มาตรฐานความปลอดภัยของเครื่องจักรสำหรับ โรงงานอุตสาหกรรม
ISO 13849 และ IEC 62061 เป็นมาตรฐานที่ใช้ในการออกแบบระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของเครื่องจักร เพื่อช่วยลดความเสี่ยงจากการหนีบ บาด ตัด กระแทก ดึงเข้า หรือการเคลื่อนที่อันตรายของเครื่องจักรในโรงงาน
Machinery Safety คือการออกแบบระบบควบคุมให้เครื่องจักรปลอดภัยตั้งแต่ต้นทาง
จุดสำคัญของ ISO 13849 / IEC 62061 คือการแปลงความเสี่ยงจากเครื่องจักรให้เป็นข้อกำหนดทางวิศวกรรม เช่น performance level, safety integrity, diagnostic coverage, redundancy และ validation เพื่อให้ safety function ทำงานได้จริงเมื่อเกิดสถานการณ์อันตราย
Safety-Related Control System
ระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย เช่น emergency stop, interlock guard, light curtain, safety relay, safety PLC และ safe motion control
Performance Level / SIL
ISO 13849 ใช้ Performance Level หรือ PL ส่วน IEC 62061 ใช้ Safety Integrity Level หรือ SIL เพื่อกำหนดระดับความน่าเชื่อถือของ safety function
Validation & Verification
การออกแบบต้องมีการตรวจสอบและยืนยันผลว่า safety function ที่ติดตั้งสามารถลดความเสี่ยงได้ตามระดับที่กำหนดก่อนใช้งานจริง
หลักการประเมินความเสี่ยงของเครื่องจักร
การออกแบบระบบความปลอดภัยของเครื่องจักรเริ่มจากการระบุอันตรายและประเมินความเสี่ยง โดยพิจารณาความรุนแรงของการบาดเจ็บ ความถี่ในการสัมผัสอันตราย และความสามารถของผู้ปฏิบัติงานในการหลีกเลี่ยงเหตุการณ์นั้น
- ระบุ hazard zone เช่น จุดหนีบ จุดตัด จุดดึงเข้า หรือพื้นที่เคลื่อนที่ของเครื่องจักร
- ประเมิน severity, exposure frequency และ avoidance possibility
- กำหนด required PL หรือ SIL สำหรับแต่ละ safety function
- เลือกอุปกรณ์และ architecture ให้เหมาะกับระดับความเสี่ยง
Safety Function ที่พบในโรงงาน
Safety function คือฟังก์ชันที่ทำให้เครื่องจักรเข้าสู่สภาวะปลอดภัยเมื่อเกิดอันตราย โดยต้องถูกออกแบบให้ครอบคลุม sensor, logic และ actuator เช่นเดียวกับระบบ safety control ที่ตรวจสอบได้
- Emergency stop circuit สำหรับหยุดเครื่องจักรเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน
- Guard interlock สำหรับหยุดเครื่องเมื่อประตูหรือฝาครอบถูกเปิด
- Light curtain สำหรับตรวจจับการเข้าถึงพื้นที่อันตราย
- Safe torque off หรือ safe stop สำหรับมอเตอร์และระบบขับเคลื่อน
องค์ประกอบสำคัญของ Machinery Safety
| องค์ประกอบ | หน้าที่ | ตัวอย่างในโรงงาน |
|---|---|---|
| Risk Assessment | ระบุอันตราย ประเมินระดับความเสี่ยง และกำหนดมาตรการลดความเสี่ยง | จุดหนีบ จุดตัด conveyor, press machine, robot cell |
| Safety Function | ฟังก์ชันที่ทำให้เครื่องจักรหยุดหรือเข้าสู่สถานะปลอดภัยเมื่อเกิดเงื่อนไขอันตราย | E-stop, guard interlock, light curtain, safe stop |
| Performance Level | ระดับความน่าเชื่อถือของ safety-related control system ตาม ISO 13849 | PL a ถึง PL e ตามความเสี่ยงที่ต้องลด |
| Safety Integrity Level | ระดับความสมบูรณ์ด้านความปลอดภัยของระบบไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ตาม IEC 62061 | SIL 1 ถึง SIL 3 สำหรับ machine control safety |
| Validation | ยืนยันว่าระบบที่ติดตั้งทำงานได้ตาม safety requirement specification | Functional test, fault simulation, safety relay test, PLC validation |
ISO 13849 เหมาะกับอะไร
ISO 13849 มักใช้กับระบบควบคุมความปลอดภัยของเครื่องจักรที่ต้องประเมิน Performance Level โดยพิจารณา architecture, component reliability, diagnostic coverage, common cause failure และการตรวจสอบความสามารถของระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย
- เหมาะกับ safety relay, interlock, E-stop และ machine control circuit
- ใช้แนวคิด Category และ Performance Level
- เน้นความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนและโครงสร้างระบบ
IEC 62061 เหมาะกับอะไร
IEC 62061 ใช้กับระบบควบคุมความปลอดภัยของเครื่องจักรที่เป็นไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และ programmable electronic control system โดยเน้นการกำหนด safety requirement, SIL claim limit และการออกแบบระบบตาม safety lifecycle
- เหมาะกับ safety PLC, programmable control และ complex machine systems
- ใช้แนวคิด SIL สำหรับระบบเครื่องจักร
- เน้น lifecycle, subsystem และ systematic capability
ความปลอดภัยของเครื่องจักร ต้องเชื่อมกับคน กระบวนการ และการควบคุมหน้างาน
สำหรับโรงงานที่มีเครื่องจักร งานผลิต งานแพ็กกิ้ง หรือพื้นที่ปฏิบัติงานต่อเนื่อง การลดความเสี่ยงต้องมีทั้งระบบควบคุม เครื่องจักรที่ปลอดภัย และทีมงานที่เข้าใจขั้นตอนการทำงานจริง
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ ISO 13849 / IEC 62061
สรุปคำถามสำคัญสำหรับโรงงานที่ต้องการเข้าใจมาตรฐานความปลอดภัยของเครื่องจักร ระบบควบคุมความปลอดภัย และการลดความเสี่ยงจากการทำงานกับเครื่องจักร
ISO 13849 คือมาตรฐานสำหรับการออกแบบระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของเครื่องจักร โดยใช้แนวคิด Performance Level หรือ PL เพื่อประเมินความน่าเชื่อถือของ safety function เช่น emergency stop, interlock guard, light curtain และ safety relay
ISO 13849 ใช้ Performance Level หรือ PL และเหมาะกับระบบควบคุมความปลอดภัยของเครื่องจักรหลายรูปแบบ ส่วน IEC 62061 ใช้แนวคิด Safety Integrity Level หรือ SIL โดยเหมาะกับระบบไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และ programmable electronic control system เช่น safety PLC หรือระบบเครื่องจักรที่ซับซ้อน
Performance Level คือระดับความสามารถของระบบควบคุมความปลอดภัยในการทำหน้าที่ลดความเสี่ยง โดยมีระดับตั้งแต่ PL a ถึง PL e ยิ่งระดับสูง ระบบยิ่งต้องมีความน่าเชื่อถือสูงขึ้น และต้องพิจารณาโครงสร้างวงจร ความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วน การตรวจจับความผิดปกติ และ common cause failure
Safety Function คือฟังก์ชันที่ทำให้เครื่องจักรหยุด ลดความเร็ว ตัดกำลัง หรือเข้าสู่สถานะปลอดภัยเมื่อเกิดอันตราย ตัวอย่างเช่น emergency stop, guard interlock, two-hand control, safe torque off, light curtain และระบบหยุดเครื่องเมื่อผู้ปฏิบัติงานเข้าใกล้พื้นที่อันตราย
ควรเริ่มจากการทำ risk assessment ของเครื่องจักรแต่ละตัว ระบุจุดอันตราย ประเมินความรุนแรง ความถี่ในการสัมผัส และความสามารถในการหลีกเลี่ยงอันตราย จากนั้นจึงกำหนด safety function และเลือกระบบควบคุมที่เหมาะสมกับระดับความเสี่ยง
CAPIEL เป็นคณะกรรมการที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงต่ำและระบบควบคุมในยุโรป ซึ่งมีข้อมูลและเอกสารอ้างอิงด้านมาตรฐานทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับ electrical equipment, control gear และ machinery safety สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ที่ capiel.eu
