29.8.2014

1. PRS,2014 • Spoľahlivosť číslicových riadiacich systémov v spojení s výrobným procesom • Zvyšovanie spoľahlivosti RS a ich prvkov, diagnostika RS, systémy so zálohovaním, chybovo-tolerantné systémy • Bezpečnosť automatizovaných technológií, • Ochrana proti explózii - smernica EU ATEX, IP krytie a prepäťové ochrany v RS, norma IEC 61 508 • Integrovaná bezpečnosť elektronických a programovateľných systémov 1 29.8.2014

2. Automatizácia výroby, IT a RS výrobného podniku • ITVP: • EPR+MES • PCS (DCS) • HMI + SCADA operátorské rozhrania, systémy sledovania a riadenia procesov, funkčne orientované PC • Procesná úroveň • Regulátory (M+K-PLC a R, IPC, Proc. St.) • MČ, IMČ • AČ, IAČ (NV, EV) Vrcholové riadenie podnikových činnostíERP –Enterprise Resource Planning Systém riadenia výrobného procesu MES – Manufacturing Executive System Systémy automatizácie výroby a riadenia procesov PCS -Process Control Systems (DCS, PLC, ...) IP, PR Bloková schéma IT a RS výrobného podniku vrátane požívaných komunikačných zberníc, PCS -hybridný (distribuovaný) riadiaci systém SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition, systémy sledovania a riadenia procesov, HMI – Human-Machine Interface, operátorské rozhrania,MČ – merací člen, AČ – akčný člen, IMČ – inteligentný merací člen (inteligentný senzorový systém), IAČ – inteligentný akčný člen 2 29.8.2014

3. 3. Iskrovobezpečný RS ATEX 4.Bezpečný RS/RiS/SIL 1. Štandardný RS 2.Spoľahlivý RS, CHTRS PRS STN ISO 3511 – 1 až 4 3 29.8.2014

4. Kvalita objektu (pozri podpora Spoľ.) • Kvalita (akosť) objektu (prvku, systému) súhrn vlastností, na základe ktorých je objekt vzhľadom k predpokladanému spôsobu a podmienkam použitia spôsobilý vykonávať požadovanú funkciu. Najvýznamnejšie vlastností určujúce kvalitu technického objektu: technické a funkčné vlastnosti objektu, spoľahlivá činnosť, materiálová a energetická náročnosť, technologičnosť, estetické, ergonomické a ekologické vlastnosti, atď. • Kvalita RS - súhrn vlastností, na základe ktorých je RS, vzhľadom k spôsobu a podmienkam použitia, spôsobilý vykonávať funkciu, na ktorú je určený. • Najvýznamnejšie skupiny vlastností RS (AP, tj. prvkov RS) určujúce ich kvalitu možno usporiadať podľa významu • technické a funkčné vlastnosti RS • spoľahlivosť činnosti RS (spoľahlivosť -vykonávanie funkcií za daných podmienok a počas stanovenej doby: bezporuchovosť + opraviteľnosť =pohotovosť, bezpečnosť, udržovateľnosť,životnosť 4 29.8.2014

5. Kvalita objektu Spoľahlivosť technického systémucharakterizuje jeho komplexnú vlastnosť, tj. všeobecnú schopnosť zachovávať funkčné vlastnosti v danom čase a za stanovených podmienok. Najvýznamnejšími vlastnosťami spoľahlivosti sú : • bezporuchovosť -- schopnosť technického systému plniť nepretržite požadované funkcie počas stanovenej doby a za definovaných podmienok, • udržovateľnosť -- vlastnosť objektu charakterizujúca spôsobilosť predchádzaniu porúchám predpísanou údržbou, • opraviteľnosť --spôsobilosť technického systému na zisťovanie príčin porúch a ich odstraňovanie opravou, • pohotovosť -- technického systému charakterizujú bezporuchovosťa opraviteľnosť, • bezpečnosť -- vlastnosť technického systému neohrozovať ľudské zdravie, materiálne statky alebo životné prostredie pri plnení predpísanej funkcie, • životnosť (technický život) -- schopnosť objektu plniť požadované funkcie po dosiahnutie medzného stavu (neodstrániteľné poruchy, tj. bezpečnosť, strata hodnôt parametrov, zníženie efektívnej činnosti, nutnosť vykonania generálnej opravy). Spoľahlivosť podľa noriem ČSN ISO a ČSN IEC je pohotovosť, ktorá je určená tromi faktormi: bezporuchovosťou,udržovateľnosťoua zabezpečením opravy (opraviteľnosť). 5 29.8.2014

6. Kvalita objektu Spoľahlivosť -problematika zákonitosti vzniku porúch Porucha -jav, ktorý má za následok stratu schopnosti objektu plniť požadované funkcie. Mechanizmus poruchy - súhrn fyzikálnych, chemických a ďalších procesov vedúcich k poruche. Druhy porúch: v ďalšom štúdiu Ďalej pre záujemcu v Podpore Spoľa... 6 29.8.2014

7. Kvalita objektu Kvantitatívne (číselné) hodnotenie spoľahlivosti objektupoužívajú ukazovatele spoľahlivosti, ktoré majú pravdepodobnostný charakter • stredná doba do vzniku poruchy MTTF (mean time to failure) alebo jeho inverzná hodnota intenzita porúch • stredná doba do obnovy MTTR (mean time to repair)je najpravdepodobnejšia doba obnovy systému v poruche, vrátane diagnostikovanie príčin poruchy, doby opravy a čakanie na nah. diel, atď • stredná doba bezporuchovej prevádzky MTBF (mean time between failures), charakterizuje najpravdepodobnejšiu dobu prevádzky medzi dvoma poruchami pri uvážení doby obnovy. Teda platí MTBF = MTTF + MTTR –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––- 7 29.8.2014

8. Spoľahlivosť RS(pozri podpora Spoľ.) Konvenčné prostriedky zvyšovania spoľahlivosti RS • Častá požiadavka výrobných podnikov na VP z hľadiska jeho spoľahlivosti → minimalizácia vynútených odstavení technológií v dôsledku porúch !!!! • Požiadavky na zvyšovanie spoľahlivosti RS: výber spoľahlivých a vhodných AP a RS, vhodná štruktúra RS z hľadiska štrukturálnej spoľahlivosti zariadení, čiže: • Spoľahlivosť prvkov a podsystémov: katalógy, spoľahlivostné parametre (výrobca???), vlastné skúsenosti, referencie, príklady z praxe • Robustné prvky: odolnosť voči prevádzkovým vplyvom: mechanickým, chemickým, termickým a elektrickým 8 29.8.2014

9. Spoľahlivosť RSKonvenčné prostriedky zvyšovania spoľahlivosti RS • Overené prvky a podsystémy: skúšobné protokoly, certifikáty • Štrukturálna spoľahlivosť technických zariadení alebo systémov (analógových a číslicových): systém – funkcia, variantné zostavy (počet prvkov i štruktúry) → rôzna štrukturálna spoľahlivosť • Tolerancia porúch pomocou redundancie jednotlivých častí systému: Redundancia v RS -zvýšenie nákladov, ale aj spoľahlivosti pri realizácii systému. Miera redundantnosti v systéme - požiadavka na jeho spoľahlivosť vzhľadom na požadovanú dĺžku technického života, pohotovosť alebo bezpečnosť systému. 9 29.8.2014

10. Spoľahlivosť RSTolerancia porúch pomocou redundancie jednotlivých častí systému Tolerancia porúch pomocou redundancie jednotlivých častí systému: S narastajúcou zložitosťou systémov a s rastúcimi požiadavkami na ich spoľahlivosť nadobúda na význame predovšetkým tolerancia porúch pomocou redundancie jednotlivých častí systému, technických alebo tiež programových, t.j. vytváranie tzv. chybovo-tolerantných systémov Chybovo tolerantný systém TMR, statická záloha (triple modular redundancy - trojmodulová nadbytočnosť) Typický, aj reprezentatívny príklad statickej redundancie v RS - redundancia typu "2 z 3" s majoritným spôsobom výberu (TMR - triple modular redundancy). Výstupy z troch funkčných jednotiek Mi s rovnakou funkciou - do rozhodovacieho bloku V (volič), pravidla výberu "2 z 3„ - prenáša sa na výstup vierohodná informácia z funkčnej jednotky M a často aj informácia o stave systému. Táto štruktúra toleruje chybu (poruchu) náhodnú i permanentnú jednej funkčnej jednotky Mi. 10 29.8.2014

11. Spoľahlivosť RSPríklady –MČ v RS Zvýšenia spoľahlivosti meracieho člena metódou statickej redundantnosti s majoritným výberom „2 z 3“ Vierohodnosť výstupnej informácie z MČ i pri poruche jedného modulu S/MČ. Dohliadací člen DČ, ďalšia funkcia prostriedkov spracovania informácií v IMČ, ak registruje väčší rozdiel veličín Yi, ako je dovolený a vyradí signál z modulu s poruchou z počítania priemernej hodnoty výstupného signálu. Často blok DČ ovláda aj logické stavové signály RI,0 podľa aktuálnej situácie. Aktuálny stav modulov - logické signály Ri,(1,2,3). Merací člen so statickou redundanciou X – procesná veličina, Yi – prirodzený/unifikovaný signál YI,0 – výstupný signál, RI,0 – log. signál stavu celého systému, RI,(1,2,3) – aktuálny stav prvkov Si/MČi , DČ – dohliadaci člen 11 29.8.2014

12. 12 29.8.2014

13. Spoľahlivosť RSNa záver • V moderných DCS - metóda redundancie prvkov iba cielene. Ako časté redundantne prvky: ovládacie panely, obrazovky a klávesnice a štandardnezbernicové prepojenia, menej časté procesné stanice a centrálne riadiace stanice (regulátory IPC, PLC, MR, KR)- dostatočne robustné. • Redundancia vo VP predstavuje účinný prostriedok, ktorý zvyšuje spoľahlivosť aj prvkov v strojnotechnickom vybavení výrobných procesov, počnúc od pevne inštalovaných rezervných čerpadiel a rezervných kompresorov, cez dvojité uzávery (akčné členy) až po viacnásobné napájanie pomocnou energiou. Vhodné si je uvedomiť, že aj cielené zásobovanie náhradnými dielmi tvorí tiež redundantné opatrenie. • Celková spoľahlivosť číslicových RS (MTTF až 30 rokov) závisí aj od spoľahlivosti programových prostriedkov (ISO 9003) 13 29.8.2014

14. Spoľahlivosť RS (SaP)Technická diagnostika • Technická diagnostika (TD) - metódy a prostriedky sledovania technického stavu objektov bezdemontážnymi a nedeštrukčnýmipostupmi na základe vyhodnocovania ich vonkajších prejavov. • Základné metódy TD - testy funkčnosti objektu, zriedkavejšie sledovania fyzikálnych prejavov, napr. sledovanie stavu opotrebovania ložísk zariadenia pomocou generovaného chvenia. • Prvoradou úlohou TD - zistiť poruchu a jej druh. Kvalitnejšie aj ju lokalizujú • Vnútorná (prevádzková) diagnostika realizuje diagnostické testy v krátkych časových intervaloch a bez technických a organizačných prestojov • Vonkajšia (servisná) diagnostika je charakterizovaná prídavným, prenosným diagnostickým zariadením 14 29.8.2014

15. Spoľahlivosť RS (pozri podpora Spoľ.)Technická diagnostika Typické úlohy diagnostiky v číslicových (embedded) systémoch v RS sú reprezentované úlohami (SaP): • Kontrola správnej činnosti číslicovej časti ES RS, tj. diagnostické hodiny alebo tzv. Watch Dog – WD, často aj s generovaním stavového signálu • Diagnostické testy pri inicializácii ES RS, číslicová časť: • testy internej a externej pamäti údajov RWM (napr. krížové zápisy, presluchy, ...), • testy pamäte programu EPROM, ROM (napr. kontrolný súčet), • Pripojené periférie, napr. MČ: • kontrola stavu meracích kanálov (skrat, prerušenie), • test AD prevodníka, • kontrola stavu ďalších dôležitých prvkov MČ. • Diagnostické testy počas činnosti ES RS - pravidelné intervaly, sú reprezentované niektorými z už uvedených testov, čiže vyhodnocujú aktuálny stav najmä pripojených periférií (meracie kanály, AD prevodník, atď.), špecifické požiadavky 15 29.8.2014

16. Spoľahlivosť RSTechnická diagnostika, WD Diagnostické hodiny (WD) Bloková schéma Watch Dog-u číslicového meracieho člena f1 –software, f2 – prac. frek. μC Činnosť obvodu WD 16 29.8.2014

17. SPĽAHLIVOSŤ→ položkaBEZPEČNOSŤsystému riadenia 17 29.8.2014

18. Súčasný stav AUT a bezpečnosť SR AUT – automatizačná technika SR – systém riadenia • Bezpečnosť-- vlastnosť technického systému neohrozovať ľudské zdravie, materiálne statky alebo životné prostredie pri plnení predpísanej funkcie • Rozľahlosť automatizovaných, ale aj automatizačných zariadení (RS + VP) → zvýšenie komplexnosti výrobných procesov pri zložitejších prevádzkových podmienkach • Verejný záujem o spôsob a bezpečnosť prevádzkovania takýchto systémov, napr. jadrová energetika, chemický a hutnícky priemysel,... • Odrazom tejto skutočnosti sú moderné automaticky riadené technológie s množstvom bezpečnostne-technických a ekologicky orientovaných úloh,tj. spôsobov projektovania RS + VP→ (SR), napr. (podľa dôležitosti): • vhodné IP krytie v AT, STN EN 60 529 • iskrová bezpečnosť, smernice EÚ→ATEX, 100 a 137 • funkčná integrovaná bezpečnosť SR →IEC/EN 61508 a IEC/EN 61511, slov. ekvivalenty STN EN 61508  (184020), STN EN 61511 (180303), • EMC → prepäťové ochrany AP, napr. EN 61643-11. (SaP) • iné 18 29.8.2014

19. Automatizované technológievprostrediach s nebezpečím výbuchuBezpečnosť a ochrana zdravia v automatizovaných prevádzkach →smernice EÚ - ATEX 19 29.8.2014

20. 3. Iskrovobezpečný RS ATEX 4.Bezpečný RS/RiS/SIL 1. Štandardný RS 2.Spoľahlivý RS, CHTRS PRS STN ISO 3511 – 1 až 4 20 29.8.2014

21. IPkrytie el. zariadení(International Protection) Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom Krytie - konštrukčné opatrenie, súčasť elektrotechnického predmetu, ochrana pred dotykom so živými a pohyblivými časťami EZ, poškodenie EZ vniknutím cudzích predmetov, prachu, vody a plynu, nová normaSTN EN 60 529 Stupne ochrany krytom (krytie IP-kód – IPXX.XX) Stupeň ochrany pred dotykom nebezpečných časti a pred vniknutím cudzích pevných telies – prvá číslica: IP 0x – nechránené, IP 1x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies o priemere 50mm a väčších a pred dotykom chrbtom ruky, IP 2x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies s priemerom 12,5 mm a väčších a pred dotykom prstom, IP 3x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies s priemerom 2,5 mm a väčších a pred dotykom nástrojom, IP 4x - zariadenie je chránené pred vniknutím pevných cudzích telies o priemere 1mm a väčších a pred dotykom drôtom, IP 5x - zariadenie je chránené pred prachom a pred dotykom drôtom, IP 6x - zariadenie je prachotesná a je chránené pred dotykom drôtom. 21 29.8.2014

22. IPkrytie el. zariadení Stupeň ochrany proti vniknutiu vody, druhá číslica: IP x0 – nechránené IP x1 - zvislo kvapkajúca (kondenzovaná) IP x2 - zvislo kvapkajúca (s odchýlkou od kolmice 15°)IP x3 - kropiaca (dážď) IP x4 - striekajúca IP x5 - vystrekujúca IP x6 - intenzívne vystrekujúca IP x7 - dočasné ponorenie(zaplavenie) IP x8 - trvalé ponorenie Stupeň ochrany pred dotykom nebezpečných častí udávaný prídavným písmenom (nepovinné): Prídavné písmeno Používa sa iba vtedy ak je skutočná ochrana vyššia ako je udávaná prvou číslicou alebo ak je prvá číslica X. A - chránené pred dotykom chrbtom ruky - sonda dotyku je guľa o priemere 50mm. B - chránené pred dotykom prstom - článkový skúšobný prst s priemerom 12mm a dĺžkou 80mm. C - chránené pred dotykom nástrojom - sonda dotyku s priemerom 2,5 mm a dĺžky 100mm. D - chránené pred dotykom drôtom - sonda dotyku s priemerom 1mm a dĺžky 100mm. Sonda kontaktu musí mať vždy primeranú vzdušnú vzdialenosť od nebezpečných častí. 22 29.8.2014

23. Automatizované technológievprostrediach s nebezpečím výbuchuBezpečnosť a ochrana zdravia v automatizovaných prevádzkach – smernice EÚ - ATEX, časťskriptá SaP! • EÚ - prostredie s nebezpečenstvom výbuchu - smernice ATEX, aplikované spolu s harmonizovanými normami platnými v danej oblasti • Hlavný cieľ smerníc ATEX - zabezpečiť voľný pohyb „ATEX“ výrobkov po území Európskej únie • Po vstupe SR do EÚ – ATEX do slovenskej legislatívy nv. SR č. 393/2006 s platnosťou od 1.7.2006 a zrušilo nv. č. 493/2002 Z. z. „O minimálnych požiadavkách na zaistenie bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci vo výbušnom prostredí“ • Skratka ATEX z francúzskych slov „ATmospheres EXplosive“ • ATEX → dve smernice: • - prvá smernica→bezpečnosť pracovníkov vo výrobnom procese (VP) → • ATEX 137-smernica 1999/92/ES) • - druhá smernica→bezpečnej prevádzky zariadení (ATEX 100 – smernica 94/9/ES) 23 29.8.2014

24. Automatizované technológievprostrediach s nebezpečím výbuchu(SaP) Priemyselné prevádzky – v chemických, potravinárskych, ale aj v prevádzkach automobilového priemyslu dochádza pri výrobe, transporte alebo skladovaní niektorých látok k úniku pár, plynov alebo zvírených prachov, ktoré v určitej koncentrácii so vzduchom tvoria výbušnú zmes. Výbušná atmosféra je definovaná v priestore, v ktorom sa vytvára zmes horľavých plynov, pár alebo prachu so vzduchom alebo iným okysličovadlom v takom zložení, že môže byť privedená k výbuchu zdrojom s dostatočnou energiou (iskra, teplý povrch). Nasadzovanie elektrických, tj. aj automatizačných prostriedkov do dvoch druhov prostredí (SR, ČR): bezpečných (BNV→ bez nebezpečia výbuchu) a nebezpečných (SNV →s nebezpečím výbuchu). Preto sú dôležitéinformácie o základných zásadách prevádzky automatizovaných technológií v prostrediach s nebezpečím výbuchu. 24 29.8.2014

25. Automatizované technológievprostrediach s nebezpečím výbuchuBezpečnosť a ochrana zdravia v automatizovaných prevádzkach – smernice EÚ ATEX Príklady prostredí s nebezpečím výbuchu vo výrobe: • pneumatická doprava prípadne korčeková doprava organických látok (múka, kakao, cukor, slad, uholný prach), • práškové lakovacie kabíny, kabíny s organickými rozpúšťadlami, • odsávacie a filtračné zariadenia, • skladovacie zariadenia sypkých hmôt (silá, zásobníky), • drevospracujúci priemysel,chemický a farmaceutický priemysel, • mlyny obilnín, organické farby, uhlie atď., • sušiarne, a ďalšie. 25 29.8.2014

26. ATEX 137– n.v. SR č. 393/2006 Zamestnávatelia v EÚ, cez Európske právo, tj. ATEX 137,musia podľa platnej legislatívy zabezpečiť rovnakú minimálnu úroveň bezpečnosti pre svojich pracovníkov pracujúcich v potenciálne výbušnom prostredí n.v. – nariadenie vlády

27. Klasifikácia priestorov VP do zón Ak sa môže vyskytovať výbušná atmosféra v priestore - treba ho považovať zapriestor s nebezpečím výbuchu Smernica ATEX 137 ukladá, že všetky produkty (zariadenia, technológia a RS) určené pre priestory klasifikované ako priestory s nebezpečím výbuchu musia spĺňať požiadavky smernice 94/9/EC, tj. ATEX 100. Táto smernica kategorizuje vybavenie zariadení podľa stupňa ochrany (ohrozenia) – tj. podľa typu zóny (klasifikácia priestorov, trikategórie).

28. ATEX 100 - 94/9/EC – MZV SR č. 230/2003 Z.z. • Požiadavky, ktoré musí zabezpečiť výrobca/projektant zariadenia (do Ex prostr.) podľa ATEX 100: • stanoviť vzhľadom k plánovanému použitiu skupinu a kategóriu zariadenia, • bane - skupina zariadení I, priemysel skupina zariadení II: trikategórie • splniť technické požiadavky sťahujúce sa na daný výrobok, napr. pre IS alebo pevný uzáver, druh, metodika ochrany!!! • odpovedajúcim spôsobom preukázať zhodu výrobku („ES“ prehlásenie o zhode daného výrobku s platnými zákonnými požiadavkami v EU, tj.spĺňa technické predpisy a harmonizované normy platné v SR resp. v celej Európskej únii) • správne označiť zariadenie !!!! • dodať so zariadením odpovedajúcu dokumentáciu.

29. Označovanie zariadení podľa smerníc ATEX gas, dust PTB - Physikalisch-Technische Bundesanstalt – Deutschland, http://www.ptb.de/index_en.html CESI - Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano, http://www.cesi.it/ KEMA - Testing and certification, Arnhem, Netherlands, http://www.kema.com/

30. Označovanie zariadení podľa smerníc ATEX Notifikovaný orgán v ČR, v SR nie je NO na túto oblasť VVUÚ, Ostrava-Radvanice, Pikartská 1337/7, vvuu@vvuu.cz VVUÚ, a.s., poskytuje služby jako notifikovaná osoba č. 1019, tj. posuzování shody s evropskými směrnicemi (nařízeními vlády) s vydáním ES certifikátů. VVUÚ, a.s., je notifikovanou osobou pro strojní směrnici, směrnici pro osobní ochranné prostředky a směrnici pro výbušniny pro civilní použití. DOKUMENTACE O OCHRANĚ PŘED VÝBUCHEM (DOPV) Právní dokument ČR je nařízení vlády ČR č. 406/2004 Sb. o bližších požadavcích na zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v prostředí s nebezpečím výbuchu, s účinností od 1. září 2004, které vychází ze Směrnice Evropského parlamentu a Rady 1999/92/ES (ATEX 137) o minimálních požadavcích na zlepšení bezpečnosti a ochrany zdraví zaměstnanců vystavených prostředí s nebezpečím výbuchu. V souladu s požadavky uvedených právních předpisů se provádí analýza rizik, t.j. hodnocení úrovně protivýbuchové bezpečnosti jak komplexů výrobních technologií, tak i jednotlivých provozů či linek, hodnocení nevýrobních prostorů, posuzuje se bezpečnost činností, prováděných v prostorech s nebezpečím výbuchu. Výstupem uvedených hodnocení a posuzování je zmíněným nařízením vlády požadovaný písemný doklad - Dokumentace o ochraně před výbuchem (DOPV) dle NV 406/2004 Sb.  ODBORNÉ A ZNALECKÉ POSUDKY Odborné a znalecké posudky hodnotí konkrétní bezpečnostní problémy zpravidla s požadavkem rychlého vyhodnocení. Jsou zpracovávány jak pro oblast prevence, tak experty a soudními znalci v případech mimořádných událostí.  PROTOKOLY O URČENÍ VNĚJŠÍCH VLIVŮ Protokoly o určení vnějších vlivů obsahují vyhodnocení vnějších vlivů, nebezpečí hodnoceného prostoru z hlediska elektrického úrazu a vyhodnocení rozsahu a typu prostorů s nebezpečím výbuchu, čímž představují jeden z výchozích podkladů pro vypracování analýzy stavu protivýbuchové prevence dle NV č. 406/2004 Sb. /

31. Označovanie zariadení podľa smerníc ATEX Iskrová bezpečnosťIskrová bezpečnosť(skrátene IS - Intrinsic Safety – vlastná, vnútorná bezpečnosť) sa často používaná pre svoju vysokú účinnosť, jednoduchosť a pomerne nízku cenu. Založená je na princípe obmedzenia elektrickej energie (do 1W) v obvodoch nachádzajúcich sa v nebezpečnom prostredí, takže prípadné iskry alebo horúce povrchy, ktoré by sa mohli vyskytnúť v dôsledku normálnej prevádzky alebo poruchy, sú príliš energeticky slabé,na to abyspôsobili vznietenie. Použiteľný užitočný výkon v týchto systémoch býva dostatočný pre spoľahlivú činnosť väčšiny moderných prístrojov a zariadení najmä v oblasti procesného merania. Táto technika sa však nedá použiť pre výkonové zariadenia, napr. pre mnohé akčné členy.SaP

32. Označovanie zariadení podľa smerníc ATEX gas, dust PTB - Physikalisch-Technische Bundesanstalt – Deutschland, http://www.ptb.de/index_en.html CESI - Centro Elettrotecnico Sperimentale Italiano, http://www.cesi.it/ KEMA - Testing and certification, Arnhem, Netherlands, http://www.kema.com/

33. Príklad GSM mobilný telefón Ex-Handy 04 • Spojením najnovších telekomunikačných a I.S. technológií poskytuje tento mobilný telefón permanentné spojenie a dátovú komunikáciu, čím sa stáva nepostrádateľným pre bezpečnú a efektívnu prácu v nebezpečných priestoroch. • siete GSM 900/1800/1900 • prevádzková teplota 0 až 40°C • rozmery 129x47x31mm • hmotnosť 140g Certifikácia:II 2G EEx ib IIC T4EC-Certificate of Conformity:ZELM 02 ATEX 0107 Snímače a prevodníky - IPS 33 29.8.2014

34. Označovanie zariadení podľa smerníc ATEX • Príklady označovania zariadení pre Ex prostredie (SNV) • II 2G EEx ib IIC T4 ZELM 02 ATEX 0107, mobil • II 1G EEx ia IIC T6 ATEX, vibračný snímač hladiny – limitný • II 1/2G EEx ia IIC T6 ATEX, radarový snímač hladiny • II 2G EEx d[ia] IIC T6 ATEX, prevodníktlaku s pevným uzáverom

35. Ochranné techniky v prostrediach SNV (SaP) • Primárna ochrana zahrňuje: skriptá SaP • obmedzenie prípadných (možných) explózií na priestory tlakovo odolné, • ochranu proti vzniku výbušných atmosfér,napr. odvetrávanie, • ochranu proti uvoľneniu väčšieho množstva horľavých produktov, napr. RS. • Sekundárna ochrana – metódy používané v prostredí s nebezpečím výbuchu podľa normy CENELEC EN 50 014, tj. Explosion proof – Ex (nevýbušné prevedenie), podrobnejšieskriptá SaP. • Skupina A. Princíp spočíva v zabránení prístupu výbušnej zmesi k častiam, ktoré by ju mohli aktivovať, príklad→Pretlakový uzáver,vhodný pre zóny 1,2. • Skupina B.Ochrana nebráni prístupu výbušnej zmesi k častiam, ktoré by ju mohli zapáliť, ale znemožňuje rozšírenie prípadného výbuchu do okolia, príklad→Tlakový uzáver, vhodný pre zóny 1,2. „d“ • Skupina C.Zariadenie je konštruované tak, aby nemohlo dôjsť k elektrickým výbojom a teplým povrchom schopným zapáliť výbušnú zmes, • príklad→Iskrová bezpečnosť (skratka “i“)

36. Technika IS v riadiacich systémoch Výhody ISvhodnosť pre všetky zóny nebezpečných prostredí, neznižovanie stupňa ochrany pri poruche zariadenia, zníženie nákladov na inštaláciu, údržbu a opravu, a tiež to, že kalibráciu zariadenia je možné uskutočniť bez prerušenia prevádzky (pod napätím), dve podmienky:obmedzený príkon do 1 W, zariadenia podľa ATEX 100 (označenie podľa ATEX 100) Bloková schéma štruktúry zapojenia prvkov riadiaceho systému s technológiou v nebezpečnom prostredí. Tx - snímač teploty, I/P - systémový prevodník (4 až 20)mA/(20 až 100) kPa, displej. 36 29.8.2014

37. Smernice EÚ - ATEX • Literatúra • Odborné periodiká • AT&P Journal, Bratislava [SK], http://www.atpjournal.sk • ATOMA, Praha [CZ], http://www.automa.cz • Automatizace, Praha [CZ], http://www.automatizace.cz/ • Automatisierungspraxis, München [D] • Automatizace, Praha [CZ] • Regelungstechnische Praxis, München [D] • Iná lit. • Šturcel, J.: Snímače a prevodníky. STU Bratislava, 2002, ISBN 80-227-1712-6 • Šturcel, J.: Prvky riadiacich systémov, časť Meranie neelektrických veličín. STU Bratislava 2004, ISBN 80-227-2120-4, (apríl 2005 - priložené CD, rozširujúce materiály) • Katalógy firiem Emerson, Endress+Hauser, Honeywell, Foxboro, Siemens

38. Súčasný stav AUTtomatizácie a bezpečnosť SR (systému riadenia)SR -systém riadenia(RS + RiS) 38 29.8.2014

39. 3. Iskrovobezpečný RS ATEX 4.Bezpečný RS/RiS/SIL 1. Štandardný RS 2.Spoľahlivý RS, CHTRS PRS STN ISO 3511 – 1 až 4 39 29.8.2014

40. SPĽAHLIVOSŤ- BEZPEČNOSŤ (moderné projektovanie AUT) • Bezpečnosť RS a (RiS) (VP, technológia, výrobný proces) • Bezpečnostné systémy strojov, výrobných zariadení a automatizovaných technológií – tri skupiny: • bezpečnostné prvky systémov:bezpečnostné snímače, spínače, relé a pohony, atď.,I. • http://www.automatizace.cz/article.php?a=1878 • http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_document=27127 • bezpečnostný systém (software, hardware)úplne oddelený a nezávislý od riadiaceho systému (súčasné realizácie pre stredné a rozľahlé DCS), II. • http://www.automatizace.cz/article.php?a=1878 • http://www.odbornecasopisy.cz/res/pdf/41365.pdf • http://www.odbornecasopisy.cz/res/pdf/42963.pdf • bezpečnosť TZ (EZ, RS, VP)moderný prístup –neexistencia neprípustných rizíkohrozenia zdravia, vzniku škody a poškodenia životného prostredia. Pohotovosť (bezporuchovosť a opraviteľnosť) a bezpečnosť TZ úzko súvisia!!! • bezpečnostná funkcia – hodnotenie rizík a miera prijateľných rizík implikuje stanovenie úrovne integrity bezpečnosti (Safety Integrity Level SIL 1- 4), III. • http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_document=28701; http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_document=32197 40 29.8.2014

41. Kritický systém • Kritický systém je taký systém, ktorý v prípade vlastnej poruchy alebo poruchy riadenia môže spôsobiť aspoň jedno z nasledovného: - úmrtie, zranenie alebo onemocnenie osôb, - vážne škody na životnom prostredí, - významné straty alebo škody na majetku, - nesplnenie dôležitého poslania, - závažné hospodárske škody. • Na kritický systém sú kladené požiadavky na bezpečnosť

42. Bezpečnosť, hlavné myšlienky Bezpečnosť (Safety, nie Security) je atribút systému, ktorý vyjadruje mieru, do akej sa môže používateľ spoľahnúť, že systém funguje tak, ako fungovať má, že je v daných podmienkach a v danom časom úseku použiteľný a že je bezpečný. /STN EN 61508/ Bezpečný systém nemá nepriateľné úrovne rizika: úmrtia alebo zranenia osôb, poškodenia majetku alebo životného prostredia. Bezpečný systém realizuje bezpečnostné funkcie – funkcie systému na redukciu rizík na prijateľnú úroveň (software a hardware), tj. riadiacim funkciám pribúdajú do systému bezpečnostné funkcie !!!

43. Bezpečnosť Systémov riadenia (SR) (E/E/PES, VP) Základné normy pre funkčnú bezpečnosť: • STN EN 61508Funkčná bezpečnosť elektrických/elektronických/ programovateľných elektronických bezpečnostných systémov (Functional safety of electrical/electronic/ programmable electronic systems), všeobecná norma funkčnej bezpečnosti, ktorá sa opiera o dve základné koncepcie - životný cyklus bezpečnosti a úroveň integrity bezpečnosti (SIL). • Na základe tejto kmeňovej normy vznikla norma STN EN 61511Funkčná bezpečnosť. Bezpečnostné prístrojové systémy pre oblasť priemyselných procesov.(Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector). Implementácia životného cyklu bezpečnosti procesných riadiacich systémov, kde technologické veličiny majú prevažne spojitý charakter a aj riadenie je spojitého charakteru (nie logické riadenie). • Pre bezpečnostné zariadenia založené na neelektrických princípoch je určená norma STN EN ISO 13849-1Bezpečnosť strojov. Bezpečnostné časti riadiacich systémov, všeobecné zásady pre konštrukciu. • STN EN 62061Bezpečnosť strojov – Funkčná bezpečnosť elektrických, elektronických a programovateľných elektronických bezpečnostných systémov. Výpočet SIL systému.

44. Riziká

47. Firma TÜV SÜD Czech poskytuje podporu při přípravě posuzování komponentů nebo celých systému podle EN (IEC) 61508 a 61511, provádí inspekce a následnou certifikaci. Certifikace podle standardu funkční bezpečnosti je jedním ze stále častěji se objevujících požadavků směřující na dodavatele technologií, ať již se jedná o elektrárnu, zpracovatelský průmysl nebo divadlo. Normou IEC 61508 je poprvé požadováno kvantitativní doložení zbytkového rizika u kompletního zabezpečovacího zařízení, sestávajícího ze snímače, řídícího zařízení a akčního členu. Kromě vlastní certifikace TÜV SÜD Czech zajišťuje odborné semináře s tímto zaměřením, stejně jako posuzování shody výrobků a služby v oblasti technických inspekcí a systémů managementu,kde se prolínají požadavky ISO 9001 a EN 61508. 47 29.8.2014

48. Príklad použitia normy STN EN 61508článok Prssil2

49. Definícia problému Riadenie reaktoru na výrobu chemickej látky, v súlade s terminológiou normy ide o systém s prerušovanou prevádzkou (on-demand systems) Riadiaca slučka tlaku udržuje predpísaný tlak v reaktore Nebezpečie – zlyhanie regulácie tlaku a výbuch reaktora Riešenie 1 – bezpečnostná membrána sa pod vysokým tlakom pretrhne a vypustí obsah reaktora do ovzdušia Problém – znečistenie ovzdušia a strata väčšiny látky Riešenie 2– poistný ventil ústiaci do zbernej nádrže zabráni úniku do ovzdušia a strate látky (bezpečnostná funkcia!!!)

50. Analýza navrhnutého systému • Je potrebné analyzovať početnosti nebezpečných chýb ako aj intervaly overenia (kontroly) jednotlivých prvkov systému a v súvislosti so zapojením prvkov určiť PFDavgi pre jednotlivé prvky (SIL) • Prevodník tlaku - s certifikátom SIL2 • Oddeľovač napájania MTL4041B-SR - certifikát na použitiev obvodoch podľa SIL 2 • Komparátory MTL4403 – kvalifikovaný odhad, splňuje požiadavky kategórie SIL 1 • Systém ovládania poistného ventilu –počet zopnutí (výrobca) 1 · 105 až 1 · 107. Minimálne jeden výrobca dodáva iskrovo bezpečný ovládací ventil certifikovaný treťou stranou v kategórii SIL 4