Güvenlik ürünlerinin çıkışlarının seri bağlanarak tek bir güvenlik girişine bağlanması sonucu oluşan önemli bir güvenlik açığı…
Arıza maskeleme elektromekanik anahtarların birbirine seri bağlanması sonucunda ortaya çıkabilir. Seri bağlama yaygın bir uygulamadır. Bununla birlikte, bir makine koruması güvenlik devresinde, özellikle yüksek riskli uygulamalarda çalışırken, seri bağlamanın sınırlamalarını ve potansiyel sonuçlarını tanımlamak önemlidir.
Seri bağlama bir devredeki çoklu anahtarların bir seri bağlantısı olarak tanımlanır. Seri olarak NC kontakları kablolama ve paralel olarak NO kontakları ile gerçekleştirilir. Genellikle tek kanallı tasarımlarda kullanılan seri bağlama, sınırlamalarını ve potansiyel sonuçlarını tam olarak anlamaksızın ve daha yüksek riskli güvenlik uygulamalarında genellikle hatalı olarak uygulanır. Elektrik güvenlik ürünlerinin seri bağlanması tasarımcı için özellikle daha yüksek riskli makinelerde istenen güvenlik kontrol kategorisini elde etmek için fazla güvenlik rölesi veya programlanabilir denetleyiciler için fazla güvenlik I/O’su kullanmaktansa cazip bir düşük maliyetli alternatiftir. Güvenlik fonksiyonunu kaybetmesine neden olabilecek çeşitli arıza koşullarına (örneğin bir kontak kaynağı veya nem nedeniyle bir kilitleme anahtarında normalde kapalı bir kontağın kanallarından birinde kısa devre olması nedeniyle) karşı seri bağlanmış güvenlik ürünleri ile emniyet sistemini tasarlarken çok dikkatli olunmalıdır.
Hata Maskeleme Örnekleri
Örnek olarak, aşağıdaki diyagramlar tek bir güvenlik denetleyicisi kullanan çoklu güvenlik ürünlü bir emniyet devresi için tipik seri bağlama çözümünü göstermektedir.
Bu sistem için tipik bir işletim sırası şöyle olabilir:
1. Koruma kapısı #1 açılır – güvenlik kontrolörü çıkışları açık ve makine durur.
2. Koruyucu kapı #2 açılır – güvenlik kontrol cihazı çıkışları açık kalır ve makine duruşta kalır.
3. Koruyucu kapı #2 kapanır – güvenlik kontrolörü çıkışları açık kalır ve makine duruşta kalır.
4. Koruyucu kapı #1 kapanır – emniyet denetleyicisi çıkışları kapanır ve makine yeniden başlatılabilir.
Aşağıdaki şema aynı durumu gösterir… ancak kapı #4’ün NC kontağı kısa devre yapar. Bu durumda, bazı güvenlik kontrolörleri arızayı algılayamayabilir ancak emniyet fonksiyonu kaybolmaz. Bu, bu durumda mümkün olan aşağıdaki tipik işletim sırası ile gösterilmektedir:
Koruyucu kapı #4’ün açılması, emniyet denetleyicisi çıkışlarının açılmasına ve makinenin durmasına neden olur. Ancak “kısa devre” tespiti değil, sadece bir kanalda bir farklı durum değişikliği meydana geldiği için olur.
- 2. Bazı emniyet denetleyicileri sıfırlamayı gerektiren arıza durumuna gideceklerdir.
3. Kullanılan emniyet kontrol cihazının özelliklerine bağlı olarak, emniyet kontrol cihazına “cycling” güç verme ve koruyucu kapı #4’ü kapatma gerekebilir. Emniyet denetleyicisi ayrıca #4 nolu kapıyı kapatarak ve başka bir kapı açıp kapatarak da sıfırlanabilir. Bu sıfırlama, istemeden yapılır, bu durumda hata tespit edilmez.
4. Sıfırlandığında güvenlik denetleyicisi çıkışları kapanacak ve makine yeniden başlatılacaktır.
5. Koruyucu kapı # 4’ün tekrar açılması, makineyi durduracaktır. Bu nedenle arıza tespit edilmemesine rağmen güvenlik fonksiyonu halen mevcuttur.
Örneğin ikinci bir arıza ortaya çıkarsa, örneğin, aşağıda gösterildiği gibi, her bir kanalda kısa devre ile koruma kapısı #4’ü açarken güvenlik fonksiyonu kaybolur.
Bu arızanın oluşumu “Arıza Maskelemesi” olarak adlandırılır.
İlgili Standartlar
Kontrol Kategorisi 3 için ISO 13849-1 Madde 6.2.6, SRP / CS’yi (Kontrol Sisteminin Güvenlikle İlgili Parçalarını) tanımlar ve bu parçalardan herhangi birindeki bir arıza, emniyet fonksiyonunu kaybetmeyecek şekilde tasarlanacaktır. ISO 13849-1’de ki bir diğer önemli not da SRP/CS’nin Tanılama Kapsamı (DCavg) öğesi, Madde 4.5.3’teki tablo 6’ya göre en az yüzde 60’a karşılık gelen en az “düşük” olacaktır. Bu, arızaların yüzde 60’ının algılanacağı anlamına gelir.
ISO 14119, koruma prensipleri ve korumalarla bağlantılı güvenlik cihazlarının seçimi ile uğraşan standarttır. Madde 8.6’da, standart kapı güvenlik aygıtlarının mantıksal seri bağlantısı ve hata maskelemesi ve Diyagnostik Kapsaması (DCavg) değeri üzerindeki etkisi hakkında konuşmaktadır. Bunu açıklığa kavuşturmak için standart, arıza maskelemesine ve teşhis kapsamına neden olan bir teknik rapor olan ISO / TR24119’a atıfta bulunmaktadır.
ISO / TR 24119, kuru kontaklı ve olası DC değerli koruma kilitleme aygıtlarının seri bağlantısında hata maskelemesinin değerlendirilmesiyle ilgili daha ayrıntılı bilgiye gider. Kuru kontaklı koruma kapı anahtarlarının seri bağlantısı varsa ve sıkça kullanılan bir veya daha fazla koruma kapısı (saatte birden fazla kullanımı olduğunda) Diyagnostik Kapsaması’nın hiç olmadığı kabul edilir. Böylece, elde edilebilir maksimum PL (performans seviyesi), ISO13849-1 tablo 6’ya göre PLc’dir.
Maksimum erişilebilir DC’nin belirlenmesi için basitleştirilmiş bir yöntem, bölüm 6 ve 6.2’de bulunur. Tablo 1, DC kapsamı ve seri bağlantılar kullanıldığında kısıtlama için yol gösterir. Bölüm 6.3 ve tablo 2, Arıza Maskeleme olasılığı konusunda rehberlik etmektedir. Arıza maskeleme olasılığı, dikkate alınması gereken çeşitli parametrelere bağlıdır; bunlara aşağıdakiler dahildir:
• Seri bağlı cihazların sayısı
• Her bir kapının kullanılma sıklığı
• Kapılar arasındaki mesafe
• Kapıların erişilebilirliği
• Operatör sayısı
a) Sıklık saat başına birden fazla ise.
- b) Ayrı kapıları açabilecek operatörlerin sayısı bir kişiyi aşarsa, sıklıkla kullanılan hareketli kapıların sayısı bir arttırılacaktır.
c) Aşağıdaki hareket koşullarından biri karşılanırsa, ilave kapıların sayısı birer azaltılabilir:
– Kapılar arasındaki minimum mesafe 5 metreden fazla olduğunda.
– İlave kapıların hiçbiri doğrudan erişilebilir olmadığında.
d) Herhangi bir durumda, bir arıza maskelemesi meydana geleceği öngörülebilirse (birden fazla kapı normal çalışma veya servisin esnasında aynı anda açılır), DC yok ile sınırlıdır.
Basitleştirilmiş yöntem, normal yöntemle karşılaştırıldığında daha kolay uygulanır ve kullanılır.
Şimdi, bu, arıza maskeleme konusunun üstesinden gelmenin yolları için çözümler aranmaktadır. Bölüm 7, aşağıdakileri içeren kuru kontakları olan kapı güvenlik aygıtlarının kullanıldığı durumlarda arıza maskelemesinin önlenmesine ilişkin rehberlik eder:
- Bir güvenlik ağı üzerindeki emniyet cihazlarını bağlamak, AS-Interface (AS-i) gibi akıllı ağ teknolojilerinin kullanılması
• Teşhis kapsamasını (DC) kaybetmeden seri bağlanabilen ve ISO13849-1’e göre PLe’ye kadar en yüksek performans seviyesine erişebilen RFID teknolojisine sahip kendi kendini teşhis özelliğine sahip akıllı anahtarların kullanılması.
• Ayrı izleme cihazına kablo ile bağlanan fazladan kontakların diyagnostik amaçlı kullanılması
• Anahtarların kuru kontaklarının ayrı ayrı bir emniyet giriş modülüne bağlanabileceği veya programlanabilir emniyet kontrol cihazlarına tek tek bağlanabilmesi için çoklu girişli emniyet röleleri kullanın.Hata Maskelemeyi Engelleme YollarıEndüstriyel olarak ISO 14119 gereksinimlerine uyacak birçok çözüm bulunmaktadır.Mikroişlemcili SRB-E serisi emniyet denetleyicilerinin (emniyet rölesi) kullanılması, ISO 13849-1’e göre PLe’ye kadar en üst düzeyde performans seviyesi sağlar. Çok girişli güvenlik rölesi olan SRB-E 204ST, “yüksek” DC kapsamı sağlayarak 4 kuru kontak anahtarına kadar sürebilir. Ayrıca, SRB-E serisi, birkaç SRB-E-204PE giriş modülünü basamaklamanıza ve modül başına dört çift kanallı güvenlik anahtarına kablolamaya olanak tanır. Ayrıca, sorun giderme işlemlerini kolaylaştıran mikroişlemci tabanlı teknolojisi sayesinde daha büyük sorun çözme olanağı sağlar.
Mikroişlemci tabanlı elektronik anahtarlar, seri “Yüksek” Diyagnostik Kapsama ile bağlanmayı ve PLe’ye kadar ulaşmayı sağlar. AZM, MZM, RSS, CSS kilitlemeli veya kilitlemeyen kontaksız cihazlara sahip çeşitli modeller, RFID kodlaması veya bir Schmersal tarafından geliştirilmiş puls yankı frekansı teknolojisi ile kodlanmıştır. Kendiliğinden izlenen çıkışlar, gerilim, toprak ve çapraz kısa devre şıklarını izleyen iki OSSD tipi çıkış sağlar. Herhangi bir sayıda standart teşhis cihazı, maksimum kablo uzunluğu 200 metre dahilinde seri olarak bağlanabilir veya RFID ve Puls yankı teknolojili cihazların 31 adete kadar seri bağlanabilir – güvenlik kategorisi veya performans seviyesi kaybı olmadan.
AS-interface gibi bir güvenlik ağı da harika bir çözümdür. SCHMERSAL Safety Solutions AS Arabirimi İşyerinde Güvenliğini (ASI SAW) kullanır, AS Uluslararası’nın açık standardını temel alan bir emniyetli ağ sistemidir. Geniş güvenlik sistemini hızlı, verimli ve maliyet etkin bir şekilde entegre etmek için basit ve esnek bir çözümdür. AS Arabirimi, entegratörlerin birden fazla tedarikçinin bileşenleri ile özel güvenlik çözümleri gerçekleştirmesine izin veren açık bir sistemdir. SCHMERSAL, entegre AS Arabirimi ile uyumlu çeşitli emniyet cihazları yelpazesi sunmaktadır. İçerisinde kilitlenmiş kilitler, solenoid kilitler, emniyet sensörleri, E-Stop düğmesi, kontrol panelleri, acil halatlı emniyet anahtarı, limit anahtarları ve emniyet ayak pedalı anahtarları bulunur.ISO14119 son kullanıcıların ve makine üreticilerinin (OEM’ler) emniyet ürünleri entegre edilen kapıları kullanırken daha esnek, gelişmiş teknolojileri anlama ve kullanma konusunda yardımcı olmak için mükemmel bir araçtır. ISO / TR24119 teknik raporu aracılığıyla rehberlik sağlayarak kuru kontak anahtarlarını seri bağlarken hata maskeleme probleminde tasarımcılara yardımcı olur. ISO14119’da önceki standart EN1088 tarafından tanımlanmayan, kilitleme işlevi, kilitleme fonksiyonundan ayrı bir emniyet fonksiyonu, güvenlik sensörleri için yeni gereklilikler ve özellikle de sabotaj direnci koruması ele alınması gibi birkaç başka yönü de vardır.
Schmersal, ISO14119 gerekliliklerini karşılamak ve bu endüstri standardını anlamak için son kullanıcılara, makine üreticilerine ve sistem entegratörlerine yardımcı olan TÜV Rheinland sertifikalı FS Mühendislerine sahiptir. Schmersal, makine güvenliği gereksinimlerini karşılamak için gerekli güvenlik kilitleri ve diğer güvenlik donanımı ile yardımcı olabilir. (İrtibat:info-tr@schmersal.com)
Yazar: Barış Yücel
Doğu Avrupa İş Geliştirme Müdürü
Web Tasarım 