Manuale della sicurezza ABB Sicurezza Macchine - prodotti ... · Manuale della sicurezza ABB ... e della sicurezza e redigendo disposizioni per la sicurezza di queste macchine. Questo

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Manuale della sicurezza ABBSicurezza Macchine - prodotti Jokab Safety

Manuale della sicurezza ABB | 2TLC172001C0202 1/1

Introduzione

Direttive e Standard, PL, SISTEMA, SIL, Training

PLC di sicurezza Pluto

Pluto, Gateway, Safe Encoder, IDFIX, esempi di programmazione

Pluto AS-i

Pluto AS-i, Urax

Pluto Manager

Software per la programmazione di Pluto

Sistemi di sicurezza Vital e Tina

Vital, Tina, esempi di collegamento

Relè di sicurezza

Serie RT, serie JSB, timer di sicurezza, relè di espansione, esempi di collegamento

Barriere/griglie/ raggi fotoelettrici

Orion, Spot, Bjorn, WET, BP-1, esempi di collegamento

Misurazione del tempo di arresto e diagnosi macchina

Smart, Smart Manager

Sensori/interruttori/elettroserrature

Eden, Sense, Magne, Dalton, Knox, MKey

Dispositivi di comando

JSHD4, Safeball, JSTD20

Arresti d‘emergenza

INCA, Smile, Smile Tina, Compact, EStrong, LineStrong

Bordi di contatto/paraurti/tappeti di sicurezza

Bordi di contatto, paraurti, tappetini, collegamenti elettrici

Sistemi di recinzione

Quick-Guard, Quick-Guard Express, SafeCAD, porte avvolgibili di sicurezza

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1Sviluppiamo prodotti e soluzioni innovative per la sicurezza dei macchinari 1/4

I nostri prodotti rivoluzionano il mercato 1/5

Storia della sicurezza 1/6

Gli sviluppi di Jokab Safety 1/7

Direttive e Standard 1/8

Nuovi standard di sicurezza nei sistemi di controllo 1/13

Metodi di lavoro specificati nella norma EN ISO 13849-1 1/14

Casistiche 1/18

Cosa definisce una funzione di sicurezza? 1/24

SISTEMA 1/26

Relè di sicurezza, Vital o Pluto? 1/27

Applicazione della norma EN 62061 1/28

Un interruttore meccanico non offre una sufficiente sicurezza! 1/29

Offriamo formazione in merito ai requisiti di sicurezza 1/30

Introduzione


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Mats Linger e Torgny Olsson fondarono la Jokab Safety AB in Svezia nel 1988, insieme a Gunnar Widell

Standard e regolamenti

Aiutiamo a sviluppare standardDirettive e standard sono molto importanti per i produttori di macchine e di componenti di sicurezza. Siamo dunque parte di diversi comitati internazionali per lo sviluppo di standard, tra le altre cose, per robot industriali, distanze di sicurezza e caratteristiche di sicurezza dei sistemi di controllo. Questa è un‘esperienza che assorbiamo in modo che gli standard presentino requisiti che avvantaggino l‘efficienza della produzione, unitamente a un elevato livello di sicurezza. Siamo lieti di condividere la nostra conoscenza degli standard con i nostri clienti.Desiderate conoscere i nuovi requisiti di sicurezza per i robot?

Contattateci.

EsperienzaAbbiamo una lunga esperienza nell’applicazione pratica dei re quisiti e degli standard di sicurezza sia normativi sia di produzio ne. Rappresentiamo la Svezia negli enti di standardizzazione per la sicurezza dei macchinari e lavoriamo quotidianamente per applicare i requisiti di sicurezza unitamente ai requisiti di prodotto. Potete sfruttare la nostra esperienza per ottenere formazione e consulenze.

Sviluppiamo prodotti e soluzioni innovative per la sicurezza dei macchinari

Semplifichiamo la realizzazione di sistemi di sicurezza. Lo sviluppo di prodotti e soluzioni innovative per la sicurezza dei macchinari è stata la nostra idea di business fin dalla fondazione della società Jokab Safety, ora ABB AB, in Svezia nel 1988. Il nostro obiettivo è diventare “il tuo partner per la sicurezza dei macchinari - a livello globale e locale”.

Numerose industrie in tutto il mondo hanno scoperto quanto è più facile costruire sistemi di protezione e sicurezza con i nostri componenti e la nostra consulenza.

SistemiSviluppiamo da singole soluzioni di sicurezza a sistemi di sicurezza completi per singole macchine o intere linee di produzione. Integriamo le esigenze di produzione con le esigenze di sicurezza per sviluppare soluzioni in linea con i requisiti di produzione.

ProdottiVendiamo una gamma completa di prodotti per la sicurezza che facilitano la realizzazione di sistemi di sicurezza. Sviluppiamo continuamente prodotti innovativi. La nostra affidabilità è garantita dal nostro programma completo di prodotti e soluzioni per la sicurezza e dalla nostra lunga esperienza nel campo della sicurezza dei macchinari.


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I nostri prodotti rivoluzionano il mercato

I nostri circuiti di sicurezza dinamici e i nostri PLC di sicurezza sono probabilmente l’idea più rivoluzionaria nell’ambito della sicurezza, del controllo e della supervisione della protezione, sotto molti aspetti: – Risparmiano ingressi: un circuito di sicurezza doppio con

un conduttore anziché due. Inoltre, molti dispositivi di sicurezza possono essere collegati al medesimo ingresso mantenendo il più alto livello di sicurezza.

– Affidabile è meglio. I nostri sensori elettronici hanno vita più lunga degli interruttori meccanici.

– Sono più sicuri in quanto i sensori dinamici di sicurezza sono controllati 200 volte al secondo. I sensori tradizionali su una porta possono essere controllati solo ogni volta che vengono usati, ad es. una volta all’ora o una volta al mese.

– Con il PLC di sicurezza all master è facile connettere e disconnettere le macchine dal punto di vista della sicurezza. I circuiti di arresto di emergenza e i sensori possono essere creati non appena i bus sono interconnessi con i nostri PLC di sicurezza.

Progettiamo continuamente sistemi di sicurezza per ambienti difficili e creiamo nuove soluzioni di sicurezza là dove mancano soluzioni pratiche. Lo sviluppo tecnologico offre nuove possibilità e, di conseguenza, sviluppiamo senza sosta prodotti sempre nuovi.

Formiamo sia i costruttori che gli operatori di macchine

Siete costruttori di macchine?Possiamo fornirvi la formazione necessaria a fabbricare macchinari che soddisfino i requisiti. Esempi: – Implementazione pratica dei requisiti della nuova Direttiva

Macchine 2006/42/CE, valida per i macchinari consegnati/ messi in servizio a partire dal 29 dicembre 2009

– Analisi di rischio – in teoria e in pratica – Sicurezza dei sistemi di controllo, standard EN ISO 13849-1

ed EN 62061

Acquistate e utilizzate macchinari?In quanto utilizzatori di un macchinario, sia esso “nuovo” o “vecchio”, vale a dire marchiato CE o meno, è vostra responsabilità garantire che tutti i requisiti siano rispettati. Purtroppo molti hanno acquistato macchinari marchiati CE che non soddisfano i requisiti. Tali macchinari non devono essere utilizzati. Fare in modo che il fornitore li renda conformi può richiedere lungo tempo e avere alti costi in termini di mancata produzione, ecc. Possiamo istruirvi in materia e aiutarvi ad avanzare le giuste richieste al momento di acquistare macchinari nuovi o di seconda mano.

Pluto AS-iProgrammabile

Non programmabile

Relè di sicurezzaIngressi statici doppio canale che testano gli interruttori solo ad ogni utilizzo.

VitalSegnale di sicurezza dinamico "raddoppiato" che testa, per esempio, un sensore, 200 volte al secondo.

Flessibilità

Numero di macchine/diversi fermi

PLC di sicurezza tradizionaleMaster-Slave con ingressi statici

Pluto All-MasterPLC di sicurezza con ingressi di sicurezza statici e dinamici.

Slave

Master


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Sviluppi negli anni ‘70La nostra storia nel campo della sicurezza ha inizio negli anni ‘70, quando il tema della sicurezza delle presse manuali, le macchine più pericolose in quel periodo, era molto sentito. La probabilità di perdere un dito o una mano mentre si lavorava con queste macchine era molto alta. Fu così che si svilupparono nuove soluzioni, sia per i dispositivi di sicurezza sia per i sistemi di controllo delle presse, che furono applicate alle macchine vecchie e nuove. La nostra società ha partecipato direttamente a questa attività progettando dispositivi a due mani, sistemi di controllo per presse, eseguendo ispezioni di sicurezza per gli enti a tutela della salute e della sicurezza e redigendo disposizioni per la sicurezza di queste macchine. Questo lavoro ha costituito un punto di partenza eccellente per le nostre conoscenze nel campo della sicurezza dei macchinari. In quel periodo, il numero di incidenti che vedevano coinvolti gli addetti alle presse diminuì significativamente, ma c’è ancora spazio per nuove idee per sviluppare dispositivi di sicurezza più pratici ed ergonomici.

Sviluppi negli anni ‘80Negli anni ‘80, i robot industriali si diffusero a macchia d’olio nell’industria manifatturiera. Ciò significava che gli operai restavano al di fuori delle zone pericolose durante la produzione, ma di tanto in tanto dovevano andare all’interno della macchina, ad esempio per riposizionare correttamente un prodotto, ispezionare il ciclo di produzione, identificare un problema e programmare il robot. Emergevano nuovi rischi che richiedevano metodi e dispositivi di sicurezza nuovi. Per esempio, era difficile distinguere se le macchine di produzione si erano fermate e non costituivano pericolo o se stavano semplicemente aspettando il segnale successivo, come il segnale di avvio da parte di un sensore mentre si stava riposizionando correttamente un prodotto. Furono commessi errori nella progettazione dei si stemi di sicurezza che furono causa di incidenti gravi, ad esempio la mancanza di dispositivi di sicurezza per fermare il robot, collegamenti inaffidabili tra i dispositivi di sicurezza e input di sicurezza inaffidabili sul robot.

A metà degli anni ‘80 fu istituita la commissione sugli standard per la sicurezza nei Sistemi Industriali Robotizzati EN 775/ISO 775. Si trattava del primo standard internazionale sulla sicurezza dei macchinari. Per dare allo standard gli input corretti, si studiò attentamente il lavoro svolto attorno ai robot al fine di soddisfare i requisiti di sicurezza integrati nella produzione. Fu introdotta una funzione di arresto di sicurezza orientata alla produzione, utilizzando ad esempio un software per fermare le macchine dolcemente e poi relè/contattori di sicurezza per disalimentare gli attuatori delle macchine, dopo che la macchina si era fermata. Questa tecnica consente di riavviare facilmente la produzione dopo una situazione di stop causata dai dispositivi di sicurezza della macchina.

Si dibatté molto sulla possibilità di includere requisiti sia pratici sia di sicurezza in uno standard, come ad esempio una funzione di arresto sicuro che consentisse alla macchina di ripartire facilmente. Si introdussero anche dispositivi a tre posizioni per garantire la sicurezza durante la programmazione, il collaudo e l’identificazione dei problemi dei robot e di altre macchine. Nello standard sui robot, la funzione a tre posizioni fu inizialmente definita consentendo le funzioni pericolose della macchina solo con l’interruttore nella posizione intermedia, mentre il rilascio o lo schiacciamento del pulsante a tre posizioni in situazioni di pericolo lanciava un segnale di stop.

Sviluppi negli anni ‘90Negli anni ‘90, in Europa, la direttiva macchine segnò l’inizio di un considerevole aumento della collaborazione internazionale per sviluppare standard europei di sicurezza dei macchinari e dispositivi di sicurezza. L’esperienza dei diversi Paesi europei ha portato ad avere un’ampia gamma di standard di sicurezza che ha reso più facile lavorare in sicurezza. In seguito all’integrazione dell’Europa, per una società che si occupa di sicurezza come la nostra è sufficiente ottenere un’unica appro vazione dei componenti sviluppati valida in tutta Europa, anziché un’approvazione per ciascun Paese.

Sviluppi nel 2000 –A livello internazionale, il lavoro sulla sicurezza si è intensificato all’interno degli ISO. L’obiettivo è avere la stessa struttura di requisiti e standard di sicurezza sia all’interno degli ISO sia degli EN. Jokab Safety è attiva a livello sia nazionale sia internazionale in diversi gruppi di lavoro sugli standard. La collaborazione internazionale sta portando a soluzioni di sicurezza migliori e sta contribuendo ad agevo lare la creazione di ambienti di lavoro sicuri in tutto il mondo.

Cominciammo a pro-teggere gli operatori su macchine pericolo-se evitando mutilazioni a dita e arti.

I dispositivi a tre posi-zioni vennero introdotti anche per programmare in sicurezza.

Storia della sicurezza

Gli standard europei per la sicurezza di macchine e dispositivi di sicurezza.

...anni ‘80

... anni ‘70

...anni ‘90

...2000 –


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Vital 1 Vital 2 Vital 3

Misurazione tempo di arresto

Dispositivi a tre posizioni

Sistema di recinzione in alluminio Quick-Guard

Safeball - dispositivo di comando ergonomico

Pulsante a tre posizioni per robot

SafeCad per Quick-Guard

I più piccoli relè di sicurezzaJSBT5 e JSBR4

Reset temporizzato e primo raggio fotoelettrico Relè universali serie RT

Primo sistema di recinzione di Jokab Safety

Il primo relè di sicurezza di Jokab Safety

Pluto Manager

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AS-i

31 AS-i nodes20 I/O 46 I/O 42 I/O 12 I/O(A/D)

PLC di sicurezza Pluto All-Master

Sensori con nodi di sicurezza AS-i integrati

Nodi di sicurezza per il collegamento di sensori sul cavo AS-i

Vital con circuiti di sicurezza dinamici

Sensore non a contatto Eden, interruttori di sicurezza, raggio fotoelettrico Orion, arresti Inca e Smile, Smart per diagnosi macchine e dispositivi a tre posizioni con individuazione delle dita.

Gli sviluppi di Jokab Safety

...anni ‘80

...anni ‘90

...2000 –


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EN ISO 12100

EN ISO 13857EN 349EN ISO 13849-1EN ISO 13855

EN ISO 13850EN 1088EN 60204-1

EN ISO 10218-1EN 692EN 693

Standard armonizzatiGli standard armonizzati aiutano a soddisfare i requisiti della Direttiva Macchine. Il rapporto tra Direttiva Macchine e standard armonizzati è illustrato nello schema a seguire.

L’ISO (l’ente internazionale di standardizzazione), parallelamente al lavoro di standardizzazione europeo, sta anche lavorando per armonizzare gli standard di sicurezza a livello mondiale.

Jokab Safety svolge un ruolo attivo nei gruppi di lavoro sugli standard sia ISO sia EN.

Direttive e standard sono molto importanti per i produttori di macchinari e di componenti di sicurezza. Le Direttive UE recanti i requisiti per la soglia minima di salute e sicurezza devono essere obbligatoriamente rispettate dai produttori. In ciascun Paese membro, le Direttive sono recepite nella legislazione nazionale.

I macchinari immessi sul mercato a partire dal 29 dicembre 2009 devono soddisfare i requisiti della Direttiva Macchine 2006/42/EC. Prima di tale data era in vigore la vecchia Direttiva Macchine 98/37/EC.

Stabilisce concetti base, principi per la progettazione e aspetti generali applicabili a tutte le macchine

B1: Standard su aspetti di sicurezza specifici (p. es. distanze di sicurezza, temperatura superficiale, rumore)

B2: Standard sui dispositivi di protezione, p. es. dispositivi di controllo a due mani, dispositivi interconnessi, dispositivi sensibili alla pressione, barriere

Stabilisce requisiti di sicurezza specifici e dettagliati per una macchina o un gruppo di macchine

Esempi di standard2006/42/EC

La Direttiva Macchine

Direttive e standard

A-standard

B1-standard

B2-standard

C-standard

Gli obiettivi della Direttiva Macchine 2006/42/CE sono mantenere, aumentare e armonizzare il livello di sicurezza delle macchine nei paesi membri della Comunità Europea, al fine di ottenere la libera circolazione di macchinari e prodotti tra i Paesi di questo mercato. La Direttiva Macchine è redatta secondo il “Nuovo Approccio”, che si basa sui seguenti principi:

– Le direttive stabiliscono i requisiti minimi di salute e sicurezza, che sono obbligatori.

– Le soluzioni dettagliate e le specifiche tecniche si trovano negli standard comuni.

– L’applicazione degli standard non è obbligatoria, ma i prodotti progettati secondo gli standard comuni rispettano i requisiti minimi di sicurezza della Direttiva Macchine.


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La Direttiva Macchine; per macchine e componenti di sicurezza

Dalla Direttiva 2006/42/CE1 § La Direttiva si applica ai seguenti prodotti:a) macchine;b) attrezzature intercambiabili;c) componenti di sicurezza;d) accessori di sollevamento;e) catene, funi e cinghie;f) dispositivi amovibili di trasmissione meccanica;g) quasi-macchine.

Ai fini della Direttiva Macchine vengono fornite le seguenti definizioni:a) Per “macchina” si intende: – un insieme equipaggiato o destinato ad essere equipaggiato

di un sistema di azionamento diverso dalla forza umana o animale diretta, composto di parti o di componenti, di cui almeno uno mobile, collegati tra loro saldamente per un’applicazione ben determinata,

– un insieme di cui al primo punto, al quale mancano solamente elementi di collegamento al sito di impiego o di allacciamento alle fonti di energia e di movimento,

– un insieme di cui al primo e al secondo punto, pronto per essere installato e che può funzionare solo dopo essere stato montato su un mezzo di trasporto o installato in un edificio o in una costruzione,

– insiemi di macchine di cui al primo, al secondo e al terzo punto o di quasi-macchine, di cui alla lettera (g), che per raggiungere uno stesso risultato sono disposti e comandati in modo da avere un funzionamento solidale,

– un insieme di parti o di componenti, di cui almeno uno mobile, collegati tra loro solidalmente e destinati al sollevamento di pesi e la cui unica fonte di energia è la forza umana diretta.

Marchio CE e dichiarazione di conformitàLe macchine fabbricate o commercializzate dal 29 dicembre 2009 devono avere il marchio CE e soddisfare i requisiti della Direttiva Macchine 2006/42/CE. Ciò vale anche per le macchine vecchie (costruite prima del 1° gennaio 1995), se costruite al di fuori dell’AEE e importate per essere utilizzate in un Paese dell’AEE.

Per macchine fabbricate o commercializzate tra il 1° gennaio 1995 e il 28 dicembre 2009, vale la vecchia Direttiva Macchine (98/37/EC).

NB: la data di entrata in vigore della Direttiva Macchine varia da Paese a Paese. Le Macchine devono essere provviste di una Dichiarazione di Conformità (ai sensi della Direttiva CE 2006/42/EC, Allegato II 1.A) recante quale direttiva e standard rispetta la macchina e se il prodotto è stato sottoposto ad Esame CE.

I componenti di sicurezza devono essere provvisti di una Dichiarazione di Conformità.

Requisiti per utilizzare i macchinariAffinché una macchina sia sicura, non basta che il costruttore rispetti tutti i requisiti validi/necessari; anche l’operatore della macchina ha dei requisiti da soddisfare. Vi è infatti una Direttiva, la 89/655/CEE (emendata dalla 96/63/CE e 2001/45/CE) sull’uso dei macchinari.

Riguardo ai macchinari con il marchio CE, la Direttiva stabilisce quanto segue:

Da 89/655/CEE (emendata da 96/63/CE e 2001/45/CE)1. Fatto salvo l’articolo 3, il datore di lavoro deve

procurarsi e/o usare: a) attrezzature di lavoro che, messe per la prima volta

a disposizione dei lavoratori nell’impresa e/o nello stabilimento dopo il 31 dicembre 1992, soddisfino:

i) le disposizioni di qualsiasi direttiva comunitaria applicabile nel settore in questione;

ii) i requisiti minimi previsti nell’allegato I, sempreché nessun’altra direttiva comunitaria sia applicabile ovvero lo sia solo parzialmente.

Ciò significa che quando si fanno riparazioni/cambiamenti sulla macchina, questa deve continuare a soddisfare i requisiti della Direttiva Macchine. Tuttavia, ciò non significa che si richieda un nuovo marchio CE (che può essere richiesto in caso di cambiamenti sostanziali).

NB: ciò significa che l‘acquirente di una macchina deve anche assicurarsi che tale nuova macchina soddisfi i requisiti delle direttive. Se la macchina non soddisfa i requisiti, all‘acquirente non è consentito utilizzarla.

Macchine “vecchie”Per le macchine consegnate o costruite nell’AEE prima del 1° gennaio 1995 vale quanto segue.

(b) attrezzature di lavoro, già messe a disposizione dei lavoratori nell’impresa e/o nello stabilimento alla data del 31 dicembre 1992, soddisfino, al più tardi quattro anni dopo tale data, i requisiti minimi previsti nell’allegato I.

c) fatta salva la lettera a) i) e in deroga alla lettera a) ii) e alla lettera b), attrezzature di lavoro specifiche soggette alle prescrizioni del punto 3 dell’allegato I che, già messe a disposizione dei lavoratori nell’impresa e/o stabilimento alla data del 5 dicembre 1998, soddisfano al massimo quattro anni dopo tale data le prescrizioni minime previste nell’allegato I.

L’Allegato 1 contiene i requisiti minimi per la salute e la sicurezza. Per alcune macchine possono esistere anche altri requisiti nazionali specifici. NB: la data di entrata in vigore della Direttiva Macchine varia da Paese a Paese, è dunque necessario verificare con le autorità nazionali del proprio Paese quali macchine sono considerate “vecchie” e quali “nuove”.


1Macchine “vecchie” Macchine “nuove”

1. Macchine commercializzate o messe in servizio nell’AEE dopo il 1/1/1995.

Direttiva del consiglio 89/655/CEE (emendata da 96/63/CE 2001/45/CE) sui requisiti sanitari e di sicurezza minimi per l’uso di attrezzature da lavoro da parte dei lavoratori.

Possibili norme nazionali riguardanti macchine specifiche

Direttiva basso voltaggio 2006/95CE

Macchine commercializzate o messe in servizio nell’AEE prima del 1995.

2. Tutte le macchine importate nell’AEE indipendentemente dalla data di origine.

Marchio CE + Dichiarazione di conformità

La Direttiva Macchine 98/37/CE(1 gen. 1995 - 28 dic. 2009)2006/42/CE(dal 29 dic. 2009)

EMC-direttiva 2004/108/EC

Direttiva del consiglio 89/655/CEE (emendata da 96/63/CE 2001/45/CE) sui requisiti sanitari e di sicurezza minimi per l’uso di attrezzature da lavoro da parte dei lavoratori. N.B! Non l‘allegato 1, usare le direttive applicabili.

Una valutazione del rischio ben congegnata aiuta i costruttori di macchine/gli operatori a sviluppare soluzioni di sicurezza che soddisfano i requisiti di produzione. Il risultato è che i componenti di sicurezza non costituiscono un ostacolo. Ciò riduce al minimo il rischio di fallimento del sistema di sicurezza.

Macchine nuoveLa Direttiva Macchine definisce il seguente requisito:

Il costruttore del macchinario o un suo rappresentante autorizzato ha l’obbligo di valutare i rischi per identificare tutti quelli presenti sulla sua macchina; progettazione e costruzione devono tener conto di questa valutazione.

Lo standard EN ISO 12100 riporta le informazioni richieste per consentire lo svolgimento della valutazione dei rischi, ma non indica nessun metodo specifico da usare. Il costruttore è responsabile della scelta del metodo opportuno.

Macchine in usoÈ necessario fare una valutazione dei rischi su tutte le macchine in uso, con o senza marchio CE.

Per soddisfare i requisiti della Direttiva 89/655/CEE (sui requisiti sanitari e di sicurezza minimi per l’uso delle attrezzature da lavoro da parte degli operai sul luogo di lavoro) è necessario effettuare la valutazione dei rischi.

Documentazione relativa alla valutazione di rischioLa valutazione del rischio deve essere documentata. Nel corso della valutazione si devono analizzare i rischi reali e il livello di gravità.

Valutazione del rischio – uno strumento importante quando si costruisce una macchina nuova e quando si valutano i rischi su macchine più vecchie

Forse più direttive



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Esempio di messa in ordine di priorità secondo il metodo delle 5 fasi

Protezione o avvertimento?Come si possono scegliere misure di sicurezza che siano rispettose delle esigenze di produzione e ben equilibrate? La Direttiva Macchine stabilisce un ordine di priorità per la scelta dei metodi appropriati per eliminare i rischi. Tale ordine è ulteriormente sviluppato in un metodo a cinque fasi.

Dare priorità alle misure di sicurezza secondo il metodo delle 5 fasi1. Eliminare o ridurre i rischi con la progettazione e la fabbricazione2. Spostare i compiti al di fuori della zona di rischio 3. Usare protezioni/dispositivi di sicurezza4. Sviluppare procedure di lavoro sicure/informazione/formazione5. Usare segnali di pericolo come pittogrammi, luci, suoni, ecc.

Più ci si allontana del centro del cerchio, più la responsabilità per la sicurezza ricade su chi usa la macchina. Se non è possibile garantire una protezione completa applicando una sola della fasi, passare alla successiva e trovare misure complementari.

Ciò che è possibile dipende dal bisogno di accessibilità, dalla gravità del rischio, da misure di sicurezza adeguate, ecc.

Le possibilità di sviluppare un sistema di sicurezza ben congeniato aumentano, se ciascun rischio è gestito secondo l’ordine di priorità sopra descritto.

Combinate il metodo a cinque fasi con una progettazione che tenga conto delle esigenze di produzione. Così facendo otterrete p. es: – un riavvio facile e veloce delle macchine che si sono fermate perché è scattato un dispositivo di sicurezza – spazio sufficiente per programmare un robot in condizioni di sicurezza – aree al di fuori della zona di rischio da cui osservare la produzione – porte sincronizzate elettricamente al posto di protezioni avvitate, per poter adottare le misure necessarie a rimuovere gli

elementi di disturbo della produzione – un sistema di sicurezza pratico per tutti i tipi di lavori, anche quando si eliminano gli elementi di disturbo della produzione

Priorità Esempio di pericolo e misura di sicurezza adottata

1. Rendere la macchina sicura grazie a progettazione e fabbricazione

Pericolo: Ferite da taglio durante la manutenzione dovute a bordi e spigoli taglienti.

Misura di sicurezza: Smussare i bordi e gli spigoli taglienti.

2. Spostare gli interventi al di fuori della zona di rischio

Pericolo: Dita schiacciate dai movimenti della macchina durante i controlli della produzione nella zona di rischio.

Misura di sicurezza: Installazione di una telecamera.

3. Usare dispositivi di protezione/sicurezza

Pericolo: Ferite da schiacciamento dovute ad avvio involontario durante il caricamento di materiale in una pressa meccanica.

Misura di sicurezza: Installare una barriera fotoelettrica per rilevare l’operatore e fermare la macchina.

4. Procedure sicure/informazioni Pericolo: Ferite da schiacciamento perché la macchina può inclinarsi durante l’installazione e l’uso ordinario.

Misura di sicurezza: Dare istruzioni su come installare la macchina per evitare rischi, compresi eventualmente requisiti sul tipo di fissaggio, di fondo, di serraggio viti, ecc.

5. Cartelli Pericolo: Scottature causate da superfici calde.

Misura di sicurezza: Segnali di pericolo.


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Esempi di standard EN/ISO regolarmente utilizzati

EN ISO 12100(sostituisce EN ISO 12100-1/-2 ed EN ISO 14121-1)

Sicurezza del macchinario - Principi generali di progettazione - Valutazione e riduzione del rischio

Parte 1: questo standard definisce la terminologia e la metodologia di base utilizzata per garantire la sicurezza delle macchine. Le disposizioni contenute in questo standard sono rivolte al progettista. Parte 2: questo standard definisce i principi tecnici per aiutare i progettisti a progettare macchine sicure.

EN ISO 13857 Sicurezza del macchinario - Distanze di sicurezza per impedire il raggiungimento di zone pericolose con gli arti superiori e inferiori

Questo standard stabilisce le distanze di sicurezza per evitare che con gli arti superiori si raggiungano le zone pericolose. Le distanze valgono laddove è possibile garantire la sicurezza solo con la distanza.

EN 349(ISO 13854)

Sicurezza del macchinario – Spazi minimi per evitare lo schiacciamento di parti del corpo

Obiettivo di questo standard è consentire all’utente (p. es. costruttori, progettisti di macchine) di evitare i pericoli rappresentati dalle zone di schiacciamento. Esso definisce gli spazi minimi relativi a parti del corpo umano e si applica laddove è possibile garantire la sicurezza con questo metodo.

EN ISO 13850 Sicurezza del macchinario – Arresto di emergenza – Principi di progettazione

Questo standard definisce principi di progettazione per i dispositivi di arresto di emergenza delle macchine. La natura della fonte di energia non è considerata.

EN 574 Sicurezza del macchinario – Dispositivi di comando a due mani – Aspetti funzionali – Principi per la progettazione

Questo standard definisce i requisiti di sicurezza di un dispositivo di controllo a due mani e della sua unità logica. Esso descrive le caratteristiche principali dei dispositivi di controllo a due mani per garantire la sicurezza e definisce combinazioni di caratteristiche funzionali per tre tipi.

EN 953 Sicurezza del macchinario – Ripari – Requisiti generali per la progettazione e la costruzione di ripari fissi e mobili

Questo standard definisce requisiti generici per la progettazione e la costruzione delle protezioni di cui la macchina è dotata principalmente per proteggere le persone dai rischi meccanici.

EN ISO 13849-1(sostituisce EN 954-1)

Sicurezza del macchinario – Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza – Parte 1: principi generali per la progettazione

Questo standard definisce i requisiti di sicurezza e le linee guida dei principi di progettazione (si veda 3.11 della EN 292-1:1991) delle parti relative alla sicurezza dei sistemi di controllo. Riguardo a tali parti, lo standard specifica le categorie e descrive le caratteristiche delle rispettive funzioni di sicurezza. Sono inclusi i sistemi programmabili per tutte le macchine e per i dispositivi di protezione ivi connessi. Lo standard vale per tutte le parti legate alla sicurezza dei sistemi di controllo, indipendentemente dal tipo di energia utilizzata, p. es. elettrica, idraulica, pneumatica, meccanica. Esso non specifica quali funzioni di sicurezza e quali categorie si dovrebbero utilizzare in ciascun caso specifico.

EN ISO 13849-2 Sicurezza del macchinario. Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza. Validazione

Questo standard definisce le procedure e le condizioni da rispettare per convalidare, mediante analisi e test:• le funzioni di sicurezza fornite e• la categoria delle parti relative alla sicurezza dei sistemi di controllo ai sensi di EN 954-1 (ISO 13849-1), utilizzando la filosofia di progettazione fornita dal progettista.

EN 62061 Sicurezza del macchinario. Sicurezza di funzionamento di sistemi di controllo elettrici, elettronici ed elettronici programmabili

Lo standard indica i requisiti di sicurezza e i principi guida per la costruzione delle parti elettriche/elettroniche/programmabili relative alla sicurezza nei sistemi di controllo.

EN ISO 13855(sostituisce la EN 999)

Sicurezza del macchinario - Posizionamento dei dispositivi di protezione in funzione delle velocità di avvicinamento delle parti del corpo

Questo standard definisce parametri per mano/braccio sulla base di valori e velocità di avvicinamento e la metodologia per calcolare le distanze minime da una zona di pericolo per dispositivi di rilevamento o attivazione specifici degli strumenti di protezione.

EN ISO 14119 (sostituisce la EN 1088)

Sicurezza del macchinario. Dispositivi di interblocco associati ai ripari. Principi di progettazione e di scelta.

Questo standard definisce principi per la progettazione e la scelta - indipendentemente dalla natura della fonte di energia - dei dispositivi interconnessi associati a protezioni. Esso fornisce anche requisiti specifici per i dispositivi interconnessi elettrici e copre le parti delle protezioni che attivano i dispositivi interconnessi.

EN 60204-1 Sicurezza del macchinario. Componenti elettriche delle macchine. Requisiti generali.

Questa parte di IEC 60204 riguarda l’applicazione di apparecchi e sistemi elettrici ed elettronici alle macchine non portatili mentre si lavora, compreso un gruppo di macchine che lavorano insieme in modo coordinato, ma esclusi aspetti dei sistemi di livello più alto (p. es. comunicazioni tra sistemi).



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Nuovi standard di sicurezza nei sistemi di controllo

Creare un sistema di protezione che funzioni e offra un livello sufficiente di sicurezza richiede esperienza in vari settori. La progettazione di funzioni di sicurezza che offrano una sufficiente affidabilità è un ingrediente chiave. Per aiutare in questo vi è, ad esempio, lo standard EN ISO 13849-1. Lo scopo del presente testo è quello di fornire un’introduzione allo standard e alla sua applicazione unitamente ai nostri prodotti.

Introduzione del nuovo standardIl cambio generazionale degli standard di sicurezza nei sistemi di comando introduce nuovi concetti e calcoli per costruttori e utenti dei macchinari. Lo standard EN 954-1 è stato eliminato gradualmente ed è sostituito da EN ISO 13849-1 (PL, livello di prestazione) e EN 62061 (SIL, livello di integrità di sicurezza).

PL o SIL? Quale utilizzare?Lo standard da utilizzarsi dipende dalla tecnologia prescelta, dall’esperienza e dalle esigenze del cliente.

Tecnologia prescelta – Il PL (Livello di Prestazione) è un concetto

tecnologicamente neutrale che può essere utilizzato per soluzioni di sicurezza elettriche, meccaniche, pneumatiche e idrauliche.

– Il SIL (Livello di integrità di sicurezza) può invece solo essere impiegato per soluzioni di sicurezza elettriche, elettroniche o programmabili.

EsperienzaL’EN ISO 13849-1 impiega le categorie tratte dalla EN 954-1 per definire la struttura di sistema e di conseguenza passare ai nuovi calcoli non è troppo complicato se si ha esperienza con le categorie. La EN 62061 definisce le strutture in maniera lievemente differente.

Requisiti cliente Se il cliente proviene da un settore abituato all‘impiego di SIL (ad es. l‘industria manifatturiera), i requisiti possono includere funzioni di sicurezza per macchine SIL.

Abbiamo notato che la maggior parte dei nostri clienti preferisce il PL, in quanto tecnologicamente neutro e in quanto possono servirsi delle loro precedenti esperienze nelle categorie. In questo documento mostriamo alcuni esempi su come progettare soluzioni di sicurezza in conformità con la EN ISO 13849-1 e calcolare l‘affidabilità delle funzioni di sicurezza per una determinata macchina. Gli esempi forniti sono semplificati per garantire la comprensione dei principi. I valori utilizzati negli esempi possono variare.

Cos’è il PL (Livello di Prestazione)?Il PL è una misura dell‘affidabilità di una funzione di sicurezza. Si divide in cinque livelli (a-e). Il PL e offre la maggiore affidabilità ed è equivalente a quanto richiesto ai maggiori livelli di rischio.

Per calcolare il livello di PL che soddisfa le proprie esigenze occorre conoscere: – La struttura del sistema (categorie B, 1-4) – (MTTFd) (Mean Time To dangerous Failure) del componente – La copertura diagnostica (DC) del sistema

Occorrerà inoltre: – proteggere il sistema da guasti che mettano fuori uso

entrambi i canali (CCF) – proteggere il sistema da errori di sistema incorporati nel

progetto – seguire determinate regole per garantire che il software

possa essere sviluppato e convalidato nel modo giusto

I cinque livelli del PL (a-e) corrispondono a determinati intervalli di valori di PFHD (probabilità di guasti pericolosi all‘ora). Questi indicano la probabilità che un guasto pericoloso si verifichi in un periodo di un‘ora. Nel calcolo, è utile servirsi direttamente dei valori PFHD in quanto il PL è una semplificazione che non fornisce risultati altrettanto precisi.

Qual è il modo più semplice di soddisfare lo standard?1. Utilizzare componenti pre-calcolati.Se possibile, servirsi di componenti con valori PL e PFHD pre-calcolati, per minimizzare il numero di calcoli da effettuare. Tutti i prodotti ABB Jokab Safety hanno valori PFHD pre-calcolati.2. Utilizzare lo strumento di calcolo.Con l‘applicazione gratuita SISTEMA (si veda pag. 16) si evitano i calcoli a mano. Si ottiene inoltre aiuto per strutturare le soluzioni di sicurezza e fornire la documentazione necessaria.3. Utilizzare Pluto o Vital Servirsi del PLC di sicurezza Pluto o del controller Vital. Non solo facilitano i calcoli, ma garantiscono un maggiore livello di sicurezza.


1

Valutazione e minimizzazione del rischioIn base alla Direttiva Macchine, il costruttore (chiunque costruisca o modifichi una macchina) deve effettuare una valutazione del rischio per il progetto della macchina stessa e includere una valutazione di tutte le operazioni che devono essere eseguite. Lo standard EN ISO 12100 (combinazione di EN ISO 14121-1 ed EN ISO 12100-1/-2) stabilisce i requisiti per la valutazione del rischio di una macchina. La norma EN ISO 13849-1 è basata su questo, ed una valutazione di rischio completa è un prerequisito per poter lavorare con lo standard.

Fase 1 – Valutazione del rischioLa valutazione del rischio inizia determinando lo scopo della macchina. Ciò include lo spazio richiesto dalla macchina stessa e dai suoi operatori per tutte le applicazioni previste, nonché tutte le fasi operative nel corso della vita utile della macchina.

Tutte le fonti di rischio devono quindi essere identificate per tutte le operazioni nel corso della vita utile della macchina.

La valutazione di rischio viene effettuata per ciascuna fonte, con indicazione del grado di rischio. In base alla EN ISO 13849-1 il rischio viene stimato tramite tre fattori: gravità della lesione (S, severità), frequenza di esposizione al rischio (F, frequenza) e la possibilità di evitare o limitare la lesione (P, possibilità). Per ciascun fattore sono date due opzioni. Lo standard non specifica il limite tra le due opzioni, ma le seguenti sono interpretazioni comuni:

S1 lividi, abrasioni, ferite da taglio e schiacciamenti di lieve entità

S2 lesioni scheletriche, amputazioni e morteF1 frequenza inferiore a un evento ogni due settimaneF2 frequenza superiore a un evento ogni due settimaneP1 movimenti lenti, spazio a volontà, bassa potenzaP2 movimenti rapidi, spazio affolalto, alta potenza

Impostando S, F e P per il rischio, si ottiene il PL, Livello di Prestazione (richiesto) necessario per la fonte di rischio.Infine, la valutazione del rischio comprende un‘analisi in cui si stabilisce se il rischio stesso debba essere ridotto o se una sicurezza sufficiente è garantita.

La misura dipende

dal sistema di

controllo?

Il rischio è stato

adeguatamente

ridotto?

Ridurre il rischio (riprogettare, usare

protezione, informazioni)

Inizio

Fine

Si sono generati

nuovi rischi?

Sì

No

Sì

Sì

No

No

Valu

tazi

on

e d

el r

isch

io

An

alis

i di r

isch

io

Fase 1

Fase 2

Stabilire lo scopo del sistema

(spazio, uso, tempo, ambiente)

Identificare le fonti di rischio

(tutte le operazioni durante il ciclo di vita utile)

Stimare il rischio

(determinare PLr con S, F e P)

Valutare il rischio

(sono richiesti interventi?)

Metodi di lavoro specificati nella EN ISO 13849-1


1a

b

c

d

e

PLr

F1

F2

F1

F2

S1

S2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

Valutazione del rischioPer calcolare il livello di prestazione richiesto (PLr).

S Serietà della lesioneS1 lesione leggera (generalmente temporanea)S2 lesione seria (lesione incurabile o decesso)

F Frequenza e/o tempo di esposizione al pericoloF1 raramente o meno spesso e/o esposizione breveF2 frequente o continuato e/o tempo di esposizione lungo

P Possibilità di evitare o limitare la lesioneP1 possibile in condizioni specialiP2 difficilmente evitabile

Fase 2 – Ridurre il rischioSe si stabilisce che è richiesta una riduzione del rischio, nella scelta delle misure bisogna soddisfare le priorità stabilite dalla Direttiva Macchine:

1. Evitare il rischio già alla fase di progettazione. (Ad es. ridurre la potenza, evitare interferenze nella zona di pericolo.)

2. Servirsi di dispositivi di protezione e/o sicurezza. (Ad es. recinzioni, raggi fotoelettrici o dispositivi di controllo.)

3. Fornire informazioni su come utilizzare la macchina in maniera sicura. (Ad esempio nei manuali e sui cartelli.)

Se la riduzione del rischio viene effettuata tramite dispositivi di sicurezza, il sistema di controllo che li monitora deve essere progettato come specificato dalla norma EN ISO 13849-1.

Fase 3 - Progettare e calcolare le funzioni di sicurezzaPer iniziare, occorre identificare le funzioni di sicurezza sulla macchina. (Esempi di funzioni di sicurezza sono arresti di emergenza e il monitoraggio della recinzione.)

Per ciascuna funzione di sicurezza, occorre stabilire un PLr (cosa spesso già fatta nella valutazione del rischio). La soluzione per la funzione di sicurezza viene quindi progettata e implementata. Una volta completato il progetto, si può calcolare il PL raggiunto dalla funzione di sicurezza. Accertarsi che il PL sia almeno pari al PLr e convalidare il sistema secondo il piano. La convalida verifica che le specifiche del sistema siano realizzate correttamente e che il progetto sia conforme alle specifiche. Sarà inoltre necessario verificare che i requisiti che non sono inclusi nel calcolo del PL siano soddisfatti, assicurandosi che il software sia sviluppato e convalidato adeguatamente e che siano state intraprese tutte le misure per proteggere la soluzione tecnica da errori di sistema.

No

No

Sì

Tutt

e le

fu

nzi

on

i di s

icu

rezz

a so

no

att

ive?

Sì

Fase 3

basso r.

alto rischio

Assicurarsi che

PL ≥ PLr

Identificare le funzioni di sicurezza

Determinare il PLr

Progettare e implementare la soluzione

per la funzione di sicurezza

Calcolare il PL

Convalidare

Altri requisiti

sono stati soddisfati?


1

Calcolo del PL nella fase 3 Quando si calcola il PL per una funzione di sicurezza, è più facile dividerlo in blocchi ben distinti (chiamati anche sottosistemi). Spesso è logico effettuare la divisione in base a ingresso, logica e uscita (ad es. interruttore - relè di sicurezza - contattori), ma possono esservi più di tre blocchi, a seconda del collegamento e del numero di componenti usati (un relè di espansione potrebbe, ad esempio, creare un ulteriore blocco logico) .Per ciascun blocco si calcola il valore di PL o PFHD. È più semplice se si ottengono questi valori dal produttore del componente, in modo da non doverlo calcolare voi stessi. I produttori di interruttori, sensori e dispositivi logici spesso

dispongono dei valori PL PFHD dei loro componenti, ma per i dispositivi di uscita (quali contattori e valvole) di solito non si specifica un valore in quanto dipende dalla frequenza di utilizzo del componente. Lo si può quindi calcolare basandosi sulla EN ISO 13849-1 o servendosi di soluzioni di esempio pre-calcolate quali quelle di ABB Jokab Safety.Per calcolare il PL o PFHD di un blocco, occorre conoscerne categoria, DC ed MTTFd. Inoltre, bisogna guardarsi dagli errori sistematici e assicurarsi che un errore non colpisca entrambi i canali, generando e convalidando software utilizzati correttamente. Segue una breve spiegazione su come procedere.

Funzione di sicurezza (SF)

+ + PFHD, Input

Ingresso

PL/PFHD

PFHD, Logic

Logica

PL/PFHD

PFHD, Output

Uscita

PL/PFHD

PFHD, Total =

Il rapporto tra categorie, DCavg, MTTFd per ciascun canale e PL. La tabella mostra inoltre la gamma PFHD corrispondente a ciascun PL.

PFHDPL

10-4

a

10-5

b

3x10-6

c

10-6

d

10-7

e

10-8

DCnone

DCnone

DClow

DCmedium

DClow

DCmedium

DChigh

Cat. B Cat. 1 Cat. 2 Cat. 3 Cat. 4

MTTFd

basso

MTTFd

medio

MTTFd

alto

Metodi di lavoro specificati nella EN ISO 13849-1


1

Categoria La struttura dei componenti del blocco viene valutata per stabilire la categoria (B, 1-4) cui appartiene. Per la categoria 4, ad esempio, guasti individuali non comportano alcuna perdita della funzione di sicurezza.

Per raggiungere la categoria 4 con i contattori, occorre disporre di due canali, due contattori, in grado di tagliare l‘alimentazione alla macchina individualmente. I contattori devono essere monitorati collegando i contatti di apertura ad un ingresso di test posto ad es. su un relè di sicurezza. Per il monitoraggio di questo tipo di lavoro, i contattori devono avere contatti con operazione di apertura positiva.

Copertura diagnostica (DC)Un metodo semplice per determinare la DC è spiegato nell‘appendice E della norma EN ISO 13849-1. Elenca varie misure e indica a cosa corrispondono in termini di DC. Ad es., una DC=99 % (che corrisponde a una DC elevata) si ottiene per un paio di contattori monitorandoli con il dispositivo logico.

Mean Time To dangerous Failure (MTTFd)Il valore MTTFd deve provenire principalmente dal produttore. Se questo non è in grado di fornire valori, questi sono forniti dalle tabelle della EN ISO 13849-1 o vanno calcolati utilizzando il valore B10d, (numero medio di cicli fino a quando il 10% dei componenti presenta guasti pericolosi). Per calcolare l‘MTTFd, occorre conoscere il numero medio di cicli all‘anno che verrà eseguito dal componente.

Il calcolo del numero medio di cicli si effettua come segue:

dop • hop • 3600

tcyclenop =

B10d

0,1 • nop

MTTFd =

laddove

nop = Numero di cicli all'annodop = Giorni operativi all'anno hop = Ore operative al giornotcycle = Durata ciclo (secondi)

Esempio: dop= 365 giorni, hop= 24 ore e tcycle= 1.800 secondi (2 volte/ora) che dà nop= 17.520 cicli. Con un B10d=2·106 si ottiene MTTFd=1.141anno che corrisponde a MTTFd=alto.

NB: quando si calcola l‘MTTFd bisogna calcolare in base al numero totale di cicli per il quale il componente lavorerà. Un tipico esempio di questo sono i contattori che spesso lavorano per diverse funzioni di sicurezza simultaneamente. Ciò significa che bisogna aggiungere il numero di cicli stimati per anno da tutte le funzioni di sicurezza che impiegano i contattori.

Quando l‘MTTFd è calcolato da un valore B10d considerare che se il valore MTTFd è inferiore a 200 anni, il componente deve essere sostituito dopo il 10% del valore MTTFd (per via del valore T10d). Quindi, un componente che ha MTTFd = 160 anni deve essere sostituito dopo 16 anni affinché le condizioni per soddisfare il PL continuino a essere valide. Questo perché la EN ISO 13849-1 è basata su un “tempo di missione” di 20 anni.

Common Cause Failure (CCF)Nell‘appendice F della EN ISO 13849-1 è presente una tabella di azioni da intraprendere per proteggersi dalla CCF, per garantire che un guasto non metta fuori uso entrambi i canali.

Errori sistematiciL‘appendice G della norma EN ISO 13849-1 descrive una serie di azioni da intraprendere per evitare di incorporare errori nel progetto.

PL per funzioni di sicurezzaIl PL è indicato nella tabella alla pagina accanto. Se si desidera utilizzare un valore PFHD esatto, invece, si può ottenere servendosi della tabella presente all‘appendice K della EN ISO 13849-1.Una volta prodotto il PL per ciascun blocco, si può generare un PL totale per la funzione di sicurezza di cui alla Tabella 11 della EN ISO 13849-1. Ciò offre una stima approssimativa del PL. Se per ciascun blocco è stato invece calcolato il PFHD si può ottenere un totale di PFHD per la funzione di sicurezza sommando insieme tutti i valori dei blocchi. Il PFHD totale della funzione di sicurezza corrisponde al PL della tabella 3 della EN ISO 13849-1.

Requisiti per i software di sicurezzaSe si utilizza un PLC di sicurezza per l‘implementazione delle funzioni di sicurezza, vi sono esigenze specifiche in merito allo sviluppo e alla convalida del software. Per evitare condizioni di errore, il software deve essere leggibile, comprensibile, testabile e sottoponibile a manutenzione.Deve essere preparata una specifica software per garantire di poter verificare la funzionalità del programma. È inoltre importante dividere il programma in moduli che possano essere testati individualmente. Il paragrafo 4.6 e l‘appendice J della norma EN ISO 13849-1 specificano i requisiti per i software legati alla sicurezza.I seguenti sono esempi di requisiti per i software tratti dalla norma EN ISO 13849-1: – Un ciclo di vita di sviluppo deve essere prodotto con

misure di convalida che indichino come e quando il programma deve essere convalidato, ad es. in seguito a un cambiamento.

– Le specifiche e il design devono essere documentati. – Vanno eseguiti test di funzionalità. – Blocchi funzionali convalidati vanno utilizzati ogni

qualvolta è possibile. – Il flusso di dati e controllo vanno descritti tramite un

diagramma di condizionamento o uno schema di flusso software.


1

a

b

c

d

e

F1

F2

F1

F2

S1

S2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

PLr

Fase 1 – Valutazione del rischioIl cibo da confezionare viene caricato nella cella manualmente tramite la porta posteriore. Un lotto viene preparato per il nastro di confezionamento nella tramoggia di caricamento. La cella viene resettata e avviata. La confezionatrice con nastro trasportatore opera solo quando entrambe le porte sono chiuse e il sistema di protezione è stato ripristinato.Nella valutazione del rischio è stato stabilito che la macchina debba essere operata in tre turni (8 ore per turno) 365 giorni all‘anno. Si suppone che disturbi operativi siano stati risolti in meno di un minuto nella zona di rischio. Questo può essere effettuato due volte all‘ora (F2). Un avviamento inatteso non dovrebbe causare lesioni gravi, ma solo lesioni lievi e curabili (S1). Si ritiene che l‘operatore non abbia la possibilità di evitare la lesione in quanto la macchina si muove rapidamente (P2).Il numero di cicli per la funzione di sicurezza = 365 giorni/anno • (3•8) ore/giorno • 2 cicli/ora = 17.520 cicli/annoLa valutazione per la funzione di sicurezza richiesta per l‘accesso alla macchina è PLr= c (S1, F2, P2). Oltre a questa funzione, occorre una funzione di arresto di emergenza. Questa è a sua volta valutata come PLr=c.

CASO – RELÈ DI SICUREZZA RT9 Layout di protezione per una confezionatrice a basso rischio.

Valutazione del PLr richiesto per la funzione di sicurezza con porta interbloccata per questo esempio.

NB! La valutazione deve essere effettuata per ciascuna funzione di sicurezza.

basso rischio

a l t o rischio

Interruttore MKey8Controlla che la porta sia

chiusa

Relè di sicurezza RT9Monitora i componenti di sicurezza. Pulsante E-stop

Per arrestare la macchina in caso di pericolo.

Fase 2 – Riduzione del rischioCome protezione, è stata selezionata una porta di interbloccaggio con l‘interruttore MKey8. Il tempo di fermo macchina è sufficientemente breve da interrompere il movimento pericoloso prima che l‘operatore vi possa accedere. L‘arresto di emergenza è a portata di mano, su entrambi i lati della cella, accanto alle porte bloccate.


1

*

PFHD, MKey8 + PFHD, RT9 + PFHD, Q1/Q2 = 1.14•10-6 + 9.55•10-9 + 2.47•10-8 = 1.18•10-6 PL c

PFHD + PFHD, RT9+ PFHD, Q1/Q2= 1.34•10-6 + 9.55•10-9 + 2.47•10-8 = 1.37•10-6 PL c

Il motivo per il quale non si ottiene più di PL c con questa soluzione è che si utilizza solo un interruttore chiave per ciascuna porta. Il PL d potrebbe essere raggiunto servendosi di due interruttori per porta, ma sarà richiesta un‘ulteriore azione sul monitoraggio di ciascun interruttore. NB: se la valutazione di rischio avesse mostrato la possibilità del verificarsi di una lesione grave, S2, il risultato sarebbe stato PLr= e. La soluzione di cui sopra sarebbe inadeguata. Per la funzione di arresto di emergenza, è possibile raggiungere il PL d purché sia possibile effettuare determinate esclusioni di guasti. Tali funzioni di sicurezza possono essere scaricate dal nostro sito Web come progetto SISTEMA, www.abb.com/jokabsafety.

Fase 3 - Calcolo delle funzioni di sicurezzaIl blocco di partenza, composto da doppi contattori non monitorati è stato calcolato a 2.47•10-8. Le funzioni di sicurezza sono rappresentate da diagrammi a blocchi.

Le funzioni di sicurezza 1 e 2 sono identiche. Di conseguenza, è illustrata solo la funzione di sicurezza 1.

Le funzioni di sicurezza 3 e 4 sono identiche. Di conseguenza, è illustrata solo la funzione di sicurezza 3.

* Monitoraggio dei contattori con K1

Quanto è sicuro un interruttore meccanico?Un interruttore meccanico deve essere installato e utilizzato secondo le sue specifiche tecniche, per essere affidabile. – L‘aspettativa di vita vale solo se installato correttamente. – La testa di bloccaggio deve essere fissata in modo che

non si allenti. – L‘ambiente attorno all‘alloggiamento del lucchetto deve

essere mantenuto pulito. – Due interruttori meccanici su una porta possono

guastarsi per lo stesso motivo.

K1 RT9

Q1 Contattore

Q2 Contattore

B1 Interruttore

chiave

B2 Interruttore

chiave

S2 Arresto emerg.

S1 Arresto emerg.

PLr=c

Funzione di sicurezza 1

B1 Interruttore MKey8

PL c

Ingresso

K1Relè di sicurezza

RT9 / PL e

Logica

Q1/Q2 Contattori monitorati ridondanti

PL e

Uscita

PLr=cS1

Pulsante E-StopPL c

Ingresso

K1Relè di sicurezza

RT9 / PL e

Logica

Q1/Q2 Contattori monitorati ridondanti

PL e

UscitaFunzione di sicurezza 3

Risultato

Risultato

PL c

PL c


1

a

b

c

d

e

F1

F2

F1

F2

S1

S2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

PLr

Fase 1 – Valutazione del rischioLe parti da lavorare vengono inserite nell‘isola robotizzata e

trasportate di nuovo fuori in seguito a un test senza errori. Con l‘aiuto

di un robot, le parti da lavorare vengono inserite in una macchina

per i test. Le parti che non superano il test sono collocate dal robot

in una stazione di scarico manuale per ulteriore lavorazione. Il lavoro

che deve essere svolto nella cella robot è quello di correggere disturbi

operativi per l‘attrezzatura di test e per il nastro trasportatore (circa

una volta all‘ora), rielaborazione e scarico dalla stazione manuale

(circa una volta all‘ora), regolazioni del programma (una volta alla

settimana) e pulizia (una volta alla settimana) (F2). Avviamenti inattesi

del robot causano gravi lesioni (S2). Si suppone che l‘operatore non

abbia la possibilità di evitare la lesione in quanto il robot si muove

rapidamente (P2). La valutazione della funzione di sicurezza richiesta

per l‘accesso alla macchina è PLr=e (S2, F2, P2).

Il nuovo standard ISO 10218-2 per sistemi/celle robot specifica il

requisito PL d per le funzioni di sicurezza da utilizzare (se l‘analisi

del rischio non mostra un PL diverso). Per gli ingressi di arresto di

sicurezza e arresto di emergenza del robot, il requisito minimo è PL

d (secondo lo standard EN ISO 10218-1). Ciò nonostante, questa

valutazione di rischio è PLr= e.

Fase 2 – Riduzione del rischioCome protezione, è stata selezionata una porta interbloccata con il sensore Eden senza contatto. A protezione contro l‘ingresso nella cella dalla parte sbagliata, il trasporto dei materiali in ingresso e in uscita è protetto e dotato di funzione di muting per

distinguere tra materiali e persone. L‘arresto di emergenza è a sua volta una funzione di sicurezza richiesta. La fonte di alimentazione di tutte le funzioni dei macchinari pericolosi deve essere tagliata utilizzando tutte le funzioni di sicurezza.

La soluzione con Vital rende possibile implementare un‘applicazione

robot con un unico controller di sicurezza, che non deve essere

configurato né programmato. Il Vital consente di collegare fino a 30

funzioni di sicurezza in un unico loop, con PL e in conformità con la

norma EN ISO 13849-1.

Valutazione del PLr richiesto per la funzione di sicurezza con porta interbloccata.

NB! La valutazione deve essere effettuata per ciascuna funzione di sicurezza.

basso rischio

alto rischio

Pulsante di arresto di emergenza, Smile

TinaPer arrestare la

macchina in caso di pericolo.

Pulsante di arresto di emergenza INCA Tina

Per arrestare la macchina in caso di pericolo.

Barriera fotoelettrica Orion (con funzione di muting integrata). Impedisce il

passaggio.

Controller di sicurezza, Vital

Monitora i componenti di sicurezza in serie.

Sensore senza contatto, EdenVerifica che la porta sia chiusa

CASO – CONTROLLER DI SICUREZZA VITAL Layout di protezione per una cella robot ad alto rischio.


1

Fase 3 - Calcolo delle funzioni di sicurezzaIl valore PFHD dell‘ingresso dell‘arresto di sicurezza del robot è pari a 5.79•10-8 (si applica a robot industriali ABB con controller IRC5). Le funzioni di sicurezza sono rappresentate da diagrammi a blocchi.

Queste funzioni di sicurezza con Vital soddisfano il PL in conformità con la norma EN ISO 13849-1. NB: le funzioni di cui sopra sono solo esempi scelti di funzioni di sicurezza che compaiono nella cella robot.

B5 Eden

K1 Vital

S2Smile Tina

S1 Inca Tina

B4Orion con Tina 10B

con dispositivo MF-T

B1Orion con Tina 10A

B3 Orion con Tina 10A

con dispositivo MF-T

B2 Orion con Tina 10A

PFHD, Eden + PFHD, Vital + PFHD, Robot = 4.5•10-9 + 2.74•10-8 + 5.79•10-8 = 8.98•10-8 PL e

PLr=e

B5Sensore di sicurezza

senza contatto Eden PL e

Ingresso

K1Controller di sicurezza

Vital PL e

Logica

Q1Ingresso di arresto macchine per

robot , ridondante PL e

Uscita RisultatoFunzione di sicurezza 1

PL e

PFHD, Smile Tina+ PFHD, Vital + PFHD, Robot = 4.66•10-9 + 2.74•10-8 + 5.79•10-8 = 9.0•10-8 PL e

PLr=e


S2Pulsante E-Stop

Smile Tina PL e

Ingresso


Vital PL e

Logica

Q1Ingresso di arresto macchine per

robot , ridondante PL e

Uscita Risultato

PL e

PLr=e


B4Barriera fotoelettrica

Orion con dispositivo

MF-T PL e

Ingresso


Vital PL e

Logica

Q1Ingresso di arresto

macchine per robot ,

ridondante PL e

Uscita Risultato

Tina 10B

PL ePL e

Funzione di sicurezza 3Al momento di calcolare la funzione di sicurezza, i valori PFHD di barriera fotoelettrica e unità di muting saranno inclusi nella stessa funzione. Vedi funzione 3:

PFHD, + PFHD, Tina 10 + PFHD, Vital + PFHD, Robot = 2.5•10-9 + 4.5•10-9 + 2.74•10-8 + 5.79•10-8 = 9.23•10-8 PL e


1

a

b

c

d

e

F1

F2

F1

F2

S1

S2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

PLr

a

b

c

d

e

F1

F2

F1

F2

S1

S2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

PLr

Fase 1 – Valutazione del rischioI pezzi da lavorare meccanicamente vengono inseriti nella cella tramite un nastro trasportatore e posizionati dall‘operatore nello strumento pneumatico nella stazione 1. L‘operatore avvia la stazione 1 manualmente. Lo strumento pneumatico di lavorazione meccanica lavora sul pezzo nella stazione 1. L‘operatore colloca quindi il pezzo lavorato sul nastro trasportatore per il trasferimento alla stazione 2. Il robot prende il pezzo collocato nella pressa idraulica. Il pezzo lascia la cella venendo trasportato fuori dal nastro. Il lavoro che deve essere effettuato alla stazione 2 è, ad es. occuparsi di disturbi operativi a livello della pressa e del robot (alcune volte alla settimana, F2).Avviamenti inattesi del robot possono causare gravi lesioni (S2). Si ritiene che l‘operatore non abbia la possibilità di evitare la lesione in quanto il robot si muove rapidamente (P2). La valutazione per la funzione di sicurezza richiesta per accedere alla stazione 2 è: PLr=e (S2, F2, P2). Tale valutazione sarebbe la stessa per via della pressa. Per la funzione di sicurezza dei rischi associati al nastro trasportatore, la valutazione è S1, F2, P1 con PLr= b.

Fase 2 – Ridurre il rischioCome protezione, le porte interbloccate sono monitorate con il sensore senza contatto Eden. La Stazione 1, con lo strumento pneumatico meccanico è comandata mediante un dispositivo a due mani. Quando questo viene rilasciato, il movimento pericoloso viene interrotto in maniera sicura.

La Stazione 2 può essere in modalità automatica, quando una barriera fotoelettrica (Orion) e un sensore senza contatto alla porta 4 (Eden) proteggono l‘entrata. Se la porta viene a perta o la barriera fotoelettrica viene interrotta, la Stazione 2 si ferma in maniera sicura. Aprendo le porte 2 e 3 (pure monitorate da Eden) il nastro trasportatore e la macchina pneumatica si fermano in maniera sicura. In seguito all‘azionamento di un dispositivo di sicurezza deve sempre essere effettuato il reset manuale.Quando il sistema di protezione richiede più dispositivi di sicurezza e devono essere controllate più macchine, il PLC di sicurezza Pluto è la soluzione più efficace. Se il sistema deve anche lavorare per zone e in diverse modalità operative, va utilizzato Pluto. Con il Pluto, è possibile reggiungere il PL e indipendentemente dal numero di dispositivi di sicurezza collegati.

PLr= e per robot e pressa idraulica e PLr=b per il nastro trasportatore.

PLC di sicurezza Pluto

Monitora i componenti.

Stazione 2

Stazione 1

basso rischio

basso rischio

alto r. alto r.

Robot Nastro trasp.

Porta 4

Porta 3 Porta 2

Porta 1

CASO – PLC DI SICUREZZA PLUTO Schema di protezione per una macchina di lavorazione meccanica e robot industriale ad alto rischio.


1

PFHD, Eden + PFHD, Pluto + PFHD, Robot = 4.5•10-9 + 2•10-9 + 5.79•10-8 = 6.44•10-8 PL e

PFHD, Smile Tina + PFHD, Pluto+ PFHD, Robot = 4.66•10-9 + 2•10-9 + 5.79•10-8= 6.46•10-8 PL e

PFHD,Orion + PFHD, Pluto + PFHD, Robot = 2.5•10-9 + 2•10-9 + 5.79•10-8 = 6.24•10-8 PL e

Fase 3 - Calcolare le funzioni di sicurezza per la cella robotIl valore PFHD per l‘ingresso di arresto di emergenza del robot è di 5.79•10-8 (il valore si applica ai robot industriali ABB con controller IRC5).Di seguito sono illustrate solo funzioni di sicurezza che aiutano a tagliare l‘alimentazione dal robot industriale.

Questo è solo un sotto-set di funzioni di sicurezza. Quando occorre togliere l‘alimentazione a più macchine in una cella, le funzioni di sicurezza possono essere definite in maniera diversa, a seconda dell‘analisi del rischio. Le funzioni di sicurezza sono rappresentate da diagrammi a blocchi.

Queste funzioni di sicurezza con Pluto soddisfano il PL in conformità con la norma EN ISO 13849-1. NB: le funzioni di cui sopra sono solo esempi scelti di funzioni di sicurezza che compaiono nella cella robot.

B1–B3Sensore senza contatto

Eden

B4–B5Sensore senza contatto

Eden/barriera fotoelettrica Orion con Tina 10A

S1Dispositivo a due

mani, Safeball

S2–S4Arresto di emergenza,

Smile Tina

Q2Pressa idraulica

Q3Strumento pneumatico di

lavorazione meccanica

Q1Robot

PLr=e


B1 Sensore di sicurezza senza

contatto EdenPL e

Ingresso

K1 PLC di sicurezza Pluto

PL e

Logica


macchina per robot, ridondante PL e

Uscita

PL e

Risultato

PLr=eS2

Pulsante E-Stop Smile Tina

PL e

Ingresso



Uscita

PL e

RisultatoFunzione di sicurezza 2


PL e

Logica

PLr=e

B5 Barriera fotoelettrica

Orion PL e

Ingresso



Uscita

PL e

Risultato


PL e

Logica

Tina 10APL e



1

SF1

SF3

SF2K1

Unità logica

S1Pulsante di arresto

E-Stop

F1Barriera fotoelettrica

Q1Macchina

B1Interruttore interbloccato

S1Pulsante di arresto

E-Stop

Q3Macchina 3


F1Barriera fotoelettrica

Q1Macchina 1

Q2Macchina 2

K1Unità logica

Su ogni macchina vengono spesso utilizzati più dispositivi di sicurezza per fornire una protezione soddisfacente e pratica agli operatori. Nel seguente esempio, la macchina è protetta da tre dispositivi collegati a un dispositivo logico. La figura illustra questo collegamento in maniera schematica.

Raggiungere il PLr richiesto non è difficile, soprattutto se si utilizzano dispositivi di sicurezza e unità logiche “pre-calcolate”. Ma quali parti devono essere incluse in ciascuna funzione di sicurezza? Questo deve essere stabilito prima di iniziare la fase di calcolo. Per riassumere, in termini semplici, si può dire che ciascun dispositivo di sicurezza origina una funzione di sicurezza per ciascuna macchina influenzata dal dispositivo di sicurezza in questione. Tre dispositivi di sicurezza che tagliano l‘alimentazione a tre macchine in una cella equivalgono dunque a nove funzioni di sicurezza. Nella seguente sezione spieghiamo ciò che sta alla base.

Tre funzioni di sicurezza (SF) sono definite per la macchina e calcolate come segue:SF1: PFHD, F1 + PFHD, K1 + PFHD, Q1= PFHD, SF1

SF2: PFHD, B1 + PFHD, K1 + PFHD, Q1= PFHD, SF2

SF3: PFHD, S1 + PFHD, K1 + PFHD, Q1= PFHD, SF3

Più comunemente, diverse macchine in una singola cella/zona devono essere protette da più dispositivi di sicurezza.La seguente figura illustra schematicamente l‘interconnessione come esempio.Ciascuna delle macchine Q1 – Q3 viene spenta separatamente e indipendentemente da K1.

Se l‘operatore entra nella cella, è esposto in questo caso allo stesso tipo di rischio da tutte e tre le macchine. L‘alimentazione di tutte e tre le macchine deve essere tagliata quando l‘operatore entra nella cella interbloccata da B1.

Funzioni di sicurezza multiple per più macchine in una cella

Cosa definisce una funzione di sicurezza?

Funzioni di sicurezza multiple per una macchina


1

Conclusioni

– Servirsi dell‘approccio pratico – Servirsi di dispositivi di sicurezza/unità logiche dalla elevata affidabilità (basso PFHD) per facilitare il raggiungimento del PLr richiesto. – Con Vital o Pluto, è più semplice ottenere il PLr richiesto.

Fonti:www.dguv.de/ifa/de/pub/grl/pdf/2009_249.pdfwww.bg-metall.de/praevention/fachausschuesse/ infoblatt/deutsch.html (No 047, Date 05/2010)

Approccio teorico per più macchineL‘approccio teorico al calcolo della funzione di sicurezza è il seguente:

Q3Macchina 3

B1Interruttore

interbloccato

Q1Macchina 1

Q2Macchina 2

K1Unità logica

Affinché tutte le funzioni di sicurezza vengano eseguite, tutti i componenti devono essere funzionanti. Se B1 o K1 hanno un malfunzionamento pericoloso, l‘intera funzione di sicurezza viene disattivata. Tuttavia, se ad es. la macchina Q1 ha un funzionamento pericoloso e non viene spenta, le macchine Q2 e Q3 verranno comunque spente. Uno svantaggio nel considerare la funzione di sicurezza in questo modo è che potrebbe essere difficile raggiungere il PLr richiesto. Se questo viene raggiunto, si può utilizzare l‘approccio teorico.

Approccio pratico per più macchineUn approccio più pratico consiste nel dividere la funzione di sicurezza in tre parti, una per ciascuna macchina.


Q2Macchina 2

K1Unità logica


Q3Macchina 3

K1Unità logica


Q1Macchina 1

K1Unità logica

Questo approccio può fornire un modo più preciso di vedere le funzioni di sicurezza, soprattutto laddove un PLr diverso è richiesto per le funzioni di sicurezza di cui sopra. Se la macchina Q1 è un robot e la Q2 un nastro trasportatore dal rischio trascurabile, i diversi PLr richiesti per la protezione contro i rischi presentati da Q1 e Q2 saranno pure diversi. Questo approccio pratico è quindi quello consigliato. L‘interpretazione è basata sulle informazioni fornite dall‘IFA (Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung). Per maggiori informazioni in merito a questa e ad altre questioni, si veda “Fonti”.

Approccio pratico Se si utilizza l‘approccio pratico, le funzioni di sicurezza sono le seguenti:Robot:PFHD, B1 + PFHD, K1 + PFHD, Q1 = 4.5•10-9 + 2•10-9 + 5.79•10-8 = 6.44•10-8 PL ePressa idraulica:PFHD, B1 + PFHD, K1 + PFHD, Q2 = 4.5•10-9 + 2•10-9 + 8•10-8 = 8.65•10-8 PL eStrumento pneumatico di lavorazione meccanica:PFHD, B1 + PFHD, K1 + PFHD, Q3 = 4.5•10-9 + 2•10-9 + 2•10-7 = 2.07•10-7 PL dCiò va fatto in modo simile per le altre funzioni di sicurezza della cella. Per ciascun dispositivo di sicurezza, si definiscono le macchine che influisce e si stabiliscono le varie funzioni di sicurezza in base a questo.

Approccio teorico Come sarebbe andata se avessimo utilizzato l‘approccio teorico? La funzione di sicurezza avrebbe raggiunto il PL e?Tutte le macchine:PFHD, B1 + PFHD, K1 + PFHD, Q1 + PFHD, Q2 + PFHD, Q3 = 4.5•10-9 + 2•10-9 + 5.79•10-8 + 8•10-8 + 2•10-7 = 3.44•10-7 PL dIn questo caso, la funzione di sicurezza non avrebbe raggiunto un PL e totale, richiesto per via dei rischi associati al robot e alla pressa idraulica.

Esempi di funzioni di sicurezza multiple per più macchine in una cellaPer una cella con tre macchine (un robot una pressa idraulica e uno strumento pneumetico di lavorazione a macchina) viene effettuata una valutazione di rischio che porta a diversi PLr per le singole macchine. Il robot e la pressa idraulica richiedono un PLr = e, lo strumento di lavorazione meccanica richiede un PLr = d.Una delle funzioni di sicurezza è che un sensore senza contatto (Eden) supervisionato da un PLC di sicurezza (Pluto)

scolleghi l‘energia a tutte e tre le macchine nella zona di rischio: – Eden B1 (PFHD, B1 = 4.5•10-9) – Pluto K1 (PFHD, K1 = 2•10-9) – Robot Q1 (PFHD, Q1 = 5.79•10-8) – Pressa idraulica Q2 (PFHD, Q2 = 8•10-8) – Strumento pneumatico di lavorazione meccanica Q3

(PFHD, Q3 = 2•10-7).

Gli esempi in queste pagine sono semplificati per spiegare i principi. I valori dei prodotti possono a loro volta variare.


1

La norma EN ISO 13849-1 richiede calcoli. Per farlo in modo semplice, uno strumento software garantisce l‘aiuto necessario. ABB Jokab Safety ha scelto SISTEMA, uno strumento software sviluppato dalla BGIA, ora IFA, in Germania. Lo strumento è freeware e può essere scaricato dal sito Web IFA: www.dguv.de/ifa. Grazie a SISTEMA è possibile “costruire” funzioni di sicurezza, verificarle e generare la documentazione tecnica richiesta.

Per lavorare con SISTEMA in maniera razionale, abbiamo sviluppato una libreria dei nostri prodotti da scaricare dal nostro sito Web www.abb.com/jokabsafety. Per accedere all‘ultima versione, visitare la pagina periodicamente per consultare aggiornamenti e nuove uscite.

Per scaricare SISTEMA, recarsi alla pagina www.dguv.de/ifa/en/pra/softwa/sistema/index.jsp o cercare in Internet “sistema”.

SISTEMAUno strumento per determinare il livello delle prestazioni (PL) e generare documentazione tecnica

Screenshot di SISTEMA.


1

Per ottenere il PL e servendosi di un relè di sicurezza convenzionale quale l‘RT9, bisogna utilizzare entrambi i canali dal lato di ingresso e collegare un unico dispositivo di sicurezza. In determinate condizioni, il PL d può essere raggiunto collegando più dispositivi a due canali ad un relè di sicurezza, ma non è un metodo generalmente accettato.

Vantaggi di Pluto – Pluto è un sistema all-master con comunicazione

attraverso un bus di sicurezza separato – La sua maggiore flessibilità facilita la progettazione di

sistemi di protezione – Un software per tutti i sistemi – Facile programmazione per il PL e servendosi di

blocchi funzionali (certificato dal TÜV)

Oltre 30 000 sistemi Pluto sono stati installati con successo.

Vantaggi di Vital – Possibilità di collegare fino a 30 componenti di

sicurezza tramite un canale in linea con il PL e – Non richiede programmazione – Possibilità di collegare vari componenti di sicurezza (ad

es. pulasnte di arresto di emergenza e contatto porta) – Facile configurazione del circuito – Possibilità di utilizzare anche interruttori

elettromeccanici (con l‘aggiunta del dispositivo di adattamento Tina)

Oltre 70 000 sistemi Vital sono stati installati con successo.

Relè di sicurezza, Vital o Pluto?

Vital è un controller di sicurezza che consente di collegare e monitorare vari componenti di sicurezza in serie e di ottenere il PL e secondo la norma EN ISO 13849-1. Il modulo Vital è basato su un concetto di canale singolo dinamico e può sostituire più relè di sicurezza. Una soluzione simile, sebbene più flessibile, è il PLC di sicurezza Pluto che, come Vital, è in grado di utilizzare i segnali dinamici per ottenere il massimo dell‘affidabilità.

Vari vantaggi a confronto con la norma EN ISO 13849-1

Pluto AS-iProgrammabile

Non programmabile

Relè di sicurezzaDoppi ingressi statici che testano gli interruttori solo quando vengono utilizzati.

VitalSegnale di sicurezza di-namico "raddoppiato" che testa un sensore ad es. 200 volte al secondo.

Flessibilità

Numero di macchine/arresti diversi

PLC di sicurezza tradizionaleMaster-Slave con ingressi statici

Pluto All-MasterPLC di sicurezza con ingressi di sicurez-za statici e dinamici.

Slave

Master


1

Safety Integrity Level, SIL Probability of dangerous Failure per Hour (PFHD)

3 da ≥10-8 a <10-7

2 da ≥10-7 a <10-6

1 da ≥10-6 a <10-5

Per l‘assegnazione del Safety Integrity Level esiste un metodo in EN 62061.

Gravità (Se) Classe (Cl)

3-4 5-7 8-10 11-13 14-15

4 SIL2 SIL2 SIL2 SIL3 SIL3

3 (OM) SIL1 SIL2 SIL3

2 (OM) SIL1 SIL2

1 (OM) SIL1

Cl=Fr+Pr+Av OM=Altre misure

La serietà della lesione risultante può essere classificata in quattro livelli. La classe è un‘aggiunta di valori per frequenza (Fr, si indica con un valore da 1 a 5 dove 5 indica una maggiore frequenza), probabilità che un evento pericoloso succeda (Pr, si indica con un valore da 1 a 5 dove 5 indica una maggiore probabilità) e possibilità di evitare o limitare la lesione (Av, indicata con 1, 3 o 5, dove 5 indica la minor possibilità di evitare o limitare una lesione). La funzione di protezione da progettare dovrà soddisfare almeno il SIL che è stato assegnato in fase di analisi. La funzione di protezione consiste di diversi sottoelementi. Esempio: una porta chiusa con un sensore senza contatto che a sua volta sorveglia uno dei PLC di sicurezza Pluto, le cui uscite interrompono l‘energia a due contattori sorvegliati. Il sensore è il sottoelemento 1, Pluto è il sottoelemento 2 e i due contattori sorvegliati sono il sottoelemento 3. Se dall‘analisi emerge la necessità di usare SIL2, ogni sottoelemento nella funzione di protezione deve soddisfare i requisiti di SIL2. La funzione di protezione deve, come unità, soddisfare i requisiti di SIL2.

Se i requisiti del SIL non sono soddisfatti in qualcuno dei sottoelementi o nella funzione di protezione come unità, è necessario ricostruirla.

Per finireQuesta è solo una breve introduzione agli standard EN ISO 13849-1 ed EN 62061. Contattateci pure per pianificare la formazione e per essere guidati nell‘applicazione degli standard coi nostri prodotti.

Definizione di funzione di protezione secondo la EN 62061"Funzione di una macchina il cui guasto può causare un immediato aumento del rischio"

Se si sceglie di costruire la propria funzione di protezione secondo la EN 62061, il livello di affidabilità si esprime nel Safety Integrity Level, SIL. In totale ci sono 4 livelli, ma nello standard EN 62061 il più alto livello è SIL 3. Anche SIL (come il livello di prestazione PL), si esprime in Probability of Dangerous Failure Per Hour.

Applicazione della norma EN 62061


1

Sensori dinamici

Porta 1 Porta 2 Porta 3 *Monitoraggio dinamico,Vital/Pluto

Fino a 30 porte (sensori Eden) possono essere collegate al monitoraggio dinamico, mantenendo la categoria 4.

**Monitoraggio statico, ad es. RT6Interruttore interbloccato

Po

rta

1

Al massimo 1 porta (2 interruttori interbloccati) può essere collegata al monitoraggio statico per mantenere la categoria 4 per tutto il sistema.

*

**

Un interruttore meccanico non svolge una funzione di sicurezza sufficiente!Riguardo agli interruttori meccanici interbloccati guidati, un interruttore di Categoria 1 è stato considerato per lungo tempo adeguato in molte installazioni, come ribadito anche in alcuni standard. Attualmente, alcune aziende hanno cambiato opinione e hanno iniziato a chiedere due interruttori meccanici o interruttori/sensori senza contatto laddove prima accettavano un unico interruttore meccanico. Il motivo di questo cambiamento sono i molti incidenti verificatisi. I requisiti che garantiscono che un interruttore svolga una funzione sicura sono il montaggio corretto e la posizione invariata durante il ciclo di vita. In molte installazioni, la posizione di portelli o porte cambia nel tempo, il che può determinare che un interruttore non invii un segnale di stop quando un cancello interbloccato si apre. I motivi sono diversi, ma si possono riassumere in deterioramento meccanico o danno fisico ad una porta/portello. Ciò può anche determinare che un interruttore interbloccato sia sottoposto a sollecitazioni maggiori rispetto alle specifiche del costruttore. Per evitare questo tipo di malfunzionamenti è meglio usare interruttori/sensori senza contatto in cui il deterioramento meccanico non altera la funzione di sicurezza, p. es. il segnale di arresto è dato direttamente se la posizione è errata. Un interruttore/sensore senza contatto non ha una funzione guidata ed è progettato per soddisfare i requisiti in un altro modo, ovvero, o con sensori dinamici in cui il segnale di sicurezza è costantemente monitorato e qualsiasi anomalia fa scattare il segnale di arresto direttamente o con un interruttore magnetico con due elementi di contatto indipendenti monitorati ogniqualvolta si apre il cancello. Dal punto di vista dell’utente, la funzione dinamica è preferibile perché consente di collegare più sensori ad un unico modulo di sicurezza rientrando nella categoria 4. Inoltre, la funzione di sicurezza del sensore si riesce a monitorare senza dover aprire un cancello. Nel caso di un interruttore magnetico, i requisiti della categoria 4 sono soddisfatti solo se si usa un interruttore per ogni unità di monitoraggio e se il cancello è aperto a intervalli regolari.

Se bisogna raggiungere il PL e con interruttori elettromeccanici, è possibile collegare max 2 interruttori a un relè di sicurezza. Quindi solo con Eden è possibile supervisionare più porte con un modulo di sicurezza e raggiungere il PL e.Dalla pubblicazione dello standard EN 954-1, vi sono stati molti progressi e i costi per soddisfare la categoria 4 sono notevolmente diminuiti. In genere, gli interruttori meccanici sono sostituiti da sensori senza contatto per aumentare l’affidabilità delle attrezzature di produzione. Lo stesso vale per la sicurezza. Grazie agli interruttori elettronici senza contatto, con un trasmettitore e un ricevitore, si evita il problema del deterioramento e delle forti sollecitazioni che danneggiano il sensore. Per questo tipo di sensore, è richiesto un monitoraggio dinamico per consentire una funzione di sicurezza; il che significa che la sua funzione è monitorata costantemente, centinaia di volte al secondo. Il tempo di reazione per un arresto sicuro è dunque lo stesso sia in caso di malfunzionamento che durante l’attivazione dell’arresto (p. es. un cancello che si apre). Anche la frequenza di monitoraggio è incredibilmente superiore rispetto agli interruttori meccanici e magnetici, che sono monitorati solo ogniqualvolta sono usati. Nella nuova EN ISO 13849-1, che ha sostituito la 954-1, si usano calcoli di probabilità unitamente ai diversi livelli di categorie per raffrontare i diversi ”livelli di rendimento”. Anche utilizzando la EN ISO 13849-1 è possibile raggiungere un‘affidabilità teorica ragionevolmente elevata con un interruttore elettromeccanico, sebbene ciò presupponga una corretta installazione, un uso adeguato e condizioni ideali. Un interruttore senza contatto garantisce un‘elevata affidabilità sia teorica che pratica.

Il nostro consiglio, usate segnali dinamici! Da quanto sopra si evince che oggi è più conveniente, più sicuro e più affidabile lavorare con segnali dinamici per raggiungere la categoria 4 per i sensori e le unità di monitoraggio. Così facendo, si soddisfano anche i requisiti della Direttiva Macchine, 1.2.7 ”Un’anomalia nella logica del circuito di controllo, un malfunzionamento o un danno al circuito di controllo non devono creare situazioni pericolose”. E non si deve neanche discutere se è stata scelta o meno la categoria di sicurezza corretta!

Un interruttore meccanico non svolge una funzione di sicurezza sufficiente!


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Quali sono i requisiti attualmente in vigore?Le aziende internazionali devono rispettare tutta una serie di standard e normative nuovi e anche gli standard e le direttive esistenti hanno subito cambiamenti e revisioni.

Le società e i progettisti sono obbligati a conoscere e a rispettare tali disposizioni, tuttavia, per un‘azienda può essere difficile mantenersi al passo con le nuove norme e come devono essere applicate.

Il vostro ufficio vendite locale ABB Jokab Safety vi può fornire formazione e aiutarvi nell‘analisi durante la fase di sviluppo o può offrirvi consulenza.

I nostri formatori hanno una lunga esperienza nell‘ambito della sicurezza dei macchinariCiò che distingue tutti gli ingegneri che lavorano presso ABB Jokab Safety è il fatto di lavorare quotidianamente con le applicazioni pratiche degli standard e delle normative. Questo vale sia per i componenti di sicurezza di singole macchine, sia per i sistemi di sicurezza completi che per linee di produzione più grandi. Nella nostra società abbiamo anche esperti di controllo macchine e di produzione. Siamo altresì rappresentati nei gruppi di standardizzazione che decidono gli standard europei e internazionali sulla sicurezza delle macchine. Poiché ABB Jokab Safety è rappresentata a livello globale, conosciamo i requisiti di sicurezza validi nei diversi paesi.

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Indipendentemente da ciò che fai, è necessario conoscere i requisiti e le normative in vigore sulla sicurezza delle macchine e le rispettive modalità di applicazione.

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parti che devono essere in grado di apporre il marchio CE su una macchina

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costruttore – Requisiti riguardanti i manuali – Requisiti riguardanti le “macchine vecchie” – Casi di interpretazione specifici, p. es. ricostruzione di una

macchina – Cambiamenti nella Direttiva Macchine

Offriamo formazione personalizzata nei seguenti ambiti:

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tratta di un progetto pilota, affinché la società sia in grado successivamente di condurre l‘analisi in modo autonomo.

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vostre macchine con il nostro strumento di misurazione del tempo di arresto e di analisi del movimento. Conoscere il tempo di arresto è un pre-requisito per poter calcolare la distanza di sicurezza corretta. I requisiti sono definiti nella norma EN ISO 13855 (ex EN 999).

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scegliere? – Esempi, pratica e informazioni sull‘analisi dei rischi e la scelta delle azioni

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Manuale della sicurezza ABB Sicurezza Macchine - prodotti ... · Manuale della sicurezza ABB ... e della sicurezza e redigendo disposizioni per la sicurezza di queste macchine. Questo

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