändare skyddas mot elchock. I detta sammanhang spelar följande en viktig roll:

• Grundisolering: i ledare och komponenter som kan bli spänningsförande.
• Förstärkt isolering: används t.ex. i särskilt farliga miljöer.
• Jordfelsbrytare (RCD): rekommenderas i utföranden som är anpassade till nätets och utrustningens karaktär (t.ex. typ B vid drivsystem med frekvensomriktare).

Som exempel kan isoleringen på en kabel i en maskin för livsmedelsförpackning nötas ned på grund av kraftiga vibrationer. Om jordfelskyddet är korrekt dimensionerat kopplas matningen snabbt bort, vilket skyddar människan mot elchock och förebygger mer omfattande fel.

3. Nödstoppkretsar

Nödstopp, ofta kallade “nödstoppknappar”, ska vara lätt åtkomliga och väl synliga. I standarden SS-EN 60204-1 finns hänvisningar till ISO 13850, som bland annat anger krav inom ergonomi.

• Färgsättning: vanligtvis röd knapp på gul bakgrund.
• Placering: inom operatörens räckvidd; knappar kan även placeras på olika delar av maskinen.

Om man inte kan agera snabbt vid ett fel kan det leda till allvarliga incidenter, särskilt på produktionslinjer där maskiner arbetar automatiserat och i högt tempo. Korrekt utformat tvåhandsmanöverdon kan också vara avgörande i särskilt farliga maskiner (t.ex. pressar eller träbearbetningsmaskiner).

4. Jordning och potentialutjämning

Utan korrekt jordning och potentialutjämning är det svårt att tala om maskiners funktionssäkerhet. Varje ledande del av maskinen som en människa potentiellt kan komma i kontakt med bör vara ansluten till jordningssystemet.

• Praktiskt exempel: i en CNC-maskin som genererar kraftiga elektromagnetiska störningar kan felaktig jordning orsaka fel i sensoravläsningar, vilket i sin tur leder till bristande bearbetningskvalitet.
• Dessutom: dessa störningar kan spridas till andra enheter i fabriken och skapa en dominoeffekt av tekniska problem.

Potentialutjämning är också viktig i sammanhanget elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) och utgör en av grundpelarna i maskinstandarden som rör säkerheten i den elektriska installationen.

5. Skydd mot kortslutning och överlast

Varje krets i en maskin ska skyddas med ett korrekt dimensionerat överströmsskydd (t.ex. säkring eller dvärgbrytare). Felaktigt val av skydd kan leda till:

• Oavsiktlig frånkoppling av installationen vid mindre överlaster (vilket skapar driftstopp).
• Att kretsen inte löser ut vid kortslutning, vilket i extrema fall kan leda till brand.

Anta en hypotetisk tryckmaskin med flera drivmotorer – om skydden inte dimensioneras korrekt kan en kortslutning i en motor skada hela elfördelningen och utsätta företaget för stora förluster. I samband med minimikrav för arbetsmiljö och säkerhet för maskiner och tekniska anordningar föreskriver förordningen även sanktioner vid avsaknad av korrekt skydd.

6. Fullständig elteknisk dokumentation

Utan tillförlitlig och uppdaterad teknisk dokumentation är det svårt att hålla maskinen i gott tekniskt skick. Dokumentationen bör omfatta:

• Elscheman (med lednings- och komponentbeteckningar).
• Stycklistor (t.ex. typer av reläer, kontaktorer och säkerhetssensorer).
• Drift- och underhållsinstruktioner (som anger hur man ska agera vid fel eller vid byte av delkomponenter).

I praktiken innebär avsaknad av fullständig dokumentation långa driftstopp vid felsökning, samt risk för att regler inte följs. För företag som arbetar med modernisering av maskiner eller deras säkerhetsrevision kan brist på tydlig information om originalkomponenter förlänga hela processen avsevärt.

7. Ergonomi och överskådlighet i installationen

Standarden SS-EN 60204-1 betonar att den elektriska installationen måste vara utformad så att den ger enkel åtkomst till komponenter och minimerar risken för mänskliga fel. Denna ergonomi påverkas bland annat av:

• Placering av komponenter i styrskåpet: tillräckligt utrymme för kablage, ventilation av komponenter, logisk gruppering av utrustning.
• Märkning av utrustning: tydliga beteckningar för knappar, kontaktorer, säkerhetsreläer eller I/O-moduler.
• Kabelförläggning: att undvika att kraft- och signalledningar tvinnas ihop i samma kabelkanal.

Den sista punkten är särskilt viktig om maskinen innehåller kablar med hög effekt (t.ex. för matning av motorer, omriktare) samt mätledningar från sensorer. Kraftiga signaler från matnings- eller motorkablar kan störa styr- och mätkablar, vilket orsakar felaktiga avläsningar och oplanerade stopp. Enligt principerna för konstruktion och maskinsäkerhet:

• Kraft- och signalkablar bör dras i separata kabelkanaler eller på olika nivåer i kabelstegar.
• För lågströmsignaler används lämplig skärmning, och kabelskärmen ska vara korrekt jordad.
• Minsta avstånd ska hållas mellan kraftkablar och signalkablar, särskilt vid höga frekvenser (t.ex. i system med frekvensomriktare).

Om man bortser från dessa principer kan det leda till “oförklarliga” larm, felaktig funktion hos sensorer och i slutänden felaktiga styrbeslut (t.ex. att maskinen stoppas vid felaktig indikering, och till och med situationer som hotar operatörernas säkerhet).

8. Belysning inne i maskiner

Ett ofta förbisett, men mycket viktigt område är belysningen inne i maskiner (t.ex. arbetskammare, servicezoner). Standarden anger att man på platser där justering eller underhåll krävs ska säkerställa en belysningsstyrka på minst 300 lx.

• Otillräcklig belysning innebär en högre risk för misstag vid verktygsbyte, parameterjustering eller bedömning av komponenters slitagegrad.
• Exempel: i en kemisk reaktor (en del av processanläggningen) kan svag belysning leda till felaktig bedömning av ämnesnivån och i förlängningen ett läckage.

Rätt utformad belysning handlar inte bara om att uppfylla standardkrav, utan är också en viktig faktor för säkerhet och effektivitet i arbetet.

9. Skydd mot elektromagnetiska störningar (EMC)

I en tid med utbredd automatisering och omfattande kommunikationsnät (t.ex. kommunikationsprotokoll inom industriell automation som PROFIBUS, EtherCAT eller SAFETYNET) är korrekt konstruktion och skydd mot elektromagnetiska störningar nödvändigt.

• EMC-filter och skärmade kablar hjälper till att minimera interferens.
• Segmentering av kabeldragningar (separering av kraftkablar från signalkablar) förhindrar att störningar kopplas över.

I praktiken kan felaktig kabeldragning i maskiner med system för defektdetektering orsaka felaktiga sensoravläsningar, vilket leder till felaktig klassning av slutprodukter. Man bör också komma ihåg att EMC-direktivet (elektromagnetisk kompatibilitet) kräver att varje maskin uppfyller fastställda gränsvärden för emission och immunitet mot störningar.

10. Provning och verifiering av den elektriska installationen

Det sista, men inte mindre viktiga, steget är att noggrant testa hela installationen före utsläppande av maskinen på marknaden eller återstart efter modifieringar. Detta omfattar:

• Mätning av isolationsresistans samt kontinuitet i skyddsledare.
• Kontroll av skyddsfunktioner (jordfelsbrytare, överströmsskydd, säkerhetsrelä etc.).
• Felsimuleringar (t.ex. tryck på nödstopp och bedömning av systemets reaktion).

Om dessa tester utelämnas kan det leda till en situation där den första allvarliga kortslutningen avslöjar dolda fel och slutar i en farlig incident. Dessutom, om man vill erhålla CE-certifiering av maskiner eller genomföra processen för bedömning av maskiners överensstämmelse, utgör korrekta provningsprotokoll dokumentation som bekräftar att kraven är uppfyllda.

Säker drift och regelefterlevnad

Att följa principerna i standarden SS-EN 60204-1 är inte bara ett formellt krav kopplat till maskindirektivet eller den nya EU-förordningen om maskiner 2023/1230, utan framför allt en garanti för operatörernas säkerhet och maskinernas driftsäkerhet. En välkonstruerad och dokumenterad elinstallation:

1. Skyddar människors hälsa och liv – genom att minimera risker kopplade till elchock eller fel i kraftförsörjningssystemet.
2. Säkerställer effektivitet – tack vare god kabelorganisation, korrekt val av skydd och rätt jordning fungerar maskiner stabilare och blir enklare att serva.
3. Minskar kostnader – färre produktionsstopp och lägre risk för kostsamma reparationer eller krav.

Det är klokt att stödja införandet av ovanstående riktlinjer med utbildningar och konsultationer med experter inom konstruktion och byggnation av maskiner, särskilt vid mer avancerad teknik. Ett välutbildat ingenjörsteam kan redan i konceptfasen förutse de vanligaste fallgroparna, vilket ger kortare införandetid och snabbare uppfyllelse av affärsmålen.

Kom ihåg – att värna om standarden SS-EN 60204-1 är en investering i säkerhet, en välfungerande produktion och ett positivt varumärkesrykte. Vid tveksamheter kan det vara värt att överväga att genomföra en säkerhetsrevision, rådgöra med en auktoriserad representant för tillverkaren (för importerade maskiner) eller genomföra en kompletterande riskanalys. På så sätt får vi trygghet i att vår maskin inte bara uppfyller lagkraven, utan framför allt är säker i den dagliga driften.