teknik raporu kapsamında uygulamaların önemini anlatmaktır.
İş kazaları ne üzücüdür ki, manevi boyutlardaki zararları tartışmasız telafisi  yoktur. Bununla beraber, maddi olarak üretimin aksaması ve uygulanacak cezalar da caydırıcı boyutlardadır. İş sağlığı ve güvenliğinin bir zorundalıktan ziyade bir disiplin olarak düşünülmesi gerektiği, bu çalışmada en temel vurgu olarak anlaşılması hedeflenmiştir.
Normatif Referanslar
Bu doküman, kısmen veya tamamen, normatif olarak referanslanmıştır ve uygulamalar için vazgeçilmezdir.
EN ISO 12100, Makina Emniyeti – Tasarım için Genel Prensipler – Risk Değerlendirmesi ve Risk Azaltımı
EN ISO 13849-1:2015, Makina Emniyeti – Kontrol Sisteminin Emniyet ile İlgili Kısımları – Kısım 1: Tasarım için Genel Prensipler
EN ISO 14119:2013, Makina Emniyeti – Muhafızlarla İlişkili Ara Kilitleme Cihazları – Tasarım ve Seçim için Prensipler
Kavramlar ve Tanımlar
Bu dokümanın amaçları için, ISO 12100, ISO 13849-1, ISO 14119 ve aşağıda verilen terimler ve tanımlar geçerlidir.

• SRP/CS: Kontrol Sisteminin Emniyetli İlgili Kısımları
• DC: Hata Teşhis Yeteneği
• MTTFd: İlk tehlikeli arızaya geçme ortalama süresi
• PL: Performans Seviyesi
• OSSD: Çıkış Sinyali Geçiş Aygıtı
• Hata Maskeleme: SRP / CS'de arızası olmayan parçalarının çalıştırılmasıyla arızaların istenmeden resetlenmesi veya SRP/CS'deki arızaların tespitinin önlenmesi
• Seri Bağlı Cihazlar: Serbest potansiyelli kontakların, hata teşhis yeteneği olan bir mantık ünitesine seri bağlanması

 

1. Emniyet Kontrol Sisteminin Değerlendirilmesi

Emniyet kontrol sistemi, EN ISO 13849-1 gereksinimlerini karşılayacak bir şekilde oluşturulmalıdır.

• Kumanda sisteminin donanımında veya yazılımında meydana gelen bir arızanın tehlikeli durumlara yol açmaması
• Kumanda sisteminin mantık devrelerinde meydana gelen hataların tehlikeli durumlara yol açmaması

maddeleri, 2006/42/AT Makina Emniyeti Yönetmeliği EK I’e göre makinaların tasarım ve yapımı ile ilgili zorunlu sağlık ve güvenlik gereklilikleri kapsamındadır. Buradaki en önemli nokta ise emniyet kontrol sisteminin Giriş – Mantık – Çıkış şeklinde bir zincir olduğu ve bu üç kısım için de bütün gereksinimlerin tamamlanmasıdır.
Doğru bir risk değerlendirmesi ışığında belirlenen performans seviyelerine uygun kategori bağlantıları yapılmalıdır.

 
 
Şekil 1. Kategori 4 Emniyet Kontrol Sistemi Tasarımı
Şekil 1.’e göre; kategori 4, yüksek DC ve MTTFd değerlerine sahip çift kanal mimariye sahip bir devre tasarımı görülmektedir. Bu devre giriş katında çift kanal, mantık katında kendi üzerindeki veya kendine bağlı çevresel cihazlardaki arızaları algılayabilen çift işlemcili emniyet rölesi/emniyet PLCsi ve çıkış tarafında çift kanal mimari uygulanmıştır.

1. Manyetik Siviçlerin Değerlendirilmesi

Manyetik alan prensibiyle çalışan kapı emniyet sensörleri kullanılırken bir sorunun kritik olduğu kanıtlanmıştır.
Sensörler ve emniyet rölesi kullanılıyorsa ve bunların uygunluğu imalatçı tarafından test edilmemişse, makina imalatçısı sensördeki tepe akım değerinin erken aşınmaya neden olmamasını sağlamalıdır. Bu durum röle tabanlı emniyet üniteleri ile kapı emniyet sensörlerini etkilemektedir.
Değerlendirme için, oluşan maksimum tepe akım Is'yi (bkz. Formül 1) belirlemek ve bunu Ismax emniyet sensörünün izin verilen tepe akımı ile karşılaştırmak gerekir. Seri bağlantılardaki tüm sensörler dikkate alınmalıdır, bu nedenle izin verilen tüm tepe akımlarının en düşük değeri maksimum anahtarlama akımından daha büyük veya ona eşit olmalıdır (bkz. Formül 2).

 
 
Formül 1.

Formül 2.

Rsmin(i)	Sensörün minimum öz direnci
Ismax(i)	Sensörün izin verilen maksimum tepe akım değeri
Upmax	Maksimum gerilim değeri
Rpmin	Emniyet rölesinin minimum iç direnci
Is	Maksimum anahtarlama akımı

 
Tablo 1. Formül parametreleri
Erken aşınma sorunu normalde mekanik olarak çalışan sensörler ve OSSD çıkışlı sensörlerde ortaya çıkmaz, çünkü bu sensörlerdeki aşınma öncelikle ortalama akım ve termal davranış yoluyla belirlenir.

1. Gerilim Düşümü

Kuru kontakları seri bağlı olan manyetik emniyet sensörlerinde önemli bir konu ise gerilim düşümüdür. Gerilim düşümü; hattın uzunluğuna, kablo kesitine, akım şiddetine ve özdirenç gibi parametrelere bağlıdır.
24 VDC ile çalışan seri bağlı emniyet sensörleri dikkate alındığında, seri bağlantı sayısı ve hattın uzunluğu da göz önüne alındığında gerilim düşümü sebebiyle, operasyonel izin verilen 19 VDC değerinin de altında 14-15 VDC gibi bir gerilim değeri ölçülebilir. Bu durum sensörlerin çalışmasını etkileyecek olup arızalar meydana getirecektir.

1. Hata Maskeleme

Emniyetle ile ilgili kurgulanan devrelerin tasarımında yaygın bir yaklaşım, potansiyel olarak serbest kontakları olan cihazları seri bir şekilde bağlamaktır, ör. emniyet fonksiyonları için hata teşhis yeteneğine sahip olan bir emniyet mantık denetleyicisine (emniyet rölesi) bağlı çoklu ara kilitlemeli emniyet tertibatları...
Her ne kadar bu tür uygulamarda tek bir arıza çoğu durumda emniyet fonksiyonu kaybına yol açmasa da, pratikte bazen problemler ortaya çıkmaktadır.
Kontakların seri bağlantısı nedeniyle, kablolardaki arızalar (ör. dış etki kaynaklı kısa devre) veya mantık ünitesi tarafından algılanan kontaklar, seri bağlı arızalı olmayan bir başka cihazın çalışmasıyla maskelenebilir. Sonuç olarak, SRP/CS’de tek bir hata varken makinanın çalışması mümkündür. Bu sonuç olarak, emniyetsiz bir sisteme yol açan hataların birikmesine izin verebilir ve iş kazası ihtimalini güçlendirebilir.
Hata maskeleme, kuru kontakları ile seri bağlantılı sensörlerde meydana gelir. Bu sensörler temassız manyetik emniyet sensörleri ve elektromekanik / elektromanyetik izlemeli/kitlemeli kapı emniyet sensörleridir.
Mevcut teknik raporda, maskeleme olasılığına bağlı olarak sensörün ulaşabileceği maksimum hata teşhis kabiliyeti (Dcmax.) sınırlıdır.
Aşağıdaki örnek, emniyet devresindeki tespit edilmemiş bir hatayı göstermektedir. Ek bir arıza, tüm emniyet kapısı korumasının tehlikeye girmemesine neden olabilir. Bu ve buna benzer hatalar “hata maskeleme” terimi ile açıklanmaktadır.
 
 
 
 
 
 
Şekil 2. Hata Maskeleme Örnek
1 numaralı görsel: 3 adet emniyet kapısı, emniyet rölesine seri bir şekilde bağlıdır. Bu durumda, bütün emniyet kapıları kapalı ve rölenin çıkışları aktif (on) durumdadır, makina operasyonel bir vaziyettedir.
2 numaralı görsel: En soldaki emniyet kapısı sensörü N/C kontağında dış etken kaynaklı bir kısa devre meydana gelmektedir. Bu durumda, emniyet rölesi hatayı algılayamamakta ve makinanın operasyonel olmasını devam ettirmektedir.
3 numaralı görsel: En soldaki emniyet kapısı açılır. Bu durumda, çift kanal sinyali değerlendiren emniyet rölesi sinyal tutarsızlığını ve değişikliğini algılar ve hata durumuna geçer. İlgili emniyet kapısı kapatıldığında makina reset fonksiyonu devreye girmeyecektir.
4 numaralı görsel: Şimdi en sağdaki kapı açılır, ve emniyet rölesi çift kanal sinyali de algıladığı için normal çalışma durumuna geçer. Bütün kapılar kapatıldığında reset fonksiyonu devreye geçer ve makina operasyonel bir hale geçmek üzere tekrar aktiftir!
 

1. ISO/TR 24119 Teknik Raporu

Standartlar bazı durumlarda veya uygulamalarda yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle ilgili komiteler, yetersiz durumları ortadan kaldırabilmek adına tamamlayıcı teknik raporlar üretirler.
Ara kilitlemeli emniyet tertibatları için “EN ISO 14119:2013, Makina Emniyeti – Muhafızlarla İlişkili Ara Kilitleme Cihazları – Tasarım ve Seçim için Prensipler” standardı mevcuttur. Bu standart; kapaklar, kapılar ve kanatçıklar için emniyet sensörleri, konum izleme için emniyet sensörleri ve kilitlemeli cihazlar gibi konuları kapsamakla birlikte, emniyet ekipmanlarının operatörler tarafından manipüle edilememesi için de bir bakış açısı kazandırarak gereksinimleri sıralar.
“ISO/TR 24119 Muhafızlarla İlişki Serbest Potansiyelli Ara Kilitlemeli Tertibatların Seri Bağlanması Sırasında Ortaya Çıkan Hata Maskelemenin Değerlendirilmesi” ise EN ISO 14119 standardıyla aynı vakitte üretilmiş olup, ilgili standardın teknik raporudur ve tek bir konuyla ilgilenir.
Bu teknik spesifikasyon; ilgili normatif referansları tanımlar, hata maskeleme yaklaşımını sunar, hata teşhis yeteneğinin sınırlarını belirleyerek yeniden hesaplama yöntemlerini belirtir ve hata maskelemeden kaçınma yöntemlerinin altını çizer.
Seri bağlantılı ürünler için DC değeri hesaplanırken, EN ISO 13849-1 standardı değil de, ISO/TR 24119 teknik spesifikasyonu baz alınmalıdır. İlgili değer hesaplanırken operatör sayısı ve kapı sayısı en önemli parametreleri oluşturmaktadır.
 

1. Direkt Hata Maskeleme

Şekil 3. Direkt Hata Maskeleme
B1, B2 ve B3: serbest potansiyelli ara kilitlemeli emniyet sensörleri
K: Mantık ünitesi
S: Manuel reset fonksiyonu
X1: birinci hata – kontak arızası
X2: ikinci hata – kırık sensör parçası
 
Şekil 3, belirli bir sırayla çalıştırılan iki hareketli korumanın hata maskelemesine yol açabileceği bir durumu göstermektedir.
3.1: Normal çalışma durumu, kapılar kapalı
3.2:B2 kapısı açılır, emniyet rölesi sistemi durdurur
3.3: B1 kapısı açılır ve 2.kanalında kısa devre meydana gelmiştir, emniyet rölesi sistemi çalıştırmaz (hata olmayan B2 kapısı açık)
3.4: B1 kapısı kapatılır, B2 kapısı açıktır, emniyet rölesi sistemi çalıştırmaz
3.5: Tüm kapılar kapalı sistem reset alıp operasyonel hale geçer
3.6: B1 kapısı tekrar açıldığında ve 2. kanalda bir hata meydana geldiğinde hata maskelenir ve emniyet rölesi hatayı algılamadan operasyonel olarak sistemi devam ettirir.
 

1. Hatanın İstenmeden Resetlenmesi

Şekil 4. Hatanın istenmeden resetlenmesi
 
B1, B2 ve B3: serbest potansiyelli ara kilitlemeli emniyet sensörleri
K: Mantık ünitesi
S: Manuel reset fonksiyonu
X1: birinci hata – kontak arızası
X2: ikinci hata – kırık sensör parçası
Şekil 4, bir kilitleme cihazında bir hatanın başlangıçta tespit edildiği, ancak diğer kilitleme cihazlarından birinin çalıştırılmasıyla istenmeden resetlendiği bir durumu göstermektedir.
 
4.1: Normal çalışma durumu, kapılar kapalı
4.2:Açık olan B1 kapısının 2.kanalında kısa devre meydana gelir
4.3: B1 kapısı kapanır ve emniyet rölesi sinyal farkını algılar
4.4: Hatası olmayan B2 kapısı açılır
4.5: B2 kapısı kapatılıp reset fonksiyonu uygulanır.
4.6: Emniyet rölesi reset işlevini algılayarak makinayı operasyonel olarak devam ettirir.
4.7: B1 kapısı tekrar açıldığında 2. kanalda bir hata meydana geldiğinde hata maskelenir ve emniyet rölesi hatayı algılayamadığı için sistem operasyonel bir şekilde devam eder!
 

1. Hata Teşhis Yeteneği (DC)

Hata teşhis yeteneği, oran olarak belirlenebilen etkin arıza teşhisinin ölçülmesidir. Bu oran tespit edilebilen olası arızaların toplam olası arızalar bölümü ile belirlenir ve yüzde olarak verilir.
DC, tehlikeli donanımsal arızaların olasılığının oransal olarak algılanabilme yeteneğini gösterir ve ortalama değer olarak kullanılır.

Teşhis	DC Aralığı
Yok	DC<%60
Düşük	%60≤DC<%90
Orta	%90≤DC<%99
Yüksek	%99≤DC

 
Tablo 2. DC Aralıkları

1. Basitleştirilmiş Yöntemle Erişilebilir Maksimum DC Belirleme

Sık Kullanılan Hareketli Kapı Sayısı (a, b)	Ek hareketli kapı sayısı (c)	Maksimum erişilebilir DC
0	2-4	Orta
	5-30	Düşük
	>30	Yok
1	1	Orta
	2-4	Düşük
	≥5	Yok
>1	≥0	Yok
a - eğer frekans saat başı 1 den büyükse b - farklı kapılardaki operatör sayısı 1’i geçerse, sık kullanılan hareketli kapı sayısı 1 artar c - eğer kapılar arası minimum mesafe 5m’den fazlaysa ya da ek hareketli kapılara direkterişim yoksa, ek hareketli kapı sayısı 1 azalır

Tablo 3. ISO/TR 24119 Maksimum Erişilebilir DC Değerleri (Basitleştirilmiş Yöntem)
ISO/TR 24119 teknik raporunda geçen maksimum erişilebilir DC değerlerini içeren tablo, EN ISO 13849-1 standardındaki DC değerler tablosunu geçersiz kılmaktadır. Hata maskele söz konusu ise mutlaka ISO/TR 24119 raporundaki tablo dikkate alınıp PL değeri hesaplanmalıdır.

1. Hata Maskeleme Uygulama Örnekleri

Şekil 5. Tek operatörlü birden fazla hareketli kapaklı entegre üretim hattı
Varsayımlar:

• Sensörler çift serbest kontaklı (1 sensör 2 N/C)
• Hareketli kapak açıldığında, kontak açar
• Kontaklar, her iki kanalı değerlendiren mantık ünitesine (emniyet rölesi) bağlıdır
• Kablolama dış hasarlara karşı korumasızdır
• A kapısı günde 10 defa açılır
• B, C, D ve F kapıları yılda 10 defa açılır

Tablo 3’e göre değerlendirme:

• Sık kullanılan hareketli kapı sayısı = 1

(operatör sayısı 1 olduğu için artış yok)

• Ek hareketli kapı sayısı = 4

(kolay ulaşılabilir bir hareketli kapı olmadığı için düşüş yok)
 
Tablo 3’e göre DC değeri “düşük” çıkmaktadır!


Şekil 6. Birden fazla operatörlü entegre üretim hattı
 
Varsayımlar:

• Sensörler çift serbest kontaklı (1 sensör 2 N/C)
• Hareketli kapak açıldığında, kontak açar
• Kontaklar, her iki kanalı değerlendiren mantık ünitesine (emniyet rölesi) bağlıdır
• Kablolama dış hasarlara karşı korumasızdır
• A kapısı günde 10 defa açılır
• C, D ve F kapıları yılda 10 defa açılır
• 1’den fazla operatör gerekli

Tablo 3’e göre değerlendirme:

• Sık kullanılan hareketli kapı sayısı = 2

(operatör sayısı 1’den fazla olduğu için artış var)

• Ek hareketli kapı sayısı = 3

(kolay ulaşılabilir bir hareketli kapı olmadığı için düşüş yok)
 
Tablo 3’e göre DC değeri “yok” çıkmaktadır!
 
Performans seviyesi ise PL c’dir.
 
Hata maskeleme konusu göz ardı edilmiş olsaydı, ilgili örnekteki makinanın kategori bağlantılarının uygun olduğu varsayıldığında, performans seviyesi PL d değerinde olacaktı. Fakat, görüldüğü üzere hata maskeleme sonucunda performans seviyesi PL c olarak hesaplanmıştır.
 
 

1. Hata Maskelemeden Kaçınma ve Çözüm Önerileri

Hata maskelemeden kaçınmak için aşağıdaki yöntemler uygulanabilir:

• Uygun hata teşhis prosedürü doğrultusunda, izleme cihazına ayrı ayrı bağlı ek kontakların kullanılması
• Her ara kilitlemeli tertibat için giriş sinyallerinin değerlendirme ünitesine ayrı ayrı bağlanması
• OSSD sinyalli sensörlerin kullanılması
• Hata teşhis özelliği olan ek modüllerin kullanılması

Farklı yöntemler de uygulanabilir.
Sonuç
Yaşadığımız dönemdeki sanayi devriminin beraberinde getirdiği gereklilikler, insan ve makine arasındaki ilişkinin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu sebepten, oluşturulan yasaların, prosedürlerin sürekli gelişmesi gerekmektedir. Bu gelişimlerin oluşumunda çoğunlukla öngörülmeyen kazalar veya ramak kala olaylar büyük etkendir. 
Emniyet ekipmanlarında seri bağlantı uygulamalarının ciddi bir seviyede olduğu dikkate alındığında; iş kazalarının ortaya çıkma olasılığı güçlenmektedir. Bu çalışmayla birlikte bilinç düzeyi yaratılmak istenmiştir. Seri bağlantı uygulamalarında hata maskelemenin önüne geçebilmek için 8.kısımda belirtilen çözüm önerileri uygulanmalıdır.
Ülkemizde de gelişen makina emniyeti bilinci bize daha fazla öngörü sağlayıp, istenmeyen durumların önüne geçilmesine olanak sağlamaktadır.