Jsou stroje z hlediska EU bezpečné?

Základním dokumentem týkajícím se bezpečnosti strojních zařízení je Směrnice Evropského parlamentu a Rady 98/37/ES z 22. června 1998, o sbližování právních předpisů členských států týkajících se strojních zařízení, v platném znění. V České republice je tato směrnice zavedena Nařízením vlády č. 24/2003 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na strojní zařízení, v platném znění. Od 29.6.2006 je tato směrnice nahrazena Směrnicí Evropského parlamentu a Rady 2006/42/ES ze dne 17. května 2006, o strojních zařízeních a o změně směrnice 95/16/ES. Členské státy do 29. června 2008 přijmou a zveřejní předpisy nezbytné pro dosažení souladu s touto směrnicí.

V příloze č. 1 Směrnice Evropského parlamentu a Rady 98/37/ES jsou uvedeny základní požadavky na ochranu zdraví a na bezpečnost, vztahující se na návrh a výrobu strojních zařízení a bezpečnostních součástí. Zde je nutno upozornit na povinnost výrobce provádět u navrhovaného stroje analýzu nebezpečí a stroje potom navrhovat a vyrábět s ohledem na výsledky této analýzy.

Základní požadavky této směrnice podporuje ČSN EN ISO 12100-1/2004, která nahradila
ČSN EN 292-1/2000. Tato norma definuje základní terminologii (škoda, nebezpečí, riziko, posouzení rizika, …) a metodologii používanou k dosažení bezpečnosti strojního zařízení. V kapitole č. 4 této normy je uveden výčet potenciálních nebezpečí, která je nutno vzít v úvahu při konstruování strojního zařízení. Mezi tato nebezpečí patří například:

1. mechanická nebezpečí
2. elektrická nebezpečí
3. tepelná nebezpečí
4. nebezpečí vytvářená zanedbáním ergonomických zásad a pod.

Technické zásady, které mohou konstruktérům pomoci docílit bezpečné konstrukce strojního zařízení jsou definovány v ČSN EN ISO 12100-2/2004, která nahradila ČSN EN 292-2 + A1/2000.

Při řešení specifických problémů je doporučeno používat obě výše uvedené části EN ISO 12100 společně. Proces snižování rizika z pohledu konstruktéra je graficky vyjádřen na obr. 1.

Obr. 1:   Proces snižování rizika z pohledu konstruktéra dle ČSN EN ISO 12100-1

Při analýze nebezpečí je potřeba mít na zřeteli tu skutečnost, že strojní zařízení představují rozsáhlý soubor zdrojů nebezpečí, která mohou být příčinou škody na majetku nebo zranění či poškození zdraví jak u obsluhy, tak i u nezúčastněné osoby. Analýzu nebezpečí je nutno provést pro celý životní cyklus sledovaného strojního zařízení, tj. pro etapy:

1. výroba;
2. přeprava, montáž a instalace;
3. uvedení do provozu;
4. používání (seřizování, údržba, vyhledávání závady…);
5. vyřazení z provozu a likvidace.

Zároveň je třeba vzít v úvahu všechny možné stavy předmětného strojního zařízení (funguje, nefunguje), nepředpokládané chování obsluhy a předvídatelné selhání strojního zařízení.

Dle ČSN EN ISO 12100-1 je pojem riziko definován jako „kombinace pravděpodobnosti výskytu škody a závažnosti této škody“. Za škodu přitom považujeme fyzické zranění a/nebo poškození zdraví nebo majetku.

Všeobecnými zásadami postupu posouzení rizika ve všech fázích životnosti strojního zařízení se zabývá norma ČSN EN 1050:2001 (viz Obr. 2).

Obr. 2:   Opakovací postup k dosažení bezpečnosti strojního zařízení dle ČSN EN 1050

Informace pro posouzení rizika a analýza rizik musí zahrnovat následující:

• mezní hodnoty strojního zařízení;
• požadavky pro jednotlivé fáze životnosti strojního zařízení;
• výkresovou dokumentaci nebo ostatní prostředky popisující charakter strojního zařízení;
• informace o dodávce energie pro strojní zařízení;
• jakékoliv známé úrazy a vývoj úrazovosti týkající se strojního zařízení;
• jakékoliv známé informace o poškození zdraví.

Při stanovení prvků rizika je potřeba uvažovat tato hlediska:

• ohrožené osoby;
• druh, četnost a doba trvání ohrožení;
• vztah mezi ohrožením a účinky;
• lidské faktory;
• spolehlivost bezpečnostních funkcí;
• možnost vyřazení nebo obejití bezpečnostních opatření;
• možnost udržení bezpečnostních opatření;
• informace pro používání.

Součástí posuzování rizik není proces snižování rizika a volby vhodných bezpečnostních opatření.

Na základě posouzení rizik je možno navrhnout bezpečnostní části ovládacích - řídících systémů. Pro návrh bezpečnostních částí ovládacích systémů lze například použít normu ČSN EN 954-1:1998 Bezpečnost strojních zařízení - Bezpečnostní části řídících systémů Část 1: Všeobecné zásady pro konstrukci, která uvádí všeobecné požadavky a zásady konstrukce bezpečnostních částí řídících systémů. Pro tyto části norma uvádí charakteristiky bezpečnostních funkcí a specifikuje jednotlivé bezpečnostní kategorie. Další možností je v současné době použití normy ČSN EN 61508-1 až 5:2002 – Funkční bezpečnost elektrických/elektronických/programovatelných elektronických systémů souvisejících s bezpečností. Tato norma specifikuje úrovně integrity bezpečnosti SIL (Safety Integrity Level) a popisuje charakteristiky jejich bezpečnostních funkcí.

Obecně tyto normy požadují u vyšších bezpečnostních kategorií využívání redundance ( zálohování ), automatické kontroly – automatické detekce závad k dosažení funkční bezpečnosti odpovídající danému riziku.

Přehled všeobecných a specifických závad řídících systémů je uveden v ČSN EN ISO 13849-2. Tato evropská norma specifikuje ověřovací proces, včetně analýzy a zkoušení, pro bezpečnostní funkce a kategorie pro bezpečnostní části řídicích systémů. V této normě jsou dále definovány základní postupy a podmínky, které musí být dodrženy při ověřování pomocí analýzy a zkoušení možných bezpečnostních funkcí a dosažené kategorie bezpečnostních částí řídícího systému.

Výhledově se počítá s nahrazením ČSN EN 954-1 normou ČSN EN ISO 13849-1 se stejným názvem (Bezpečnost strojních zařízení - Bezpečnostní části řídících systémů). Použití této normy bude omezeno na neelektrické bezpečnostní části řídících systémů strojních zařízení.

Pro návrh elektrických a elektronických bezpečnostních částí řídících systémů lze použít normu
ČSN EN 62061:2005, která patří do oblasti norem strojního zařízení v rámci IEC 61508 a je určena především pro konstruktéry strojního zařízení a výrobce řídicích systémů. Tato norma je rámcovou normou z oblasti strojního zařízení týkající se funkční bezpečnosti elektrických řídících systémů souvisejících s bezpečností strojů - SRECS (Safety-Related Electrical Control System). Obsahuje pouze ta hlediska bezpečnostního životního cyklu, která se vztahují k určení bezpečnostních požadavků na základě potvrzení platnosti (validace) bezpečnosti.

Tato norma je určena pro použití v rámci soustavného snižování rizika popsaného v ISO 12100-1 a v souvislosti s hodnocením rizika podle zásad popsaných v ISO 14121 (EN 1050). Navržená metodika pro přiřazení úrovně integrity bezpečnosti (SIL) je uvedena v informativní příloze A.

Problematikou prezentovanou v tomto příspěvku se intenzivně zabývá brněnské pracoviště Výzkumného centra strojírenské výrobní techniky a technologie (VCSVTT) při ČVUT Praha, které je integrální součástí Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky (ÚVSSaR) na Fakultě strojního inženýrství VUT v Brně.

Poděkování:
Tento příspěvek vznikl za podpory Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR (program 1M Výzkumná centra, projekt 1M6840770003).