Безопасность функционирования автоматизированных и роботизированных производств

Средства снижения травмоопасности и вредного воздействия технических систем.

Повышение технического уровня современного производства, электронизация офисов в той или иной мере создают вредные, а иногда и опасные условия для работающих и окружающей среды, что требует организации их надежной и эффективной защиты. В настоящее время в различных отраслях промышленности с целью снижения травмоопасности и вредного воздействия технических систем широко используются средства производственной безопасности.

К средствам производственной безопасности относятся устройства, которые предназначены для оповещения или защиты человека от воздействия опасных производственных факторов. Конструкции средств производственной безопасности различны, отличаются размерами, назначением, областью применения и принципами действия.

Оградительные устройства предназначены для ограждения опасной зоны либо для предупреждения воздействия опасных производственных факторов на человека.

По конструктивным особенностям оградительные устройства делятся на три типа: стационарные (съемные и несъемные), подвижные и полуподвижные.

Стационарные несъемные устройства устанавливаются на границе действия опасного производственного фактора – работающих агрегатов, машин, механизмов.

Стационарные съемные устройства выполняют те же функции, однако они имеют съемные крепления, меньшие размеры и массу. Это наиболее распространенный тип оградительных устройств.

Подвижные оградительные устройства используются для ограждения перемещающихся опасных производственных факторов. Разновидностью этих устройств являются временно незакрепленные и переносные оградительные устройства. Подвижные устройства имеют ручной или механический привод.

Полуподвижные оградительные устройства одной своей стороной жестко крепятся к неподвижной части агрегата, конструкции механизма или сооружения. Другая часть остается подвижной. При перемещении подвижной части происходит либо поворот оградительного устройства, либо складывание в гармошку, либо сокращение площади ограждения. Полуподвижные оградительные устройства применяются для ограждения перемещающихся опасных зон, а также опасных зон временных производственных факторов.

Блокирующие устройства – средства производственной безопасности, предупреждающие возникновение опасных производственных факторов при нарушениях параметров технологических процессов и действующего оборудования. Блокирующие устройства либо приостанавливают процесс или работу оборудования, не допуская возникновения опасных производственных факторов, либо нормализуют параметры оборудования при их отклонениях выше установленных пределов. По конструкции блокирующие устройства делятся на электронные, механические, электромеханические, фотоэлектрические и электрические.

Электромеханические блокирующие устройства применяют, когда блокирующим элементом является концевой выключатель, соединенный с электромагнитом, - при замыкании цепи электромагнит включает рубильник. Такая конструкция универсальна и может быть использована в различных установках.

Электрические блокирующие устройства чаще всего используют в электроустановках высокого напряжения, химических производствах при переработке ядовитых и токсических веществ, на установках и агрегатах с принудительной системой охлаждения.

Фотоэлектрическое блокирующее устройство состоит из источник света, концентрированный луч которого попадает на освещаемый элемент. В результате этого в цепи поддерживается электрический ток, который вызывает размыкание выходных контактов реле и удерживает их в таком положении, пока фотоэлемент освещен. Фотоэлектрические блокирующие устройства применяют для приостановки процесса или работы оборудования при пересечении человеком границы опасной зоны.

Ограничительная техника – технические средства и приспособления, ограничивающие опасную зону возможного воздействия на человека производственных факторов.

Особую конструкция представляют устройства, ограничивающие перемещение отдельных видов оборудования или грузов. Такие конструкции применяются на оптовых базах, например, тупиковые ограничители перемещения электроштабелеров, мостовых кранов, ограничители массы и высоты подъема грузов.

Предохранительные устройства – это устройства, которые предупреждают возникновение опасных производственных факторов при различных технологических процессах и работе оборудования путем нормализации параметров процесса или отключения оборудования.

Предохранительные устройства обеспечивают безопасный выпуск избытков газа, пара или жидкости и снижают давление в сосуде до безопасного; предупреждают выброс материалов; отключают оборудование при перегрузке и т.п.

Средства сигнализации – устройства, предупреждающие обслуживающий персонал о пуске и остановке оборудования, нарушениях и экстремальных отклонениях технологических процессов и работы оборудования, повышенных концентрациях ядовитых и взрывоопасных газов в помещении. Сигнализация может быть звуковой, световой или той и другой одновременно.

Защитные устройства ограждают человека от возможного воздействия опасных производственных факторов. К ним относятся различные экраны, защищающие от электромагнитных излучений, ограждающие человека или части его тела от травмирования отлетающими осколками или частицами обрабатываемых материалов, устройства, защищающие от воздействия брызг кислот, щелочей и расплавов.

Автоматизация процессов является одним из наиболее эффективных путей повышения производительности труда и улучшения условий труда работающих. Основными причинами воздействия на работающих опасных и вредных факторов при использовании автоматизированного оборудования являются: нарушение условий эксплуатации оборудования, несоответствующая требованиям безопасности труда планировка оборудования, пультов управления, транспортно-накопительных устройств, отказ или поломка оборудования, ошибочные действия оператора при наладке, ремонте, регулировке оборудования или во время его работы в автоматическом цикле, появление человека в рабочем пространстве оборудования, отказы в функционировании средств аварийной и диагностической сигнализации, ошибки в работе устройств программного управления и в программировании.

Универсальным средством обеспечивающим комплексную автоматизацию производственных процессов и позволяющим быстро изменять последовательность, скорость и вид манипуляционных действий, являются промышленный роботы (ПР).

Требования безопасности к промышленным роботам и робототехническим комплексам установлены в ГОСТ 12.2.072-82

Механизация и автоматизация процессов, осуществляемая с помощью ПР, позволяет высвободить значительное число вспомогательных рабочих и направить их в основное производство. С помощью ПР успешно автоматизируются монотонно повторяющиеся операции и переходы производственного цикла, протекающие в производственной среде с высокой температурой, неприятными запахами, пылью, газами и гарью. Важным параметром, обеспечивающим безопасность персонала, обслуживающего ПР, является скорость перемещения исполнительных устройств. При обучении и наладке ПР, когда требуется пребывание обслуживающего персонала в зоне его рабочего пространства, скорость перемещения исполнительных устройств ограничивается 0,3 м/с. Для этого ПР оснащают регуляторами скорости.

Для повышения безопасности труда оператора в конструкции ПР предусмотрены устройства, при помощи которых поступает информация: о режиме работы, исполнении программы, работе по кодам программы, о срабатывании блокировок ПР и обслуживаемого ими технологического оборудования, о наличии сбоя в работе ПР, о начале движения исполнительных органов ПР и их готовности к движению при выполнении управляющей программы.

Роботы необходимо оснащать средствами защиты (оградительными, предохрани тельными, блокирующими, сигнализирующими и др.), исключающими возможность воздействия на обслуживающий персонал опасных и вредных производственных факторов.

Для предотвращения поломок оборудования, инструмента и другой оснастки, неполадок в системе управления ПР предусмотрены различные блокирующие устройства. Конструкции ПР должны включать средства, обеспечивающие остановку исполнительных органов при попадании человека на ту часть рабочего пространства, где ПР работает по программе. Чтобы манипуляторы не выходили за пределы рабочего пространства, предусматривают жесткие упоры, рассчитанные на нагрузку с учетом динамических и статических усилий, а также концевые выключатели. Блокирующие устройства ПР в одном режиме должны исключать возможность работы ПР в другом режиме и самопроизвольное переключение с одного режима на другой.

С целью обеспечения безопасности оператора система управления ПР должна иметь устройство аварийного останова, которое срабатывает при любом нарушении работоспособности ПР независимо от режима его работы, в том числе при взаимном отключении любого вида питания, которое используется в обслуживаемом оборудовании.

При срабатывании устройства аварийного останова должно прекратиться любое движение ПР независимо от режима работы, за исключением случаев, когда его останов и фиксация в определенном положении ведут к возникновению чрезвычайной ситуации. Аварийное отключение робота должно исключать возможность его включения в режим исполнения программы без предварительного приведения всех исполнительных устройств и технологического оборудования в исходное положение, соответствующее прерванной программе. Возобновление работы ПР осуществляется оператором с помощью специальной команды.

Роботы, предназначенные для транспортирования изделий на высоте, оборудуют устройствами, исключающими падение перемещаемых грузов вследствие ослабления зажима охвата, внезапного отключения питания и других причин.

Органы управления ПР и средства отображения информации располагают на панели пульта управления, их расположение должно быть удобным для работающего. При выборе средств отображения информации, требующей быстрой реакции рабочего, следует отдавать предпочтение звуковым и световым сигналам достаточной мощности. Переключатели режимов работы ПР и регуляторы скорости должны иметь фиксаторы, не допускающие самопроизвольного их перемещения. Чтобы затруднить свободный доступ к органам пульта управления, применяют специальные крышки, кнопки, ручки и т.п. основные органы управления ПР должны иметь четкие надписи и символы, указывающие их назначение. Органы аварийной остановки следует располагать в легкодоступном месте и выделять по размеру и цвету по сравнению с другими органами и кнопками.

Среди организационно-технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работы с ПР, следует отметить систему подготовки обслуживающего персонала к работе на ПР. к работе по программированию, обучению, наладке, ремонту и эксплуатации ПР допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и получившие удостоверение на право обслуживания ПР. в процессе подготовки лиц, обслуживающих ПР, рассматриваются все возможные аварийные ситуации и отказы в работе роботов. Кроме того, изучаются практические приемы безопасной работы на ПР.

На каждом предприятии должны быть разработаны и утверждены в установленном порядке инструкции по безопасности труда для каждой единицы ПР, имеющихся на предприятии. Инструкции составляются для конкретной профессии (наладчик, механик, оператор, программист). В инструкциях должны быть отражены общие требования безопасности, относящиеся к конкретному оборудованию, требования безопасности, обусловленные типовой инструкцией предприятия, и требования безопасности, относящиеся к особенностям данной модели ПР.

Неполадки и аварийные ситуации, возникающие в процессе эксплуатации ПР и технологического оборудования, используемого совместно с ним, должны ежедневно регистрироваться оператором, наладчиком и другими работниками в специальном журнале с целью незамедлительного устранения.