Có nhiều yếu tố liên quan đến thiết kế và triển khai an toàn tự động hóa công nghiệp. Để đánh giá tình hình và lựa chọn khóa học thiết kế tốt nhất, các chuyên gia được đào tạo nên tiến hành kiểm toán an toàn trước khi lập kế hoạch cho bất kỳ hệ thống nào liên quan đến an toàn, vì các tiêu chuẩn và luật an toàn thay đổi theo thời gian.
Một chương trình an toàn tự động hóa công nghiệp thành công đòi hỏi một chiến lược đa diện kết hợp các sản phẩm tốt nhất, nguyên tắc thiết kế và đào tạo người vận hành. Đánh giá rủi ro là bước đầu tiên trong việc tạo ra một nơi làm việc an toàn; sau khi xác định các vấn đề có thể xảy ra, trọng tâm chuyển sang giảm thiểu rủi ro thông qua các cấp độ giảm thiểu khác nhau. Các cách hiệu quả nhất để bảo vệ người lao động được hướng dẫn bởi một hệ thống phân cấp các hạn chế về kỹ thuật và hành chính.
Mặc dù trách nhiệm chính của họ không nằm ở thiết kế cụ thể của hệ thống an toàn, nhưng mỗi thành viên của nhóm dự án và nhóm vận hành đều được hưởng lợi từ kiến thức ứng dụng về các khái niệm an toàn có liên quan. Điều quan trọng là phải hiểu các vấn đề thiết kế an toàn thường được thảo luận nhất để cung cấp cho nhân viên thông tin tổng quan mà họ cần.
Thiết kế của một hệ thống tự động hóa chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến sự an toàn của bất kỳ thiết bị nào sử dụng tự động hóa công nghiệp. Mặt khác, các khái niệm thiết kế an toàn để bảo vệ người lao động bao gồm các đặc điểm vật lý và mục đích sử dụng dự kiến của bất kỳ thiết bị liên quan nào.
Thuật ngữ "hệ thống phân cấp kiểm soát" không đề cập đến kiểm soát thời gian thực; thay vào đó, nó mô tả các hành động mà người dùng nên thực hiện để giảm thiểu rủi ro liên quan đến từng thiết bị hoặc cài đặt. Thường có nhiều hành động có thể được thực hiện kết hợp với nhau.
1 - Loại bỏ
Loại bỏ hoặc loại bỏ các mối nguy tiềm ẩn là phương pháp tốt nhất và hiệu quả nhất để giảm thiểu rủi ro. Thật không may, hầu hết các thiết bị và quy trình không thể được thiết kế để loại bỏ hoàn toàn mọi mối nguy tiềm ẩn, vì vậy hầu hết thời gian đây không phải là một lựa chọn. Nhưng các nhà thiết kế nên luôn cân nhắc đến việc loại bỏ.
2 - Thay thế
Ngay cả khi rủi ro không thể loại bỏ hoàn toàn, nó vẫn có thể được thay thế bằng rủi ro ít nguy hiểm hơn hoặc ít xảy ra hơn. Điều này không phải lúc nào cũng khả thi. Ví dụ, đối với thiết bị sử dụng hóa chất, có thể có một loại hóa chất an toàn hơn về khả năng bắt lửa hoặc độc tính. Ngay cả khi hóa chất an toàn hơn đắt hơn, việc đầu tư vào nó thường là xứng đáng vì nó cải thiện điều kiện làm việc và giảm tai nạn.
3 - Kiểm soát kỹ thuật
Mặc dù điều quan trọng là phải điều tra hai bước đầu tiên, nhưng thực tế là với thiết bị tự động hiện đại, bước tiếp theo trong việc áp dụng các biện pháp kiểm soát kỹ thuật thường là nơi thực hiện giảm thiểu rủi ro lớn nhất. Các biện pháp kiểm soát kỹ thuật có thể đơn giản hoặc phức tạp và có thể có nhiều hình thức.
Thuộc vật chất:Hàng rào an ninh nằm ở đầu danh sách các thành phần an ninh cho hệ thống tự động hóa. Để tạo điều kiện cho người vận hành tiếp cận các khu vực quan trọng trong ô, hàng rào an ninh phải được phát triển với sự an toàn và chức năng của người vận hành. Hàng rào an toàn ngăn không cho người vận hành vô tình với vào.
Cảm biến:Có một số cảm biến có thể xác định các tình huống nguy hiểm hoặc có thể được người dùng kích hoạt để báo hiệu và giảm nguy hiểm. Chúng bao gồm rèm chắn sáng, công tắc giới hạn, nút dừng khẩn cấp (e-stop), dây kéo dừng khẩn cấp, v.v. Nếu ai đó cố gắng vào phòng giam, các cảm biến có thể yêu cầu phòng giam dừng lại. Tương tự như thảm an toàn, máy quét khu vực có thể được cài đặt để làm chậm hoặc dừng máy nếu có người vận hành ở gần.
KHÓA LIÊN KẾT:Một số cảm biến an toàn được liên kết với nhau, cho phép người dùng khóa chúng lại để họ không thể truy cập vào thiết bị được liên kết cho đến khi nó được bảo mật.
Loại bỏ năng lượng:Rơ le an toàn hoặc bộ điều khiển an toàn có thể được sử dụng để kết nối các cảm biến và khóa liên động để cắt nguồn điện cho động cơ, bộ truyền động và bất kỳ thiết bị nào khác có thể gây nguy hiểm cho sự an toàn của người dùng. Năng lượng khí nén và thậm chí là thủy lực là hai trong số những nguồn năng lượng thường bị bỏ qua, cùng với nguồn điện và nguồn điện của thiết bị điện. Cảm biến có thể được chế tạo như các thiết bị độc lập hoặc các thành phần của rơ le có dây cứng mạnh hơn hoặc mạch điều khiển an toàn kỹ thuật số. Chúng cũng có thể được kết nối để loại bỏ năng lượng. Bộ điều khiển an toàn là các thiết bị kỹ thuật số tinh vi có thể giao tiếp với các hệ thống cấp cao hơn và có khả năng cấu hình phần mềm mở rộng.
Chuyển động dừng:Khi dừng khẩn cấp xảy ra, một số hệ thống vật lý cần được chăm sóc đặc biệt để ngăn chặn chuyển động lâu sau khi năng lượng đã hết. Có thể cần van xả nhanh trong mạch khí nén để giảm áp suất từ các xi lanh có thể di chuyển. Các thiết bị như máy ép hoặc máy cắt đứng có thể cần dừng cơ học để dừng chuyển động do trọng lực gây ra sau khi dừng khẩn cấp. Các thiết bị cơ học chạy bằng động cơ có thể cần phanh để dừng chuyển động quay sau khi dừng khẩn cấp.
Phần mềm:Phần mềm cho phép chúng tôi thay đổi phạm vi công việc của robot đã được tạo ra bởi các nhà sản xuất robot công nghiệp như Universal Robots. Trong nhiều trường hợp, chúng tôi có thể thay đổi vỏ bọc để thu nhỏ ô robot của mình và loại bỏ hàng rào một cách an toàn. Ngoài ra, nó cho phép người vận hành dễ dàng tương tác với robot bằng các thiết bị an toàn bổ sung như rèm sáng, máy quét khu vực và thảm an toàn khi cần.
4 - Kiểm soát hành chính
Sau khi thực hiện các quy trình trước đó, điều quan trọng là phải giải quyết yếu tố con người. Điều này bao gồm bất kỳ nhân sự nào tham gia vào thiết kế, kỹ thuật, bảo trì thiết bị, nhà thầu, khách tham quan hoặc bất kỳ ai có thể làm việc gần hoặc với thiết bị.
5 - Thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE)
PPE bao gồm kính an toàn, nút tai, máy trợ thở, ủng an toàn, găng tay và các vật dụng tương tự thường thấy trong môi trường công nghiệp. Trong một số trường hợp, cần có các thiết bị bảo vệ chống rơi tiên tiến hơn và đào tạo cần thiết. Mặc dù rất quan trọng đối với sự an toàn của người lao động, các biện pháp này nằm ở cuối hệ thống kiểm soát và không nên được coi là biện pháp giảm thiểu các mối nguy hiểm đã biết, vì chúng là biện pháp cuối cùng. Việc sử dụng PPE cũng đòi hỏi nỗ lực liên tục của người lao động.
Lợi ích của bảo mật tự động hóa công nghiệp
Các công ty sản xuất có thể hưởng lợi từ việc cải thiện tính an toàn của tự động hóa theo nhiều cách.
Tinh thần được cải thiện
Nhân viên hiện có nhiều thời gian hơn cho các nhiệm vụ đòi hỏi tư duy cấp cao hơn vì tự động hóa thực hiện những công việc nặng nhọc. Việc giải cứu nhân viên khỏi môi trường nguy hiểm cho thấy các công ty coi họ là tài sản có giá trị và phúc lợi của họ là ưu tiên hàng đầu.
Giảm chi phí
Theo dữ liệu, gần 10 tỷ đô la được chi cho thương tích và bệnh tật mỗi năm. Hơn nữa, theo các khiếu nại, các tổ chức có thể tiết kiệm 20 đến 40 phần trăm chi phí này chỉ bằng cách tăng cường các giao thức an toàn.
Hiệu quả cao hơn
Tự động hóa thường tạo ra chất lượng đồng đều, di chuyển nhanh hơn và giảm thiểu chất thải. Chi phí bảo trì thấp hơn nhiều so với việc tiếp tục trả tiền cho các chương trình hiện tại, mặc dù bạn có thể phải trả một khoản phí lớn ngay từ đầu.
Lợi thế cạnh tranh hơn
Tự động hóa mang lại cho các tổ chức lợi thế cạnh tranh bằng cách tăng sản lượng trong khi vẫn đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Phát triển máy móc, hệ thống và tự động hóa công nghiệp an toàn là một quá trình liên tục. Thay vào đó, nó có vòng đời liên tục. Ngoài ra, việc thiết kế và vận hành an toàn là vì lợi ích tốt nhất của toàn bộ nhóm. Đánh giá rủi ro, giảm thiểu và xác thực đều là những nhiệm vụ mà nhóm phải xử lý. Một gợi ý khác là thêm một số biện pháp kiểm tra và cân bằng, chẳng hạn như sử dụng những người khác nhau để xử lý kỹ thuật bảo mật và xác thực. Do đó, nhóm có thêm nhận thức và giờ đây có thể nhìn nhận mọi thứ từ nhiều góc độ khác nhau.