МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра БЖД Индивидуальное домашнее задание по дисциплине «Средства обеспечения безопасности технических систем управления» Тема: Выбор оптимальной структуры средств обеспечения безопасности
Санкт-Петербург 2023 Задание: Техническое средство (ТС) должно быть сконструировано и изготовлено таким образом, чтобы оно не представляло опасности как при нормальных условиях эксплуатации, так и в условиях неисправности, при этом должны быть обеспечены: защита потребителя от поражения электрическим током пожарная безопасность (при необходимости также взрывобезопасность) электромагнитная совместимость устойчивость к климатическим и механическим воздействиям другие аспекты безопасности (при необходимости) Необходимо выбрать образец ТС, в отношении которого будет проведен анализ/разработка средств обеспечения безопасности Техническое средство Машины и оборудование для пищевой промышленности ПЕЧИ ХЛЕБОПЕКАРНЫЕ РОТАЦИОННЫЕ Область применения Настоящий национальный стандарт содержит требования по безопасности и гигиене при конструировании и изготовлении печей хлебопекарных ротационных с одной или более тележками. Печи ротационные используются в хлебопекарной и кондитерской промышленности для периодической выпечки пищевых изделий, содержащих муку, воду и другие добавки. Настоящий стандарт распространяется только на печи хлебопекарные ротационные, предназначенные для выпечки пищевых изделий, не содержащих летучих горючих ингредиентов. Данный стандарт устанавливает также требования безопасности при конструировании, изготовлении, монтаже, транспортировании, санитарной обработке, обслуживании и работе печей хлебопекарных ротационных, которые приведены в руководстве по эксплуатации, подготовленном изготовителем. Существенными опасностями, учитываемыми настоящим стандартом, являются механические (порез, защемление, удар, потеря устойчивости), электрические, термические, эргономические и гигиенические (см. раздел 5). Шум не считается существенной опасностью печей хлебопекарных ротационных. Опасности, возникающие при использовании в печах ротационных газообразного или жидкого топлива, настоящим стандартом не учитываются. Данный стандарт не распространяется на опытные и испытуемые образцы при их разработке изготовителем и бытовые хлебопекарные печи.Настоящий стандарт применяется совместно с ГОСТ Р 50620, ГОСТ 26582 и ГОСТ 12.2.124. Указанный стандарт неприменим к печам хлебопекарным ротационным, выпущенным до даты его опубликования. структурная схема пищевой промышленности печи хлебопекарные ротационные Принцип работы пищевой промышленности печи хлебопекарные ротационные В последнее десятилетие ведущие позиции на рынке оборудования для хлебопекарной промышленности уверенно и по праву заняли ротационные печи. Это наиболее современные, совершенные и экономичные устройства, способные обеспечить равномерную выпечку множества видов хлебобулочной продукции, и делать это быстрее, чем любые другие агрегаты подобного назначения. Один из важнейших – максимальная производительность и качество готовой продукции при минимально возможном энергопотреблении. Основные узлы и особенности конструкции Многочисленные технологические преимущества печей данного типа основываются на точном выборе способа выпечки, форм-фактора и оптимальных размеров конструкции, а также на тщательной проработке всех технических деталей. Основной принцип работы ротационной печи – равномерная выпечка хлебобулочных изделий потоками горячего воздуха и организация постоянного вращения многоярусной тележки с подами внутри пекарной камеры. Главными элементами конструкции данного вида печей являются: Двухскоростной тепловой вентилятор ротационной печи, позволяет точно подобрать режимы обдува и теплового баланса при выпечке, который позволяет одновременно получить наивысшее качество выпечки и экономить энергоресурсы. По желанию покупателя в ротационную печь может быть установлена последняя разработка Конструкторского бюро ТвЗПО – тепловой вентилятор с асинхронным двигателем, управляемый частотным преобразователем, позволяющий еще больше точно и экономично устанавливать режим выпечки для самых сложных и разнообразных хлебобулочных и кондитерских изделий. Оригинальная конструкция парогенератора позволяет поддерживать необходимый режим пароувлажнения с высокой точностью и по температуре пара и во влажности. Программный пульт управления специально для Ротор Агро разработан и производится в Италии специализированной фирмой. Пошаговое программное изменение мощности ротационной печи расширяет возможности пекарей в получении качественной выпечки с зажаристой корочкой, а также экономит энергоресурсы. Двойной стеклопакет на двери рабочей камеры ротационной печи позволяет зрительно контролировать процесс выпечки, а также снижает неоправданные тепловые потери. Равномерный приток воздуха нужной температуры по всей ширине подового листа обеспечивает уникальная конструкция шиберного узла вдоль боковой стенки рабочей камеры. Мы не экономим на материалах и комплектующих, обеспечивающих качество выпечки и надежность печи. Стены рабочей камеры, воздуховоды, облицовочная панель, вентиляторы и платформа изготавливаются из нержавеющей стали, а многие комплектующие импортируются из стран Европейского союза. К сожалению их замена на более дешевые китайские и отечественные узлы в настоящее время приведет к неоправданной потере качества выпечки, надежности и резкому снижению экономической эффективности. Это пульт управления и автоматика, мотор редуктор, рециркуляционный и вытяжной вентиляторы, термостойкие герметики и смазка, другие важнейшие материалы и комплектующие. 5.1 Механические опасности Существенные механические опасности: - порез или отрезание; - защемление; - удар; - потеря устойчивости. На рисунке 2 представлены примеры опасных зон: Рисунок 2 - Опасные зоны печи хлебопекарной ротационной Зона 1 - тележка в пекарной камере печи. Опасность пореза, защемления, удара; Зона 2 - механизм привода печи. Опасность пореза, защемления; Зона 3 - пространство между тележкой, находящейся в дверном проеме, и боковинами дверного проема печи. Опасность пореза, защемления, удара. Все зоны - острые углы и кромки на доступных для обслуживающего персонала деталях. Опасность пореза. Существует также опасность потери устойчивости при вращении тележки и падении ее и противней в пекарной камере. 5.2 Электрические опасности Опасности электрического удара от прямого или косвенного контакта с электрическими компонентами. Опасность внешнего воздействия на электрические компоненты (например, при промывке водой). 5.3 Термические опасности 5.3.1 Опасность ожога из-за возможного выброса горячего воздуха и пара из пекарной камеры при открывании двери печи. 5.3.2 Опасность ожога из-за высокой температуры органов ручного управления. 5.4 Опасность взрыва и возгорания 5.4.1 Опасность взрыва при образовании избыточного давления пара внутри пекарной камеры. 5.4.2 Опасность возгорания в пекарной камере при использовании в составе хлебобулочных и кондитерских изделий горючих веществ (например, сахара). 5.4.3 Опасность перегрева и возгорания печи при неквалифицированном управлении нагретым оборудованием. 5.5 Опасность защемления и затягивания Опасность ожогов и удушья при защемлении и затягивании оператора деталями печи. 5.6 Опасности, обусловленные несоблюдением гигиенических требований Несоблюдение гигиенических требований может привести к изготовлению некачественных хлебобулочных и кондитерских изделий и, следовательно, возникновению риска для здоровья потребителя из-за, например, физических, химических и микробиологических загрязнений.
5.7 Опасности, обусловленные несоблюдением эргономических требований* Слова "обусловленные несоблюдением" в наименовании пункта 5.7 в бумажном оригинале выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных. При загрузке и разгрузке тележки, очистке и обслуживании печей хлебопекарных ротационных существует риск получения оператором травм и механических повреждений в результате неудобного положения тела, подъема тяжелых предметов, защемления и затягивания в печь отдельных частей тела. 6 Требования по безопасности и санитарии* Слова "и санитарии" в наименовании раздела 6 в бумажном оригинале выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных 6.1 Общие требования* Слова "Общие требования" в наименовании пункта 6.1 в бумажном оригинале выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных. В соответствии с техническим регламентом "О безопасности машин и оборудования", настоящим стандартом, ГОСТ Р 50620 и ГОСТ 12.2.124 при конструировании должно быть разработано обоснование безопасности печей хлебопекарных ротационных, оригинал которого хранится в конструкторской организации, а копии - на заводе - изготовителе печей хлебопекарных ротационных и у эксплуатационника (см. 15 технического регламента "О безопасности машин и оборудования"). Примечание - Введено дополнительно по отношению к ЕН 1673:2000 для обеспечения соответствия требованиям правовых и нормативных документов, действующих в Российской Федерации. Кроме того, при конструировании печей хлебопекарных ротационных следует учитывать принципы стандарта ГОСТ Р ИСО 12100-2 для существующих, но несущественных опасностей, не рассматриваемых в настоящем стандарте. Для уменьшения опасностей применением других сопутствующих стандартов изготовитель должен провести специальную оценку рисков, которая будет частью общей оценки рисков печи. Все устройства, связанные с безопасностью, и их интерфейсы с системами управления должны соответствовать, по крайней мере, уровням, указанным в стандарте ГОСТ Р ИСО 13849-1. 6.2 Требования по обеспечению механической безопасности Все взаимодействующие с защитными средствами блокировочные, оградительные и предохранительные устройства должны быть сконструированы в соответствии с техническим регламентом "О безопасности машин и оборудования" (см. приложение N 1, пункты 22, 23, 39, 40 и 41), а также удовлетворять следующим требованиям:
6.2.1 Зона 1: Тележка внутри печи Системы управления, касающиеся безопасности, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р ИСО 13849-1. Если усилие, необходимое для остановки вращающейся тележки, равно или превышает 150 Н, доступ в пекарную камеру, в которой вращается тележка, должен быть предотвращен блокирующей дверью (например, с использованием вращающегося кулачкового переключателя). После открывания двери тележка должна останавливаться в течение не более 3 с. Любая операция, при которой требуется вращение тележки с усилием при открытой двери пекарной камеры, выполняется исключительно с помощью системы "остановка-запуск". 6.2.2 Зона 2: Механизм привода Если расстояние по высоте от пола до опасной точки менее 2,5 м, доступ к внешней трансмиссии может быть предотвращен стационарным защитным ограждением. 6.2.3 Зона 3: Пространство между тележкой, находящейся в дверном проеме, и его боковинами При конструировании следует предусматривать технические решения, предотвращающие травмы рук при закатывании тележек в печь и выкатывании из нее. Поскольку перемещение тележки осуществляется оператором вручную, выполнять указанную операцию допускается при расстоянии между тележкой, находящейся в дверном проеме, и его боковинами не менее 50 мм. 6.2.4 Все зоны - внешние поверхности и кромки Внешние грубые поверхности и острые кромки печи должны быть зачищены.
6.2.5 Потеря устойчивости 6.2.5.1 Устойчивость тележки, устанавливаемой в пекарную камеру Если высота порога печи превышает 10 мм (см. рисунок 3а), для предотвращения опрокидывания тележки, устанавливаемой в пекарную камеру, печь должна быть оборудована рампой или другими соответствующими приспособлениями.
в - устройство автоматического подъема Стрела вручную пристыковывается к подъемной системе и автоматически поднимает тележку при закрывании двери Рисунок 3 - Примеры систем установки тележки 6.2.5.2 Устойчивость тележки при вращении Во избежание опрокидывания тележки при вращении и включении/выключении двигателя может быть применено одно из решений, представленных в качестве примеров на рисунке 3 (а, б, в). Допускаются другие технические решения, обеспечивающие тот же уровень безопасности. Подъемным устройством тележка вручную (см. рисунок 3б) устанавливается на систему вращения и затем опускается на платформу. Тележка должна быть устойчивой при вращении. Это может быть обеспечено совмещением осей вращения тележки и механизма вращения печи или другими средствами. 6.2.5.3 Устойчивость тележки Тележка должна быть устойчивой при наклоне до 10° в большинстве неблагоприятных положений. 6.2.5.4 Устойчивость противней При поставке противней со стороны конструкция тележки должна исключать их непредвиденное самопроизвольное смещение, особенно при загрузке в печь и выгрузке из нее. Если наклон пола превышает 10°, противни необходимо закрепить на стеллаже тележки. Если противни не поставляются изготовителем, эти требования должны быть приведены в руководстве по эксплуатации. 6.3 Требования по обеспечению электрической безопасности* _______________ * Слова "Требования по обеспечению" в наименовании пункта 6.3 в бумажном оригинале выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных. 6.3.1 Общие требования Электрическое оборудование печей хлебопекарных ротационных должны соответствовать требованиям безопасности, установленным ГОСТ 12.1.019, ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.2.124 и ГОСТ Р МЭК 60204-1 (разделы 4-16), "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" [3] и указанным ниже требованиям. Выключатели, которые могут подвергаться воздействию воды, например при промывке, должны быть защищены до соответствующего уровня кода IP (см. 6.3.8.1). 6.3.2 Защита от поражения электрическим током (см. 6 ГОСТ Р МЭК 60204-1:2007) 6.3.2.1 Промывка водой Печи, представленные в настоящем стандарте, не предназначены для промывки водой. 6.3.2.2 Электрическое оборудование должно соответствовать 4, 7 и 14 ГОСТ Р МЭК 60204-1. 6.3.3 Подключение к электропитанию (см. 7 ГОСТ Р МЭК 60204-1) Для печей, питающихся от однофазного источника тока, достаточно устройства для его обнаружения и прерывания в фазовом проводнике. 6.3.4 Защита от повреждения заземления в сети управления (см. 8.2.8 и 8.3 ГОСТ Р МЭК 60204-1) Для оборудования, питающегося от однофазного источника тока и заземленного нейтрального провода, не требуется двухполюсного прерывателя в сети управления. На фазовом проводе должен быть установлен однополюсный прерыватель. 6.3.5 Экстренная остановка (см. 10.8 ГОСТ Р МЭК 60204-1) Печи хлебопекарные ротационные следует оборудовать по крайней мере одним устройством экстренной остановки, если проведенная изготовителем оценка рисков показала, что: - такое устройство действительно сокращает время, требующееся для остановки; - или не требуется принятия других специальных мер, соответствующих уровню риска. В конструкциях печей хлебопекарных ротационных, в которых не выявлено существенных рисков, допускается устройство экстренной остановки не устанавливать. Однако особое внимание следует обратить на доступность выключателя "ВЫКЛ" с рабочего места оператора. 6.3.6 Ограждение электродвигателя (см. 14.2 ГОСТ Р МЭК 60204-1) Если степень защиты электродвигателя ниже IP23, он должен иметь кожух, который гарантирует этот минимальный уровень.
6.4 Требования по обеспечению термической безопасности 6.4.1 Выброс пара Выброс пара должен предотвращаться, например, использованием предохранительного устройства, срабатывающего при открывании двери. Табличку с нанесенным несмываемой краской предупреждением о соблюдении осторожности при открывании двери рекомендуется разместить на ее передней стенке. При открывании двери пекарной камеры должны автоматически отключаться: - механизм привода печи; - предохранительное устройство; - автоматизированное устройство подачи воды для выработки пара; - система циркуляции воздуха. 6.4.2 Горячие внешние поверхности Во избежание получения ожогов от горячих внешних поверхностей термоизоляция печи должна обеспечивать температуру внешних металлических поверхностей не более 70 °С. При этом оператору следует использовать индивидуальные средства защиты (перчатки). 6.4.3 Ручное управление Температура поверхностей всех металлических рычагов, рукояток и других органов ручного управления без покрытия, которые удерживаются руками не более 3 с, не должна превышать 65 °С, а деталей из других материалов - 45 °С (см. 4 ГОСТ 12.2.124). 6.5 Требования безопасности для исключения возгорания при перегреве 6.5.1 Для предотвращения перегрева печи управление ее работой проводится с помощью регулятора температуры и независимого термостата, исключающих ее повышение в пекарной камере более чем до 300 °С. 6.5.2 Во избежание превышения допустимого уровня давления в пекарной камере должно быть установлено устройство, обеспечивающее работу клапанов сброса давления пара в безопасном направлении до момента открывания двери. 6.6 Требования безопасности при нахождении оператора внутри печи с запертой дверью* _________________ * Наименование пункта 6.6 в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных. Для обеспечения безопасности оператора, оказавшегося запертым внутри печи, необходимо предусмотреть следующие меры: - двери высотой более 80 см оборудовать открывающим их изнутри устройством, которое приводится в действие при усилии не более 125 Н; - для осмотра пекарной камеры оснастить дверь проемом, закрытым прозрачным термостойким материалом, выдерживающим температуру не менее 300 °С. 6.7 Санитарно-гигиенические требования* _________________ * Наименование пункта 6.7 в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных. 6.7.1 Общие требования Печи должны быть сконструированы и изготовлены в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ 12.1.003, ГОСТ 12.1.012 и санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562 [1] и ГН 2.2.5.13 [2], а также с приложением А. Примеры трех гигиенических зон приведены на рисунке 5 (а, b). - пищевая зона; - зона распыления; - непищевая зона Рисунок 5 - Гигиенические зоны 6.7.2 Пищевая зона К пищевой зоне относятся противни (за исключением тележки, колес или роликов). 6.7.3 Зона распыления К зоне распыления относятся: - внутренняя сторона двери пекарной камеры; - ручки открывания этой двери; - тележка. 6.7.4 Непищевая зона Остальные части печи (включая колеса или ролики тележки), не контактирующие с пищевым продуктом. Теплоизоляционный материал печи должен быть закрыт стальными листами или другим материалом аналогичной прочности.
6.7.6 Шумовые и вибрационные характеристики
6.8 Требования к эргономическим характеристикам* * Слова "Требования к" в наименовании пункта 6.7 в бумажном оригинале выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных. При конструировании печей хлебопекарных ротационных следует руководствоваться требованиями ГОСТ Р ЕН 614-1, ГОСТ 21786, ГОСТ 21829, ГОСТ 22613, ГОСТ 22614 и ГОСТ 22615. При конструировании необходимо применять технические решения, исключающие неудобные положения тела оператора при эксплуатации и техническом обслуживании печей. Перемещение тележек с чрезмерным усилием должно быть исключено, например использованием материала колес с низким коэффициентом трения или механизма для установки тележек в печь. Усилие, требуемое для перемещения тележки, не должно превышать 150 Н. Объекты массой более 100 кг нельзя поднимать и переносить вручную. В этом случае должно применяться, например, механизированное подъемное устройство. Органы управления следует располагать в местах, доступных для оператора, в соответствии с указанными национальными стандартами. Проверка соблюдения основных требований безопасности и санитарно-гигиенических норм* * Слова "санитарно-гигиенических норм" в наименовании раздела 7 в бумажном оригинале выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных. Настоящий раздел содержит методы испытаний на соответствие требованиям безопасности, приведенные в разделе 6. Все средства безопасности этого раздела имеют четкие критерии доступности. Проверка выполнения требований безопасности может осуществляться инспектированием, выполнением расчетов или проведением испытаний на оборудовании, работающем в заданном режиме. Допускается частичный демонтаж для проведения некоторых проверок, который не должен искажать их результаты. Методы проверки представлены в таблице 2. Таблица 2
|