Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7386:2011 về An toàn máy – Định vị che chắn bảo vệ đối với tốc độ tiếp cận cơ thể người

• Số hiệu: TCVN7386:2011
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2011

Ký hiệu	Thuật ngữ	Đơn vị
T	Đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống	s
S	Khoảng cách tối thiểu	mm
C	Khoảng cách xâm nhập	mm
t1	Thời gian phản ứng của thiết bị bảo vệ	s
t2	Thời gian dừng của máy	s
t3	Thời gian mở để mở bộ phận che chắn	s
K	Thông số tốc độ tiếp cận	mm/s
d	Khả năng phát hiện của cảm biến	mm
H	Chiều cao vùng phát hiện phía trên mặt phẳng chuẩn	mm
h	Chiều cao của bậc	mm
X	Khoảng cách giữa mặt mút của vùng phát hiện và vùng nguy hiểm	mm
SRO	Khoảng cách tối thiểu khi vươn qua phía trên	mm
SRT	Khoảng cách tối thiểu khi vươn qua	mm
CRO	Khoảng cách xâm nhập vào vùng nguy hiểm khi vươn qua phía trên	mm
CRT	Khoảng cách xâm nhập vào vùng nguy hiểm khi vươn qua	mm
a	Chiều cao vùng nguy hiểm	mm
b	Chiều cao che chắn bảo vệ (ví dụ, ESPE, kết cấu bảo vệ)	mm
S*	Khoảng cách được bao phủ thực tế	mm
I1; l2; l3	Khoảng cách ngắn nhất vòng qua các vật cản	mm
S1 S2 S3	Khoảng cách của l1, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang Khoảng cách của l2, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang Khoảng cách của l3, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang	mm
e	Kích thước khe hở	mm
v	Tốc độ của chuyển động mở bộ phận che chắn khóa liên động dẫn động bằng cơ khí	mm/s

3.2.2. Thuật ngữ viết tắt

AOPD Cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử (Active opto-electronic protective device).

AOPDDR Cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử phản ứng với bức xạ khuyếch tán (ví dụ bộ quét laser) (Active opto-electronic protective device responsive to diffuse reflection).

VBPD Thiết bị bảo vệ dựa trên cơ sở nhìn (Vision-based protective device).

ESPD Thiết bị bảo vệ nhạy về điện (Electro-sensitive protective equipment).

4. Phương pháp luận

Hình 1 giới thiệu sơ đồ phương pháp luận xác định sự định vị đúng của các cơ cấu cảm biến hoặc khởi động các che chắn bảo vệ phù hợp với tiêu chuẩn này như sau:

a) Nhận biết các mối nguy hiểm và đánh giá các rủi ro (như đã quy định trong TCVN 7383-1 (ISO 12100-1) và TCVN 7301-1 (ISO 14121-1);

b) Nếu có một tiêu chuẩn loại C dùng cho máy thì lựa chọn một trong các kiểu bộ phận che chắn quy định từ tiêu chuẩn riêng của máy và sau đó sử dụng khoảng cách được quy định bởi tiêu chuẩn này;

...

...

...

c) Nếu không có tiêu chuẩn loại C, sử dụng các công thức trong tiêu chuẩn này để tính toán khoảng cách tối thiểu cho che chắn bảo vệ được lựa chọn;

CHÚ THÍCH 2: Để lựa chọn kiểu bộ phận che chắn thích hợp, xem Điều 5 của TCVN 7383-2:2004 (ISO 12100-2:2003) và IEC/TS 62046;

d) Nếu không thể né tránh (đi vòng qua) vùng phát hiện, phải thực hiện tính toán bổ sung bằng cách sử dụng công thức trong 6.5;

e) Khi sử dụng sự kết hợp của các che chắn bảo vệ, phải thực hiện tính toán khoảng cách tối thiểu có tính đến mỗi che chắn bảo vệ và né tránh vùng phát hiện có thể;

f) Tính toán các khoảng cách tối thiểu đối với mỗi khả năng vươn tới vùng nguy hiểm. Sau đó, lựa chọn sự bảo vệ tốt nhất của các khoảng cách tối thiểu;

g) Nếu có thể, hợp nhất các khoảng cách trong thiết kế máy, mặt khác, xem bước i);

h) Kiểm tra để bảo đảm rằng việc lắp đặt các che chắn bảo vệ không cho phép sự tiếp cận mà không phát hiện được. Nếu có thể xảy ra sự tiếp cận không được phát hiện thì thiết kế lại [bước i)], nếu không thì tới bước j);

i) Có thể cải tiến các thông số hoặc sử dụng các che chắn bảo vệ khác được hay không? Nếu không thể thực hiện được thì phải sử dụng các che chắn bảo vệ bổ sung;

j) Kiểm tra xem vị trí được xác định có cho phép người ở lại giữa che chắn bảo vệ và vùng nguy hiểm mà không bị phát hiện hay không. Trong trường hợp này sẽ cần phải có các biện pháp bổ sung tùy thuộc vào sự đánh giá rủi ro bổ sung.

...

...

...

Hình 1 - Sơ đồ phương pháp luận

5. Công thức chung để tính toán đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống và khoảng cách tối thiểu

5.1. Đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống

Đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống gồm ít nhất là hai pha. Hai pha được kết nối với nhau bởi công thức:

T = t₁ + t₂                                                 (1)

trong đó:

T là đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống;

t₁ là thời gian dài nhất từ lúc xảy ra sự khởi động của che chắn bảo vệ tới khi tín hiệu đầu ra đạt được trạng thái TẮT (OFF);

...

...

...

t₁ và t₂ chịu ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau, ví dụ, nhiệt độ, thời gian chuyển mạch của các van, sự lão hóa của các bộ phận.

t₁ và t₂ được minh họa trên Hình 2, t₁ và t₂ là các chức năng của che chắn bảo vệ và của máy và được xác định bởi thiết kế và được đánh giá bằng các phép đo. Việc đánh giá hai giá trị này phải bao gồm độ không ổn định của các phép đo, các tính toán và/hoặc kết cấu.

^a Thời điểm khởi động che chắn bảo vệ.

^b Thời điểm che chắn bảo vệ hoạt động (tín hiệu TẮT (OFF) được đưa ra).

^c Thời điểm kết thúc chức năng gây nguy hiểm của máy (điều kiện an toàn).

Hình 2 - Mối quan hệ giữa t₁ và t₂

Đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống, T, là một đặc trưng chủ yếu cho định vị thiết bị bảo vệ. Bất cứ sai lệch nào của thời gian dừng của máy, t₂, phải được tính đến trong quá trình đánh giá T (xem Phụ lục D). Khi thời gian dừng có thể suy giảm đi trong thời gian tuổi thọ của máy, nếu có các biện pháp về kỹ thuật hoặc tổ chức để bảo đảm đặc tính dừng đúng của toàn bộ hệ thống.

Các biện pháp này có thể là, ví dụ:

...

...

...

- các kiểm tra, tính chất và tần suất của các kiểm tra này nên được quy định trong sách hướng dẫn cho người sử dụng.

CHÚ THÍCH: Có thể có các phương tiện bổ sung để tính đến, ví dụ:

a) tính toàn vẹn của chức năng bảo vệ (an toàn trong trường hợp có lỗi) (xem TCVN 7384-1 (ISO 13849-1), TCVN 7384-2 (ISO 13849-2) và IEC 62061);

b) giám sát đặc tính dừng (xem ví dụ IEC/TS 62046);

c) các trường hợp khi đặc tính dừng không thích hợp ngăn cản việc áp dụng tiêu chuẩn này, ví dụ:

1) không thể dừng máy trong một chu kỳ, hoặc

2) không thể dự tính trước được đặc tính dừng.

Các phép đo đặc tính dừng của một hệ thống yêu cầu phải có sự xem xét cẩn thận để thu được độ chính xác và các giá trị có liên quan. Phụ lục D đưa ra hướng dẫn về các bước cần phải có để bảo đảm các kết quả thích hợp.

5.2. Khoảng cách tối thiểu

...

...

...

S = (K x T) + C                                      (2)

trong đó:

S là khoảng cách tối thiểu, tính bằng milimét (mm);

K là một tham số, tính bằng milimét trên giây (mm/s), được rút ra từ dữ liệu về các tốc độ tiếp cận của cơ thể hoặc của các bộ phận cơ thể người;

T là đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống, tính bằng giây (s) (xem 3.1.2 và 5.1);

C là khoảng cách xâm nhập, tính bằng milimét (mm).

Các Điều 6 đến Điều 9 chỉ ra cách sử dụng công thức này cho các kiểu thiết bị bảo vệ riêng và bố trí các thiết bị bảo vệ. Đối với các ví dụ về vận hành máy, xem Phụ lục A.

6. Tính toán khoảng cách tối thiểu đối với thiết bị bảo vệ nhạy về điện khi sử dụng các hệ thống hoạt động bảo vệ quang-điện tử

6.1. Quy định chung

...

...

...

a) trực giao (vuông góc hoặc trực giao) với vùng phát hiện (xem 6.2), hoặc

b) song song với vùng phát hiện (xem 6.3).

Các yêu cầu cũng được đưa ra đối với bố trí thiết bị khi:

- sự tiếp cận theo góc (giữa trực giao và song song) cần được xem xét (xem 6.4);

- cần thiết phải xác định sự né tránh có thể có đối với thiết bị bảo vệ nhạy về điện (xem 6.5);

- đường dẫn từ vùng phát hiện đến vùng nguy hiểm bị hạn chế với các vật cản (tiếp cận gián tiếp) (xem 6.6).

CHÚ THÍCH 1: Các tình huống này cũng xuất hiện khi có sự kết hợp của các yêu cầu trên.

Khi khoảng cách tối thiểu có thể cho phép một người không bị phát hiện khi ở giữa vùng phát hiện và vùng nguy hiểm thì nên có thiết bị cảm biến sự hiện diện bổ sung hoặc các giải pháp khác để ngăn ngừa tình huống này.

CHÚ THÍCH 2: Tiêu chuẩn này không đưa ra các biện pháp chống lại sự tiếp cận vùng nguy hiểm bằng cách trèo qua.

...

...

...

6.1.3. Khi cần thiết, phải cung cấp các che chắn bảo vệ bổ sung để ngăn cản sự né tránh vùng phát hiện của che chắn bảo vệ (xem Hình 9).

6.1.4. Đối với việc sử dụng các bộ quét laser (AOPDDR) hoặc các thiết bị bảo vệ dựa trên cơ sở nhìn (VBPD) có vùng phát hiện theo hai chiều thì việc tính toán khoảng cách tối thiểu phải tương tự như trong 6.2, 6.3 hoặc 6.4 tùy thuộc vào hướng tiếp cận.

6.2. Vùng phát hiện trực giao với hướng tiếp cận

6.2.1. Quy định chung

Hình 3 đưa ra ba ví dụ trong đó vùng phát hiện trực giao với hướng tiếp cận

CHÚ DẪN:

1 Vùng nguy hiểm                     S Khoảng cách tối thiểu

2 Vùng phát hiện                       ^a Hướng tiếp cận

...

...

...

Hình 3 - Ba ví dụ trong đó vùng phát hiện trực giao với hướng tiếp cận

6.2.2. Vùng phát hiện thẳng đứng phát hiện sự tiếp cận của toàn bộ cơ thể

Khi che chắn bảo vệ chỉ được sử dụng để phát hiện sự tiếp cận của toàn bộ cơ thể:

a) chiều cao của chùm tia thấp nhất phải ≤ 300 mm để ngăn ngừa sự tiếp cận ở bên dưới vùng phát hiện. Khi có dự định sử dụng thiết bị bảo vệ nhạy về điện cho các ứng dụng phi công nghiệp, ví dụ, có sự hiện diện của trẻ em, chiều cao của chùm tia thấp nhất phải < 200 mm;

b) chiều cao của chùm tia phía trên cùng phải ≥ 900 mm để ngăn cản sự bước qua vùng phát hiện. Yêu cầu này không áp dụng cho các chùm tia đơn hoặc các vùng phát hiện song song với hướng tiếp cận (xem 6.3).

6.2.3. Thiết bị bảo vệ nhạy về điện sử dụng các cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử có khả năng phát hiện của cảm biến đường kính ≤ 40 mm.

6.2.3.1. Tính toán

Khoảng cách tối thiểu, S, tính bằng milimét, từ vùng phát hiện tới vùng nguy hiểm không được nhỏ hơn khoảng cách được tính toán bằng công thức (2).

S = (K x T) + C                                                                                                              (2)

...

...

...

K = 2000 mm/s;

C = 8 (d - 14), nhưng không nhỏ hơn 0;

d là khả năng phát hiện của cảm biến của thiết bị, tính bằng milimét (mm).

Do đó

S = (2000 x T) + 8(d - 14)                                                                                               (3)

Công thức (3) áp dụng cho tất cả các khoảng cách tối thiểu S ≤ 500 mm. Giá trị nhỏ nhất của S phải là 100 mm.

Khi các giá trị của S được tính toán bằng công thức (3) vượt quá 500 mm thì có thể sử dụng công thức (4). Trong trường hợp này, giá trị nhỏ nhất của S phải là 500 mm.

S = (K x T) + C                                                                                                              (2)

trong đó

...

...

...

C = 8(d - 14), nhưng không nhỏ hơn 0;

d là khả năng phát hiện của cảm biến của thiết bị, tính bằng milimét (mm).

Do đó

S = (1600 x T) + 8(d - 14)                                                                                               (4)

Khi thấy trước rằng thiết bị bảo vệ nhạy về điện sử dụng các cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử sẽ được dùng trong các ứng dụng phi công nghiệp, ví dụ như có sự hiện diện của trẻ em thì khoảng cách tối thiểu, S, phải được tính toán bằng công thức (3) và được tăng lên ít nhất là 75 mm. Trong trường hợp này không áp dụng công thức (4).

6.2.3.2. Sự bắt đầu lại chu kỳ hoạt động của máy khi sử dụng cơ cấu hoạt động bảo vệ quang - điện tử có chức năng điều khiển

Khi sử dụng các cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử để bắt đầu lại chu kỳ của một máy thì

- khả năng phát hiện của cảm biến của chúng phải ≤ 30 mm;

- phải áp dụng công thức (3) (xem 6.2.3.1), và

...

...

...

Nếu khả năng phát hiện của cảm biến của chúng ≤ 14 mm;

- Phải áp dụng công thức (3), và

- Khoảng cách tối thiểu, S, phải > 100 mm.

CHÚ THÍCH 1: Các điều kiện để sử dụng thiết bị bảo vệ nhạy về điện khi bắt đầu lại chu kỳ hoạt động của máy được cho trong TCVN 7383-2:2004 (ISO 12100-2:2003); 5.2.5.3 và IEC/TS 62046:2008, 5.6.

CHÚ THÍCH 2: Các yêu cầu bổ sung đối với thiết bị bảo vệ nhạy về điện được cho trong IEC 61496-1.

CHÚ THÍCH 3: Đối với thiết bị bảo vệ nhạy về điện có khả năng phát hiện của cảm biến đường kính > 30 mm, có thể không phát hiện được cổ tay hoặc cánh tay dưới sau khi đã phát hiện được bàn tay. Có thể xảy ra sự bắt đầu lại của chu kỳ không được mong đợi.

6.2.4. Thiết bị bảo vệ nhạy về điện có khả năng phát hiện của cảm biến trong phạm vi đường kính > 40 mm và ≤ 70 mm

Thiết bị bảo vệ nhạy về điện có khả năng phát hiện của cảm biến trong phạm vi đường kính > 40 mm và ≤ 70 mm không phát hiện được sự xâm nhập của các bàn tay và do đó chỉ được sử dụng khi sự đánh giá rủi ro chỉ ra bằng không cần thiết phải phát hiện sự xâm nhập của các bàn tay.

Thiết bị này phải được lắp đặt phù hợp với các thông số sau:

...

...

...

S = (K x T) + C                                                                                                              (2)

trong đó

K = 1600 mm/s;

C = 850 mm

Do đó:

S = (1600 x T) + 850                                                                                                      (5)

CHÚ THÍCH: 850 mm được xem là tầm với tiêu chuẩn của cánh tay.

6.2.5. Đa chùm tia tách biệt

Các bố trí 2, 3 hoặc 4 chùm tia tách biệt có thể được sử dụng để phát hiện sự xâm nhập của toàn bộ cơ thể vào vùng nguy hiểm nhưng không thích hợp cho phát hiện của bộ phận cơ thể (ví dụ bàn tay hoặc các ngón tay).

...

...

...

Trong quá trình đánh giá rủi ro, phải tính đến các phương pháp có thể được sử dụng để đi vòng qua thiết bị này. Việc đánh giá rủi ro phải xem xét đến các phương pháp dùng để né tránh sự bố trí chùm tia. Ví dụ như:

-Trườn qua bên dưới chùm tia thấp nhất;

- Vươn qua phía trên chùm tia trên cùng;

- Vươn qua giữa hai chùm tia;

- Sự tiếp cận của cơ thể bằng cách đi qua giữa hai chùm tia.

Để có thêm thông tin, xem Phụ lục Ε.

6.2.6. Chùm tia đơn

Các chùm tia này chỉ được xem xét khi chúng được sử dụng song song với mặt đất và chùm tia bị làm đứt đoạn bởi cơ thể của một người ở vị trí thẳng đứng. Một chùm tia đơn khi chỉ là phương tiện bảo vệ không thích hợp cho ngăn ngừa sự tiếp cận của toàn bộ cơ thể.

CHÚ THÍCH: Cơ cấu phát hiện chùm tia đơn thường được sử dụng kết hợp với các che chắn bảo vệ khác hoặc các kết cấu khác hạn chế độ mở sao cho không thể đi qua được thiết bị bảo vệ mà không bị phát hiện.

...

...

...

S = (1600 x T) + 1200                                                                                                    (6)

Trong công nghiệp, chiều cao 750 mm từ mặt đất hoặc mặt phẳng chuẩn (xem ISO 13857) được xem là giải pháp thực tế cho các vấn đề về sự tiếp cận vô ý bằng cách bước qua hoặc quỳ gối luồn qua bên dưới chùm tia.

6.3. Vùng phát hiện song song với hướng tiếp cận

Xem Hình 4.

CHÚ DẪN

1 Vùng nguy hiểm

2 Vùng phát hiện

3 Cạnh của vùng phát hiện

...

...

...

H chiều cao của vùng phát hiện phía trên mặt phẳng chuẩn

S khoảng cách tối thiểu

X khoảng cách giữa mặt mút vùng phát hiện và vùng nguy hiểm

^a Hướng tiếp cận

Hình 4 - Vùng phát hiện song song với hướng tiếp cận

Khi hướng tiếp cận song song với vùng phát hiện thì khoảng cách tối thiểu, S, phải được tính toán bằng công thức (7).

S = (K x T) + C                                                                                                              (2)

Trong đó

K = 1600 mm/s;

...

...

...

Do đó

S = (1600 x T) + (1200 - 0,4 H)                                                                                       (7)

Đối với một che chắn bảo vệ trong đó hướng tiếp cận song song với vùng phát hiện thì chiều cao, H, của vùng phát hiện không được lớn hơn 1000 mm. Tuy nhiên, nếu H lớn hơn 300 mm (200 mm đối với các ứng dụng phi công nghiệp, ví dụ, có sự hiện diện của trẻ em) sẽ có rủi ro của sự tiếp cận vô ý không được phát hiện bên dưới vùng phát hiện. Trường hợp này phải được tính đến trong đánh giá rủi ro và phải có các biện pháp bảo vệ bổ sung nếu cần thiết.

Chiều cao thấp nhất cho phép của vùng phát hiện phải được tính toán bằng công thức (8)

H = 15 (d - 50)                                                                                                               (8)

Nếu d nhỏ hơn 50 mm, H không bao giờ được nhỏ hơn 0.

Như vậy đối với chiều cao đã cho của vùng phát hiện, khả năng phát hiện của cảm biến tương ứng, d, phải được tính toán bằng công thức (9)

d =                                                                                                              (9)

Điều này có nghĩa là khi chiều cao của vùng phát hiện đã biết hoặc cố định thì có thể tính toán được khả năng phát hiện lớn nhất của cảm biến. Ví dụ, khi tính toán đoạn nằm ngang của thiết bị bảo vệ nhạy về điện hình chữ L hoặc nếu khả năng phát hiện của cảm biến đã biết hoặc cố định thì có thể tính toán chiều cao nhỏ nhất tới giá trị lớn nhất cho phép là 1000 mm.

...

...

...

Phải áp dụng các phép đo sao cho không thể sử dụng các thiết bị bảo vệ để tiếp cận vùng nguy hiểm (ví dụ, bằng cách bước qua hoặc trèo qua trên thân thiết bị).

6.4. Vùng phát hiện tạo thành góc với hướng tiếp cận

Nếu vùng phát hiện đã được lắp đặt sao cho tạo thành góc lớn hơn ± 30^oso với hướng tiếp cận thì nó phải được xem như sự tiếp cận trực giao [xem 6.2 và các Hình 5 a) và Hình 6].

Nếu vùng phát hiện đã được lắp đặt sao cho tạo thành góc nhỏ hơn ± 30 ^o so với hướng tiếp cận thì nó phải được xem như sự tiếp cận song song [xem 6.3 và các Hình 5b) và Hình 6].

Nên sử dụng dung sai ± 5 ^o cho các góc này.

CHÚ DẪN

1 Vùng nguy hiểm

2 Vùng phát hiện

...

...

...

4 Cạnh (mép) của vùng phát hiện

S Khoảng cách tối thiểu

^a Hướng tiếp cận

Hình 5 - Vùng phát hiện tạo thành góc với hướng tiếp cận

1 Các vị trí của ESPE ở các góc khác nhau so với hướng tiếp cận

^a Hướng tiếp cận;

^b Các góc của hướng tiếp cận song song; nhỏ hơn ± 30 ^o

^c Các góc của hướng tiếp cận trực giao.

...

...

...

Khi một hướng tiếp cận theo góc được xem là tiếp cận song song (xem Hình 6) thì phải áp dụng công thức (8) liên kết H và d (xem 6.3) cho cạnh của vùng phát hiện xa nhất so với vùng nguy hiểm (xem Hình 7).

CHÚ THÍCH: Trong một số ứng dụng, vùng phát hiện có thể mở rộng lớn hơn 1 000 mm phía trên mặt phẳng chuẩn. Đối với các tính toán bằng công thức (7), không xem xét đến các phần của vùng phát hiện lớn hơn 1 000 mm phía trên mặt phẳng chuẩn.

CHÚ DẪN

1 Vùng nguy hiểm

2 Vùng phát hiện

3 Cạnh (mép) của vùng phát hiện

4 Bộ phận che chắn cố định

H Chiều cao của vùng phát hiện (chùm tia thấp nhất)

...

...

...

^a Hướng tiếp cận

Hình 7 - Chiều cao của vùng phát hiện (chùm tia thấp nhất)

6.5. Sự né tránh thiết bị bảo vệ nhạy về điện có thể phải quan tâm bằng cách vươn qua phía trên vùng phát hiện

6.5.1. Quy định chung

Phải tránh tiếp cận vùng nguy hiểm bằng cách né tránh thiết bị bảo vệ nhạy về điện

CHÚ THÍCH: Yêu cầu này có thể đạt được bởi các bộ phận che chắn hoặc các phương tiện bảo vệ khác.

Nếu không thể loại trừ được sự tiếp cận vùng nguy hiểm bằng cách vươn qua phía trên vùng phát hiện của thiết bị bảo vệ được lắp đặt thẳng đứng thì chiều cao và khoảng cách tối thiểu, S, của che chắn bảo vệ phải được xác định. S phải được xác định bằng cách so sánh các giá trị được tính toán trong 6.2 và 6.3 dựa trên sự tiếp cận của các tay, chân hoặc các bộ phận của cơ thể và các giá trị cho vươn qua phía trên được xác định trong 6.5.2, 6.5.3 và 6.5.4. Phải áp dụng giá trị lớn nhất được rút ra từ so sánh này.

6.5.2. Ngăn ngừa sự vươn qua phía trên vùng phát hiện thẳng đứng của thiết bị bảo vệ nhạy về điện mà không có kết cấu bảo vệ bổ sung

Khoảng cách tối thiểu, S, tính bằng milimét, từ vùng phát hiện tới vùng nguy hiểm để ngăn ngừa sự né tránh bằng cách vươn qua phía trên ESPE không được nhỏ hơn giá trị được tính toán theo công thức (10).

...

...

...

Hình 8 minh họa sự vươn qua phía trên vùng phát hiện thẳng đứng mà không có kết cấu bảo vệ bổ sung nào.

Khi chiều cao của một ESPE là cố định. Có thể sử dụng Bảng 1 để rút ra khoảng cách tối thiểu, S. Khi khoảng cách tối thiểu là cố định, cũng có thể sử dụng Bảng 1 để rút ra chiều cao yêu cầu của ESPE.

S = (K x T) + C_RO                                                                                               (10)

Trong đó:

K = 2000 mm/s

Do đó

S = (2000 x T) + C_RO                                                                                                                                                                                    (11)

Công thức này áp dụng cho tất cả các khoảng cách tối thiểu ≤ 500 mm. Giá trị nhỏ nhất của S không được nhỏ hơn 100 mm. Đầu tiên tính toán đối với S bằng công thức (11). Khi các giá trị của S vượt quá 500 mm thì có thể áp dụng công thức (12). Giá trị của S không được nhỏ hơn 500 mm.

S = (K x T) + C_RO                                                                                               (10)

...

...

...

K = 1600 mm/s

Do đó

S = (1600 x T) + C_RO                                                                                                                                                                                    (12)

CHÚ DẪN

1 Thiết bị bảo vệ nhạy về điện (ESPE).

2 Vùng nguy hiểm.

3 Mặt phẳng chuẩn.

^a Chiều cao của vùng nguy hiểm.

...

...

...

C_RO Khoảng cách bổ sung mà bộ phận của cơ thể có di chuyển về phía vùng nguy hiểm trước khi khởi động che chắn bảo vệ (xem các giá trị trong Bảng 1).

S Khoảng cách tối thiểu cho vươn qua phía trên

Hình 8 - Vươn qua phía trên vùng phát hiện thẳng đứng của thiết bị bảo vệ nhạy về điện

Bảng 1 - Vươn qua phía trên vùng phát hiện thẳng đứng của thiết bị bảo vệ nhạy về điện

Kích thước tính bằng milimét

Chiều cao của vùng nguy hiểm

^a

Chiều cao cạnh phía trên của vùng phát hiện của thiết bị bảo vệ nhạy về điện,

b

...

...

...

1000

1100

1200

1300

1400

1600

1800

2000

2200

...

...

...

2600

Khoảng cách bổ sung tới vùng nguy hiểm

C_RO

2600^a

0

0

0

0

0

...

...

...

0

0

0

0

0

0

2500

400

400

...

...

...

300

300

300

300

300

250

150

100

0

...

...

...

550

550

550

500

450

450

400

400

300

...

...

...

100

0

2200

800

750

750

700

650

650

...

...

...

550

400

250

0

0

2000

950

950

850

...

...

...

800

750

700

550

400

0

0

0

1800

...

...

...

1100

950

950

850

800

750

450

0

0

...

...

...

0

1600

1150

1150

1100

1000

900

850

750

...

...

...

0

0

0

0

1400

1200

1200

1100

1000

...

...

...

850

650

0

0

0

0

0

1200

1200

...

...

...

1100

1000

850

800

0

0

0

0

0

...

...

...

1000

1200

1150

1050

950

750

700

0

0

...

...

...

0

0

0

800

1150

1050

950

800

500

...

...

...

0

0

0

0

0

0

600

1050

950

...

...

...

550

0

0

0

0

0

0

0

0

...

...

...

900

750

0

0

0

0

0

0

0

...

...

...

0

0

200

600

0

0

0

0

0

...

...

...

0

0

0

0

0

0

0

0

0

...

...

...

0

0

0

0

0

0

0

0

Khi cho một giá trị 0, nên tính toán khoảng cách tối thiểu S phù hợp với 6.2 đến 6.4.

...

...

...

- Cạnh phía trên của vùng phát hiện nhỏ hơn 900 mm không được bao gồm vì chúng không đủ bảo vệ chống sự né tránh hoặc bước qua phía trên;

- Cạnh phía dưới của vùng phát hiện lớn hơn 300 mm so với mặt phẳng chuẩn không đủ để bảo vệ chống sự trườn qua bên dưới.

CHÚ THÍCH 2: Các dữ liệu dùng cho Bảng này được nghiên cứu trong tài liệu của German B.G, xem Thư mục tài liệu tham khảo [22].

CHÚ THÍCH 3: Phần lớn các giá trị cho trong Bảng 1 thấp hơn so với các giá trị của ISO 13857:2000, các Bảng 1 và Bảng 2 bởi vì các bộ phận của cơ thể không thể tự đỡ được trên các che chắn bảo vệ trong trường hợp vươn qua phía trên.

^a Không thể tiếp cận vùng nguy hiểm bằng cách vươn qua phía trên.

Khi xác định các giá trị của Bảng 1, không được nội suy. Nếu biết các giá trị a, b hoặc C_RO ở giữa hai giá trị của Bảng 1 thì phải sử dụng khoảng cách tối thiểu lớn hơn.

Đối với các ví dụ, xem Phụ lục A.

6.5.3. Ngăn ngừa sự vươn qua phía trên vùng phát hiện thẳng đứng của thiết bị bảo vệ nhạy về điện kết hợp với kết cấu bảo vệ như bộ phận che chắn cố định

Nếu vùng nguy hiểm có thể tiếp cận được bằng cách vươn qua ở phía trên kết cấu bảo vệ (xem Hình 9) thì khoảng cách tối thiểu, S, không được nhỏ hơn khoảng cách an toàn nằm ngang tới vùng nguy hiểm, c, được xác định từ ISO 13857:2008, 4.2.2, Bảng 1 (rủi ro thấp) hoặc Bảng 2 (rủi ro cao)

...

...

...

CHÚ DẪN

1 Thiết bị bảo vệ nhạy về điện (ESPE).

2 Vùng nguy hiểm.

3 Mặt phẳng chuẩn.

^a Chiều cao vùng nguy hiểm.

^b Chiều cao cạnh phía trên của kết cấu bảo vệ.

S Khoảng cách tối thiểu để vươn qua phía trên [S bằng giá trị c từ ISO 13857:2008, 4.2.2, Bảng 1 (rủi ro thấp) hoặc Bảng 2 (rủi ro cao)]

Hình 9 - Ví dụ về vươn qua phía trên cùng phát hiện thẳng đứng của thiết bị bảo vệ nhạy về điện kết hợp với kết cấu bảo vệ

6.5.4. Vươn qua phía trên vùng phát hiện bố trí theo góc

...

...

...

a) khoảng cách được tính toán bằng công thức thích hợp từ 6.2.3.1 hoặc 6.2.4, hoặc

b) khoảng cách được tính toán bằng công thức thích hợp từ 6.2.3.1 hoặc 6.2.4, khi thay thế C bằng khoảng cách bổ sung để vươn qua phía trên, C_RO, được cho trong Bảng 1.

Phải áp dụng khoảng cách tối thiểu từ chùm tia gần vùng nguy hiểm nhất.

6.6. Tiếp cận gián tiếp - Đường dẫn từ vùng phát hiện tới vùng nguy hiểm bị hạn chế bởi các vật cản

6.6.1. Quy định chung

Trong ứng dụng có sử dụng một ESPE, khi có mặt hai hoặc nhiều vùng nguy hiểm thì phải tính toán.

Khoảng cách tối thiểu cho mỗi vùng nguy hiểm khi tiếp cận vùng nguy hiểm bởi các chi trên bị cản trở bởi các vật cản cố định, khoảng cách tối thiểu có thể là đường ngắn nhất vòng qua các vật cản này (xem Hình 10 đối với tiếp cận gián tiếp). Trong trường hợp này, tốc độ tiếp cận khác với tốc độ tiếp cận trực tiếp và do đó, có thể giảm tới 1600 mm/s.

Đối với S, phải áp dụng giá trị lớn hơn từ so sánh tất cả các khoảng cách tối thiểu.

Các vật cản có thể là do kết cấu vận hành của máy nhưng không được áp dụng các vật cản này cho mục đích duy nhất là giảm tốc độ tiếp cận của các chi trên.

...

...

...

CHÚ DẪN

1 Tiếp cận trực tiếp

2 Tiếp cận gián tiếp

3 Vùng nguy hiểm 1

4 Vùng nguy hiểm 2

Hình 10 - Ví dụ về tiếp cận gián tiếp

6.6.2. Tính toán các khoảng cách tối thiểu cho tiếp cận gián tiếp

Đối với tiếp cận gián tiếp, khoảng cách thực tế bao phủ từ thiết bị bảo vệ nhạy về điện đến vùng nguy hiểm, được tính toán bằng công thức (13)

...

...

...

Trong đó

S* là khoảng cách thực tế bao phủ

Trong tính toán này, phải áp dụng thông số đối với tốc độ tiếp cận có giá trị 1600 mm/s. I₁ + I₂ + I₃ phải được đo dọc theo đường ngắn nhất vòng qua bên dưới hoặc bên trên vật cản từ điểm bất kỳ của vùng phát hiện (xem 6.2 đến 6.5). Đối với tiếp cận gián tiếp, khoảng cách tối thiểu, S, được xem khoảng cách giữa chiếu trên phương nằm ngang của khoảng cách thực tế bao phủ, S* (xem Hình 11).

Ví dụ về tính toán khoảng cách tối thiểu, S, được giới thiệu trong C.1.

CHÚ DẪN

1 Thiết bị bảo vệ nhạy về điện

2 Vật cản

3 Vùng nguy hiểm 2

...

...

...

5 Kết cấu bảo vệ

6 Mặt phẳng chuẩn

I₁ + I₂ + I₃ khoảng cách ngắn nhất vòng qua vật cản hướng tới vùng nguy hiểm

S khoảng cách tối thiểu trong mặt phẳng nằm ngang từ vùng nguy hiểm tới cạnh ngoài của vùng phát hiện

S = S₁ + S₂ + S₃

S₁ khoảng cách của I₁, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang

S₂ khoảng cách của I₂, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang

S₃ khoảng cách I₃, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang

S* = I₁ + I₂ + I₃

...

...

...

Khoảng cách tối thiểu để định vị vùng phát hiện khi có thể tính toán tiếp cận gián tiếp bằng phương pháp được mô tả ở trên.

CHÚ THÍCH: Có thể chấp nhận sử dụng tốc độ tiếp cận thấp hơn cho một số vận hành không thường xuyên trong đó chỉ có thể có sự tiếp cận. Ví dụ như, bằng nghiên cứu đã chỉ ra rằng đối với hai vật cản có khoảng cách 1 m hoặc nhỏ hơn và chiều cao nhỏ nhất 500 mm, có thể áp dụng hệ số giảm 0,8 (xem Thư mục tài liệu tham khảo [22]).

7. Phương pháp tính toán định vị các tấm lót hoặc sàn nhạy áp suất

7.1. Quy định chung

Việc lựa chọn và sử dụng các tấm lót/sàn nhạy áp suất phụ thuộc vào tiêu chuẩn loại C thích hợp hoặc đánh giá rủi ro phù hợp với TCVN 7301-1 (ISO 14121-1) nếu không có tiêu chuẩn loại C.

Chiều rộng tối thiểu của các tấm lót/sàn nhạy áp suất ít nhất phải là 700 mm để ngăn ngừa sự bước qua dễ dàng mà không kích hoạt thiết bị bảo vệ.

CHÚ THÍCH: Có thể chỉ ra rằng phân vị 95 trên 100 của hai nước (nghĩa là bắt đầu và kết thúc với cùng một chân) được đo từ chỗ tiếp xúc của gót chân ở vận tốc đi bộ xấp xỉ là 1900 mm. Bằng cách chia cho 2 và trừ đi phân vị 5 trên 100 của chiều dài giầy sẽ thu được chiều dài của bước là 700 mm. Nếu chấp nhận có dung sai, ví dụ như dung sai giữa vùng phát hiện và chiều dài bước, chẳng hạn được lấy là 50 mm thì chiều rộng tối thiểu đối với vùng phát hiện là 750 mm.

Các khoảng cách tối thiểu thu được từ điều này đối với các tấm lót/sàn nhạy áp suất thừa nhận tốc độ tiếp cận vùng nguy hiểm sẽ là vận tốc đi bộ (1600 mm/s).

Khoảng cách tối thiểu S, tính bằng milimét, từ vùng nguy hiểm tới cạnh ngoài cùng của vùng phát hiện của thiết bị bảo vệ phải được tính toán bằng công thức (14):

...

...

...

7.2. Lắp đặt bậc

Nếu thiết bị bảo vệ được lắp đặt trên bậc hoặc bệ được nâng cao thì khoảng cách tối thiểu có thể được giảm đi 0,4 h, trong đó h là chiều cao của bậc tính bằng milimét (mm). Khoảng cách tối thiểu, S, từ vùng phát hiện tới vùng nguy hiểm có thể được tính toán bằng công thức (15):

S = (1600 x T) + (1200 - 0,4 h)                                                                            (15)

8. Cơ cấu điều khiển bằng hai tay

Khoảng cách tối thiểu, S, từ cơ cấu dẫn động gần nhất tới vùng nguy hiểm phải được tính toán bằng công thức (16):

S = (K x T) + C                                                                                                  (2)

Trong đó

K = 1600 mm/s

C = 250 mm

...

...

...

S = (1600 x T) + 250                                                                                          (16)

Nếu rủi ro của sự xâm phạm của bàn tay hoặc bộ phận của bàn tay hướng về phía vùng nguy hiểm được loại trừ trong khi cơ cấu dẫn động đang vận hành, ví dụ như bằng bộ phận bảo vệ thích hợp, thì C có thể bằng 0 với khoảng cách tối thiểu cho phép đối với S là 100 mm.

CHÚ THÍCH: TCVN 7385 (ISO 13851) đưa ra khuyến cáo về bộ phận bảo vệ để ngăn ngừa sự phá hoại hoạt động theo dự định của cơ cấu điều khiển. Các biện pháp được mô tả là không đầy đủ trong tất cả các ứng dụng để ngăn ngừa sự xâm phạm của các bàn tay hoặc bộ phận của các bàn tay hướng về phía vùng nguy hiểm.

9. Bộ phận che chắn khóa liên động không có cơ cấu khóa

Để bảo đảm rằng không thể vươn tới vùng nguy hiểm khi mở bộ phận che chắn khóa liên động không có cơ cấu khóa trước khi chuyển động nguy hiểm của máy dừng lại, phải xác định khoảng cách tối thiểu, S.

Khoảng cách tối thiểu từ cạnh gần nhất của cửa bộ phận che chắn khóa liên động không có cơ cấu khóa tới vùng nguy hiểm phải được tính toán bằng công thức (2)

S = (K x T) + C                                                                                                  (2)

Trong đó:

K = 1600 mm/s

...

...

...

Trong một số trường hợp, T có thể giảm đi bởi thời gian mở bộ phận che chắn, t₃, thời gian này được yêu cầu để mở bộ phận che chắn tới kích thước khe hở cho phép tiếp cận các bộ phận có liên quan của cơ thể. Các kích thước khe hở, e, được cho trong các Bảng 4 và Bảng 5 của ISO 13857:2008 phải được xem xét. Phải bắt đầu tính toán với bộ phận nhỏ nhất của cơ thể có thể vươn tới vùng nguy hiểm.

Nếu thời gian mở, t₃, phụ thuộc vào bộ phận che chắn khóa liên động thì phải sử dụng và xác định thời gian này bằng tính toán hoặc thử nghiệm.

Đối với các bộ phận che chắn khóa liên động dẫn động bằng cơ khí, bao gồm cả các khóa liên động có con lăn, có thể tính toán, t₃, theo công thức (17):

t₃ =                                                                                                               (17)

Trong đó

e là kích thước độ mở, tính bằng milimét (mm);

v là tốc độ của chuyển động mở của bộ phận che chắn liên động dẫn động bằng cơ khí, tính bằng milimét trên giây (mm/s).

CHÚ THÍCH: Một khoảng cách tối thiểu quá lớn có thể được giảm đi bằng cách áp dụng bộ phận che chắn khóa liên động có cơ cấu khóa (xem TCVN 9058:2011 (ISO 14119).

...

...

...

(tham khảo)

Các ví dụ về vận hành máy

A.1 Quy định chung

Phụ lục này đưa ra các ví dụ để chỉ ra cách sử dụng tiêu chuẩn này.

Giả thử rằng trong các ví dụ này tiêu chuẩn loại C thích hợp hoặc đánh giá rủi ro đối với máy có liên quan cho phép sử dụng che chắn bảo vệ cho các ví dụ này.

Tính toán khoảng cách tối thiểu, S, gồm có ba bước

a) Bước thứ nhất: khoảng cách tối thiểu để vươn qua vùng phát hiện, S_RT;

b) Bước thứ hai: khoảng cách tối thiểu để vươn qua phía trên vùng phát hiện, S_RO;

c) Bước thứ ba: so sánh S_RT và S_RO để xác định S.

...

...

...

A.2 Ví dụ 1

Một máy có thời gian dừng là 60 ms (t₂). Máy được trang bị thiết bị bảo vệ nhạy về điện có sử dụng cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử thẳng đứng với khả năng phát hiện của cảm biến là 14 mm và thời gian đáp ứng là 30 ms (t₁). Trong ví dụ này, giả thử rằng không thể vươn qua phía trên ESPE. Do đó không cần thiết phải sử dụng các bước thứ hai và thứ ba.

Sử dụng công thức (3):

S = (2000 x T) + 8(d - 14)

Trong đó

S là khoảng cách tối thiểu từ vùng nguy hiểm tới vùng phát hiện, tính bằng milimét (mm);

T là đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống (60 + 30) ms = 90 ms = 0,09 s;

d = 14 mm.

Do đó

...

...

...

S = 180 mm

A.3 Ví dụ 2

Sử dụng cùng một máy như trong ví dụ 1, nhưng với khả năng phát hiện của cảm biến là 30 mm.

Sử dụng công thức (3):

S = (2000 x T) + 8 (d - 14)

Trong đó

T là đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống (60 + 30) ms = 90 ms = 0,09 s;

d = 30 mm

Do đó

...

...

...

S = 180 + 128

S = 308 mm

A.4 Ví dụ 3

Tính toán khoảng cách tối thiểu, S, đối với vùng phát hiện của thiết bị bảo vệ nhạy về điện được lắp đặt thẳng đứng và xác định chiều cao, b, của cạnh phía trên của vùng phát hiện.

Một máy có thời gian dừng 250 ms (t₂), bao gồm cả thời gian đáp ứng của hệ thống điều khiển. Máy được trang bị thiết bị bảo vệ nhạy về điện sử dụng cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử thẳng đứng (AOPD) có khả năng phát hiện của cảm biến là 30 mm (d) và thời gian đáp ứng 30 ms (t₁). Chiều cao của vùng nguy hiểm cao hơn mặt phẳng chuẩn là 800 mm (a). cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử hoạt động từ chiều cao 200 mm.

a) Bước thứ nhất:

Tính toán khoảng cách tối thiểu để vươn qua thiết bị bảo vệ nhạy về điện, S_RT.

Sử dụng công thức (3):

S_RT = (K x T) + C_RT = (2000 x T) + 8(d - 14)

...

...

...

S_RT là khoảng cách tối thiểu từ vùng nguy hiểm tới vùng phát hiện, tính bằng milimét (mm) theo 6.2.3.1;

T là đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống (250 + 30)ms = 280 ms = 0,28 s;

d = 30 mm.

Do đó:

S_RT = (2000 x 0,28) + 8 (30 - 14)

S_RT = 668 mm

Vì S_RT > 500 mm, có thể áp dụng công thức (4):

S_RT = (1600 x T) + 8(d - 14)

Do đó:

...

...

...

S_RT = 576 mm

b) Bước thứ hai

1) Xác định:

- khoảng cách bổ sung tới vùng nguy hiểm, C_RO;

- chiều cao nhỏ nhất của thiết bị bảo vệ nhạy về điện để phát hiện sự vươn qua phía trên b.

Sử dụng công thức (2):

S = (K x T) + C

đặt S_RO = S_RT, như vậy

C_RO = C_RT = 128 mm

...

...

...

2) Xác định chiều cao của cạnh phía trên vùng phát hiện của thiết bị bảo vệ nhạy về điện, b, bằng Bảng A.1.

Giá trị tương ứng là b = 1600 mm (xem ƒ).

Bảng A.1 - Vươn qua phía trên vùng phát hiện thẳng đứng của thiết bị nhạy về điện

Kích thước tính bằng milimét

c) Bước thứ ba:

Vì C_RO = 0, do đó S_RO nhỏ hơn S_RT, sử dụng S_RT

S = S_RT = 576 mm

A.5 Ví dụ 4

...

...

...

Một máy có thời gian dừng là 250 ms (t₂), bao gồm cả thời gian đáp ứng của hệ thống điều khiển. Máy được trang bị thiết bị bảo vệ nhạy về điện sử dụng cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử thẳng đứng (AOPD) có khả năng phát hiện của cảm biến là 30 mm (d) và thời gian đáp ứng là 30 ms (t₁). Chiều cao của vùng nguy hiểm cao hơn mặt phẳng chuẩn là 650 mm (a). Cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử hoạt động từ chiều cao 200 mm và chiều cao cạnh phía trên của vùng phát hiện của nó là (b) bằng 1340 mm.

a) Bước thứ nhất

Xác định khoảng cách tối thiểu, S_RT, của thiết bị bảo vệ nhạy về điện đề phòng sự vươn qua:

Sử dụng công thức (3)

S_RT = (K x T) + C_RT = (2000 x T) + 8(d - 14)

Trong đó

S_RT là khoảng cách tối thiểu từ vùng nguy hiểm tới vùng phát hiện, tính bằng milimét (mm) theo 6.2.3.1;

T là đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống (250 + 30) ms = 280 ms = 0,28 s;

d = 30 mm.

...

...

...

S_RT = (2000 x 0,28) + 8 (30 - 14)

S_RT = 688 mm

S_RT > 500 mm, cho nên sử dụng công thức (4)

S = (1600 x T) + 8(d - 14)

Do đó

S_RT = (1600 x 0,28) + 8 (30 - 14)

S_RT = 576 mm

b) Bước thứ hai

Khi xác định các giá trị của Bảng A.2, không được nội suy. Nếu a = 650 mm, giá trị gần nhất trong Bảng A.2 là a = 800 mm. Nếu b = 1340 mm thì giá trị gần nhất trong Bảng A.2 là b = 1300 mm.

...

...

...

1) Sử dụng Bảng A.2, với A = 800 mm (xem ) và b = 1300 mm (xem ‚): Tìm được C_RO = 500 mm (xem ƒ) là khoảng cách bổ sung nhỏ nhất cho vươn qua phía trên.

Bảng A.2 - Vươn qua phía trên vùng phát hiện thẳng đứng của thiết bị bảo vệ nhạy về điện

Kích thước tính bằng milimét

2) Sử dụng công thức (10)

S = S_RO = (K x T) + C_RO

Trong đó

S_RO = (2000 x 0,28) + 500

S_RO > 500 mm, cho nên sử dụng công thức (12)

...

...

...

Do đó

S_RO = (1600 x 0,28) + 500

S_RO = 448 + 500 = 948 mm

c) Bước thứ ba

Xác định khoảng cách tối thiểu, S, bằng cách so sánh S_RT và S_RO:

S_RT < S_RO

Do đó khoảng cách tối thiểu đến vùng nguy hiểm là S = S_RO = 948 mm.

A.6 Ví dụ 5

Tính toán khoảng cách tối thiểu, S, cho vùng phát hiện của thiết bị bảo vệ nhạy về điện được lắp đặt thẳng đứng được kết hợp với một bộ phận che chắn cố định.

...

...

...

a) Bước thứ nhất:

Xác định khoảng cách tối thiểu, S_RT, của thiết bị bảo vệ nhạy về điện đối với sự vươn qua:

Sử dụng công thức (3):

S = (2000 x T) + 8(d - 14)

Trong đó

S = S_RT là khoảng cách tối thiểu từ vùng nguy hiểm tới vùng phát hiện, tính bằng milimét, theo 6.2.3.1 (vươn qua);

T đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống (250 + 30) ms = 280 ms = 0,28 s;

d = 30 mm.

Do đó:

...

...

...

S_RT = 688 mm

S_RT > 500 mm, cho nên sử dụng công thức (4):

S = (1600 x T) + 8(d - 14)

Do đó

S_RT = (1600 x 0,28) + 8 (30 - 14)

S_RT = 576 mm

b) Bước thứ hai:

Xác định khoảng cách tối thiểu cho vươn qua phía trên thiết bị bảo vệ nhạy về điện, S_RO.

Sử dụng ISO 13857:2008, với a = 800 mm và b = 1600 mm,

...

...

...

S_RO = c = 600 mm là khoảng cách tối thiểu tới vùng nguy hiểm đối với sự vươn qua ở phía trên.

c) Bước thứ ba:

Xác định khoảng cách tối thiểu, S, bằng cách so sánh S_RT và S_RO:

S_RO > S_RT

Do đó, khoảng cách tối thiểu tới vùng nguy hiểm là S = S_RO = 600 mm.

A.7 Các ví dụ so sánh các thiết bị bảo vệ khác nhau

A.7.1 Ví dụ 6

Sự tiếp cận vô ý tới vùng nguy hiểm của một máy được phát hiện bởi một thiết bị bảo vệ quang-điện tử. Giả thử chiều cao của vùng nguy hiểm là 600 mm.

Việc đánh giá rủi ro chỉ ra rằng đa chùm tia tách biệt có thể là thích hợp và vì vậy lựa chọn một ESPE ba chùm tia theo Phụ lục Ε

...

...

...

Từ Bảng Ε.1, đặt các chùm tia ở độ cao đến sàn là 300 mm, 700 mm và 1100 mm.

a) Bước thứ nhất:

Khoảng cách tối thiểu được cho bởi công thức (5)

S_RT = (1600 x T) + 850

Trong đó

T = 335 ms = 0,335 s,

Do đó:

S_RT = (1600 x 0,355) + 850

S_RT = 536 + 850

...

...

...

b) Bước thứ hai:

Vì chiều cao của chùm tia trên cùng là 1100 mm, xem xét sự vươn qua phía trên.

Từ Bảng A.1 có thể thấy rằng 750 mm được sử dụng như là giá trị của C_RO trong công thức.

Do đó

S_RO = (1600 x 0,355) + 750

S_RO = 536 + 750

S_RO = 1286 mm

c) Bước thứ ba:

S_RO < S_RT

...

...

...

S = S_RT = 1386 mm được chọn là khoảng cách tối thiểu

A.7.2 Ví dụ 7

Sử dụng cùng một máy như trong ví dụ 6, nhưng đã sử dụng một tấm lót nhạy áp suất được lắp đặt trên sàn hoặc một thiết bị bảo vệ quang-điện tử được lắp đặt trên sàn thay cho thiết bị có ba chùm tia.

a) Bước thứ nhất:

Khoảng cách tối thiểu được cho bởi công thức (14):

S = (1600 x T) + 1200

Do đó

S = (1600 x 0,335) + 1200

S = 536 + 1200

...

...

...

b) Bước thứ hai

Được so sánh với giá trị đối với sự vươn qua phía trên từ Bảng A.1 như đã xác định trong ví dụ 6, chọn 1736 là khoảng cách tối thiểu.

A.7.3 Ví dụ 8

Sử dụng cùng một máy như trong ví dụ 6 nhưng máy được trang bị một cơ cấu điều khiển bằng hai tay.

Sử dụng công thức (15)

S = (1600 x T) + 250

Do đó

S =  (1600 x 0,335) + 250

S  = 536 + 250

...

...

...

Nếu sử dụng bộ phận bảo vệ thích hợp, S có thể được giảm đi tới 536 mm (xem Điều 8).

Phụ lục B

(tham khảo)

Kết thúc các chức năng gây nguy hiểm cho máy

Khi tính toán khoảng cách tối thiểu, S, của một che chắn bảo vệ theo các điều khoản của tiêu chuẩn này thì đặc tính dừng của hệ thống đặc trưng cho một thông số có tính quyết định. Thời gian này chịu tác động bởi thời điểm khi chức năng gây nguy hiểm của máy (thường là một chuyển động) được thay đổi sao cho không gây hại cho cơ thể người. Thời điểm này đạt được nếu có thể loại trừ được thương tích cho cơ thể hoặc tổn hại đến sức khỏe.

Nếu thời điểm này xảy ra trước khi máy đã dừng lại hoàn toàn, nhưng không thể xác định được khi nào thì thời điểm này xảy ra, cho nên cần thiết phải xem xét thời gian tại đó máy dừng lại hoàn toàn.

Có nhiều yếu tố có thể áp dụng được và chỉ có sự hướng dẫn hạn chế. Có thể xem xét một số ví dụ được cho dưới đây, nhưng các tiêu chuẩn được viện dẫn không thể có liên quan trực tiếp đối với một ứng dụng đã cho:

a) lực tác động vào cơ thể người;

...

...

...

c) hình dạng của chi tiết, bộ phận máy (ví dụ, các cạnh sắc, các đầu nhọn);

d) tính chất của vật liệu (ví dụ, cao su mềm, biến dạng được);

e) tốc độ chuyển động;

f) nguy cơ xảy ra các mối nguy hiểm đè bẹp.

Không có các tiêu chuẩn loại B để đánh giá các ảnh hưởng của các lực trên cơ thể người.

CHÚ THÍCH 1: Có thể tham khảo một số thông tin về các lực và động năng trong TCVN 9059:2011 (ISO 14120:2002), 5.2.5.2.

CHÚ THÍCH 2: Các khe hở nhỏ nhất để tránh cho của các bộ phận cơ thể người bị nghiền đè được cho trong TCVN 6721 (ISO 13854).

CHÚ THÍCH 3: Xem danh mục các ví dụ về các tình huống nguy hiểm trong TCVN 7391-1:2008 (ISO 14121-1:2007), Phụ lục A.

Nếu các khoảng cách tối thiểu được tính toán theo các điều khoản của tiêu chuẩn này thì nên làm rõ mối quan hệ giữa kết thúc chức năng gây nguy hiểm của máy và thời điểm khi máy dừng lại hoàn toàn. Mối quan hệ này có thể được xác định như sau.

...

...

...

CHÚ THÍCH 4: Độ nén ép 2 mm có thể được xem là vô hại đối với của các bộ phận cơ thể người trừ đầu.

Phụ lục C

(tham khảo)

Ví dụ về xem xét sự tiếp cận gián tiếp

Phụ lục này đưa ra các ví dụ tính toán đoạn đường đi vòng qua các vật cản. Một máy có thời gian dừng 250 ms (t₂). Máy được trang bị thiết bị bảo vệ nhạy về điện sử dụng cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử thẳng đứng, có khả năng phát hiện của cảm biến là 30 mm (d) và thời gian đáp ứng là 30 ms (t₁)

Sự vươn tới vùng nguy hiểm yêu cầu phải vòng qua vật cản (xem Hình C.1)

CHÚ DẪN

...

...

...

2 Vật cản

3 Vùng nguy hiểm 2

4 Vùng nguy hiểm 1

5 Kết cấu bảo vệ

6 Mặt phẳng chuẩn

I₁, I₂, I₃ khoảng cách ngắn nhất vòng qua vật cản hướng tới vùng nguy hiểm

S khoảng cách tối thiểu trong mặt phẳng nằm ngang từ vùng nguy hiểm tới cạnh ngoài cùng của vùng phát hiện

S = S₁ + S₂ + S₃

S₁ khoảng cách của I₁, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang

...

...

...

S₃ khoảng cách của I₃, được chiếu trên mặt phẳng nằm ngang

S* = I₁ + I₂ + I₃

Hình C.1 - Sự phụ thuộc của khoảng cách nằm ngang vào khoảng cách tối thiểu do tiếp cận gián tiếp

Ví dụ sử dụng các dữ liệu thiết kế sau:

I₁ = 100 mm

I₃ = 200 mm

Sử dụng công thức (4) và 6.2.3.1.

S* = (1600 x T) + 8(d - 14)

Trong đó

...

...

...

T là đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống (250 + 30) ms = 280 ms = 0,28 s;

d  = 30 mm

Do đó

S* = (1600 x 0,28) + 8(30 - 14)

S* = 576 mm

Khoảng cách nằm ngang được đưa ra trong ví dụ này đã được xác định bằng thiết kế và do I₁ và I₃ lên tới:

S₁ = 60 mm

S₃ = 75 mm

Bằng cách coi thành phần nằm ngang của khoảng cách tiếp cận I₂ ngang bằng với S₂, kết quả là:

...

...

...

Do đó khoảng cách nằm ngang của thiết bị bảo vệ nhạy về điện đến vùng nguy hiểm là:

S = S₁ + S₂ + S₃ = 60 mm + 276 mm + 75 mm

S = 441 mm

Phụ lục D

(tham khảo)

Đo và tính toán đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống

D.1 Khi đưa ra tín hiệu dừng

Tín hiệu để mô phỏng sự kích hoạt của thiết bị bảo vệ (nghĩa là tín hiệu dừng) phải được đưa ra cho máy tại thời điểm/vị trí/pha của chuyển động cho thời gian dùng dài nhất. Nên sử dụng kịch bản xấu nhất đối với thời gian dừng của máy (tới mức thỏa đáng). Khi xác định kịch bản này nên xem xét tới các yếu tố như trọng lượng của dụng cụ, nhiệt độ, thời gian chuyển mạch của các van và sự lão hóa của các chi tiết cấu thành. Trong phần lớn các trường hợp, kịch bản xấu nhất là khi xảy ra tốc độ lớn nhất của máy.

...

...

...

CHÚ THÍCH 1: Khi một người tiếp cận một tình huống nguy hiểm thì hai lỗi độc lập (các sự kiện) cần xảy ra tại cùng một thời điểm: người duỗi một cánh tay ra phía điểm nguy hiểm và thiết bị đang chuyển động không đạt được tốc độ hoặc sự kéo dài ra tại cùng một thời điểm, điều này là không thể xảy ra.

CHÚ THÍCH 2: Việc tính toán tốc độ, ngay cả trong điều kiện có lỗi, là cần thiết, ví dụ khi thiết kế hành trình hạn chế hoặc chuyển động của trục máy và người có thể va vào nhau trong trường hợp có lỗi. Trong các hoàn cảnh này, một người có thể có mặt nhưng không tiếp cận và chỉ một lỗi cũng có thể dẫn đến tình trạng nguy hiểm. Các xem xét này không được thực hiện trong tiêu chuẩn này nhưng là đối tượng của các tiêu chuẩn loại C.

D.2 Cách tính toán đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống

Một số đo là không đủ cho tính toán khoảng cách tối thiểu. Ít nhất cần có 10 số đo.

Phương pháp thống kê đối với 99,7 % của tất cả các cá nhân trong dân cư được phân bố chuẩn là để tính toán giá trị trung bình  ± 3 sai lệch chuẩn.

Giá trị cao nhất đo được hoặc giá trị trung bình cộng với 3 sai lệch chuẩn, lấy giá trị nào lớn hơn, nên được sử dụng trong tính toán khoảng cách tối thiểu.

D.3 Quy trình kỹ thuật cần tránh

Không nên chỉ sử dụng giá trị trung bình để tính toán khoảng cách tối thiểu, bởi vì có đến 50 % trường hợp của các máy có thể có đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống dài hơn. Chỉ trong những ứng dụng trong đó thời gian dừng được giám sát mới có thể chỉ sử dụng giá trị trung bình.

Không nên dùng quy trình kỹ thuật loại bỏ các giá trị ngoại lai trong các số đo trừ khi có thể bảo đảm chắc chắn rằng các giá trị ngoại lai là do sai số trong phép đo.

...

...

...

Trừ việc trình bày khoảng cách tối thiểu tính toán và sự nhận biết máy trên đó đã thực hiện các phép đo, biên bản cũng nên bao gồm danh mục các giả thiết đã được đặt ra để xác định kịch bản xấu nhất và điều kiện an toàn đã được xác định như thế nào.

Một biên bản được lập ra một cách thích hợp nên có các thông tin sau:

a) nhận biết về máy;

b) che chắn bảo vệ được sử dụng;

c) thiết bị đo được sử dụng;

d) sự kiểm tra (bao gồm cả hiệu chuẩn) thiết bị đo;

e) nhận biết người/công ty thực hiện các phép đo;

f) các số liệu của các phép đo;

g) phương pháp đo được sử dụng;

...

...

...

i) thông tin bổ sung về máy hoặc kịch bản đo;

j) đặc tính dừng của toàn bộ hệ thống được tính toán;

k) khoảng cách tối thiểu được tính toán, các giá trị được sử dụng trong các công thức.

Phụ lục E

(tham khảo)

Số lượng các chùm tia và chiều cao của chúng tính từ mặt phẳng chuẩn

Các chiều cao đối với 2, 3 và 4 chùm tia cho trong Bảng Ε.1 đã được xem là sự hài hòa tốt nhất giữa sự giảm rủi ro một cách thích hợp và phần lớn các quy trình kỹ thuật được áp dụng. Không phải tất cả các ứng dụng đều cho phép sử dụng đa chùm tia tách biệt. có thể yêu cầu thêm các biện pháp bảo vệ để ngăn ngừa sự tiếp cận vùng nguy hiểm. Đối với chùm tia thấp nhất [xem 6.2.2a)], chỉ có thể sử dụng chùm tia 400 mm khi việc đánh giá rủi ro cho phép sử dụng chùm tia này.

Bảng Ε.1 - Số lượng các chùm tia và chiều cao của chúng tính từ mặt phẳng chuẩn

...

...

...

Chiều cao tính từ mặt phẳng chuẩn, ví dụ, sàn

mm

4

300, 600, 900, 1200

3

300, 700, 1100

2

400^a, 900

^aĐối với chùm tia thấp nhất [xem 6.2.2a)], chỉ có thể sử dụng chùm tia 400 mm khi việc đánh giá rủi ro cho phép sử dụng chùm tia này.

...

...

...

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 11161, Safety of machinery - Intergrated manufacturing systems - Basic requirements (An toàn máy - Hệ thống chế tạo tích hợp - Yêu cầu cơ bản).

[2] TCVN 7383-2:2004 (ISO 12100-2:2003), An toàn máy - Khái niệm cơ bản, nguyên tắc chung cho thiết kế - Phần 2: Nguyên tắc kỹ thuật.

[3] TCVN 7384-1:2010 (ISO 13849-1:2006), An toàn máy - Bộ phận liên quan đến an toàn của hệ thống điều khiển - Phần 1: Nguyên tắc chung về thiết kế)

[4] TCVN 7384-2 (ISO 13849-2), An toàn máy - Bộ phận liên quan đến an toàn của hệ thống điều khiển - Phần 2: Sự phê duyệt)

[5] TCVN 7385 (ISO 13851), An toàn máy - Cơ cấu điều khiển hai tay - Chức năng và nguyên tắc thiết kế.

[6] TCVN 6721 (ISO 13854), An toàn máy - Khe hở nhỏ nhất để tránh kẹp dập các bộ phận cơ thể người.

[7] ISO 13856-1, Safety of machinery - Pressure-sensitive protective devices - Part 1: General principles for the design and testing of pressure-sensitive mats and pressure-sensitive floors (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy áp suất - Phần 1: Nguyên tắc chung về thiết kế và thử nghiệm tấm lót nhạy áp suất và sàn nhạy áp suất)

[8] ISO 13856-2, Safety of machinery - Pressure-sensitive protective devices - Part 2: General principles for the design and testing of pressure-sensitive edges and pressure-sensitive bars (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy áp suất - Phần 2: Nguyên tắc chung cho thiết kế và thử nghiệm cạnh nhạy áp suất và thanh nhạy áp suất)

...

...

...

[10] TCVN 9058 (ISO 14119), An toàn máy - Cơ cấu khóa liên động kết hợp với bộ phận che chắn - Nguyên tắc cho thiết kế và lựa chọn.

[11] TCVN 9059:2011 (ISO 14120:2002), An toàn máy - Bộ phận che chắn - Yêu cầu chung cho thiết kế và cấu tạo bộ phận che chắn cố định và di động.

[12] TCVN 7302-1 (ISO 15534-1), Thiết kế ecgônômi đối với an toàn máy - Phần 1: Nguyên tắc xác định các kích thước.

[13] TCVN 7302-2 (ISO 15534-2), Thiết kế ecgônômi đối với an toàn máy - Phần 2: Nguyên tắc xác định các kích thước yêu cầu đối với vùng thao tác.

[14] TCVN 7302-3 (ISO 15534-3), Thiết kế ecgônômi đối với an toàn máy - Phần 3: Số liệu nhân trắc.

[15] IEC 61496-2, Safety of machinery - Electro-sensitive protective equipment - Part 2: Particular requipments for equipment using active opto-electronic protective devices (AOPDs) (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy về điện - Phần 2: Yêu cầu riêng đối với thiết bị sử dụng cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử phóng xạ).

[16] IEC 61496-3, Safety of machinery - Electro-sensitive protective equipment - Part 3: Particular requipments for active opto-electronic protective devices responsive to diffuse reflection (AOPDDR) (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy về điện - Phần 3: Yêu cầu riêng đối với cơ cấu hoạt động bảo vệ quang-điện tử phản ứng với bức xạ khuyếch tán).

[17] IEC/TR 61496-4, Safety of machinery - Electro-sensitive protective equipment - Part 4: Particular requipments for equipment using vision based protective devices (VBPD) (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy về điện - Phần 4: Yêu cầu riêng đối với thiết bị sử dụng cơ cấu bảo vệ dựa trên cơ sở nhìn).

[18] IEC/TS 62046:2008, Safety of machinery - Application of protective equipment to detect the presense of persons (An toàn máy - Ứng dụng thiết bị bảo vệ để phát hiện sự hiện diện của con người).

...

...

...

[20] EN 12203, Footwear, leather and imitation leather goods manufacturing machines - Shoe and leather pesses - Safety requipments (Máy sản xuất giày dép, hàng hóa bằng da và giả da - Máy ép da và giầy - Yêu cầu về an toàn).

[21] EN 12453, Industrial, commercial and garage door and gates - Safety in use of power operated doors - Requirements (Cửa và cổng dùng trong công nghiệp, thương mại và gara - An toàn trong sử dụng cửa dẫn động bằng cơ khí - Yêu cầu).

[22] "Reaching over ESPE and indirect apprach to hazardous zones"; reseach by German Berufsgenossenschaft Metall Nord Sϋd, Fachausschuss Machinenbau Fertigungssysteme und Stahlbau (FA MFS), W.Th.Römheldstr.15; D-55130 Mainz; DOK 612.1.2008 http://www.bg-metall.de/