يجب دائمًا مناقشة أجهزة التحكم والأجهزة المستخدمة في العزل والتبديل فيما يتعلق بـ الأنظمة التقنية، وهو مصطلح يستخدم في هذه المقالة ليشمل الآلات والمنشآت والمعدات. كل نظام تقني يفي بمهمة عملية محددة ومحددة. يلزم وجود أجهزة تحكم وتحويل مناسبة للسلامة إذا كانت هذه المهمة العملية قابلة للتطبيق أو حتى ممكنة في ظل ظروف آمنة. تُستخدم هذه الأجهزة من أجل بدء التحكم أو مقاطعة أو تأخير التيار و / أو نبضات الطاقة الكهربائية والهيدروليكية والهوائية وكذلك الطاقات المحتملة.

العزلة وخفض الطاقة

تستخدم أجهزة العزل لعزل الطاقة عن طريق فصل خط الإمداد بين مصدر الطاقة والنظام الفني. يجب أن ينتج عن جهاز العزل عادةً فصل فعلي لا لبس فيه عن مصدر الطاقة. يجب أيضًا دائمًا الجمع بين فصل مصدر الطاقة وتقليل الطاقة المخزنة في جميع أجزاء النظام الفني. إذا تم تغذية النظام الفني من خلال عدة مصادر للطاقة ، فيجب أن تكون كل خطوط الإمداد هذه قادرة على العزل بشكل موثوق. الأشخاص المدربون على التعامل مع النوع ذي الصلة من الطاقة والذين يعملون في نهاية الطاقة للنظام التقني ، يستخدمون أجهزة العزل لحماية أنفسهم من مخاطر الطاقة. لأسباب تتعلق بالسلامة ، سيتحقق هؤلاء الأشخاص دائمًا للتأكد من عدم وجود أي طاقة خطرة في النظام التقني - على سبيل المثال ، من خلال التأكد من عدم وجود إمكانات كهربائية في حالة الطاقة الكهربائية. لا يمكن التعامل مع بعض أجهزة العزل بدون مخاطر إلا للأخصائيين المدربين ؛ في مثل هذه الحالات ، يجب أن يكون جهاز العزل غير متاح للأشخاص غير المصرح لهم. (انظر الشكل 1.)

الشكل 1. مبادئ أجهزة العزل الكهربائية والهوائية

المفتاح الرئيسي

يقوم جهاز التبديل الرئيسي بفصل النظام الفني عن مصدر الطاقة. على عكس جهاز العزل ، يمكن تشغيله بدون خطر حتى من قبل "المتخصصين من غير الطاقة". يتم استخدام جهاز المفتاح الرئيسي لفصل الأنظمة التقنية غير المستخدمة في لحظة معينة يجب ، على سبيل المثال ، إعاقة تشغيلها بواسطة أشخاص آخرين غير مصرح لهم بذلك. كما أنها تستخدم لإحداث فصل لأغراض مثل الصيانة وإصلاح الأعطال والتنظيف وإعادة الضبط وإعادة التهيئة ، بشرط أن يتم هذا العمل بدون طاقة في النظام. وبطبيعة الحال ، عندما يمتلك جهاز التبديل الرئيسي أيضًا خصائص جهاز العزل ، فيمكنه أيضًا تشغيل و / أو مشاركة وظيفته. (انظر الشكل 2.)

الشكل 2. نموذج توضيحي لأجهزة التبديل الرئيسية الكهربائية والهوائية

جهاز فصل الأمان

لا يقوم جهاز فصل الأمان بفصل النظام التقني بأكمله عن مصدر الطاقة ؛ بدلاً من ذلك ، يزيل الطاقة من أجزاء النظام الحاسمة لنظام فرعي تشغيلي معين. يمكن تخصيص التدخلات قصيرة المدة للأنظمة الفرعية التشغيلية - على سبيل المثال ، لإعداد النظام أو إعادة ضبطه / تجديده ، وإصلاح الأعطال ، والتنظيف المنتظم ، وللحركات الأساسية والمحددة وتسلسلات الوظائف المطلوبة أثناء الدورة من الإعداد أو إعادة الضبط / إعادة التهيئة أو التشغيل التجريبي. لا يمكن ببساطة إيقاف تشغيل معدات ومحطات الإنتاج المعقدة بجهاز مفتاح رئيسي في هذه الحالات ، حيث لا يمكن بدء تشغيل النظام التقني بأكمله مرة أخرى من حيث توقف بعد إصلاح العطل. علاوة على ذلك ، نادرًا ما يوجد جهاز التبديل الرئيسي ، في الأنظمة التقنية الأكثر شمولاً ، في المكان الذي يجب إجراء التدخل فيه. وبالتالي ، فإن جهاز فصل الأمان ملزم باستيفاء عدد من المتطلبات ، مثل ما يلي:

• إنه يقطع تدفق الطاقة بشكل موثوق وبطريقة لا يتم تشغيل الحركات أو العمليات الخطيرة عن طريق إشارات التحكم التي يتم إدخالها عن طريق الخطأ أو إنشاؤها عن طريق الخطأ.
• يتم تثبيته بدقة حيث يجب أن تحدث الانقطاعات في مناطق الخطر للأنظمة الفرعية التشغيلية للنظام الفني. إذا لزم الأمر ، يمكن أن يكون التثبيت في عدة أماكن (على سبيل المثال ، في طوابق مختلفة ، في غرف مختلفة ، أو في نقاط وصول مختلفة على الآلات أو المعدات).
• يتميز جهاز التحكم الخاص به في وضع "إيقاف التشغيل" المحدد بوضوح والذي يتم تسجيله مرة واحدة فقط بعد قطع تدفق الطاقة بشكل موثوق.
• بمجرد الوصول إلى الوضع "إيقاف التشغيل" ، يمكن تأمين جهاز التحكم الخاص به ضد إعادة التشغيل دون إذن (أ) إذا كان لا يمكن الإشراف على مناطق الخطر المعنية بشكل موثوق من منطقة التحكم و (ب) إذا كان الأشخاص الموجودون في منطقة الخطر لا يمكنهم رؤية أنفسهم بأنفسهم جهاز التحكم بسهولة وباستمرار ، أو (ج) إذا كان الإغلاق / الوسم مطلوبًا بموجب إجراءات تنظيمية أو تنظيمية.
• يجب فصل وحدة وظيفية واحدة فقط من نظام تقني موسع ، إذا كانت الوحدات الوظيفية الأخرى قادرة على الاستمرار في العمل بمفردها دون التعرض لخطر على الشخص الذي يتدخل.

عندما يكون جهاز المفتاح الرئيسي المستخدم في نظام تقني معين قادرًا على تلبية جميع متطلبات جهاز فصل الأمان ، يمكنه أيضًا تولي هذه الوظيفة. لكن هذا بالطبع سيكون وسيلة موثوقة فقط في الأنظمة التقنية البسيطة جدًا. (انظر الشكل 3.)

الشكل 3. رسم توضيحي للمبادئ الأساسية لجهاز فصل السلامة

تروس التحكم للأنظمة الفرعية التشغيلية

تسمح تروس التحكم بالحركات والتسلسلات الوظيفية المطلوبة للأنظمة الفرعية التشغيلية للنظام الفني ليتم تنفيذها والتحكم فيها بأمان. قد تكون هناك حاجة لتروس التحكم للأنظمة الفرعية التشغيلية للإعداد (عند تنفيذ عمليات التشغيل التجريبية) ؛ للتنظيم (عند إصلاح الأعطال في تشغيل النظام أو عندما يجب إزالة العوائق) ؛ أو أغراض التدريب (إظهار العمليات). في مثل هذه الحالات ، لا يمكن ببساطة إعادة التشغيل العادي للنظام ، حيث سيتعرض الشخص المتدخل للخطر من خلال الحركات والعمليات التي يتم تشغيلها بواسطة إشارات التحكم إما التي تم إدخالها عن طريق الخطأ أو إنشاؤها عن طريق الخطأ. يجب أن تتوافق معدات التحكم الخاصة بالنظم الفرعية التشغيلية مع المتطلبات التالية:

• يجب أن يسمح بالتنفيذ الآمن للحركات والعمليات المطلوبة للأنظمة الفرعية التشغيلية للنظام الفني. على سبيل المثال ، سيتم تنفيذ حركات معينة بسرعات منخفضة ، تدريجيًا أو بمستويات طاقة أقل (حسب ما هو مناسب) ، وستتوقف العمليات على الفور ، كقاعدة عامة ، إذا لم تعد لوحة التحكم موجودة.
• يجب وضع لوحات التحكم الخاصة به في المناطق التي لا يشكل تشغيلها فيها خطرًا على المشغل ، والتي يمكن من خلالها رؤية العمليات التي يتم التحكم فيها بشكل كامل.
• في حالة وجود العديد من لوحات التحكم التي تتحكم في العمليات المختلفة في مكان واحد ، فيجب تمييزها وترتيبها بوضوح بطريقة مميزة ومفهومة.
• يجب أن تصبح معدات التحكم للأنظمة الفرعية التشغيلية فعالة فقط عندما يتم فصل التشغيل العادي بشكل موثوق ؛ وهذا يعني أنه يجب ضمان عدم إصدار أي أمر تحكم بشكل فعال من التشغيل العادي والإفراط في ركوب معدات التحكم.
• يجب منع الاستخدام غير المصرح به لأجهزة التحكم للأنظمة الفرعية التشغيلية ، على سبيل المثال ، من خلال طلب استخدام مفتاح أو رمز خاص لتحرير الوظيفة المعنية. (انظر الشكل 4.)

الشكل 4. أجهزة التشغيل في تروس التحكم للأنظمة الفرعية التشغيلية الثابتة والمتحركة

مفتاح الطوارئ

تعد مفاتيح الطوارئ ضرورية حيث يمكن أن يؤدي التشغيل العادي للأنظمة التقنية إلى مخاطر لا يستطيع تصميم النظام المناسب ولا اتخاذ احتياطات السلامة المناسبة منعها. في الأنظمة الفرعية التشغيلية ، غالبًا ما يكون مفتاح الطوارئ جزءًا من معدات التحكم في النظام الفرعي التشغيلي. عند التشغيل في حالة الخطر ، يقوم مفتاح الطوارئ بتنفيذ العمليات التي تعيد النظام الفني إلى حالة التشغيل الآمن في أسرع وقت ممكن. فيما يتعلق بأولويات السلامة ، فإن حماية الأشخاص هي الشغل الشاغل ؛ يعتبر منع الضرر الذي يلحق بالمواد أمرًا ثانويًا ، ما لم يكن هذا الأخير عرضة لتعريض الأشخاص للخطر أيضًا. يجب أن يفي مفتاح الطوارئ بالمتطلبات التالية:

• يجب أن يؤدي إلى حالة تشغيل آمنة للنظام الفني في أسرع وقت ممكن.
• يجب أن تكون لوحة التحكم الخاصة بها سهلة التعرف عليها ووضعها وتصميمها بحيث يمكن تشغيلها دون صعوبة من قبل الأشخاص المعرضين للخطر ويمكن أيضًا الوصول إليها من قبل الآخرين الذين يستجيبون لحالة الطوارئ.
• يجب ألا تؤدي عمليات الطوارئ التي تطلقها إلى مخاطر جديدة ؛ على سبيل المثال ، يجب عليهم عدم تحرير أجهزة التثبيت أو فصل تركيبات التثبيت المغناطيسية أو حظر أجهزة الأمان.
• بعد بدء عملية تبديل الطوارئ ، يجب ألا يكون النظام الفني قادرًا على إعادة التشغيل تلقائيًا عن طريق إعادة ضبط لوحة التحكم في مفتاح الطوارئ. بدلاً من ذلك ، يجب أن يكون الإدخال الواعي لأمر تحكم جديد في الوظيفة مطلوبًا. (انظر الشكل 5.)

الشكل 5. رسم توضيحي لمبادئ لوحات التحكم في مفاتيح الطوارئ

جهاز التحكم بتبديل الوظائف

تُستخدم أجهزة التحكم في مفتاح التشغيل لتشغيل النظام الفني للتشغيل العادي وبدء وتنفيذ ومقاطعة الحركات والعمليات المخصصة للتشغيل العادي. يتم استخدام جهاز التحكم في مفتاح الوظيفة حصريًا في سياق التشغيل العادي للنظام التقني - أي أثناء التنفيذ غير المضطرب لجميع الوظائف المعينة. يتم استخدامه وفقًا لذلك من قبل الأشخاص الذين يديرون النظام الفني. يجب أن تفي أجهزة التحكم في مفاتيح الوظائف بالمتطلبات التالية:

• يجب أن تكون لوحات التحكم الخاصة بهم سهلة الوصول وسهلة الاستخدام دون خطر.
• يجب أن تكون لوحات التحكم الخاصة بهم مرتبة بشكل واضح وعقلاني ؛ على سبيل المثال ، يجب أن تعمل مقابض التحكم "بعقلانية" فيما يتعلق بالحركات التي يتم التحكم فيها لأعلى ولأسفل ولليمين ولليسار. (قد تخضع حركات التحكم "العقلانية" والتأثيرات المقابلة للاختلاف المحلي ويتم تحديدها أحيانًا عن طريق النص.)
• يجب تمييز لوحات التحكم الخاصة بهم بشكل واضح وواضح ، مع رموز يسهل فهمها.
• يجب ألا يتم تشغيل العمليات التي تتطلب اهتمامًا كاملاً من المستخدم لتنفيذها الآمن إما عن طريق إشارات التحكم التي تم إنشاؤها عن طريق الخطأ أو عن طريق التشغيل غير المقصود لأجهزة التحكم التي تحكمها. يجب أن تكون معالجة إشارة لوحة التحكم موثوقة بشكل مناسب ، ويجب منع التشغيل غير الطوعي من خلال التصميم المناسب لجهاز التحكم. (انظر الشكل 6).

الشكل 6. تمثيل تخطيطي للعمليات لوحة التحكم

مفاتيح المراقبة

تمنع مفاتيح المراقبة بدء النظام الفني طالما لم يتم استيفاء شروط السلامة المراقبة ، وتقطع التشغيل بمجرد عدم استيفاء شرط السلامة. يتم استخدامها ، على سبيل المثال ، لمراقبة الأبواب في حجيرات الحماية ، للتحقق من الوضع الصحيح لحراس السلامة أو لضمان عدم تجاوز حدود السرعة أو المسار. وفقًا لذلك ، يجب أن تفي مفاتيح المراقبة بمتطلبات السلامة والموثوقية التالية:

• يجب أن يرسل جهاز التبديل المستخدم لأغراض المراقبة إشارة الحماية بطريقة موثوقة بشكل خاص ؛ على سبيل المثال ، قد يتم تصميم مفتاح مراقبة ميكانيكي لمقاطعة تدفق الإشارة تلقائيًا وبموثوقية خاصة.
• يجب تشغيل أداة التبديل المستخدمة لأغراض المراقبة بطريقة موثوقة بشكل خاص عندما لا يتم استيفاء شروط السلامة (على سبيل المثال ، عندما يتم دفع مكبس مفتاح المراقبة مع الانقطاع التلقائي بشكل ميكانيكي وتلقائي إلى وضع المقاطعة).
• يجب ألا يكون مفتاح المراقبة قادرًا على إيقاف التشغيل بشكل غير صحيح ، على الأقل ليس عن غير قصد وليس بدون بعض الجهد ؛ يمكن استيفاء هذا الشرط ، على سبيل المثال ، عن طريق مفتاح ميكانيكي يتم التحكم فيه تلقائيًا مع مقاطعة تلقائية ، عندما يتم تثبيت المفتاح وعنصر التشغيل بشكل آمن. (انظر الشكل 7).

الشكل 7. رسم تخطيطي لمفتاح مع عملية ميكانيكية إيجابية وفصل إيجابي

دوائر التحكم بالسلامة

العديد من أجهزة تبديل الأمان الموصوفة أعلاه لا تنفذ وظيفة الأمان بشكل مباشر ، ولكن بدلاً من ذلك عن طريق إرسال إشارة يتم إرسالها ومعالجتها بعد ذلك بواسطة دائرة التحكم بالسلامة وتصل أخيرًا إلى تلك الأجزاء من النظام الفني التي تمارس وظيفة الأمان الفعلية. جهاز فصل الأمان ، على سبيل المثال ، يتسبب في كثير من الأحيان في فصل الطاقة في النقاط الحرجة بشكل غير مباشر ، في حين أن المفتاح الرئيسي عادة ما يفصل بشكل مباشر إمداد التيار بالنظام الفني.

نظرًا لأن دوائر التحكم في السلامة يجب أن تنقل إشارات الأمان بشكل موثوق ، يجب بالتالي مراعاة المبادئ التالية:

• يجب ضمان السلامة حتى عندما تكون الطاقة الخارجية غير متوفرة أو غير كافية ، على سبيل المثال ، أثناء انقطاع الاتصال أو التسرب.
• تعمل إشارات الحماية بشكل أكثر موثوقية عن طريق انقطاع تدفق الإشارة ؛ على سبيل المثال ، مفاتيح الأمان مع جهة اتصال الفتح أو جهة اتصال الترحيل المفتوحة.
• يمكن تحقيق الوظيفة الوقائية للمضخمات والمحولات وما شابه ذلك بشكل أكثر موثوقية بدون طاقة خارجية ؛ وتشمل هذه الآليات ، على سبيل المثال ، أجهزة التحويل الكهرومغناطيسية أو فتحات التهوية المغلقة عند الراحة.
• يجب عدم السماح بالتوصيلات التي حدثت عن طريق الخطأ والتسريبات في دائرة التحكم في السلامة بأن تؤدي إلى بدايات خاطئة أو معوقات للتوقف ؛ خاصة في حالات حدوث ماس كهربائي بين القنوات الداخلية والخارجية أو تسرب الأرض أو التأريض.
• يجب ألا تتداخل التأثيرات الخارجية التي تؤثر على النظام في إجراء لا يتجاوز توقعات المستخدم مع وظيفة السلامة لدائرة التحكم في السلامة.

يجب أن تقوم المكونات المستخدمة في دوائر التحكم في السلامة بتنفيذ وظيفة السلامة بطريقة موثوقة بشكل خاص. يجب تنفيذ وظائف المكونات التي لا تفي بهذا المطلب عن طريق الترتيب لتنويع التكرار قدر الإمكان ويجب إبقائها تحت المراقبة.

الرجوع