泛達Panduit 安全開展故障診斷:采用 PTD 方法提供對帶電設備的安全訪問
“控制危險能量 – 鎖定/標定”再一次的出現在了美國職業安全與健康管理總署 (OSHA) 的 2018 年“引用最多的 10 大違反情況”之中。盡管這一類別涵蓋了一系列廣泛的違反情況,但是也確認了人員在沒有充分意識到涉及的危險的情況下,還在繼續的尋求對電氣柜體的訪問。OSHA 和 NFPA 70E 工作場所電氣安全標準都指導工作人員要在開展電工作業前,將員工可能接觸到的電路部分斷電,但是,為什么工作人員在嘗試訪問電氣柜體前,不會先確保柜體已經斷電呢?
在連接性與智能性日益提高的工廠車間中,對電氣柜體中的可編程邏輯控制器 (PLC)、電機或變頻調速 (VFD) 進行維護、監控或排錯的需求正在以指數方式增長。隨著這一技術越來越多的被采用到當今的設備設計當中,需要對技術進行維護的人員已經遠遠超越了標準的合格電工人員的角色,并且已經拓展到了之前由機器操作人員、IT 人員及其他人員所擁有的角色之中。但是,無論一名電氣工程人員合格與否,打開帶電的電氣柜體都會產生同樣嚴重的安全風險。
即使打開帶電的電氣柜體存在著固有的風險,在設備中不帶電的情況下開展維修工作,從而對設備進行診斷或監控,這是被禁止的。這就產生了一個問題:工作人員如何在電氣上潛在不安全的工作環境下安全操作,同時仍然執行向其指派的任務?在對解決方案進行標準化的過程中,這個難題為眾多的設備設計人員帶來了挑戰,要求并不具備電氣作業資格的人員在訪問電氣柜體內部的網絡或系統的同時,不會承受接觸危險電氣條件的風險。
將PtD和控制層次應用于這一問題
為了突破這種局面,越來越多的設計人員在開發產品時,都采用一種稱為“經由設計預防”(PtD) 的方法。根據美國國立職業安全和健康研究所 (NIOSH) 的說法,“經由設計預防包括了預計設施中的工作人員將會面臨的危險并在設計中將其排除在外的全部工作、工作方法和操作、流程、設備、工具、產品、新技術,以及對工作的組織。PtD 關注的焦點在于執行設計或者必須使用設計出的產品的工作人員。這一計劃經過開發可以支持在設計過程中將各種危險排除在外,是最可靠、最有效的預防類型。”
NIOSH 的控制層次信息圖。最有效的控制方法位于頂部,最無效的位于底部。
值得注意的是,NIOSH 聲明“在設計中將危險排除在外”是最可靠、最有效的預防類型。在控制層次系統中也分享了這一核心理念。正如圖中展示的那樣,排除(在物理上消除危險)位于金字塔的頂部,對應的是最有效的危險預防方法。替代(替代掉危險)、工程控制(將人員與危險隔離開)、行政控制(改變人員的工作方式)以及 PPE(使用個人防護設備保護工作人員)相應的按從最有效到最無效的方式,以降序跟隨在“排除”之后。
現在我們回到對解決方案進行標準化那項挑戰,使人員在訪問電氣柜體內部的網絡的同時,不會承受接觸危險電氣條件的風險,在這方面我們可以利用控制層次來應用“經由設計預防”的方法。由于“排除”是最有效的方法,在設計中可將危險排除在外,我們所面臨的挑戰的解決方案則可以是完全的消除掉電氣柜體內部的任何能量。不幸的是,在這一情況下,消除柜體中的全部能量對于診斷或者監控柜體內部的設備來說是被禁止的,因此,對于我們的挑戰來說,“排除”并不是一項切實可行或者合理的解決方案。
從控制層次的金字塔往下看,我們的下一個選項是“替代”,也就是第二個最有效的危險控制方法。“替代”涉及將產生危險的事物替換成為并不會產生危險的事物。對于我們的挑戰來說,“替代”似乎是指我們可以將帶電的柜體替換成為不帶電的柜體、開發在某種程度上運行時不需要能量的 PLC 或 VFD,或者是為 PLC 創造出不存在危險電壓的一種獨立的配線架。將這些替代方式中的任一種作為應對我們的挑戰的一種可行的解決方案,又一次的不切合實際了。
這就引領了我們去尋求下一個選項:工程控制,也就是控制危險的第三個最有效的方式。工程控制不會消除危險,但是會將人員與那些危險隔離開來。隔離涉及到在人員和危險之間創建一道物理屏障,并且這一選項似乎具有著潛力。如果有一種方式可以訪問我們的電氣柜體中的 PLC 和 VFD 而不必打開柜體的門并使工作人員接觸重大的風險,那么我們就可以實現對于我們的挑戰切實可行的最行之有效的危險控制方法。
滿足時代需要的最新方法
將人員與打開帶電的電氣柜體的風險隔離開來,從而獲得內部的情報信息,促成了 Panduit 數據訪問端口 (DAP) 的發展。Panduit DAP 安裝在電氣柜體的外部,無需打開柜體即可提供編程端口以及電氣插座的訪問功能。這就使人員可以安全的訪問 PLC、VFD 和其他內部組件,而無需承受接觸電氣危險的風險。采用 Panduit DAP 可以真正獲得實際可行的成功的解決方案,對應用實現最有效的危險控制。
在互聯的智能工廠車間繼續以最高的速度發展的同時,新技術還有一些其他的方面往往被忽視。就像 OSHA 的“引用最多的 10 大違反情況”表明的那樣,電氣安全可以作為一種事后產生的想法,但是,在開發新工藝或新產品時,對安全進行規劃應當作為非常重要的第一步來做。Panduit 數據訪問端口的設計從一開始就是為了提供最有效的安全控制功能,同時仍然允許人員完成作業。即使智能工廠車間的發展速度超出了我們的想象,建立一種安全文化也應始終保持相同的速度。