ГлавнаяЗнанияКонтроль и оценка электрических цепных лебедок и систем управления

Контроль и оценка электрических цепных лебедок и систем управления

Когда на театральных и эстрадных сценах мира даже самые тяжелые грузы передвигаются без видимых усилий и с точностью до миллиметра, как правило, это происходит благодаря инженерным и конструктивным находкам немецких производителей подъемных механизмов и систем управления.

В последнее время применение электрических цепных лебедок и компьютерных систем управления для сценических перемещений и создания многогранных зрелищ, включающих в себя, помимо декораций и игры света, также разнообразные динамические эффекты, все чаще можно встретить в отечественной индустрии развлечений, перенимающей мировой опыт. Положительные изменения в этой отрасли способствуют тому, что наша страна все чаще стала выбираться местом проведения крупных международных соревнований и развлекательных мероприятий. Однако на передний план выступает проблема устаревшей российской нормативной базы, которая зачастую противоречит международным требованиям.

При разработке комплексов подъемных механизмов и вспомогательного оборудования, размещенного в сценическом пространстве, прежде всего следует руководствоваться правилами безопасности. Другим важным критерием являются эксплуатационные требования, т.е. следует учитывать конструктивную специфику различных подъемных механизмов и возможность их применения — просто для монтажных работ и стационарного подвеса грузов/декораций или же в художественно-постановочных целях.

Современные цепные лебедки могут быть различного конструктивного исполнения и комплектуются всевозможными приспособлениями и устройствами для обеспечения безопасности. Поэтому необходим правильный выбор типа подъемного механизма и соответствующей системы управления. Данный выбор должен быть основан на учете потенциального фактора риска исходя из области применения и специфики условий эксплуатации.

Для сценической техники следует применять нормативные акты, в которых более подробно, чем в российских нормах, описаны технические требования, что должно содействовать комплексной разработке безопасного проведения работ и улучшить характеристики используемых технологических систем. В основе могут быть европейские (в частности немецкие, признанные во многих странах) нормы и правила для сценической механики. При этом придерживаться нужно последних редакций нормативных документов и тех их положений, требования которых выше действующих российских стандартов.

Если новейшие технические решения вступают в противоречия или еще не описаны в российских нормативных документах, пользователь/потребитель всегда может получить квалифицированные рекомендации специалистов, которые способны определить требуемый уровень надежности и безопасности комплекса подъемных механизмов для применения в местах сцен зрелищных объектов. Соответствующие заключения и разрешения компетентных организаций следует признавать единственными основаниями реализации таких технических решений.

Вячеслав Сердюков,
технический консультант,
представитель фирмы
ChainMaster Buhnentechnik GmbH на территории России и стран СНГ
В мобильной технике для проведения мероприятий широко используются электрические цепные лебедки. При этом бытуют разные мнения относительно области применения таких лебедок, необходимых для этого разрешительных документов и схем проверки. Дипломированный инженер Иоханнес Хайнц, который работает в Административном объединении отраслевых страховых союзов (VBG) в Майнце и является руководителем местного ведомства по сценам и студиям, отвечает на вопросы о том, как это регулируется в Германии.

— Где и когда должны применяться подъемные механизмы BGV-C1?

— Всегда, когда имеет место сценическое перемещение грузов. Кроме того, при монтаже стационарного оборудования в театрах и на сценах других объектов, в соответствии с правилами и предписаниями BGV-C1.

— Каковы основные требования к применению подъемных механизмов BGV-C1 для сценических перемещений грузов/декораций над людьми?

— Подъемные механизмы должны по механике и электротехнике соответствовать действующему законодательству, то есть требованиям Закона о безопасности продукции, Директиве по машиностроению, нормам BGV-C1 и множеству технологических правил. Нормативы также обобщены в стандарте DIN 56950.

Существенными механическими и электротехническими требованиями по этим документам являются определенные параметры всех несущих элементов конструкции и технологическая оснастка подъемных механизмов системой двойных независимых тормозов, функцией выключения при перегрузке, а также концевыми выключателями для крайних рабочих и аварийных положений позиционирования. Это в значительной мере отличает цепные лебедки стандарта BGV-C1 от цепных лебедок BGV-D8. Дополнительно функциональная безопасность комплексов подъемных механизмов должна быть обеспечена посредством соответствующей распределенной системы управления. Тем самым подразумевается, что комплексы подъемных механизмов должны работать не только безопасно, но и безотказно в течение долгого времени и при любых условиях.

Распределенные системы управления подъемными механизмами, разработанные и сертифицированные на основе соответствующих норм, могут это обеспечить. Такими соответствующими нормами является стандарт DIN EN 61508, который регламентирует понятие SIL (Safety Integrity Level — уровень полноты безопасности), и другой стандарт — DIN EN ISO 13849, где вводится понятие PL (Performance Level — уровень эффективности). Еще имеется рассматривающая только готовые подсистемы методика, базирующаяся на стандарте DIN EN 62061, который во многом ссылается на стандарт DIN EN 61508.

— Какова связь между инструкцией по предотвращению несчастных случаев BGV-C1 и стандартами DIN 56950, DIN EN 60204, DIN EN 61508? И как эти нормы соотносятся с Директивой по машиностроению и Законом о безопасности продукции?

— Инструкции BGV-C1 в отношении технических устройств адресованы в первую очередь пользователям/потребителям и операторам машин. Поскольку обозначение BGV-C1 могут использовать только технологические устройства и механизмы, соответствующие по технике безопасности основополагающим требованиям к машинам, то это автоматически означает, что они также должны соответствовать указанным нормам и правилам. Предписания перечислены в приложении к BGV-C1.

В упомянутых вами стандартах речь идет о технологических требованиях к продукции, а поэтому они адресованы непосредственно к фирме-изготовителю. Закон о безопасности продукции совместно с Директивой по машиностроению образует законные границы.

— Какой правовой статус имеют отраслевые стандарты, как, например, igvw SQP2? Или, если буквально, должны проверяться или лишь рекомендованы к проверке подъемные механизмы BGV-D8 Plus каждые четыре года?

— Отраслевые стандарты — это технологические правила, такие как стандарты DIN (Немецкий институт по стандартизации) или BGI (Информация профессиональных сообществ). От технологических правил допускается отступление, если такая же безопасность может быть достигнута другим образом. Подтверждение этого всегда вменяется в обязанность тому, кто стремится использовать другое решение — он должен обосновывать решение оценкой рисков по безопасности и охране труда.

Вопрос относительно требуемой проверки подъемных механизмов BGV-D8 Plus прост в ответе. Эти подъемные устройства являются техническим оборудованием в терминах стандарта BGV-C1. Они удерживают вес над людьми и поэтому должны проверяться как подъемные механизмы класса BGV-C1. То есть «должны».

— Распространяются ли эти требования на иностранных производителей и прокатные компании, использующие иностранную технику, в Германии?

— Для иностранного производителя, если он хочет наладить сбыт своего продукта в Германии, действует, как было сказано ранее, правовой ряд: Закон о безопасности продукции, Директива по машиностроению, технологические правила.

По теме «Продакшен» немецкий закон о технике безопасности (например, стандарт BGV-A1) высказывается о том, что иностранные организаторы туров/мероприятий также должны действовать в соответствии с местными правовой системой и сводом правил.

— Правильно ли мнение, что уже разрешается делать почти все со стандартными подъемными механизмами BGV-C1?

— Подъемные механизмы BGV-C1, полностью соответствующие требованиям, в рамках назначения могут применяться для осуществления сценических процессов по перемещению грузов/декораций. «Полностью соответствует требованиям» означает, что комплекс подъемных механизмов по своей конструкции соответствует действующим нормам, а также что все требуемые проверки подтверждены.

Подобный комплекс состоит непосредственно из подъемных механизмов BGV-C1 и относящихся к ним распределенных систем управления. В свою очередь, требования, предъявляемые к системам управления, вытекают из типа груза, который следует переместить, сценического движения и, конечно, из свойств самого подъемного механизма. Другими словами, для ясности: подъемное устройство, хоть и имеющее конструктивное исполнение согласно стандарту BGV-C1, не может использоваться для всех случаев без таких дополнительных компонентов, отвечающих за функциональную безопасность, как, например, мониторинг степени нагрузки и при необходимости контроль синхронности.

К сожалению, постоянно встречается продукция, имеющая обозначение BGV-C1, однако при ближайшем рассмотрении выдерживающая не все условия, которые должна. Открытым текстом: здесь внутри не то, что на нем написано. Подобное отношение на рынке индустрии развлечений усложняет жизнь всем участникам. Особенно неприятно, когда потребители с честными намерениями приобретают рабочее оборудование, о котором впоследствии высказываются, что оно полностью не подходит для предполагаемой цели применения.

— Где определены основные требования к системам управления подъемными механизмами, применяемые для сценических перемещений грузов/декораций?

— Требования к системам управления подъемными механизмам, помимо прочего, выведены из BGV-C1, хотя там нет прямых указаний по функциональности, тем не менее есть ссылка на стандарт DIN 56950. Упомянутые там предписания затребованы в соответствии со стандартами DIN EN 61508 или DIN EN ISO 13849. С другой стороны, Закон о безопасности продукции и подчиненная ему Директива по машиностроению проявляют заботу об изготовителе продукции и при этом в конечном счете составляют комплект с идентичными нормативными документами.

— Как формируются требования по безопасности для комплекса подъемных механизмов?

— Функциональные и имеющие значение для безопасности требования вытекают из оценки всех видов опасности, которые могут произойти в реальности. Они результат анализа задуманного сценического перемещения грузов, типа системы подвеса, а также среды эксплуатации. С помощью критериев выбора компонентов для использования в распределенных системах управления, рекомендованных в соответствующих нормах (например, стандартом DIN EN 61508 или DIN EN ISO 13849) для каждой функции обеспечения безопасности, определяется требуемый уровень надежности и отказоустойчивости.

— Что понимают под уровнем SIL, когда он нужен и как его определяют?

— SIL — это мера надежности распределенной системы управления, и именно со стороны технического и программного обеспечения. Принцип систематичности по уровню SIL всегда необходим для программируемых систем управления, если с их помощью обеспечиваются функции безопасности для сложных комплексов подъемных механизмов.

SIL рассчитывается на основании методик, рекомендованных в соответствующих стандартах DIN. При этом на первом шаге требуется идентифицировать опасные моменты и затем произвести оценку рисков для каждого вида опасности в отдельности. Таким образом получают уровень безопасности, который необходимо обеспечить для распределенной системы управления подъемными механизмами в зависимости от возможного размера ущерба и вероятности его наступления.

Это означает, что для различных функций обеспечения безопасности (например, отключение при перегрузке или аварийная остановка) могут потребоваться разные уровни SIL. Обычно получается, что в распределенных системах управления различие в большинстве случаев не определяется между отдельными функциями, а часто применяется максимальный уровень SIL — что, собственно, при ближайшем рассмотрении не всегда требуется в реальности.

Во время и после продажи системы управления подъемными механизмами должны периодически проверять, а в заключение давать подтверждение, что требуемый уровень SIL фактически был достигнут. Для SIL3 такая экспертиза должна осуществляться независимой контролирующей организацией.

— Можно ли эксплуатировать системы управления в соответствии со стандартом DIN EN ISO 13849, если предполагается использовать подъемные механизмы согласно BGV-C1?

— Да, для несложных систем управления подъемными механизмами, как уже было сказано, такая возможность имеется. Наглядные примеры, в том числе из телевизионной области, приведены в тексте BGIA «Функциональная безопасность машинного управления. Применение стандарта DIN EN ISO 13849», издание организации DGUV/IFA.

DIN EN 61508 — это международный документ, не являющийся унифицированным и первоначально задумывающийся как основа для законодательства непрерывного производства (управление процессом) и машинного управления. DIN EN ISO 13849 — унифицированный нормативный документ из нормативного ряда «Безопасность машин», который разработан для применения распределенных систем управления в соответствии с Директивой по машиностроению и представляет собой практическую выдержку (из стандарта DIN EN 61508) в форме определенных структур.

Обновленный стандарт DIN 56950 «Технология зрелищный мероприятий. Инсталляция машин. Требования по технике безопасности и инспекция» ставит в один ряд оба нормативных документа, причем стандарт DIN EN 61508 рекомендуется применять в первую очередь для сложных комплексов подъемных механизмов, а DIN EN ISO 13849, напротив, скорее для более простых систем подвесов. Тем самым нормативный документ устанавливает, например, что электрические подъемные механизмы хотя и могут эксплуатироваться в группах, но не приводятся в движение совместно с сочлененными с ними нагрузками.

Стандарт DIN EN 61508 предоставляет изготовителю (конструктору/программисту) разнообразные возможности конструирования, но тем самым усложняет проверку таких комплексов. Стандарт DIN EN ISO 13849, напротив, содержит рекомендованные принципы конструирования технического обеспечения («Архитектура включения») и, соответственно, упрощает подтверждение представленной надежности.

— Кто ответствен за установление уровня безопасности систем управления?

— За собственные распределенные системы управления отвечает производитель. Он определяет область применения для спроектированного им устройства и тем самым устанавливает функциональное назначение. С другой стороны, пользователь/потребитель также может обеспокоиться теми или иными возможностями распределенной системы управления.

Для пользователя/потребителя, если он захотел бы иметь распределенную систему управления, адаптированную к своим сценариям использования, также возникает необходимость анализировать, для каких функций ему нужен определенный уровень безопасности, а затем из этих соображений выбирать соответствующую всем требованиям систему управления. Значит, пользователь/потребитель несет ответственность за применение только таких комплексов подъемных механизмов, которые пригодны по конструкции, за обеспечение безопасных процессов функционирования и, соответственно, за то, проверены и сертифицированы ли они. Если пользователь/потребитель эксплуатирует непроверенные комплексы и пытается временно установить необходимый уровень безопасности с помощью таких внешних мероприятий, как визуальный контроль и задействование функции аварийного останова в случае необходимости, то это весьма спорно и де-юре не является корректным.

— Должны ли вообще сертифицироваться системы управления со стороны производителя?

— В принципе, первоначально нет, так как для подъемных механизмов и контроллеров управления, сбываемых чисто на основании Директивы по машиностроению, достаточно сертификата соответствия. Однако может возникнуть вынужденная необходимость, так как для проверяющего в принципе невозможно оценивать и сертифицировать распределенные системы управления подъемными механизмами, изготовление которых он не сопровождал. Для комплексов подъемных механизмов, применяемых для сценических перемещений грузов, всегда необходима проверка на основании BGV-C1. Уполномоченный специалист будет при этом тоже не раз стоять перед фактом, что он не может оценить несертифицированное устройство управления. Поэтому сертификация де-факто будет необходимой. Сложные распределенные системы управления подъемными механизмами, которые должны соответствовать уровню безопасности SIL3 согласно стандарту DIN EN 61508, должны проверяться независимой контролирующей организацией.

— Можно ли для распределенных систем управления, в которых функциональная безопасность реализуется на уровне программного обеспечения, на основании проверок (например, в процессе приемо-сдаточных испытаний) отдельных функций сделать выводы о надежности устройств управления?

— Нет. Испытания в работе могут проверять только функциональность комплекса на соответствующий момент испытания. Вынослива ли система управления и устойчиво ли она функционирует при всех условиях, установить все же нельзя. В принципе, можно исходить из того, что софт всегда исполняет только то, на что он запрограммирован. Программное обеспечение само по себе не старится и не изнашивается. Также компьютерная программа не может отказать по воле случая.

— Несмотря на это, каждому из повседневной жизни известно о неисправностях софта. Почему так происходит?

— Если компьютерная программа делает всегда только то, на что она запрограммирована, причина для будущего сбоя должна неизбежно быть заложена уже на стадии программирования. «Ошибки», которые туда уже внедрились, производят при каких-нибудь или при совершенно определенных обстоятельствах «предварительно запрограммированные» отказы. В дальнейшем ошибки в техническом оборудовании, например в программном запоминающем устройстве, также могут привести к неправильным или искаженным процессам. Такие ошибки могут возникнуть, в частности, в результате физического износа технического оборудования. Надежным программным обеспечением может быть только такой софт, который продуман настолько основательно, что любые обстоятельства и действия, могущие иметь последствия, уже были учтены при разработке. И также компьютерная программа проверяет, в порядке ли еще техническое оборудование, на котором софт сохранен и на котором работает.

Проверка обеспечивающего безопасность программного обеспечения поэтому точно так же сложна, как и собственно его выполнение, основывается на громоздких процессах верификации и валидации и возможна только в сопутствующей разработке. Обширные испытания функциональности также могут совершать нераспознаваемые систематические ошибки.

— Директива по машиностроению, стандарты DIN EN 60204, DIN EN ISO 13849 и DIN EN 61508 — европейские правовые нормы. Действительны ли упомянутые обязательства не только для Германии, но и для Европы в целом?

— Поскольку здесь затронуты изготовление и сбыт, то для любого производителя, который выпускает в Европе соответствующую продукцию и/или присутствует на рынке, действуют указанные нормативные документы. Это новая концепция для сбыта. Правила для пользователя/потребителя/оператора, напротив, отличаются друг от друга в европейских странах. Для каждого конечного пользователя действует правовая система государства, в котором он эксплуатирует свой комплекс подъемных механизмов.

— Какие проверки или испытания необходимы перед первичным вводом в эксплуатацию подъемных механизмов BGV-C1?

— Формальные — для технического оборудования, применяемого на сцене и являющегося исключением из Директивы по машиностроению. Требуются предварительные, конструктивные и приемные испытания. При этом специалист должен проверять, например, есть ли подтверждение независимой проверяющей организации об уровне SIL3 всех функций безопасности для сложного комплекса подъемных механизмов в соответствии со стандартом DIN 56950. Для подъемных механизмов, попадающих в область действия Директивы по машиностроению, эти испытания формально не установлены, но заменяются сертификатом соответствия вместе с проверкой надежности и функциональности.

— При организации мероприятия когда необходима проверка всего комплекса и когда достаточно лишь протокола испытаний отдельного подъемного механизма?

— Простейший случай — когда отдельный подъемный механизм используется таким образом, что он и сам никак не оказывает влияния, и на него нельзя повлиять, то есть не задействован человеческий фактор. Тогда, как уже было сказано, достаточно сертификата соответствия от производителя и протокола испытаний о надежности и функциональности механических и электрических компонентов каждого отдельного подъемного механизма.

Но как только подъемные механизмы взаимодействуют в группе и безопасность всего комплекса зависит от отдельных элементов, то в этом случае требуется проверка всего комплекса — например, при сложных типах подвесов. Итак, в комплексах, состоящих из нескольких подъемных механизмов BGV-C1, поднимающих общий груз, необходимо соблюдение синхронности, иначе возможно возникновение опасности столкновения. В таком случае всегда должна осуществляться оценка рисков уполномоченным специалистом, который обязан перепроверить функциональную безопасность распределенной системы управления этими подъемными механизмами.

— Какие документы, свидетельства и сертификаты должны вообще предъявлять производители и поставщики подъемных механизмов и систем управления?

— Во-первых, производитель должен передать поставщику/потребителю информацию для пользователя. Это, например, сертификат соответствия CE, техническая инструкция по эксплуатации и монтажу, инструкция по обслуживанию, инструкция по проведению испытаний, методические пособия и критерии испытаний, вплоть до предписаний по снятию с эксплуатации. К передаче через фирму-изготовителя относится и протокол испытаний.

Во-вторых, имеется большое количество документов, которые производитель должен передавать в проверяющие инстанции, но, однако, не обязан предоставлять конечному пользователю. Для проверяющего органа или специалиста такие документы имеют большое значение. Здесь хватает набора документов от анализа рисков по безопасности и охраны труда, документации по плановым и технологическим испытаниям, вплоть до заводских сертификатов. Этот вопрос регулирует стандарт DIN 56950.

— Каковы принципы проверки и что в нее входит?

— Принципами проверки техники для проведения зрелищных мероприятий являются методы, описанные в BGG 912 «Основные положения по проведению испытаний механического оборудования для индустрии развлечений». Эти принципы основываются на требованиях BGV-C1 и Положении о безопасности на производстве. Они описывают виды испытаний, которые нужно осуществить, необходимую документацию, а также квалификацию проверяющих лиц. И в приложении они ссылаются на применяемые нормы. Они также содержат правила для периодических испытаний и рекомендации по установлению сроков эксплуатации.

В общем, подъемные механизмы BGV-D8 Plus и BGV-C1 должны проверяться экспертом по крайней мере один раз в год и уполномоченным специалистом — каждые четыре года. Ответствен за возбуждение проверки — потребитель/пользователь, за надлежащее осуществление проверки — соответствующий контролер самостоятельно.

— Кому и какие испытания разрешено проводить?

— Проверку механического оборудования в первую очередь могут осуществлять эксперты и уполномоченные специалисты. Эксперты — это, как правило, сотрудники фирмы-изготовителя, специально обученные профессиональные кадры. Уполномоченные специалисты — это инженеры, представляющие интересы страхователей. В зависимости от объема полномочий им дается право проводить различные виды испытаний технологического оборудования. При этом необходимым условием может быть привлечение высококвалифицированных специалистов для особенных технологий, например, для проверки распределенных систем управления подъемными механизмами.

— На что нужно обращать внимание при испытании подъемных механизмов, применяемых в качестве полетных устройств?

— В качестве полетных устройств используются преимущественно механизмы штанкетного подъема или классические точечные подъемы театральной механики сцены. В индустрии развлечений (прокатном бизнесе) для проведения мероприятий также могут применяться точечные подъемы на основе электрических цепных лебедок и тельферов (талей) BGV-C1. Если подъемные механизмы BGV-C1 предполагается использовать в качестве полетных устройств, то действует частный случай Директивы по машиностроению — простого сертификата соответствия в данном случае недостаточно. Более того, конструктивные и приемо-сдаточные испытания, как описано в BGG 912, должны предварительно проводиться уполномоченным специалистом.

Поделиться новостью:
Проголосовать за статью
Комментариев нет

Оставить комментарий

Разработка и поддержка: Дизайн студия Visuallab | 2016