TURVALAITTEIDEN PASSIVOINNIN TURVALLINEN TOTEUTTAMINEN

Transkriptio

1 1 (37) TURVALAITTEIDEN PASSIVOINNIN TURVALLINEN TOTEUTTAMINEN Kirjoittaja: Tapio Siirilä Julkaisupäivämäärä: METSTA, Metalliteollisuuden Standardisointiyhdistys ry Eteläranta 10, PL 10, Helsinki Puhelin Y-tunnus:

2 2 (37) Sisällys 1 YLEISTÄ Mitä passivointi on IEC:n julkaisu ja SFS-käsikirja KONEEN TOIMINNAN SALLIMINEN SEN VAARATTOMAN VAIHEEN AIKANA Puristimet ja leikkurit Passivointi työiskun loppuvaiheessa Passivointi avautumisliikkeen aikana Tarkemmin standardeissa Konejärjestelmien vyöhykkeet TUOTTEIDEN TAI KUORMIEN SIIRTÄMISTÄ VARTEN OLEVIEN AUKKOJEN TURVALAITTEIDEN PASSIVOIMINEN Passivoinnin tarpeellisuudesta Passivoinnin suunnittelun vaativuus Passivointitoiminto konejärjestelmän ominaisuutena Passivointi vain tarvittaessa Passivointitoiminnon valitseminen Passivoinnin muuttaminen Passivoinnin toteuttaminen Yleistä Passivointi vain tarkoitetussa työvaiheessa Passivointitapahtuman valvonta Kuorman ja ihmisen toisistaan erottaminen Väärinkäytön estäminen Yksityiskohtia ja esimerkkejä Puristuminen aukossa Häiriöihin ja vikaantumiseen varautuminen Passivoinnin aikainen käsikäyttö Toiminnon toteuttaminen KOKONAISUUDEN TURVALLISUUDEN HALLINTA Koko konejärjestelmän toimintojen tarkastelu Perussuojaus Tarpeelliset käyttötavat Kuljettimet ja muut kuljetusvälineet Ohjausjärjestelmän suoritustaso tai turvallisuuden eheystaso... 35

3 3 (37) 1 YLEISTÄ 1.1 Mitä passivointi on Passivointi määritellään turvatoiminnon väliaikaiseksi automaattiseksi keskeyttämiseksi. Passivointia kutsutaan joskus mykistämiseksi sen englanninkielisen nimen (muting) suorana käännöksenä. Passivointia käytetään pääasiassa kahteen tarkoitukseen: 1. Sallimaan koneen toiminta sen työkierron vaarattoman vaiheen aikana turvalaitteen ollessa vaikutettuna. 2. Mahdollistamaan tuotteiden (kuormien) siirtäminen turvalaitteella valvotusta aukosta niin, että kone ei pysähdy, vaikka turvalaitteeseen vaikutetaan. Passivoinnin toteuttaminen on vaativa tehtävä, koska passivoinnin aikana ihmisen vaikuttaminen koneen turvalaitteeseen ei saa aikaan koneen pysähtymistä. Turvallisuus on tällöin luotettavasti varmistettava muilla korvaavilla tavoilla. Tässä artikkelissa pääpaino on suoja-aidoissa olevien aukkojen turvalaitteiden passivoinnissa. Sama painotus on myös kohdassa 1.2 mainittavassa IEC:n julkaisussa, johon tämä artikkeli pitkälti perustuu. 1.2 IEC:n julkaisu ja SFS-käsikirja 630 Passivoinnin turvallista toteuttamista käsitellään yksityiskohtaisesti IEC:n teknisessä spesifikaatiossa IEC/TS Spesifikaation englanninkielinen teksti ja sen suomennos on julkaistu vuonna 2008 SFS-käsikirjana 630. Spesifikaatio on tarkoitus muuttaa oikeaksi standardiksi. Ehdotus on ollut lausunnolla alustavana ehdotuksena (CD-versiona). Tämä artikkeli perustuu pääasiassa IEC:n työryhmän MT käsittelemään ja muuttamaan CD-tekstiin, joka on nyt menossa seuraavalle lausuntokierrokselle (CDVvaiheeseen) 1). CD-ehdotuksesta annettujen eri maiden lausuntojen ja työryhmän käsittelyn perusteella näyttää todennäköiseltä, että ehdotus tulee hyväksytyksi standardiksi vuoden 2014 aikana suunnilleen työryhmän nyt käsittelemässä muodossa. Standardi julkaistaisiin sekä kansainvälisenä IEC-standardina että eurooppalaisena EN-standardina. Silloin SFS-käsikirjakin korvautuisi normaalilla SFS-ENstandardilla. 2 KONEEN TOIMINNAN SALLIMINEN SEN VAARATTOMAN VAIHEEN AIKANA Koneen työkierron aikana voi olla vaiheita, jolloin liikkuvista osista ei ole vaaraa tai konejärjestelmässä voi olla alueita, joilla ihminen voi turvallisesti olla koneen tiettyjen toimintavaiheiden aikana. Tällaisissa tilanteissa voi olla paikallaan vaaravyöhykkeelle menemistä valvovan koneen turvatoiminnon väliaikainen automaattinen keskeyttäminen eli passivointi koneen ja ihmisten sujuvan yhteistoiminnan aikaan saamiseksi. 2.1 Puristimet ja leikkurit Passivointia käytetään mm. puristimissa ja leikkureissa, joissa koneen käyttäjä asettaa työkappaleen työkalujen väliin ja mahdollisesti myös poistaa valmiin kappaleen työiskun jälkeen.

4 4 (37) Passivointi työiskun loppuvaiheessa Puristimissa ja leikkureissa puristumisvaarallinen kohta työkalujen tai työkalun ja työkappaleen välissä suojataan koneen työkalun liikkeen aikana valoverholla tai kaksinkäsinhallintalaitteella tai jollain muulla turvalaitteella. Kun toisiaan lähestyvien työkalujen tai työkalun ja työkappaleen väli on enää enintään 6 mm, sormi ei mahdu jäämään väliin ja turvalaite voidaan passivoida. Passivointia tarvitaan esimerkiksi työkappaleen asennon käsin tehtäväksi hienosäätämiseksi ennen kuin työkalu saavuttaa työkappaleen pinnan. Siinä vaiheessa käsi saattaa osua valoverhon havaitsemisvyöhykkeeseen ja turvalaite estäisi iskun loppuun saattamisen, ellei turvatoimintoa ole passivoitu. Viimeinen osuus työiskusta ohjataan passivoinnin aikana pakko-ohjatusti hitaalla liikkeellä (alle 10 mm/s) kolmiasentoisella jalkapolkimella (kuva 1). Näillä toimenpiteillä jäännösriskit pyritään saamaan riittävän pieniksi. Kuva 1. Kolmiasentoista jalkapoljinta käytettäessä kone liikkuu vain, kun poljin on keskimmäisessä asennossa. Polkimen vapauttaminen tai sen pohjaan painaminen pysäyttää liikkeen. Kolmiasentoista jalkapoljinta tarvitaan mm. sen varmistamiseksi, että liike pysähtyy sellaisessa tilanteessa, kun kädet ovat vaaravyöhykkeessä ja jalka painaa tarkoittamatta polkimeen esimerkiksi tasapainon horjumisen vuoksi. Särmäyspuristimilla passivointia tarvitaan kotelotyyppisten tai useampaan kertaan taivutettavien kappaleiden valmistuksessa. Tällainen kappale katkaisee turvalaitteen valonsäteen ja työliikkeen loppuun saattaminen ei olisi mahdollista ilman passivointia (kuva 2). Näissäkin tilanteissa riittävä turvallisuus varmistetaan alle 10 mm/s liikenopeudella ja kolmiasentoisen jalkapolkimen pakkokäytöllä.

5 5 (37) Kuva 2. Jo kertaalleen taivutettu kappale katkaisee valoverhon säteitä ja estäisi työliikkeen, jos passivointia ei olisi käytössä Passivointi avautumisliikkeen aikana Puristimen työkalujen avautumisliike on yleensä vaaraton kunhan puristimen rakenne ja suojaus on sellainen, että liikkuvasta puskimesta tai työkalusta ei aiheudu isku-, takertumis- tai puristumisvaaroja. Avautumisliikkeen ei siten tarvitse pysähtyä, vaikka käsi osuisikin turvalaitteena olevan valoverhon havaitsemisvyöhykkeeseen. Kuvassa 3 on esimerkki vanhasta puristimesta, jossa vaaroja on myös työkalujen avautumisliikkeen aikana. Myös työkappaleen tai leikkaavassa työstössä syntyvän jätteen poistamiseen tai uuden työkappaleen syöttämiseen mahdollisesti käytettävien laitteiden on oltava liikkumattomina tai suojattuna, jotta passivointia voitaisiin käyttää työkalujen avautumisliikkeen aikana.

6 6 (37) Kuva 3. Vanhassa puristimessa vaaroja on myös työkalujen avautumisliikkeen aikana. Isku-, puristumis- ja leikkautumiskohdat on suojattava, jotta puristin olisi säädösten mukainen ja jotta passivointia voitaisiin käyttää Tarkemmin standardeissa Puristinstandardeissa (esimerkiksi standardi särmäyspuristimista 2) ) on puristimia koskevia yksityiskohtaisia vaatimuksia passivoinnin toteuttamisesta. Seuraavassa on pieni ote standardista. Passivointi Turvatoiminnon passivointi saa olla mahdollista vain silloin, kun koneessa ei ole mitään sulkeutumisliikkeestä johtuvia vaaroja. Passivointi voidaan käynnistää ja pitää toiminnassa vain kun nopeus on alentunut hitaaksi liikkeeksi ja sitä ylläpidetään pakkokäyttöisellä hallintaelimellä, tai avautumisliikkeen aikana, kun koneen osien välissä ei ole mitään muita vaaroja. 2.2 Konejärjestelmien vyöhykkeet Suurikokoisissa koneissa tai konejärjestelmissä vaarakohdat voidaan jakaa vyöhykkeisiin. Kun kone, esimerkiksi robotti tai joku siirtolaite, on käynnissä yhdellä vyöhykkeellä, toisen vyöhykkeen koneet ovat turvallisesti liikkumattomina tai kokonaan suojusten koteloimina ja sen vyöhykkeen turvalaitteet voivat silloin olla passivoituneena. Silloin vaaravyöhykkeellä käynti voidaan tehdä turvallisesti koneen tai konejärjestelmän pysähtymistä aiheuttamatta. Jotta turvallisuus voidaan taata myös passivoinnin aikana, suunnittelu ja toteutus on tehtävä erittäin huolellisesti.

7 7 (37) ESIMERKKI Kuvassa 4 on esimerkki järjestelmän jakamisesta kahteen vyöhykkeeseen. Kun robotti on toisella vyöhykkeellä, toisen vyöhykkeen koneet ovat vaarattomassa tilassa ja vyöhykkeelle kulkua valvova turvalaite voi olla passivoituneena. Lisää esimerkkejä konejärjestelmien jakamisesta vyöhykkeisiin on esimerkiksi valmistusjärjestelmien koneyhdistelmiä käsittelevässä standardissa 3). Kuva 4. Esimerkki passivoinnista, kun kone on jaettu kahteen vyöhykkeeseen. Tässä esimerkissä robotin ja koneiden toiminnan on oltava sen tyyppisiä, että kappaleita ei voi singota alueesta toiseen, koska alueiden välillä on valoverho eikä mitään fyysistä estettä. Kun robotti on alueella B, alueen A koneet ovat pysähtyneenä tai koneet ovat kokonaan koteloituja ja niiden lukinnalla varustetut toimintaan kytketyt avattavat suojukset ovat lukossa. Tällöin alueelle johtavan konejärjestelmän toimintaan kytketyn oven lukko on avattavissa. Oven lukinnan avaaminen passivoi oven turvatoiminnon (konejärjestelmän toimintaan kytkennän), joten alueella B olevat koneet ja robotti voivat jatkaa toimintaansa, vaikka järjestelmän toimintaan kytketty ovi avataan. Alueelta A poistuminen ja oven kiinni paneminen ja kuittaus poistavat passivoinnin ja ovi lukittuu. Kun alueelle A johtava ovi on auki (tai kiinni, mutta ei kuitattu eikä lukossa), robotti ei pääse alueelle A. Kun alueen B tehtävät tulevat valmiiksi ja robotin olisi seuraavaksi siirryttävä alueelle A, se jää odottamaan. Siirtyminen on mahdollista vasta, kun alueen A ovi on suljettu, kuitattu ja lukittu. Jos henkilö siirtyy seinien ja aitojen rajaaman alueen sisällä alueelta A alueelle B, turvalaitteena oleva valoverho 1 havaitsee siirtymisen ja pysäyttää robotin ja alueen B koneet. Valoverhon sijainnin on oltava sitä koskevan standardin 4) mukainen. Jos henkilö on alueella A ja robotti lähtee siirtymään sinne ohjelmavirheen tai jonkin komponenttivian seurauksena, valoverho 2 havaitsee robotin ja pysäyttää sen liikkeen ennen kuin siitä voi olla vaaraa alueella A olevalle henkilölle. Valoverhon sijainnin on siten oltava sijoitusstandardin 4) mukainen.

8 8 (37) Kun molemmat ovet ovat suljettuna, kuitattuna ja lukossa, valoverhot 1 ja 2 ovat passivoituneina. Silloin robotti pääsee siirtymään alueiden A ja B välillä pysähtymistä aiheuttamatta. Myös alueiden sisällä olevissa koneissa mahdollisesti olevat lukinnalla varustetut konekäyttöiset suojukset voivat avautua ohjelmakäskyjen mukaisesti pysähtymistä aiheuttamatta. Kun robotin käyttötavaksi valitaan käsiohjaus, vain hitaat liikkeet ovat mahdollisia ja robottia on ohjattava pakkokäytön ja sallintakäytön yhdistelmällä. Silloin ovi voi olla auki ja alueiden välistä liikkumista valvovat valoverhot ovat passivoituneena. Kuvassa 4 robotti on alueella B. Jos robotti on alueella A, edellä kuvatut vastaavat toiminnot ovat mahdollisia alueella B. 3 TUOTTEIDEN TAI KUORMIEN SIIRTÄMISTÄ VARTEN OLEVIEN AUKKOJEN TURVALAITTEIDEN PASSIVOIMINEN 3.1 Passivoinnin tarpeellisuudesta Suurissa konejärjestelmissä on usein alueita, joissa on automaattisia koneita ja jotka on erotettu ympäristöstään aidoilla ja turvalaitteilla. Alueiden eristämiseen on kuitenkin jätettävä aukkoja, jotta sisään menevät ja ulos tulevat tuotteet tai muut kuormat pääsevät liikkumaan alueelle ja sieltä pois. Jos siirrettävät tuotteet ovat pieniä, ihmisen vartalo ei mahdu niitä varten suojukseen jätetystä aukosta. Tällöin riittävä turvallisuus saadaan aikaan pitämällä huoli siitä, että ihmisen käsi ei yllä aukosta suojuksilla ja turvalaitteilla erotetulla alueella olevien koneiden vaarakohtiin. Tarvittaessa riittävä etäisyys saadaan aikaan sopivalla tunnelilla. Esimerkki tällaisesta on kuvassa 5. Kuva 5. Tunnelisuojuksella varmistetaan, että turvaetäisyysstandardin 5) vaatimukset täyttyvät. Kun siirrettävät kappaleet tai kuormat ovat niin suuria, että aukosta mahtuisi ihminenkin, aukkoja on valvottava turvalaitteilla, jotka sallivat tarkoitetun kuorman menemisen aukosta, mutta pysäyttävät koneet turvalliseen tilaan, jos ihminen menee aukosta. Tavallisimmin käytettävät turvalaitteet ovat passivoitava valoverho, erillisistä säteistä muodostuva valopuomi tai laserskanneri. Joskus käytetään myös tuulikaapin tapaista fyysistä estettä, jossa on kaksi peräkkäistä ovea. Silloin vaaditaan, että jomman kumman oven on aina oltava kiinni. Silloinkin tärkeää, että järjestelmä erottaa ihmisen ja siirrettävän kuorman toisistaan. Ovi aukeaa vain, kun järjestelmä tunnistaa luvallisen kuorman olevan tulossa. Esimerkki tällaisesta on kuvassa 6.

9 9 (37) Kuva 6. Automaattisen siirtovaunun liikeradan ja latausasemien välistä kappaleiden siirtämistä valvotaan kaksoisovilla 6). Tässä artikkelissa käsitellään yksityiskohtaisesti kuitenkin vain tavallisimmin käytettäviä valosähköisiä laitteita. 3.2 Passivoinnin suunnittelun vaativuus Passivointia käytetään, kun liikkuvat ja käsiteltävät tuotteet tai kuormat ovat suuria. Se merkitsee, että koneetkin ovat suuria ja että ihmisen vartalo tai pää mahtuu puristumaan koneen liikkuvien osien tai liikkuvan kuorman ja ympäristön rakenteiden väliin. Väliin jäämisen seurauksena voi olla vakava vammautuminen tai jopa kuolema. Kuvassa 7 on esimerkki järjestelmästä, jossa taitamattomasti toteutettu passivointi teki mahdolliseksi kuolemaan johtaneen tapaturman. Koska mahdollisen tapaturman seuraukset voivat olla hyvin vakavat, riski saadaan riittävän pieneksi vain saattamalla tapaturman sattuminen erittäin epätodennäköiseksi. Se tarkoittaa mm. passivointitoiminnon erittäin huolellista suunnittelemista. Turvalaite ja passivointianturit ja passivointitoiminto kokonaisuudessaan on suunniteltava niin, että passivoinnin aikana ei ole mahdollista päästä vaaravyöhykkeelle. Suunnittelussa on otettava huomioon myös tarkoituksella tai tarkoittamatta aiheutettu passivoinnin alkaminen väärään aikaan tai passivoinnin päälle jääminen liian pitkäksi aikaa. Ohjausjärjestelmä on suunniteltava niin, että turvallisuus on varmistettu myös vikatilanteessa. Näitä vaatimuksia käsitellään yksityiskohtaisesti jäljempänä.

10 10 (37) ESIMERKKI Taitamattomasti toteutettu passivointi johti työntekijän kuolemaan Riihimäellä sattui vuonna 2006 kuolemaan johtanut tapaturma, kun odottamatta liikkeelle lähtenyt robotti puristi miehen kuljettimen rungon ja robotin tarttujan väliin. Robottisolu oli aidattu ja kuljettimen kohdalle jätettyä aukkoa valvottiin passivoitavalla valoverholla (kuva 7). Tapauksen yksityiskohtainen kuvaus on Tapaturmavakuutuslaitosten liiton TOT-raportissa 18:2006 7). Kuva 7. Kuljettimen kohdalla olevassa aukossa oli valoverho. Passivointianturina oli vain yksi valonsäde (A). Passivointi oli toteutettu niin, että kuljetinta pitkin siirtyvä tuotepino tunnistettiin vain yhdellä ylös sijoitetulla valonsäteellä. Pitkä ja vähän etukumarassa aukosta kulkeva ihminen voi tarkoittamattaankin katkaista valonsäteen ennen valoverhon vaikuttumista ja saada aikaan valkoverhon passivoitumisen. Tässä tapauksessa robotti oli pysähtynyt häiriön vuoksi ja työntekijä meni kuljettimen aukosta häiriötä selvittämään. Silloin hän tarkoittamattaan katkaisi passivointianturin säteen ja sai aikaan valoverhon passivoitumisen. Siksi järjestelmä pysyi automaattikäytöllä, vaikka valoverhon säteet katkesivat hänen mennessään aukosta. Kun työntekijä suoristi pysähtymisen aiheuttaneen tuotepinon, häiriön syy poistui ja robotti jatkoi kesken jäänyttä työkiertoa. Työntekijä puristui robotin ja kuljettimen väliin. Yhden epäluotettavan passivointianturin käyttämisen lisäksi toinen olennainen suunnitteluvirhe oli se, että passivointi oli mahdollinen, vaikka kuljetin ei ollut käynnissä. Kun kuljetin ei käy, on tietenkin selvää, että mitään tuotepinoa ei voi olla aukosta menemässä. Siinä tilanteessa passivointi ei saa olla mahdollista. 3.3 Passivointitoiminto konejärjestelmän ominaisuutena Passivointi vain tarvittaessa Konetta ja sen ohjausjärjestelmää ja turvalaitteita suunniteltaessa passivointitoiminnon saa sisällyttää ohjausjärjestelmän toimintoihin tai turvalaitteen ominaisuuksiin vain, kun koneella tehtävä tuotanto on sellaista, että passivointi on tarpeen tuotannon sujuvuuden vuoksi.

11 11 (37) Kaikissa tapauksissa passivointi ja koneen muut turvallisuusominaisuudet on toteutettava niin, että turvallisuus on riittävä Passivointitoiminnon valitseminen Jos passivointitoimintoa ei tarvita jatkuvasti, passivoinnin sisältävän toimintatavan valitseminen saa olla mahdollista vain käyttämällä avainta, salasanaa tai työkalua. Vaatimuksen tarkoituksena on varmistaa, että passivointitoiminto on hallitusti käytössä vain silloin, kun koneella tehtävä tuotanto sitä vaatii. Työnantajan velvollisuus on valvoa, että passivointitoiminto otetaan käyttöön vain silloin, kun sitä tarvitaan ja kun turvallisuus on riittävästi varmistettu Passivoinnin muuttaminen Kun valmistettavat tai käsiteltävät tuotteet muuttuvat tai kun esimerkiksi kuljetusjärjestelmiä muutetaan, passivoinnin ominaisuuksia on yleensä tarpeen muuttaa. Jotta muutosten tekeminen olisi hallittua, passivoinnin toiminnassaoloajan tai toiminta-alueen tai muiden ominaisuuksien muuttaminen saa olla mahdollista vain käyttämällä avainta, salasanaa tai työkalua. Muutosten tekeminen vaatii huolellista riskien analysointia ja koneen vaarojen, ohjausjärjestelmän ja passivointitoiminnon syvällistä ymmärtämistä. Muussa tapauksissa muutoksilla saatetaan olennaisesti huonontaa turvallisuutta. 3.4 Passivoinnin toteuttaminen Yleistä Passivointi merkitsee turvatoiminnon väliaikaista keskeyttämistä. Jotta riskit olisivat hallinnassa, vastaava turvallisuus on varmistettava passivoinnin aikana muilla tavoilla. Normaalisti turvallisuus varmistetaan siten, että passivoinnin aikana siirrettävä kuorma peittää aukon niin, että ihminen ei pääse aukosta läpi havaituksi tulematta. Järjestelmä pysähtyy, jos ihmisen aukosta meneminen havaitaan kuorman siirtymisen yhteydessä tai silloin, kun kuorma ei ole peittämässä aukkoa. Käytännössä tärkeitä suunnittelussa huomioon otettavia asioita ovat seuraavat: Kuorman ja ihmisen luotettava erottaminen toisistaan. o Passivointiantureiden sijoittaminen siten, että ne havaitsevat siirrettävän kuorman eivätkä kuormalavaa tai muuta kuljetusalustaa (kuva 14). Tällä varmistetaan, että ihmisten pääsy vaaravyöhykkeelle kuormalavan tai alustan päälle nousemalla on estetty. o Passivointiantureiden asentaminen riittävän lähelle koskettamatta tunnistavaa turvalaitetta niin, että henkilöiden ei ole mahdollista päästä havaitsematta vaaravyöhykkeelle välittömästi kuormalavan tai muun kuljetusjärjestelmän edessä tai takana kulkemalla passivoinnin ollessa käytössä (kuvat 13, 16 ja 23). o Vaaravyöhykkeelle johtavan pääsyn suunnittelu siten, että henkilöiden pääseminen havaituksi tulematta ei ole mahdollista siirrettävän kuorman ja järjestelmän kiinteiden rakenteiden välistä passivointitoiminnon aikana kuorman tai kuljetusalustan ollessa liikkeessä tai pysähtyneenä passivointialueella. Esimerkkejä on kuvissa 21 ja 22.

12 12 (37) Passivoinnin toteutuminen vain tarkoitetulla tavalla. Tällöin on otettava huomioon mm. järjestelmän ominaisuudet kokonaisuudessaan, tarkoituksellinen turvatoimintojen mitätöiminen ja ohjausjärjestelmän vikaantuminen. Kuormat ovat usein raskaita ja niiden käsin siirtäminen häiriötilanteessa ei ole mahdollista. Siksi järjestelmässä tarvitaan useimmiten riittävän turvallisuuden varmistava passivoinnin aikainen käsikäyttö. Joissain sovelluksissa passivoinnin aikainen käsikäyttö voi vaatia erillisen uudelleen käynnistymisen eston. Konejärjestelmän on kokonaisuudessaan oltava turvallinen, pelkkä passivoinnin oikein toteuttaminen ei riitä. Näitä vaatimuksia käsitellään yksityiskohtaisesti jäljempänä. a) b) c) Kuva 8. Tavallisesti käytettäviä passivointiantureiden sovelluksia. a) Ristikkäiset valonsäteet b) Yhdensuuntaiset valonsäteet c) Kohteesta heijastuvan valon tunnistavat valokennot Passivointi vain tarkoitetussa työvaiheessa Passivointitoiminnon aloittaminen ja lopettaminen saa olla mahdollista vain toimintajakson sellaisina aikoina, kun passivointi on tarpeen. Tavallisesti tämä tarkoittaa kuljettimen käynnissä olemista ja kuormien olemista kuljettimella. Kun kappaleiden siirtämiseen käytetään kuljettimen sijasta kiskoilla liikkuvia siirtovaunuja, automaattitrukkeja tai päältä ajettavia trukkeja, passivoinnin alkaminen saa olla mahdollista vain, kun ajoneuvon ja kuorman tunnistetaan olevan tarkoitetussa paikassa. Tällaisen kuljetuslaitteen saapuminen ja tarkoitetulla paikalla oleminen on tunnistettava sopivilla menetelmillä, esimerkiksi riittävän herkällä induktiosilmukalla. Kuvassa 7 käsiteltävän tapaturman teki mahdolliseksi se, että passivointi oli mahdollista, vaikka kuljetin ei ollut käynnissä. Passivointi on tarpeen vain silloin, kun kuorma on menossa aukon läpi ja siksi kuljettimen käynnissä oleminen on tunnistettava.

13 13 (37) Passivointitapahtuman valvonta Yleisiä vaatimuksia Passivointitoiminto on aloitettava ja lopetettava automaattisesti. Passivoinnin alkaminen saa olla mahdollista vain, kun tarkoitettu kuorma on menossa aukkoon sellaisessa kohdassa, että ihminen ei enää mahdu menemään aukosta. Vaatimus toteutetaan sopivasti valituilla ja sijoitetuilla antureilla. Useimmiten tarvitaan lisäksi turvallisuuteen liittyvästä ohjausjärjestelmästä tulevia signaaleja, joilla varmistetaan esimerkiksi kuljettimen käyntitieto tai saadaan tieto siirrettävän kappaleen ominaisuuksista. Passivointi voidaan toteuttaa älykkäässä turvalaitteessa (tavallisesti valoverhossa) valmiiksi olevaa passivointiominaisuutta käyttämällä tai koneen ohjausjärjestelmän kautta. Kun passivointi toteutetaan turvalaitteella, passivointitoiminnon käynnistyminen ei saa olla mahdollista, kun turvalaitteen lähtösignaalin kytkimet ovat POIS tilassa. Kun passivointi toteutetaan turvalaitteen ulkopuolelta koneen ohjausjärjestelmän kautta, turvalaitteen lähtösignaalin kytkimet jatkavat normaalia toimintaansa, mutta eivät saa aikaan koneen toiminnan keskeytymistä. Näin ollen kone toimii passivoinnin aikana, vaikka turvalaitteen lähtö on POIS tilassa. Passivointitoiminnon aloittaminen ja lopettaminen on tehtävä kahdelta tai useammalta toisistaan riippumattomalta passivointianturilta tulevien signaalien perusteella. Tavoitteena on, että yksi vika ei voi saada aikaan passivointitilaa ja että ihminen ja kuorma erotetaan aina luotettavasti toisistaan. Kun tuote tai kuljetusalusta poistuu turvalaitteella ja passivointiantureilla valvotulta alueelta, passivoinnin on loputtava ja turvatoiminnon (alueelle menemisen valvonta valoverholla) on palauduttava toimintaan. Passivointitoiminnon on loputtava, kun yhteenkin passivointitoimintoa ylläpitävään passivointianturiin vaikuttaminen loppuu.

14 14 (37) ESIMERKKI. Neljän yhdensuuntaisen valonsäteen käyttäminen passivointiantureina Merkintöjen selitykset a Aidan tai muun fyysisen esteen ja siirrettävän kappaleen välinen etäisyys. b Aidan tai muun fyysisen esteen ja siirrettävän kappaleen välinen etäisyys toisella puolella. S1, S2, S3 ja S4 ovat passivointiantureita (lähettimen ja vastaanottimen välisiä valonsäteitä). AOPD Valoverho (varsinainen turvalaite). d1 Passivointianturin S2 valonsäteen ja valoverhon välinen etäisyys. d2 Passivointiantureiden S1 ja S2 valonsäteiden välinen etäisyys. d3 Valoverhon ja passivointianturin S3 valonsäteen välinen etäisyys. Kuva 9. Neljän yhdensuuntaisen valonsäteen käyttäminen passivointiantureina. Tässä esimerkissä kappaleen tunnistamiseen käytettävien antureiden (S1, S2, S3 ja S4) ja itse turvalaitteena olevan valoverhon (AOPD) sijoitus ja mitoitus ovat sellaiset, että henkilö ei voi päästä vaaravyöhykkeelle havaitsematta tulematta, kun järjestelmä on passivoituneena. Kuljettimen sivulla olevien aitojen tai seinien ja siirrettävän kappaleen välisten etäisyyksien (mitat a ja b) on oltava niin pienet, että henkilö ei voi mahtua menemään aukosta liikkuvan kuorman vieressä kulkien. Samalla on estettävä henkilön puristuminen liikkuvan kappaleen tai kuljetusalustan ja aukon reunojen väliin. Puristumisen estämistä käsitellään tarkemmin kohdassa Passivointianturit on asennettava niin lähelle valoverhoa, että välittömästi siirrettävän kuorman edessä tai jäljessä kulkeva ihminen tulee havaituksi. Tämä tarkoittaa, että mittojen d1 ja d3 on oltava alle 200 mm. Passivointiantureiden S1 ja S4 valonsäteiden välisen etäisyyden on oltava vähintään 500 mm, jotta henkilön keho ei voi ylläpitää passivointitoimintoa vaikuttamalla yhtä aikaa

15 15 (37) kaikkiin neljään passivointiantureiden valonsäteeseen. Jos tällaista etäisyyttä ei voida käyttää, neljään yhdensuuntaiseen valonsäteeseen perustuva järjestely ei ole soveltuva ratkaisu. Jokaisen kahden valonsäteen etäisyyden on oltava niin suuri, että niihin ei voida vaikuttaa yhtä aikaa henkilön jalalla. Tämä tarkoittaa, että mitan d2 on oltava suurempi kuin 250 mm Koko vaaravyöhykkeen valvonta Aina kun se on mahdollista, on varmistettava, että henkilö ei voi olla havaitsematta vaaravyöhykkeellä passivoinnin päättyessä. Vaatimuksen toteuttamiseksi on tarpeen varmistaa, että ihmisen havaitsematta jäävä pääseminen vaaravyöhykkeelle ei ole mahdollista passivoinnin aikana eikä tietenkään muulloinkaan. Joissain sovelluksissa on tarpeen, että vaaravyöhykettä valvotaan läsnäolon jatkuvasti tunnistavalla turvalaitteella kuten tuntomatolla, laserskannerilla tai vaakasuoralla valoverholla. Kuvassa 10 on esimerkki jatkuvasta valvonnasta tietyllä alueella. Kuva 10. Vaaravyöhykkeelle meneminen tunnistetaan pystysuoralla valoverholla (A) ja alueella oleminen tunnistetaan läsnäolon jatkuvasti tunnistavalla vaakasuoralla valoverholla (B). Kun alueelle mennään koneen vaarattoman työvaiheen aikana, valoverhot ovat passivoituneina ja kone pysyy käynnistymisvalmiin. Koneen työkierron käynnistämiseen riittää ohjaustaulusta (C) annettava käynnistymislupa alueelta poistumisen jälkeen Vaikuttumisjärjestyksen ja ajan valvonta Ihmisen ja kuorman toisistaan erottamiseksi ja passivoinnin sallimiseksi vain tarkoitetun kuorman ollessa aukossa passivointiantureiden ja turvalaitteen vaikuttumista on valvottava. Kappaleen koon ja kuljettimen nopeuden ja liikesuunnan perusteella tiedetään, missä järjestyksessä ja missä ajassa minkäkin anturin on vaikututtava silloin, kun aukosta on menossa tarkoitettu kappale. Myös itse turvalaitteen (tavallisesti valoverhon) vaikuttumisen järjestys ja aika tiedetään. Passivointitoiminto on toteutettava ja säädettävä niin, että tarkoitetusta vaikuttumisjärjestyksestä tai vaikuttumisajasta poikkeaminen saa aikaan passivoinnin loppumisen. Silloin turvalaite on taas normaalisti toiminnassa ja valoverhon valonsäteiden katkeaminen saa aikaan järjestelmän pysähtymisen.

16 16 (37) Kun vaikuttumisjärjestyksen tai vaikuttumisajan virhe havaitaan, saattaa olla tarpeen järjestelmän pysäyttäminen, vaikka turvalaite ei olisikaan vaikuttuneena passivoinnin loppuessa. Ainakin väärä vaikuttumisjärjestys on selvä merkki muun kuin tarkoitetun kappaleen liikkumisesta. ESIMERKKI Tämä vaikuttumisjärjestyksen ja ajan valvontaa koskeva esimerkki perustuu kuvassa 9 olevaan esimerkkitapaukseen, jossa kuorma liikkuu vaaravyöhykkeelle ja passivointiantureina käytetään neljää vaakasuorassa olevaa yhdensuuntaista valonsädettä. Passivointitoiminnon valvonta perustuu antureiden S1 ja S2 sekä antureiden S3 ja S4 vaikuttumisen välisen ajan rajoittamiseen. Ajan pitäisi olla hiukan pitempi kuin kuljettimen tai muun kuljetusjärjestelmän nopeuteen ja kappaleen kokoon perustuva todellinen aika. Myös passivointitoiminnon kokonaisaikaa valvotaan. Anturit S1 ja S2 käynnistävät passivointitoiminnon ja anturit S3 ja S4 ylläpitävät toimintoa. Tietyn ajan kaikki neljä anturia ovat aktivoituneina. Passivointitoiminto lakkaa, kun siirrettävä kappale ei enää vaikuta antureihin S1, S2 ja S3. Kuvassa 11 esitetään antureiden ja valoverhon vaikuttuminen normaalin häiriöttömän toiminnan aikana. Jos vaikuttumisjärjestys muuttuu tai jos asetettu aika ylitetään, seurauksena on passivoinnin loppuminen ja järjestelmän pysähtyminen. Anturi 1 (S1) Anturi 2 (S2) Anturi 3 (S3) Anturi 4 (S4) Valoverhon passivointi Valoverho Ajan valvonta 3 8 Kokonaisajan valvonta Aika 1 Kuorman etureuna katkaisee anturin S1 valonsäteen. Seuraavan anturin (S2) vaikuttumiseen kuluvan ajan seuranta alkaa. 2 Kuorman etureuna katkaisee anturin S2 valonsäteen asetetun ajan puitteissa. Valoverho passivoituu. Valoverhon vaikuttumiseen kuluvan ajan ja passivointiajan seuranta alkaa. 3 Kuorman etureuna katkaisee valoverhon säteet. Valoverho on passivoituneena eikä siksi aiheuta pysähtymiskäskyä. 4 Kuorman etureuna katkaisee anturin S3 valonsäteen. Seuraavan anturin (S4) vaikuttumiseen kuluvan ajan seuranta alkaa.

17 17 (37) 5 Kuorman etureuna katkaisee anturin S4 valonsäteen asetetun ajan puitteissa. 6 Kuorman takareuna ohittaa anturin S1. Valoa tulee taas vastaanottimeen. Seuraavan anturin (S2) vaikuttumisen loppumiseen kuluvan ajan seuranta alkaa. 7 Kuorman takareuna ohittaa anturin S2 asetetun ajan puitteissa. Valoa tulee taas vastaanottimeen. Valoverhon vaikuttumisen loppumiseen kuluvan ajan seuranta alkaa. 8 Kuorman takareuna ohittaa valoverhon asetetun ajan puitteissa. Valoa tulee taas vastaanottimeen. 9 Kuorman takareuna ohittaa anturin S3 asetetun ajan puitteissa. Valoa tulee taas vastaanottimeen. Passivointi päättyy, koska ensimmäinen passivointitoimintoa ylläpitävistä antureista toteaa kuorman menneen ohi. Passivointi päättyy asetetun ajan puitteissa. 10 Kuorman takareuna ohittaa anturin S4. Valoa tulee taas vastaanottimeen. Kuva 11. Neljään yhdensuuntaiseen valonsäteeseen perustuvan passivointianturin, valoverhon ja passivoinnin toiminta ajan funktiona. Toimintoja voidaan tarkastella myös totuustaulukon muodossa (taulukko 1). Jos esimerkiksi vaikuttaminen anturiin S2 loppuu ennen kuin S3 tulee vaikutetuksi, todetaan virhe ja passivointi päättyy. Taulukko 1. Totuustaulukko. Neljä valonsädettä, järjestyksen valvonta ANTURI S1 ANTURI S2 ANTURI S3 ANTURI S4 VALOVERHO VALOVERHON TILA AKTIIVINEN AKTIIVINEN PASSIVOITU PASSIVOITU PASSIVOITU PASSIVOITU PASSIVOITU PASSIVOITU PASSIVOITU AKTIIVINEN AKTIIVINEN Ajan valvonnassa voi olla jonkin verran lisäaikaa kuorman normaaliin liikkumiseen kuluvaan aikaan nähden, jotta kuorman hiukan virheellinen asento tai muut ajoittaiset turvallisuutta huonontamattomat epäsäännöllisyydet eivät aiheuttaisi turhia pysähdyksiä. Passivointia käsittelevässä teknisessä spesifikaatiossa 1) on 4 sekunnin enimmäisaika passivointiantureiden väliselle vaikuttumisajalle. Jos käytettävästä sovelluksesta johtuva aika on pitempi, järjestelmän turvallisuussuunnittelu on vaativaa eivätkä standardin mukaiset ratkaisut ole välttämättä sopivia. Jos siirrettävä kappale on turvalaitteen kohdalla passivoinnin päättyessä, seurauksena on kuljettimen ja mahdollisesti vaaravyöhykkeellä olevien muiden koneiden pysähtyminen. Kun turvalaitteen kohdalle pysähtynyt kappale on niin raskas, että sitä ei ole mahdollista käsin siirtää, järjestelmässä on oltava passivoinnin aikainen käsikäyttömahdollisuus. Sitä käsitellään tarkemmin kohdassa 3.5.

18 18 (37) Kun neljä passivointianturia kytketään kahteen passivoinnin ohjauksen tuloon (katso kuva 12), on käytettävä valvottua ajastinta, joka rajoittaa passivoinnin tiettyyn aikaan. Lisäksi antureiden S1 ja S2 sekä S3 ja S4 vaikuttumisen välistä aikaa on valvottava. Kuva 12. Passivointiantureiden oikea (a) ja virheellinen (b) kytkentä. Vaihtoehto a) on parempi kuin b), koska se vaatii kaikkien antureiden vaikuttumista tietyksi ajaksi. VAARAVYÖHYKE Kuva 13. Passivointiantureiden ja valoverhon vaikuttumisen ajan valvonta paljastaa yrityksen kävellä vaaravyöhykkeelle heti kuorman takana. Ainakin ensimmäinen anturi (S1, vertaa kuva 9) vaikuttuu uudelleen jalan katkaistessa valonsäteen ennen kuin kuorma on mennyt kokonaan ohi valoverhosta ja vaaravyöhykkeen puolella olevista antureista S3 ja S4. Seurauksena on passivoinnin päättyminen. Jos kuorma tai ihminen on silloin valoverhon havaitsemisvyöhykkeessä, seurauksena on järjestelmän pysähtyminen Kuorman ja ihmisen toisistaan erottaminen Tärkeä vaatimus Jotta turvallisuus olisi varmistettu passivoinnin aikana, järjestelmän on pystyttävä luotettavasti tunnistamaan aukkoon tulossa oleva tarkoitettu kuorma. Passivointi saa tapahtua vain, kun tarkoitettu kuorma peittää aukon. Silloin ihminen ei voi päästä vaaravyöhykkeelle sinä aikana, kun turvatoiminto on passivoituneena. Kohdassa 3.2 (kuva 7) oleva esimerkki kuolemaan johtaneesta tapaturmasta osoittaa miten tärkeää on, että kuorma ja ihminen erotetaan toisistaan luotettavasti.

19 19 (37) Kokonaisuus on suunniteltava niin, että ihminen ei voi saada aikaan passivointia tarkoittamattaan. Lisäksi on otettava huomioon pyrkimys tahallaan ohittaa turvatoiminto. Koneasetus 8) nimittää tätä kohtuudella ennakoitavissa olevaksi väärinkäytöksi ja edellyttää, että tällainen tahallinenkaan turvatoiminnon mitätöiminen ei saa olla mahdollista. Passivointiantureiden valinta, sijoitus ja muut ominaisuudet on suunniteltava ja toteutettava siten, että henkilö erotetaan luotettavasti kappaleesta, jonka sallitaan mennä havaitsemisvyöhykkeen läpi Tunnistusperiaate ja antureiden valinta Tarkoitetun kappaleen tunnistamiseen on mahdollista käyttää monia eri menetelmiä. Kussakin sovelluksissa on valittava sellainen menetelmä tai kahden tai useamman menetelmän yhdistelmä, jolla kappaleen tunnistaminen voidaan tehdä luotettavasti ja jossa tahallinenkaan turvatoiminnon mitätöiminen ei ole mahdollista. Tunnistaminen voi perustua kappaleen materiaaliin, massaan, kokoon tai muotoon taikka kappaleeseen lisättyihin ominaisuuksiin kuten viivakoodiin tai saattomuistiin. Anturina voidaan käyttää induktiosilmukkaa, vaakaa, valokennoja, rajakytkimiä, lasersäteitä, laserskanneria, viivakoodinlukijaa tai saattomuistin lukijaa. Induktiosilmukalla voidaan tunnistaa aukon kohdalle ajava trukki. Silmukan on oltava riittävän herkkä niin, että pumppukärry, polkupyörä tai muu metallinen esine ei aiheuta tunnistussignaalia. Jos kappale on hyvin painava, kappale voidaan tunnistaa punnitsemalla. Valokennoilla, rajakytkimillä tai laserskannereilla tai lasersäteillä voidaan tunnistaa kappaleen koko tai muoto. Viivakoodin tai saattomuistin lukija voi varmistaa, että aukkoon menossa oleva kappale on se yksilö, jonka ohjausjärjestelmä olettaa siinä kohdassa olevan. Tämän artikkelin esimerkeissä antureina käytetään valokennoja, jotka ovat teollisuuden sovelluksissa yleisimmin käytettäviä passivointiantureita. Tunnistamisen luotettavuuden ja vikaantumiseen varautumisen vuoksi tunnistus on tehtävä kahdella toisistaan riippumattomalla anturilla. Niiden lisäksi voidaan käyttää ohjausjärjestelmästä tulevia tietoja. Joissain sovelluksissa ohjausjärjestelmä esimerkiksi seuraa jokaista kappaletta ja tietää niiden aseman järjestelmässä. Kaikissa tapauksissa anturit on valittava ja sijoitettava niin, että ihminen ei voi päästä havaituksi tulematta aukosta kappaleen mukana tai välittömästi sen edessä tai takana Tunnistettava kuorma, ei kuljetusalustaa Passivointiantureiden korkeuden on oltava sellainen, että ne havaitsevat siirtyvän kuorman eivätkä kuormalavaa tai muuta kuljetusalustaa (kuva 14). Jos tämä ei ole mahdollista, on muilla menetelmillä estettävä henkilön havaitsematon pääsy vaaravyöhykkeelle kuormalavan tai muun kuljetusalustan päällä kyyristelemällä.

20 20 (37) Kuva 14. Passivointianturit S1, S2, S3 ja S4 on sijoitettava niin, että ne tunnistavat kuorman eivätkä kuormalavaa Väärinkäytön estäminen Ei houkutuksia väärin toimimiseen Jotta passivointia ei käytettäisi hyväksi vaaravyöhykkeelle pääsemiseksi koneen ollessa automaattikäytöllä, konejärjestelmän ja sen toimintojen kokonaisuus on suunniteltava sellaiseksi, että käyttäjillä ei ole tarpeita tai houkutuksia päästä vaaravyöhykkeelle. Koneen toimintaan kytkettyjä suojuksia koskevassa standardissa 9) on liite, jonka avulla pyritään arvioimaan houkutukset ohittaa koneen turvatoiminnot. Standardin liite on tehty automaattisille metallintyöstökoneille, mutta samaa periaatetta voi soveltaa muun tyyppisiinkin koneisiin ja järjestelmiin. Seuraavassa on muutamia suunnitteluperiaatteita, joilla voidaan vähentää houkutusta käyttää passivointia turvatoimintojen mitätöimiseksi. Vaaravyöhykkeelle kulkemisen suunnitteleminen niin, että kulkeminen aidoilla ja turvalaitteilla eristetylle vyöhykkeelle on helppoa henkilöiden kulkemiseen tarkoitetusta turvalaitteella valvotusta aukosta, kuten lukinnalla varustetusta ja järjestelmän toimintaan kytketystä ovesta. Kuljettimen aukosta tai muusta kappaleiden liikkumista varten olevasta aukosta kuljetaan vain, jos sitä kautta matka on lyhyempi tai jos henkilökulkuaukosta kulkemisen seurauksena on vaivalloiseksi koettuja viivytyksiä tai toimintoja. Järjestelmän toimintaan kytkettyjen käyntiovien sijoittaminen vaaravyöhykettä ympäröivään aitaan niin, että oven kautta vaaravyöhykkeelle meneminen on aina helppoa eikä vaadi pitkää kiertomatkaa. Kuljettimen tai aukossa olevien muiden rakenteiden sijoittaminen sellaiselle korkeudelle ja muotoilu siten, että ihmisen meneminen aukosta on hankalaa. Aukon korkeuden rajoittaminen vain kappaleen läpi menon sallivaksi. Tällöin on kuitenkin otettava huomioon mahdollinen puristumisvaara liikkuvan kappaleen etureunan ja aukon reunan välissä. Puristumisvaaroja käsitellään kohdassa

21 21 (37) Ohjausjärjestelmän suunnitteleminen siten, että toiminnan jatkaminen ovesta tai turvalaitteella valvotusta aukosta vaaravyöhykkeelle menemisen jälkeen on vähintään yhtä vaivatonta kuin turvatoiminnon mitätöinnin seurauksena. Tarpeellisten toimintojen sisällyttäminen ohjausjärjestelmään niin, että häiriöisen selvittäminen, kunnossapito, säätö, ohjelmointi, puhdistus ja muut toimenpiteet voidaan suorittaa vaaravyöhykkeen ulkopuolelta tai tarkoitetulla tavalla turvallisesti vaaravyöhykkeellä. Lisäksi työpaikan turvallisuuskulttuuri vaikuttaa turvatoimintojen mitätöinnin yrittämisen todennäköisyyteen. Joillakin työpaikoilla turvallisen toiminnan käytäntöjen rikkominen hiljaisesti hyväksytään tai rikkomiseen jopa ainakin epäsuorasti kannustetaan. Toisilla työpaikoilla taas ohjeiden ja turvallisuusvaatimusten mukainen toiminta katsotaan luonnolliseksi ja oikeaksi tavaksi toimia. Työnantajan toimenpiteillä on edistettävä oikean turvallisuuskulttuurin syntymistä ja säilymistä. Turvallisuuskulttuuriin kuuluu myös se, että konejärjestelmän ympäristössä ei ole mitätöinnin mahdollistavia ylimääräisiä tavaroita, kuten pahveja tai isoja pahvilaatikoita Toimenpiteitä tahallisen mitätöinnin estämiseksi Kokonaisuuden suunnittelun lisäksi on tarpeen suunnitella passivointianturit ja koko passivointitoiminto niin, että turvatoiminnon tarkoituksellinen mitätöinti on hyvin vaikeaa. Merkittävä osa passivoinnin toteuttamisen vaatimuksista pyrkii estämään tahallisen mitätöinnin. Vaatimuksia käsitellään yksityiskohtaisesti artikkelin eri kohdissa. Seuraavassa luettelossa on esimerkkejä tavallisesti käytettävistä menetelmistä. Passivointiantureiden valitseminen ja sijoittaminen niin, että tarkoituksellinenkin turvatoiminnon mitätöiminen on mahdotonta tai ainakin hyvin hankalaa. Turvalaitteena olevan valoverhon säteiden välin on oltava niin pieni, että säteiden välistä ei ole mahdollista kurottaa tai heittää jotain esinettä, joka voisi osuen passivointiantureiden säteiden risteyskohtaan ja katkaista yhtä aikaa molemmat säteet tai muulla tavalla aiheuttaa passivoinnin väärään aikaan. Passivointiantureihin vaikuttaminen ei saa olla mahdollista myöskään valoverhon yli tai ali tai ohi. Kappaleen useamman kuin yhden ominaisuuden tunnistaminen. Tunnistettavia ominaisuuksia voivat olla esimerkiksi koko, massa, heijastavuus, kuorman mukana oleva radiotaajuinen tunniste tai yksilöllinen viivakoodi. Kappaleen koon, muodon ja liikkumisnopeuden tunnistaminen ja vain vastaavan ikkunan avaaminen turvalaitteen havaitsemisvyöhykkeeseen. Kappaleen tunnistaminen kuormalavan tai muun kuljetusalustan sijasta (kuva 14). Näin ihminen ei voi päästä vaaravyöhykkeelle kuljetusalustan päällä matkustamalla. Matkustaminen kuorman päällä ei myöskään saa olla mahdollista. Mitoittaminen siten. että kuorman sivulla kulkien ei ole mahdollista päästä huomaamatta vaaravyöhykkeelle. Mitoittaminen siten, että vaaravyöhykkeelle havaitsematta pääseminen välittömästi kuorman edessä tai takana ei ole mahdollista (kuva 13). Passivointi on rajoitettava ennalta säädettyyn aikaan. Passivointiantureiden ja valoverhon vaikuttumisen järjestyksen ja ajan valvonta (kohta 3.4.3). Passivointi saa olla mahdollinen vain koneen tietyssä työvaiheessa, tavallisesti silloin, kun kuljetin on käynnissä. Kuljettimen käyntitieto (tai vastaava tieto) on yksi välttämätön ehto passivoinnin toteutumiselle. Katso kohta Passivointitoiminnon mitätöiminen käyttämällä esimerkiksi kuljetettavan kappaleen pituista pahvia voidaan estää käyttämällä kohteesta heijastavia taustan eliminoimisella varustettuja valokennoja passivointiantureina. Anturit asennetaan vuorotellen kuljettimen tai muun kuljetusjärjestelmän mo-

22 22 (37) lemmille puolille niin, että kahteen peräkkäiseen anturiin vaikuttaminen ei ole mahdollista. Katso kuva Yksityiskohtia ja esimerkkejä Ristikkäiset valonsäteet passivointiantureina Kun kahta ristikkäistä valonsädettä käytetään passivointiantureina, niiden leikkauskohdan on oltava valoverhon havaitsemisvyöhykkeeseen nähden vaaravyöhykkeen puolella. Valoverhon ja säteiden risteyskohdan välisen etäisyyden on oltava niin lyhyt, että henkilö ei voi havaitsematta päästä vaaravyöhykkeelle kulkemalla välittömästi kuorman tai kuljetusalustan perässä. Etäisyys saa olla enintään 200 mm (katso kuvat 15 ja 16). Merkintöjen selitykset a Kuorman sivulle jäävä tila b Kuorman toiselle sivulle jäävä tila c Valoverhon ja säteiden risteyskohdan välinen etäisyys (enintään 200 mm) Kuva 15. Ristikkäisten valonsäteiden käyttäminen passivointiantureina. Aukon reunojen ja siirrettävän kuorman tai kuljetusalustan välissä olevien mittojen siinä kohdassa, jossa passivointi alkaa tai loppuu (a ja b kuvissa 15 ja 16) on oltava sellaiset, että henkilö ei voi havaitsematta päästä aukon läpi sinä aikana, kun kuorma tai alusta liikkuu passivointialueen läpi.

23 23 (37) Kuva 16. Jos mitta x on suurempi kuin 200 mm, henkilö voi päästä aukosta läpi passivoinnin aikana havaituksi tulematta. Mahdollinen reitti osoitetaan kuvassa katkoviivoilla. Artikkelin pohjana olevassa IEC:n julkaisussa 1) esitetään testausmenetelmä, kun ristikkäisiä valonsäteitä käytetään passivointiantureina. Menetelmässä varmistetaan oikea asennus halkaisijaltaan 500 mm olevalla sylinterillä Siirrettävän kappaleen suunta Useissa sovelluksissa kappaleen liike aukosta on aina tiettyyn suuntaan. Esimerkiksi käärintäkoneen toisesta aukosta tulee aina sisään lavauskoneessa tehty kuorma ja toisesta aukosta tulee ulos kääritty kuorma. Näissä tapauksissa passivointiantureiden valinta ja sijoittaminen sekä passivointitoiminnon aloittamisen ja lopettamisen suunnittelu on yksinkertaisempaa kuin silloin, kun kappaleet voivat samasta aukosta liikkua sekä sisään että ulos. Suunnittelussa on kuitenkin otettava huomioon, että häiriötilanteessa saattaa olla tarpeellista käyttää kuljetinta toiseen suuntaan kuin normaalisti. Tällaiset poikkeavatkin tilanteet on voitava hoitaa turvallisesti. Kuvassa 17 on esimerkki tilanteesta, jossa kuorman suunta on aina vaaravyöhykkeeltä ulos. Kuvassa 18 liike voi olla sisään tai ulos. Vaaravyöhykkeen puolella olevaa kahta yhdensuuntaista valonsädettä voidaan käyttää ulos päin liikkuvan kappaleen tunnistamiseen (kuva 17). Valoverho passivoituu, kun molemmat tunnistussäteet vaikuttuvat oikeassa järjestyksessä ja asetetussa ajassa. Passivoinnin on loputtava heti kun kappale on tullut läpi valoverhosta ja vastaanottimeen tulee taas valoa.

24 24 (37) Kuva 17. Vaaravyöhykkeeltä ulos tuleva kappale havaitaan, kun tunnistussäteet katkeavat oikeassa järjestyksessä ja määritetyssä ajassa. Passivointi päättyy, kun antureiden ja turvalaitteen (valoverhon) vastaanottimiin tulee uudelleen valoa oikeassa järjestyksessä ja määritetyssä ajassa. Kun kappaleita liikkuu vaaravyöhykkeen suuntaan, siirrettävän kappaleen ja ihmisen luotettava toisistaan erottaminen on erittäin tärkeää, jotta ihminen ei pääse havaitsematta menemään vaaravyöhykkeelle turvalaitteen ollessa passivoituneena. Tässä artikkelissa olevat esimerkit perustuvat tavanomaisia valosähköisiä ratkaisuja esittävään IEC:n julkaisuun 1). Vaativissa tapauksissa tavanomainen ratkaisu ei välttämättä riitä, vaan on käytettävä kappaleen erilaisia ominaisuuksia tunnistavien passivointiantureiden yhdistelmiä. Kuva 18. Koska kappaleen suunta voi olla sisään tai ulos, kappale on tunnistettava kummallakin puolella aukkoa. Tunnistus perustuu säteiden katkeamiseen oikeassa järjestyksessä ja määritetyssä ajassa. Tästä on yksityiskohtainen esimerkki kuvissa 9 ja Laajat konejärjestelmät Kun passivointia käytetään suojaamaan riskiltä päästä usean kuljettimen muodostaman järjestelmän alueelle, antureiden oikea passivointijärjestelmä on valittava huolellisesti. Tällaisissa monimutkaisissa järjestelmissä on useita konejärjestelmän toimintaan kytkettyjä ovia, joista pääsee robottien tai lavauskoneiden tai muiden järjestelmässä olevien koneiden vaaravyöhykkeille.

25 25 (37) Lisäksi joistakin ovista pääsee kuljettimien toiminta-alueille. Järjestelmät ovat yleensä suuria, jolloin suoja-aitojen sisäpuolella mahtuu kävelemään. Siksi järjestelmä on jaettava vyöhykkeisiin. Turvalaitteen pysäyttämältä vyöhykkeelle toiselle vyöhykkeelle siirtymistä valvotaan passivoitavilla turvalaitteilla. Kuvissa 19 ja 20 on pari esimerkkiä toteutuksesta. ESIMERKKI 1 Kuvan 19 esimerkissä on tuotantolinjan osa, jossa on kaksi kappaleita vaaravyöhykkeille siirtävää kuljetinta, A ja B. Kuormat liikkuvat vaaravyöhykkeeltä A toiselle kuljettimelle, joka siirtää ne vaaravyöhykkeelle B. Passivointijärjestelmä M1 sallii kuormien siirtymisen koneesta A koneeseen B. Liikkeitä voi joskus olla myös toiseen suuntaan. Vaaravyöhykkeelle B tulee kuormia myös suoraan kuljetinta B pitkin. Tätäkin kuljetinta voidaan ajoittain käyttää myös toiseen suuntaan. Alueille pääsee ovista DA ja DB. Pääsyä vaaravyöhykkeen ulkopuolelta kuljettimen B alueelle valvotaan passivoitavalla valoverholla M2. Kuva 19. Esimerkki kahden vaaravyöhykkeen ja kahden kuljettimen järjestelmästä. Kun käyttäjä avaa oven DB, kuljetin B ja vaaravyöhykkeellä B olevat koneet pysähtyvät ja vaaravyöhykkeen A koneet jatkavat toimintaansa. Kuljetin A kuitenkin pysähtyy, koska se ulottuu myös alueelle B. Passivointijärjestelmä M1 pysäyttää vaaravyöhykkeen A koneet, jos käyttäjä menee alueelle kuljetinta A pitkin.

26 26 (37) Samat toiminnot tapahtuvat, jos käyttäjä tulee alueelle kuljettimen B aukosta, jossa turvalaitteena on passivoitava valoverho M2. Kuljetin A kannattaa jakaa osiin niin, että alueelle B mentäessä vain tälle alueelle ulottuva kuljettimen osa pysähtyy. Näin häiritään mahdollisimman vähän alueen A tuotantoa. Kun käyttäjä avaa oven DA, kuljetin A ja vyöhykkeellä A olevat koneet pysähtyvät ja kuljetin B ja vyöhykkeellä B olevat koneet voivat jatkaa toimintaansa. Kuljetin B ja vyöhykkeen B koneet pysähtyvät, jos käyttäjä menee sille alueelle valoverhon M1 läpi. Tässäkin tapauksessa kuljettimen A jakamisesta osiin on hyötyä tuotannolle. Jos kuljetin A pysähtyy kokonaan, myös järjestelmä B pysähtyy, jos kuorma sattuu olemaan kuljettimen A sillä osuudella, joka ulottuu vyöhykkeelle B.

27 27 (37) ESIMERKKI 2 Automaattisen pakkaamon järjestelmässä (kuva 20) on useita rinnakkaisia lavauskoneita, kolme käärintäkonetta, kaksi siirtovaunua ja muita koneita. Liikkuvat kuormat ovat suurikokoisia ja siksi kuljettimien kohdilla olevia aukkoja valvotaan passivoitavilla valoverhoilla. Kuva 20. Automaattisessa pakkaamossa on useita vyöhykkeitä ja runsaasti passivoitavia valoverhoja. Tässä karkeassa periaatepiirroksessa vyöhykkeet on erotettu eri väreillä. Tällaisen laajan järjestelmän suunnittelu on vaativa tehtävä. On muun muassa otettava huomioon, että jollekin vyöhykkeelle mennyt henkilö voi jatkaa toiselle tai kolmannellekin vyöhykkeelle ja tulla ulos järjestelmästä eri kautta kuin mistä meni sisään. Miten varmistetaan, että vaaravyöhykkeillä ei ole ketään, kun järjestelmä käynnistetään uudelleen automaattikäytölle?

28 28 (37) Puristuminen aukossa Kevyet kappaleet Kun kappale on kevyehkö ja kun kappaleen ja kuljettimen välinen kitka on pieni, liikkuvan kappaleen etureunan ja jonkin rakenteen väliin jääminen ei mahdollisesti aiheuta mustelmia kummempia vammoja. Tilanteen on kuitenkin oltava sellainen, että väliin jäävä ihminen pääsee aina itse omin voimin pois pinteestä. Muuten voi käydä niin, että verenkierron tai hengityksen pitkäaikainen hankaloituminen saattaa kuitenkin aiheuttaa vakavia vammoja Suunta aina vaaravyöhykkeeltä ulos Kun kuljetettavien kappaleiden suunta on aina vaaravyöhykkeeltä pois päin, vartalon puristuminen liikkuvan kuorman ja aukon reunan väliin ei ole mahdollista, kun tässä muistiossa esitettäviä yleisiä vaatimuksia passivoinnin toteuttamiseksi noudatetaan. Ennen kuin vartalo pääsee puristumisvaaralliseen kohtaan, turvalaitteen on täytynyt jo havaita kehon osa ja pysäyttää kappaleen liike. Jos aukko on hyvin ahdas tai jos kappale liikkuu jostain syystä hyvin lähellä aukon toista reunaa, sormien tai kämmenen jääminen liikkuvan kappaleen etureunan ja aukon reunan väliin saattaa olla mahdollista. Tällaista mahdollisuutta on tarkasteltava ja kokonaisuus on suunniteltava niin, että puristuminen ei ole mahdollista tai on ainakin riittävän epätodennäköistä. Lisäksi on otettava huomioon, että jossain häiriötilanteessa kuljettimen toiseen suuntaan ajaminen saattaa olla tarpeen. Tällaista passivoinnin aikaista käsikäyttöä käsitellään kohdassa Suunta aukosta sisään Puristuksiin jäämisen estäminen on tärkeää, kun vaaravyöhykkeen sisään siirtyvä kappale on suurikokoinen ja raskas tai kuljetusjärjestelmä sellainen, että siirtyvän kappaleen tai kuljetusalustan ja aukon reunan tai muiden kiinteiden rakenteiden väliin jäämisestä voi seurata vakava vammautuminen tai kuolema. Ratkaisu on esimerkiksi 500 mm levyisten asemantuntoelimillä valvottavien heiluriovien käyttäminen (kuva 21). Aukko on tällöin riittävän leveä puristumisvaaran poistamiseksi ja toisaalta heiluriovet estävät havaitsematta jäävän menemisen alueelle kuorman vieressä kulkemalla. Kuvassa 22 on vähän vastaava ratkaisu. Siinä puristuminen ja aukosta havaitsematta meneminen estetään aukkoon sijoitetulla standardin 10) mukaisella tuntoköydellä. Puristumisvaaroilta suojaavista vapaista väleistä on tietoja turvavälistandardissa 11).