TL;DR
- PN-EN 60204-1 rozdziela zatrzymanie awaryjne i wyłączenie awaryjne w odrębnych rozdziałach i przypisuje im odrębne urządzenia. To nie są synonimy.
- Zatrzymanie awaryjne reaguje na zagrożenie ze strony ruchu maszyny – zatrzymuje napędy.
- Wyłączenie awaryjne reaguje na zagrożenie elektryczne – odłącza zasilanie całej instalacji lub jej części.
- Oba są uzupełniającymi środkami ochronnymi, a nie podstawowymi środkami redukcji ryzyka.
- Mylenie tych dwóch funkcji prowadzi do konkretnych błędów projektowych: złe urządzenie, złe umiejscowienie, zły skutek podczas zdarzenia awaryjnego.
- Reset żadnej z tych funkcji nie może samoczynnie uruchomić maszyny ani zasilić instalacji.
Na schematach elektrycznych i w dokumentacji projektowej funkcje awaryjne pojawiają się pod różnymi nazwami. „E-STOP”, „wyłącznik bezpieczeństwa”, „przycisk awaryjny”, „wyłącznik awaryjny” – i każdy projektant rozumie pod nimi coś trochę innego.
Norma PN-EN 60204-1 wprowadza precyzyjny podział na zatrzymanie awaryjne i wyłączenie awaryjne. To dwie osobne funkcje, opisane w osobnych rozdziałach normy (10.7 i 10.8), z osobnymi urządzeniami realizującymi i osobnymi kryteriami doboru miejsca montażu.
Mylenie ich ze sobą jest błędem projektowym. W sytuacji zagrożenia urządzenie umieszczone w złym miejscu i realizujące złą funkcję może nie pomóc albo pogorszyć sytuację.
Dwie funkcje, dwa zagrożenia – skąd problem?
Oba urządzenia są inicjowane ręcznie przez człowieka. Oba reagują na sytuację awaryjną. Oba muszą się zatrzaskiwać i nie mogą samoczynnie uruchomić maszyny po resecie. Na schemacie mogą wyglądać podobnie.
Różnica jest w tym, na jakie zagrożenie reagują i co jest skutkiem ich użycia.
Zatrzymanie awaryjne reaguje na zagrożenie ze strony ruchu maszyny – pochwycenie, wplątanie, zgniecenie, uderzenie przez element ruchomy. Skutkiem jest zatrzymanie napędów.
Wyłączenie awaryjne reaguje na zagrożenie elektryczne – porażenie prądem, łuk elektryczny, inne zagrożenie wywołane elektrycznością. Skutkiem jest odłączenie zasilania elektrycznego od instalacji lub jej części.
To rozróżnienie ma bezpośrednie konsekwencje: inna funkcja, inne urządzenie, inne miejsce montażu.
Czym jest zatrzymanie awaryjne?
Norma definiuje urządzenie zatrzymania awaryjnego jako „urządzenie sterujące uruchamiane ręcznie, używane do zainicjowania funkcji zatrzymania awaryjnego”.
Funkcja zatrzymania awaryjnego działa jako zatrzymanie kategorii 0 lub kategorii 1 – w zależności od wyniku oceny ryzyka. Kategoria 0 to bezzwłoczne odłączenie zasilania od napędów. Kategoria 1 to kontrolowane hamowanie do zera, a następnie odłączenie zasilania. Kategoria 2 – zatrzymanie z pozostawieniem zasilania napędów – nie jest dopuszczalna dla zatrzymania awaryjnego.
Norma wskazuje, że zatrzymanie awaryjne powinno:
- mieć pierwszeństwo przed wszystkimi innymi funkcjami i działaniami we wszystkich rodzajach pracy,
- zatrzymywać niebezpieczne ruchy tak szybko, jak jest to wykonalne, bez powodowania nowych zagrożeń,
- po resecie nie inicjować ponownego uruchomienia – jedynie je umożliwiać.
Norma zaznacza też wyraźnie: „Zatrzymanie awaryjne i wyłączenie awaryjne są uzupełniającymi środkami ochronnymi, które nie stanowią głównych środków w redukcji ryzyka dotyczącego zagrożeń przy maszynie.”
To zdanie ma znaczenie praktyczne. Zatrzymanie awaryjne nie zastępuje osłon, barierek, mat czułych na nacisk ani innych technicznych środków ochronnych. Jest środkiem uzupełniającym – ma pomóc wtedy, gdy mimo wszystkich środków ochronnych pojawi się istniejące lub zagrażające niebezpieczeństwo.
Gdzie montujemy urządzenie zatrzymania awaryjnego?
W miejscach dostępnych dla operatora i w pobliżu strefy zagrożenia – tak, żeby operator mógł je uruchomić szybko w sytuacji zagrożenia ruchomymi elementami maszyny. Przy długich liniach produkcyjnych, na kilku stanowiskach. Przy strefach załadunku i rozładunku. W zasięgu operatora obsługującego maszynę.
Czym jest wyłączenie awaryjne?
Norma definiuje urządzenie wyłączenia awaryjnego jako „urządzenie sterujące uruchamiane ręcznie, używane do wyłączenia lub zainicjowania wyłączenia zasilania energią elektryczną całej instalacji lub jej części, w której zachodzi ryzyko porażenia prądem elektrycznym lub inne ryzyko pochodzenia elektrycznego”.
Wyłączenie awaryjne jest realizowane przez wyłączenie odpowiedniego źródła zasilania przez elektromechaniczne urządzenia wyłączające, skutkujące zatrzymaniem kategorii 0 elementów napędowych maszyny dołączonych do tego źródła zasilania.
Cel jest inny niż przy zatrzymaniu awaryjnym. Tutaj nie chodzi o to, żeby zatrzymać ruchome elementy maszyny. Chodzi o to, żeby odłączyć od zasilania obszar, w którym istnieje ryzyko porażenia lub inny hazard elektryczny.
Norma zaleca wprowadzenie wyłączania awaryjnego jeśli:
- ochrona podstawowa (dotycząca przewodów zasilających, szyn zbiorczych, zespołów pierścieni ślizgowych, aparatury sterowniczej w obszarach ruchu elektrycznego) jest uzyskana jedynie przez umieszczenie poza zasięgiem lub za pomocą przeszkód,
- występuje możliwość innych zagrożeń lub uszkodzeń wywołanych elektrycznością.
Gdzie montujemy urządzenie wyłączenia awaryjnego?
Tu pojawia się zasadnicza różnica względem zatrzymania awaryjnego. Urządzenie wyłączenia awaryjnego musi być dostępne poza obszarem zagrożenia elektrycznego – przy wejściu do pomieszczenia elektrycznego, przy wejściu do rozdzielni, na zewnątrz strefy, w której może wystąpić porażenie.
Powodem jest prosty: jeśli ktoś jest porażony prądem lub w pomieszczeniu wybucha łuk elektryczny, osoba ratująca musi móc odłączyć zasilanie bez wchodzenia do strefy zagrożenia.
Urządzenie wyłączenia awaryjnego wewnątrz pomieszczenia elektrycznego – tam, gdzie sam dostęp jest zagrożony – nie spełnia swojej funkcji.
Zestawienie różnic
| Parametr | Zatrzymanie awaryjne | Wyłączenie awaryjne |
|---|---|---|
| Źródło zagrożenia | Ruch elementów maszyny | Zagrożenie elektryczne |
| Skutek działania | Zatrzymanie napędów | Odłączenie zasilania elektrycznego |
| Kategoria zatrzymania napędów | 0 lub 1 (z oceny ryzyka) | 0 (zawsze) |
| Gdzie montujemy | W pobliżu strefy ruchu, przy operatorze | Poza strefą zagrożenia elektrycznego |
| Kto używa | Operator przy maszynie | Osoba ratująca lub interweniująca |
| Typowe zastosowanie | Linia produkcyjna, maszyna z ruchomymi elementami | Wejście do rozdzielni, pomieszczenie elektryczne |
| Urządzenie wg normy | Rozdział 10.7 normy PN-EN 60204-1 | Rozdział 10.8 normy PN-EN 60204-1 |
Kiedy stosować które? Przykłady z praktyki
Przykład 1: Linia montażowa z taśmociągami
Operator pracuje przy ruchomej taśmie. Zagrożenie to pochwycenie ręki przez napęd taśmy. Właściwe urządzenie: zatrzymanie awaryjne przy każdym stanowisku pracy, w zasięgu operatora. Po naciśnięciu: napędy taśmy zatrzymują się (kategoria 0 lub 1 z oceny ryzyka).
Wyłączenie awaryjne nie jest tu odpowiedzią na zagrożenie ruchem taśmy. Wyłączenie awaryjne przy wejściu do rozdzielnicy zasilającej linię – owszem, jako osobna funkcja dla zagrożeń elektrycznych przy serwisie.
Przykład 2: Rozdzielnica nN w zakładzie przemysłowym
Elektryk wchodzi do pomieszczenia rozdzielnicy w celu prac serwisowych. Ochrona podstawowa szyn zbiorczych jest realizowana przez obudowę (IP2X) – do momentu otwarcia pokrywy, po której szyny są dostępne. To jest zagrożenie elektryczne, a nie zagrożenie ruchem maszyny.
Właściwe urządzenie: wyłączenie awaryjne przy wejściu do pomieszczenia, poza strefą zagrożenia elektrycznego. Po naciśnięciu: zasilanie odłączone od sekcji, przy której pracuje elektryk.
Zatrzymanie awaryjne wewnątrz rozdzielnicy, dostępne tylko po otwarciu szafy – nie spełnia tej funkcji, bo osoba ratująca musiałaby wejść do zagrożonego obszaru, żeby z niego skorzystać.
Przykład 3: Maszyna z napędem VFD i tablicą sterowniczą
Na maszynie jest grzybek E-STOP na pulpicie operatora – to zatrzymanie awaryjne, reagujące na zagrożenie ruchem. Przemiennik częstotliwości (VFD) zwalnia silnik do zera (kategoria 1), potem stycznik główny odłącza zasilanie przemiennika częstotliwości.
Przy wejściu do szafy elektrycznej maszyny jest oddzielny przełącznik odłączający zasilanie szafy – to może być jednocześnie urządzenie odłączające od zasilania (sekcja 5.3 normy) i pełnić funkcję wyłączenia awaryjnego dla zagrożeń elektrycznych przy serwisie.
Te dwa urządzenia realizują dwie różne funkcje na tej samej maszynie.
Reset nie inicjuje ponownego uruchomienia
Norma jest tu jednoznaczna dla obu funkcji: „Reset polecenia nie powinien powodować powtórnego uruchomienia maszyn, a tylko umożliwić powtórne uruchomienie.”
Dla zatrzymania awaryjnego oznacza to:
- Urządzenie musi być typu zatrzaskowego – samo odblokowanie nie może być możliwe przez siłę sprężyny.
- Reset jest możliwy tylko przez działanie ręczne bezpośrednio na to urządzenie, z którego polecenie zostało zainicjowane.
- Po resecie wszystkich urządzeń zatrzymania awaryjnego maszyna nie uruchamia się sama – dopiero oddzielny sygnał uruchomienia z normalnego przycisku START wznawia pracę.
Dla wyłączenia awaryjnego zasada jest analogiczna: maszyna lub instalacja nie może być zasilona ponownie samoczynnie po resecie urządzenia wyłączenia awaryjnego.
To wymaganie ma konsekwencje projektowe. Jeśli po resecie grzybka maszyna startuje sama – to błąd. Jeśli reset E-STOP jest zrealizowany przez zwykły przycisk bez mechanizmu zatrzaskowego – to błąd.
Najczęstsze błędy projektowe
- Grzybek E-STOP przy wejściu do pomieszczenia elektrycznego jako jedyne urządzenie awaryjne. E-STOP zatrzymuje napędy maszyny, ale nie izoluje szyn zbiorczych w rozdzielnicy. Jeśli ktoś dotknie szyny, napędy stojącej maszyny nie pomagają w żaden sposób.
- Przełącznik wyłączenia awaryjnego zamontowany wewnątrz rozdzielnicy, dostępny tylko po otwarciu drzwi. Osoba ratująca musi otworzyć szafę i wejść w obszar zagrożenia elektrycznego, żeby go użyć. Funkcja nie jest spełniona.
- Po odkręceniu grzybka E-STOP maszyna startuje sama. To niezgodność z normą i realne zagrożenie. Ktoś może resetować grzybek, nie zdając sobie sprawy, że inny operator wciąż jest w strefie zagrożenia.
- Jedno urządzenie zatrzymania awaryjnego na długą linię produkcyjną. Operator na końcu linii nie ma dostępu do E-STOP w zasięgu ręki. Norma wymaga, żeby urządzenia zatrzymania awaryjnego były dostępne tam, gdzie może być potrzebne natychmiastowe zatrzymanie.
- Oba typy urządzeń na schemacie elektrycznym bez opisu funkcji. Elektryk serwisowy nie wie, które urządzenie odłącza zasilanie szyn, a które zatrzymuje napędy. W sytuacji awaryjnej brak tej wiedzy może kosztować sekundy.
Zatrzymanie awaryjne odpowiada na pytanie: co zrobić, gdy człowiek może zostać schwytany przez ruchomy element maszyny? Zatrzymuje napędy.
Wyłączenie awaryjne odpowiada na pytanie: co zrobić, gdy człowiek może zostać porażony prądem lub w obszarze wystąpi zagrożenie elektryczne? Odłącza zasilanie.
Właściwy dobór tych funkcji, razem z odpowiednim miejscem montażu urządzeń, powinien wynikać z oceny ryzyka maszyny lub instalacji. Nie z tego, co wygodnie umieścić na schemacie.
Oba artykuły z tej serii omawiają zagadnienia z obszaru wyposażenia elektrycznego maszyn według normy PN-EN 60204-1. To norma, którą w praktyce przemysłowej napotyka się przy każdym projekcie układu napędowego, rozdzielnicy silnikowej lub szafy MCC.
Źródło
[1] PN-EN 60204-1:2018-12, Bezpieczeństwo maszyn – Wyposażenie elektryczne maszyn – Część 1: Wymagania ogólne, Polski Komitet Normalizacyjny, 2018.