Modernizacja starej maszyny – co należy zweryfikować pod kątem bezpieczeństwa?

Modernizacja starszej maszyny może obejmować wymianę sterownika PLC, napędu, falownika, układu pneumatycznego, pulpitu operatorskiego lub innych przestarzałych komponentów. Często jej celem jest poprawa niezawodności, zwiększenie wydajności albo dostosowanie urządzenia do nowych potrzeb produkcyjnych.

Zmiany techniczne mogą jednak wpływać również na bezpieczeństwo.

Dlatego po modernizacji nie wystarczy sprawdzić, czy maszyna prawidłowo wykonuje proces technologiczny. Należy również ocenić, czy wprowadzone zmiany nie wpłynęły na zagrożenia, zastosowane środki ochronne oraz działanie funkcji bezpieczeństwa.

1. Zakres wykonanej modernizacji

Pierwszym krokiem powinno być dokładne określenie, co zostało zmienione.

Znaczenie może mieć nie tylko wymiana całego układu sterowania. Na bezpieczeństwo mogą wpływać również pozornie mniejsze zmiany, np.:

• wymiana napędu lub falownika,
• zmiana parametrów ruchu,
• zmiana sterownika,
• zmiana programu sterującego,
• dodanie nowego trybu pracy,
• zmiana osłon,
• zastosowanie nowych urządzeń ochronnych,
• zmiana sposobu podawania lub odbierania materiału,
• przebudowa części pneumatycznej lub hydraulicznej.

Dopiero po określeniu zakresu zmian można ocenić ich wpływ na bezpieczeństwo maszyny.

2. Ocena ryzyka po zmianach

Modernizacja może powodować powstanie nowych zagrożeń albo zmianę istniejącego ryzyka.

Przykładowo zwiększenie prędkości maszyny może wpływać na czas zatrzymania. Zmiana sposobu podawania materiału może stworzyć nową możliwość dostępu do strefy niebezpiecznej. Nowy tryb pracy może natomiast wymagać wykonywania czynności przy otwartej osłonie.

Dlatego ocenę należy prowadzić w odniesieniu do rzeczywistego zakresu modernizacji i sposobu użytkowania maszyny po zmianach.

3. Funkcje bezpieczeństwa

Należy ustalić, jakie funkcje bezpieczeństwa występują w maszynie i czy modernizacja mogła wpłynąć na sposób ich realizacji.

Mogą to być m.in.:

• zatrzymanie po otwarciu osłony,
• zatrzymanie po naruszeniu pola ochronnego,
• zapobieganie nieoczekiwanemu uruchomieniu,
• funkcje związane ze sterowaniem oburęcznym,
• bezpieczne monitorowanie ruchu,
• zatrzymanie awaryjne.

Każdą funkcję należy rozpatrywać jako całość – od wykrycia określonego zdarzenia aż do osiągnięcia wymaganego stanu bezpiecznego.

4. Układ sterowania związany z bezpieczeństwem

W przypadku funkcji realizowanych przez części systemu sterowania związane z bezpieczeństwem należy zweryfikować, czy zastosowane rozwiązania zapewniają odpowiednią niezawodność.

Przy wykorzystaniu PN-EN ISO 13849-1 ocenie podlega cały układ realizujący daną funkcję bezpieczeństwa.

Nie wystarczy więc sprawdzić, czy zastosowano sterownik lub przekaźnik bezpieczeństwa.

Znaczenie mają również:

• urządzenia wejściowe,
• logika sterowania,
• architektura układu,
• diagnostyka,
• elementy wykonawcze,
• sposób reagowania na uszkodzenia.

Dopiero analiza całej funkcji pozwala ocenić, czy osiągnięto wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa.

5. Osłony, blokady i ryglowanie

Modernizacja jest dobrym momentem na ponowną ocenę osłon i zastosowanych przy nich urządzeń blokujących.

Należy sprawdzić m.in.:

• czy otwarcie osłony powoduje odpowiednią reakcję maszyny,
• czy dostęp do strefy niebezpiecznej jest skutecznie ograniczony,
• czy blokada może być łatwo obchodzona,
• czy zamknięcie osłony nie powoduje niebezpiecznego automatycznego uruchomienia,
• czy w danym przypadku konieczne jest utrzymywanie osłony w stanie zaryglowanym do czasu ustania zagrożenia.

Szczególnego znaczenia nabiera to w maszynach, w których niebezpieczny ruch trwa jeszcze przez pewien czas po wydaniu polecenia zatrzymania.

6. Kurtyny świetlne, skanery i inne urządzenia ochronne

Jeżeli maszyna wykorzystuje elektroczułe urządzenia ochronne, modernizacja może wymagać ponownej oceny ich usytuowania.

Jest to szczególnie istotne, jeżeli zmiana wpłynęła na czas zatrzymania maszyny.

Przykładowo wymiana napędu, hamulca lub elementów sterowania może spowodować, że rzeczywisty czas zatrzymania będzie inny niż przed modernizacją.

Jeżeli czas zatrzymania jest jednym z parametrów wykorzystywanych do wyznaczenia odległości urządzenia ochronnego od strefy niebezpiecznej, zmiana tego czasu może oznaczać konieczność ponownej weryfikacji zastosowanej odległości.

7. Urządzenia zatrzymania awaryjnego

Podczas oceny po modernizacji należy również sprawdzić działanie urządzeń zatrzymania awaryjnego.

Istotne są m.in.:

• ich dostępność,
• rozmieszczenie,
• identyfikacja,
• zakres zatrzymywanej części maszyny lub linii,
• zachowanie maszyny po ich zadziałaniu,
• sposób resetowania.

Zwolnienie urządzenia zatrzymania awaryjnego nie powinno samo w sobie powodować ponownego uruchomienia niebezpiecznego ruchu.

8. Ochrona przed nieoczekiwanym uruchomieniem

Po zmianach w sterowaniu należy szczególnie uważnie przeanalizować możliwość nieoczekiwanego uruchomienia maszyny.

Warto sprawdzić jej zachowanie:

• po powrocie zasilania,
• po zamknięciu osłony,
• po zresetowaniu funkcji bezpieczeństwa,
• po usunięciu awarii,
• po zmianie trybu pracy.

Przywrócenie warunków umożliwiających pracę nie powinno powodować niebezpiecznego uruchomienia, jeżeli mogłoby to stworzyć zagrożenie dla osób znajdujących się przy maszynie.

9. Tryby pracy

W wielu maszynach występuje więcej niż jeden tryb pracy, np. automatyczny, ręczny, ustawczy lub serwisowy.

Modernizacja sterowania może zmienić sposób ich działania.

Szczególnej analizy wymagają sytuacje, w których w określonym trybie operator lub pracownik utrzymania ruchu musi przebywać bliżej strefy niebezpiecznej albo wykonywać czynności przy otwartej osłonie.

Należy wówczas zweryfikować, jakie środki bezpieczeństwa pozostają aktywne i w jaki sposób ograniczono ryzyko.

10. Elementy wykonawcze

Funkcja bezpieczeństwa nie kończy się na sterowniku bezpieczeństwa.

Jeżeli system wydaje polecenie zatrzymania, element wykonawczy musi rzeczywiście doprowadzić maszynę do wymaganego stanu.

W zależności od konstrukcji mogą mieć tutaj znaczenie m.in.:

• styczniki,
• zawory,
• napędy,
• falowniki,
• serwonapędy,
• hamulce.

Dlatego ocena powinna obejmować cały tor realizacji funkcji bezpieczeństwa.

11. Dokumentacja po modernizacji

Po zakończeniu modernizacji dokumentacja powinna odpowiadać aktualnemu stanowi maszyny.

W zależności od zakresu wykonanych prac aktualizacji mogą wymagać m.in.:

• schematy,
• instrukcje,
• opisy działania,
• dokumentacja układu sterowania,
• informacje dotyczące funkcji bezpieczeństwa,
• ocena ryzyka,
• wyniki wykonanych sprawdzeń i pomiarów.

Pozostawienie dokumentacji przedstawiającej stan maszyny sprzed modernizacji może utrudnić późniejszą obsługę, serwis oraz kolejne oceny bezpieczeństwa.

Czy modernizacja oznacza konieczność ponownej oceny zgodności?

Nie należy przyjmować automatycznie, że każda wymiana komponentu albo każda modernizacja powoduje takie same obowiązki dotyczące oceny zgodności.

Znaczenie ma zakres oraz wpływ wprowadzonych zmian na maszynę i jej bezpieczeństwo.

Dlatego zagadnienie to powinno być analizowane indywidualnie, z uwzględnieniem przepisów mających zastosowanie do danej maszyny i momentu dokonania zmian.

Szczególnego znaczenia nabiera to w związku z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2023/1230 w sprawie maszyn, które będzie zasadniczo stosowane od 20 stycznia 2027 r.

Rozporządzenie wprowadza pojęcie „istotnej modyfikacji” i określa konsekwencje dokonania zmiany spełniającej warunki tej definicji.

Dlatego przy większej przebudowie maszyny warto jeszcze przed rozpoczęciem prac określić nie tylko zakres techniczny modernizacji, lecz również jej możliwe konsekwencje dla bezpieczeństwa i oceny zgodności.

Weryfikacja bezpieczeństwa po modernizacji

Modernizacja może poprawić funkcjonalność, niezawodność i parametry maszyny, ale jednocześnie zmienić warunki, na podstawie których wcześniej zaprojektowano środki bezpieczeństwa.

Dlatego po wykonaniu zmian warto przeprowadzić kompleksową weryfikację obejmującą maszynę, zastosowane środki ochronne, funkcje bezpieczeństwa, dokumentację oraz rzeczywisty sposób użytkowania.

Pozwala to odpowiedzieć na najważniejsze pytanie:

czy po modernizacji maszyna nie tylko działa zgodnie z założeniami technologicznymi, ale również zapewnia wymagany poziom bezpieczeństwa?