W celu zwiększenia bezpieczeństwa działania maszyn wykorzystywanych w procesach produkcyjnych rozbudowuje się projektowane lub modernizowane układy i systemy o dodatkowe urządzenia ochronne. Zwykle we współczesnych zakładach przemysłowych systemy bezpieczeństwa stanowią część systemu sterowania maszynami. Ich nadrzędnym zadaniem jest niedopuszczenie do powstania niebezpiecznych sytuacji, a gdy już takie zaistnieją ? kontrola ryzyka i ochrona osób oraz mienia przed skutkami.
Różnorodność systemów bezpieczeństwa jest bardzo duża: począwszy od bardzo prostych układów, takich jak np. wyłączniki blokujące osłon i wyłączniki zatrzymania awaryjnego, połączone szeregowo z cewkami styczników mocy, a skończywszy na złożonych systemach, w skład których wchodzą zaawansowane urządzenia komunikujące sięmiędzy sobą i z systemami nadrzędnymi przez sieci wymiany danych, współpracujące z oprogramowaniem i sprzętem komputerowym. Niezależnie od różnic w stopniu złożoności systemów bezpieczeństwa maszyn, głównym celem przyświecającym ich stosowaniu jest ochrona pracowników oraz samych maszyn (mienia) przed niebezpiecznymi sytuacjami i szkodliwymi czynnikami występującymi w środowisku pracy.
Dynamiczny rozwój
Rynek systemów bezpieczeństwa maszyn w Polsce, podobnie jak branża automatyki przemysłowej, od kilku lat dynamicznie się rozwija. Jak zauważa Mateusz Amroziński, inżynier wsparcia technicznego w firmie FANUC Polska, z uwagi na rosnącą popularność nowoczesnych technologii wzrasta liczba firm szukających dla siebie miejsca na tym rynku. Obecnie działa ich już wiele ? zarówno polskich, jak i zagranicznych, przy czym duża część rynku należy jednak do kilku największych graczy. Różnorodność środków automatyzacji produkcji ? łatwo dostępnych również w Polsce ? powoduje, że rynek systemów bezpieczeństwa staje się bardzo zróżnicowany i rozbudowany, a cały czas pojawiają się na nim nowe, coraz lepsze i coraz bardziej skomplikowane rozwiązania.
? Obserwując stały wzrost zainteresowania polskich przedsiębiorców środkami automatyzacji produkcji, a także coraz większą świadomość producentów w zakresie konieczności poprawy bezpieczeństwa pracy, można przypuszczać, że również dostawcy systemów bezpieczeństwa maszyn mogą pochwalić się coraz lepszymi wynikami sprzedaży. Jestem przekonany, że należy zakładać dynamiczny rozwój tej branży w najbliższych latach ? twierdzi Mateusz Amroziński.
Z raportu amerykańskiej firmy konsultingowej MarketsandMarkets wynika, że wartość rynku systemów służących bezpieczeństwu (Safety Instrumented Systems ? SIS) wzrośnie w latach 2014 2020 z 2 mld dolarów do prawie 4 mld, co dawałoby średnio ok. 11% wzrostu każdego roku.
Warto dodać, że największy udział w tym sektorze rynku mają systemy awaryjnego wyłączenia ? od 2014 r. wynosi on ok. 39%. Według przewidywań MarketsandMarkets głównym odbiorcą systemów bezpieczeństwa będzie przemysł naftowy.
Rosnąca świadomość
Zdaniem Małgorzaty Pałuby, inżyniera projektu i sprzedaży w firmie Automatech, bezpieczeństwo staje się nieodzownym elementem kultury każdego przedsiębiorstwa. Jego wdrażanie, a dokładniej ? stosowanie przemysłowych systemów bezpieczeństwa w zakładach produkcyjnych, jest już wręcz niezbędne.
Podobne zdanie na ten temat wyraziły osoby, które wzięły udział w badaniu przeprowadzonym przez redakcję magazynu ?Control Engineering Polska?. W opinii wszystkich ankietowanych przemysłowe systemy bezpieczeństwa odgrywają obecnie bardzo istotną rolę. Należy przy tym dodać, że 97% respondentów uznało je za bardzo ważne, a wręcz niezbędne, natomiast pozostali stwierdzili, że ? owszem ? są ważne, ale nie niezbędne.
Jak podkreśla przedstawiciel firmy FANUC Polska, coraz więcej producentów ma świadomość tego, co robią i po co to robią ? dotyczy to także obszaru bezpieczeństwa.
? Ludzie chcą rozwijać swoje firmy i produkty, dlatego inwestują nie tylko w najnowszy park maszynowy, ale i wyższą kulturę pracy ? komentuje Mateusz Amroziński. ? Wiedzą, że to się opłaca, gdyż zapewnia nie tylko bezpieczeństwo pracownikom, ale także bezproblemową, długą, wydajną i bezpieczną pracę maszyn. Oczywiście są też takie firmy, w których pracownikom brakuje podstawowej wiedzy w zakresie bezpieczeństwa, bądź aspekty te są świadomie ignorowane, ale na szczęście jest ich coraz mniej. Duża konkurencja na rynku wymusza także w tym względzie coraz bardziej racjonalne podejście.
Bezpieczeństwo maszyn w ujęciu prawnym
W krajach Unii Europejskiej punktem odniesienia dla tematyki bezpieczeństwa maszyn jest dyrektywa maszynowa 2006/42/WE, która określa zasadnicze wymagania w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa. Jej nadrzędnym celem jest zredukowanie liczby wypadków podczas obsługi maszyn.
Producenci maszyn są zobowiązani do przeprowadzenia procedury oceny ich zgodności z wymaganiami norm. Umieszczając na produkcie znak CE, producent lub osoba przez niego upoważniona potwierdza, że instalacja bądź maszyna spełnia wszystkie wymagania dyrektywy maszynowej w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy.
O ile zgodność z dyrektywą maszynową jest obowiązkowa w obszarze Europejskiej Strefy Ekonomicznej (EEA), o tyle stosowanie norm nie jest obligatoryjne. Jeśli jednak stosuje się normy opublikowane w ?Dzienniku Urzędowym Wspólnoty Europejskiej?, które są zharmonizowane z dyrektywą maszynową lub z narodowymi standardami wynikającymi z tej dyrektywy, wówczas zakłada się automatycznie zgodność z przepisami tej dyrektywy, co niewątpliwie może być bardzo istotne przy próbie wyjaśniania przyczyny ewentualnego błędu w obsłudze lub działaniu maszyny. W przypadku, gdy w miejscu pracy zdarzy się wypadek z udziałem pracownika, wówczas można założyć, że obsługujący lub producent maszyny wypełnił wszystkie obowiązki związane z bezpieczeństwem jej pracy.
Wspomniane normy europejskie są podzielone na trzy główne grupy:
- typ A (podstawowe normy dotyczące bezpieczeństwa),
- typ B (grupowe normy dotyczące bezpieczeństwa),
- typ C (normy dotyczące bezpieczeństwa indywidualnych typów maszyn).
Przykładami norm zharmonizowanych z dyrektywą maszynową są normy EN 62061 i EN ISO 13849-1 dotyczące sektora produkcji maszyn. Obie są zgodne z aktualnym stanem techniki i określają wymagania w stosunku do elementów systemów sterowania związanych z bezpieczeństwem. Co istotne, normy te można stosować również do kompleksowych, programowalnych systemów.
Warto też wspomnieć o normie PN-EN IEC 61496 ?Bezpieczeństwo maszyn ? Elektroczułe wyposażenie ochronne ? Część 1: Wymagania ogólne i badania?, która określa nowe zależności pomiędzy klasami typów dla elektroczułego wyposażenia ochronnego (ESPE) a poziomem nienaruszalności bezpieczeństwa (SIL ? zgodnie z normą IEC 62061)/poziomem zapewnienia bezpieczeństwa (PL ? zgodnie z normą ISO 13849). Norma PN-EN IEC 61496 obowiązuje od 10 maja 2015 r.
Popularne komponenty bezpieczeństwa
Jak pokazuje rys. 1, komponentami bezpieczeństwa cieszącymi się największą popularnością wśród ankietowanych użytkowników są przekaźniki bezpieczeństwa. Służą one do monitorowania funkcji bezpieczeństwa, m.in.: przycisków zatrzymania awaryjnego, zamków bezpieczeństwa, kurtyn świetlnych, laserowych skanerów bezpieczeństwa oraz naciskowych mat bezpieczeństwa.
Zgodnie ze wskazaniami sondowanych użytkowników, na drugim miejscu znalazły się urządzenia optoelektroniczne, umożliwiające ochronę miejsc, które są trudne bądź niemożliwe do osłonięcia przegrodami stałymi lub ruchomymi. Spełniają one funkcje bezpieczeństwa związane z nadzorowaniem: strefy lub punktu (kurtyny świetlne), dostępu (bariery optyczne), a także powierzchni (skanery laserowe). Szeroki asortyment akcesoriów i urządzeń wykorzystujących wiązki światła o zwiększonej funkcjonalności ? umożliwiającej łączenie kaskadowe, czasową dezaktywację całej kurtyny lub tylko określonej liczby wiązek (tzw. muting) czy statyczne i dynamiczne zaślepienie (tzw. blanking) ? pozwala znaleźć elastyczne rozwiązanie dla dowolnej maszyny.
Wedługwskazań użytkowników na trzeciej pozycji znalazły się programowalne sterowniki bezpieczeństwa (safety PLC). Są proste w użyciu i mogą być łatwo zintegrowane ze wszystkimi komponentami bezpieczeństwa, co niewątpliwie jest ich wielkim atutem. Jeśli chcielibyśmy uzyskać takie same funkcje, jakie oferuje jeden programowalny sterownik bezpieczeństwa, konieczne byłoby zastosowanie większej liczby przekaźników bezpieczeństwa, przekaźników czasowych, modułów wejściowych i wyjściowych oraz modułów komunikacyjnych, co wiązałoby się m.in. ze skomplikowaniem okablowania. W przypadku dużej aplikacji zastosowanie sterownika bezpieczeństwa zastępującego dużą liczbę fizycznych przekaźników bezpieczeństwa jest więc rozwiązaniemoptymalnym.
Popularnym rozwiązaniem są też urządzenia mechaniczne, takie jak np. listwy bezpieczeństwa, systemy kontroli dostępu oraz maty naciskowe. Jeśli chodzi o te ostatnie, warto dodać, że ich działanie ? w przeciwieństwie do zabezpieczeń optoelektronicznych ? nie jest zakłócane przez dym lub opad drobnych ciał, np. wiórów w strefie ochrony.
Na samym końcu listy popularnych komponentów bezpieczeństwa zostały umiejscowione podzespoły sieciowe bezpieczeństwa i przemysłowe sieci bezpieczeństwa.
Z kolei w opinii sondowanych dostawców klienci najczęściej wybierają urządzenia optoelektroniczne, które uplasowały się na miejscu pierwszym. Na drugim wymieniono przekaźniki bezpieczeństwa, a na trzecim ? urządzenia mechaniczne oraz sterowniki bezpieczeństwa, na które wskazała identyczna liczba respondentów.
Wśród wypowiedzi w kategorii ?inne? znalazły się m.in. urządzenia sygnalizacyjne (kolumny, sygnalizatory optyczne, akustyczne), wygrodzenia przemysłowe oraz osłony.
Jeśli chodzi o przekaźniki bezpieczeństwa, to najczęściej stosowane są przekaźniki pojedyncze (24% wskazań użytkowników i 28% wskazań dostawców) oraz programowalne (20% wskazań użytkowników i 28% wskazań dostawców). Zgodnie z odpowiedziami użytkowników, nieco mniej popularne są przekaźniki: konfigurowalne (14%), elektroniczne (13%) i modułowe (11%), a także ? według wskazań mniej niż 10% osób ? przekaźniki: elektromechaniczne, półprzewodnikowe, kontaktowe oraz tranzystorowe.
Mówiąc o popularnych przekaźnikach bezpieczeństwa, nie można ? w opinii dostawców ? pominąć przekaźników: modułowych (22%), elektromechanicznych (17%) czy kontaktowych (6%).
Wśród urządzeń optoelektronicznych prym wiodą niewątpliwie kurtyny świetlne. Na urządzenia te wskazuje 28% ankietowanych użytkowników i aż 47% dostawców. Za bardzo popularne uchodzą wśród użytkowników także czujniki optyczne oraz bariery świetlne (jedno- i wielopromieniowe). Te ostatnie znalazły się na drugiej pozycji w rankingu popularności urządzeń optoelektronicznych, stworzonym przez ankietowanych dostawców. Na liście tej nie zabrakło także skanerów laserowych, czujników optycznych oraz innych rozwiązań (rys. 2).
W przypadku mechanicznych komponentów bezpieczeństwa za najbardziej popularne ankietowani użytkownicy uznali przyciski (awaryjne, zezwolenia) ? 30%, panele sterowania dwuręcznego ? 25%, wyłączniki bezpieczeństwa ? 22%, blokady (mechaniczne, elektromechaniczne) ? 21%, systemy kontroli dostępu ? 18%, styczniki bezpieczeństwa ? 16%, listwy bezpieczeństwa ? 15%, zderzaki ? 13%, czujniki magnetyczne ? 12%, przełączniki trybów pracy ? 11%, zawiasy bezpieczeństwa ? 7% oraz maty naciskowe ? 6%.
Według dostawców natomiast najczęściej wybierane przez klientów są blokady (mechaniczne, elektromechaniczne) ? 33%, systemy kontroli dostępu ? 27%, styczniki bezpieczeństwa ? 24%, panele sterowania dwuręcznego oraz wyłączniki bezpieczeństwa ? 20% (np. wyłączniki bezpieczeństwa z oddzielną zworą ryglującą, wyłączniki bezpieczeństwa z ryglowaniem elektrycznym i oddzielną zworą ryglującą, wyłączniki zawiasowe, wyłączniki magnetyczne itd.), przyciski (awaryjne, zezwolenia) ? 19%, czujniki magnetyczne ? 14%, listwy bezpieczeństwa oraz zderzaki ? 13%, zawiasy bezpieczeństwa ? 10% oraz maty naciskowe ? 7%.
Jakość ? najważniejsze kryterium
Zdaniem ankietowanych użytkowników najważniejszym kryterium branym pod uwagę przy wyborze przemysłowego systemu bezpieczeństwa jest jakość. Oczywiście istotne są dla nich także inne czynniki, takie jak np. parametry techniczne, cena, a także marka producenta, które wymienione zostały tuż za jakością (rys. 3).
Z doświadczenia dostawców biorących udział w sondażu wynika, że ? owszem ? wielu klientów zwraca uwagę na jakość, jednak głównym czynnikiem decydującym o zakupie konkretnego rozwiązania jest przede wszystkim cena. Według dostawców duży wpływ na decyzję zakupową mają też marka producenta oraz dostępność produktów. Okazuje się, że również opinia innych użytkowników nie pozostaje bez wpływu na finalną decyzję potencjalnego klienta. Inaczej sprawy się mają z opinią dostawców, która brana jest pod uwagę jedynie przez garstkę użytkowników.
Warto dodać, że do odpowiedzi opatrzonych etykietą ?inne? zostały zaklasyfikowane takie kryteria, jak np. czas dostawy, standard koncernowy czy sposób wykonywania okresowego testu sprawności wymaganego przez PN-EN61508/61511:2010.
Główni odbiorcy
Przyjrzyjmy się teraz opiniom respondentów na temat branż stanowiących najliczniejsze grono odbiorców przemysłowych systemów bezpieczeństwa. Według wskazań respondentów są to przede wszystkim: robotyka, przemysł produkcyjny, branża motoryzacyjna oraz spożywcza, sektor farmaceutyczny, branża budowlana, górnictwo, a także obrabiarki, prasy itp.
W opinii dostawców głównymi odbiorcami systemów bezpieczeństwa w Polsce są producenci OEM (przemysł maszynowy) ? 38%, integratorzy systemów ? 36%, klienci końcowi (zakłady przemysłowe) ? 15% oraz dystrybutorzy ? 11%.
Mała awaryjność i dobre wsparcie techniczne
Z badań przeprowadzonych przez redakcję ?Control Engineering Polska? wynika, że awarie systemów bezpieczeństwa użytkowanych przez respondentów należą do rzadkości. Twierdzi tak 52% użytkowników. Pozostali deklarują, że w ogóle nie dochodzi do żadnych usterek (24%) bądź mają one miejsce czasami (15%) lub często (9%).
Zapytaliśmy również ankietowanych dostawców, z jaką częstotliwością awarie systemów bezpieczeństwa są zgłaszane przez klientów. Okazuje się, że dzieje się to rzadko (75%), wcale (13%) lub często (12%).
Obie sondowane grupy są zdania, że źródło problemów stanowią np. uszkodzenia mechaniczne komponentów systemów bezpieczeństwa, przepalenie przekaźnika bezpieczeństwa, przepalenia styków wyjściowych, zawieszenie modułu przekaźnika bezpieczeństwa itd.
Naszych respondentów zapytaliśmy również o to, jak oceniają poziom wsparcia technicznego ze strony dostawców przemysłowych systemów bezpieczeństwa. Zdaniem ankietowanych poziom ten jest dobry (38%), średni (32%) lub bardzo dobry (30%). Szczególnie cenne okazują się być dla użytkowników: szybka reakcja serwisowa, dostęp do części zamiennych, pomoc w doborze odpowiedniego rozwiązania, przeprowadzanie prezentacji, oferowanie szkoleń itd.
Plany zakupowe
Jak pokazuje rys. 4, w przypadku większości użytkowników (62%) planowany zakup komponentów bezpieczeństwa w ciągu najbliższych dwunastu miesięcy, w porównaniu z okresem wcześniejszym, pozostaniebez zmian. Pozostali ankietowani mają w planach nabycie większej liczby komponentów bezpieczeństwa (35%) lub jej zmniejszenie (3%).
Zainteresowanie respondentów zakupem większej liczby systemów bezpieczeństwa wynika przede wszystkim z planu przeprowadzenia modernizacji starych linii, w celu dostosowania ich do najnowszych wymogów prawnych, a także ze wzrostu świadomości potrzeby implementacji tego typu rozwiązań.
Dobra passa na rynku
W ocenie dostawców biorących udział w sondażu, bieżąca koniunktura na polskim rynku systemów bezpieczeństwa maszyn jest dobra (75%) lub nawet bardzo dobra (25%).
Z odpowiedzi udzielonych przez ankietowanych wynika, że w ciągu ostatnich dwunastu miesięcy liczba sprzedanych systemów bezpieczeństwa maszyn, w porównaniu z okresem wcześniejszym, wzrosła (75%) bądź nie uległa zmianie (25%).
Warto dodać, że podzespoły bezpieczeństwa sprzedają się najczęściej samodzielnie (63%) lub w systemach (37%).
Jak informuje jeden z ankietowanych dostawców, wzrost zapotrzebowania na systemy bezpieczeństwa wiąże się z położeniem nacisku na bezpieczeństwo w zakładach produkcyjnych ? coraz więcej firm wdraża Systemy Zarządzania Jakością ISO i podlega audytowi, stąd zaostrzone procedury i wymogi bezpieczeństwa.
Sondowani dostawcy przewidują, że w ciągu najbliższego roku sprzedaż systemów bezpieczeństwa maszyn zwiększy się (88%) lub pozostanie taka sama (12%). Na tę optymistyczną prognozę sprzedaży wpływa w głównej mierze wzrost świadomości klientów na temat konieczności zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa, a także konsekwencji karnych będących następstwem zaniedbań w tym obszarze. Wszystko to przekłada się na zwiększenie znajomości norm i przepisów dotyczących bezpieczeństwa.
Kierunki rozwoju
Jak zauważa Mateusz Amroziński, najważniejszym bodźcem do poszukiwania nowych rozwiązań technicznych, mobilizującym producentów zarówno maszyn, jak i przeznaczonych dla nich systemów bezpieczeństwa, są przede wszystkim potrzeby klientów. Wzrastająca świadomość i coraz to nowsze potrzeby użytkowników stawiają przed producentami bardzo wysokie wymagania. Dziś już nie wystarczają dobre i proste rozwiązania (np. proste czujniki krańcowe), choć i na takie jest zapotrzebowanie. Coraz większą popularnością cieszą się koncepcje bardziej skomplikowane, np. zaawansowane programowalne przekaźniki bezpieczeństwa, bariery świetlne, kurtyny czy maty, które w kilka minut mogą być przeprogramowane i dostosowane do wymogów danego stanowiska ? a także takie, które ?uczą się? same.
Obecne trendy dotyczące obszaru bezpieczeństwa maszyn są dalekie od jednostkowych rozwiązań i kierują się przede wszystkim na koncepcje uniwersalne i kompleksowe. Przyszłość niewątpliwie należy do zintegrowanych systemów bezpieczeństwa: współpracujących rozwiązań systemowych, wspierających użytkowników od fazy projektowania do eksploatacji, a także procesów kontroli i bezpieczeństwa w automatyce. Uwzględnienie już na wstępnym etapie projektowania systemu bezpieczeństwa zarówno wymagań dotyczących bezpieczeństwa, jak i standardowych technologii kontroli, umożliwia szybką reakcję i rozdzielenie sygnałów płynących w sieciach sterowania i bezpieczeństwa.
Raport powstał w oparciu o dane uzyskane z ankiety przeprowadzonej wśród czytelników magazynu ?Control Engineering Polska?. Oprócz tego przy tworzeniu raportu bazowano na informacjach pochodzących od dostawców/producentów oprogramowania przemysłowego. Raport nie odzwierciedla pełnego obrazu rynku.
Autor: Agata Abramczyk, Control Engineering Polska
Tekst pochodzi z nr 4/2015 magazynu "Control Engineering Polska". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.
