Progettazione di ripariSecondo la norma ISO 14119

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Introduzione

Con la Direttiva Macchine 2006/42/CE e le norme ad essa correlate, l'Unione Europea ha istituito un quadro giuridico vincolante per la realizzazione di macchinari e impianti. Tale quadro normativo è riconosciuto e accettato anche nei mercati esterni all'UE come riferimento per la sicurezza delle macchine. La direttiva contiene, fra l'altro, indicazioni sulla progettazione dei cosiddetti ripari mobili, che è il termine giuridico utilizzato per indicare le porte di protezione.

Il controllo della posizione dei ripari mobili è descritto dettagliatamente nella norma ISO 14119: "Sicurezza del macchinario – Dispositivi di interblocco associati ai ripari – Principi di progettazione e di scelta" (versione tedesca: DIN EN ISO 14119:2013). Questa nuova norma sostituisce la precedente EN 1088 ed è stata pubblicata sulla Gazzetta ufficiale della Commissione Europea l'11 aprile 2014 come norma armonizzata ai sensi della Direttiva Macchine. Trattandosi di una norma ISO, è valida a livello mondiale, quindi anche al di fuori dell'Unione Europea.

Questa brochure si propone di fornire aiuto ai costruttori di macchinari e impianti nella progettazione conforme dei ripari mobili secondo la norma ISO 14119 e le ulteriori norme applicabili.

La brochure contiene alla fine un poster, che fornisce, sotto forma di diagramma di flusso, una panoramica dei principi per una corretta progettazione tecnica dei dispositivi di protezione e dell'intero processo di scelta e progettazione conforme dei dispositivi di protezione.

La presente brochure fornisce spiegazioni sul poster allegato e informazioni dettagliate sui singoli passi illustrati nel diagramma di flusso. Nel poster sono riportati i numeri di pagina che descrivono il rispettivo passo del processo.

Il contenuto della presente brochure rispecchia l'interpretazione del Gruppo Schmersal e si basa, fra l'altro, sulla collaborazione con il Deutsches Institut für Normung e. V. (DIN), Comitato di normazione NA 095 Principi di sicurezza tecnica nonché "ripari, misure di sicurezza e dispositivi di interblocco". La lettura della brochure non esime, tuttavia, dallo studio e dall'interpretazione autonoma della norma.

Osservazione preliminare sulla terminologia: l'espressione "dispositivo di interblocco", utilizzata nella norma come sinonimo di "dispositivo di commutazione di sicurezza" risulta spesso fuorviante, poiché in genere con il termine di "dispositivo di interblocco" si intende un elemento che tiene chiusa la porta, la chiude a chiave e/o la blocca. Dal punto di vista normativo, tuttavia, questo componente è definito "dispositivo di interblocco con blocco". I dispositivi di interblocco, invece, svolgono, ai sensi della norma, solo la funzione di controllo della posizione (aperta/chiusa) della porta di protezione. Tale compito può essere svolto da interruttori di sicurezza elettromeccanici o da sensori di sicurezza senza contatto.

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Sommario

Introduzione ________________________________________________________pagina 2

1. Valutazione dei rischi _______________________________________________pagina 4

2. Sicurezza intrinseca ________________________________________________pagina 5

3. Misure tecniche di protezione _________________________________________pagina 5

4. Definizione della funzione di sicurezza __________________________________pagina 6

5. Progettazione del circuito di sicurezza __________________________________pagina 8

6. Ripari mobili ______________________________________________________pagina 9

7. Selezione del principio di interblocco ___________________________________pagina 9

8. Analisi degli incentivi alla manipolazione _______________________________ pagina 10

9. Dispositivi di interblocco con e senza ritenuta ___________________________ pagina 15

10. Selezione del prodotto _____________________________________________ pagina 16

11. Dispositivi di interblocco con ritenuta

con principio di corrente di lavoro o di riposo ___________________________ pagina 18

12. Esclusione dei guasti secondo ISO 13849-2 ___________________________ pagina 19

13. Verifica ________________________________________________________ pagina 20

14. Validazione _____________________________________________________ pagina 21

15. Informazioni per l'utente ___________________________________________ pagina 22

16. Elenco delle norme _______________________________________________ pagina 23

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1. La valutazione dei rischi

ISO 12100:Valutazione dei rischi

■ La Direttiva Macchine e, quindi, la legge (in Germania, la nona ordinanza relativa alla Legge sulla sicurezza dei prodotti) impone ad ogni costruttore di macchinari l'esecuzione di una valutazione dei rischi.

■ La valutazione dei rischi è costituita dall'identificazione dei pericoli e dalla stima e analisi dei rischi

■ La valutazione dei rischi prende in considerazione l'intero ciclo di vita e tutte le modalità operative della macchina

■ Per indicazioni sull'esecuzione di una valutazione dei rischi, si rimanda alla norma ISO 12100.

■ Solo dopo l'esecuzione della valutazione dei rischi il costruttore della macchina è consapevole dei punti nei quali sussistano rischi di lesioni e se per tali rischi debbano essere adottate delle contromisure.

Valutazione dei rischi(basata sulle limitazioni definite e sull'

uso conforme della macchina)

Costruzione con sicurezza intrinseca

Misure tecniche di protezione e misure di protezione integrativeDati del

costruttore

Dati dell'utente

Informazioni per l'utente• Sulla macchina - avvisi: segnali - apparecchi di avvertimento• Nel manuale utente

Rischio residuo dopo le misure adottate dal costruttore

Passo 1:

Passo 2:

Passo 3:

Misure di protezione a cura del costruttore:

Rischio

5

2. Sicurezza intrinseca

3. Misure tecniche di protezione

a

a

Distanze minime

I movimenti pericolosi si arrestano ad una distanza che non causa la deformazione degli arti

Limitazione dell'energia attiva

Le forze che si sviluppano nel punto di pericolo vengono contenute affidabilmente entro valori tali da non arrecare danni fisici

Interruzione del flusso di forza

Lo sviluppo delle forze che potrebbero causare lesioni viene interrotto in modo affidabile prima del raggiungimento dei valori limite

Deformazione elastica

Le parti della macchina appositamente concepite per essere elastiche assorbono la maggior parte dell'energia di deformazione

■ Come evidenziato nella figura a sinistra tratta dalla norma ISO 12100, l'eliminazione dei rischi deve partire dalla fase di costruzione (= costruzione intrinsecamente sicura; si veda ISO 12100, sezione 3.20).

■ Per sicurezza intrinseca si intende l'eliminazione dei rischi mediante misure di tipo costruttivo.

■ Se i rischi rilevati non sono eliminabili con misure costruttive o non possono essere ridotti in misura accettabile, vanno adottate delle misure di protezione tecnica, ad esempio dispositivi di protezione optoelettronici, dispositivi di protezione tattili, comando a due mani (posizione obbligatoria), ecc. Vedere a tale riguardo anche la norma ISO 12100, paragrafo 3.21.

■ Una misura di sicurezza di questo tipo può essere, ad esempio, anche un riparo mobile (porta di sicurezza). La presente brochure descrive tale eventualità.

6

4. Definizione della funzione di sicurezza

Ogni funzione/circuito di sicurezza è composta/o dai seguenti componenti ("sottosistemi"):

Input Logic Output

...oppure...

ad esempio:

...o altri

ISO 13849-1:Funzione di sicurezza

■ La tabella 8 della norma ISO 13849-1 definisce le funzioni di sicurezza che assicurano che il rischio riconosciuto venga ridotto al minimo. Vedere a tale riguardo anche la ISO 12100, paragrafo 3.30.

■ Nella realizzazione della funzione di sicurezza va considerata l'intera catena di sicurezza, dai sensori (Input, nel nostro caso il dispositivo di interblocco), all'elaborazione (Logica) fino agli attuatori (Output).

7

Con l'ausilio dei grafici dei rischi tratti dalla ISO 13849-1, Allegato A, è possibile calcolare il Performance Level richiesto (= PLr) per una determinata funzione di sicurezza.

S Gravità della lesione S1 lieve (lesione generalmente reversibile) S2 seria (lesione generalmente irreversibile,

compresa la morte)F Frequenza e/o durata

dell'esposizione al pericolo F1 Selezionabile quando la durata di esposizione

prescritta 1/20 non supera la durata d'esercizio prescritta e la frequenza non è superiore a 1 volta ogni 15 min.

F2 Frequenza superiore a 1 volta ogni 15 min.P Possibilità di evitare il pericolo o

limitazione del danno P1 possibile in determinate condizioni P2 quasi impossibile

S1

S2

F1

F2

F1

F2

P1 a

b

c

d

e

P2

P1P2

P1P2

P1

P2

ISO 14119Funzione

di sicurezza

In caso di bassa probabilità di accadimento dell'evento di pericolo, è possibile una riduzione del PLr richiesto.

La probabilità di accadimento deve essere motivata:

■ dati di affidabilità■ Cronologia guasti di macchine comparabili

Le funzioni di sicurezza rilevanti di un riparo mobile (vedere ISO 14119, capitolo 3.2) sono:

■ Disattivazione della funzione pericolosa della macchina all'apertura del riparo mobile■ Protezione dall'avvio imprevisto■ Eventuale ritenuta della porta di protezione fino alla fine della funzione pericolosa

della macchina■ Eventuale sblocco del meccanismo di ritenuta.

La funzione di sicurezza "Sblocco di un meccanismo di ritenuta" è nuova. La norma presuppone tuttavia (cfr. Osservazioni 1 e 2 al paragrafo 8.4.) che il PL della funzione di ritenuta sia inferiore rispetto al PL della funzione di interblocco. Motivo: "La probabilità di un guasto della funzione di ritenuta e del contemporaneo accesso di una persona è molto basso". (ISO 14119; paragrafo 8.4, Oss. 2). Nella valutazione della sicurezza, tuttavia, si deve fare riferimento allo sblocco accidentale del meccanismo di ritenuta.

La ISO 14119 prende in considerazione, in particolare, le caratteristiche e i requisiti dei sensori (Input) della catena di sicurezza, che fanno parte del dispositivo di interblocco di una porta di protezione descritto dalla norma.

Punto di partenza per la valutazione della riduzione del rischio

Rischio elevato

Rischio basso

Performance Level

richiesto PLr

8

Una volta definita la funzione di sicurezza, è necessario progettare il circuito di sicurezza.

La progettazione va effettuata in conformità ai requisiti del PLr (vedere ISO 13849-1, capitolo 6). Vanno pertanto soddisfatti i requisiti in materia di:

■ struttura del circuito di sicurezza

■ durata prevista dei componenti utilizzati fino alla comparsa del primo guasto pericoloso: MTTFD (o B10D)

■ copertura diagnostica, ossia la capacità di riconoscimento dei guasti pericolosi: DCavg■ misure per la prevenzione del guasto per causa comune: CCF

Nota sulla DCavg:

■ In molte applicazioni, i dispositivi di interblocco sono dotati di un collegamento elettrico in serie. Data la possibilità che gli eventuali guasti pericolosi possano non essere rilevati, è necessario ridurre conseguentemente la DCavg.

■ Il rapporto tecnico ISO/TR 24119, attualmente in fase di elaborazione, fornisce indicazioni per il collegamento in serie dei dispositivi di interblocco e le relative conseguenze a livello della DCavg.

Al momento si consiglia di applicare la seguente DCavg:

■ Collegamento in serie di dispositivi di interblocco con contatti ad apertura forzata: DCavg = 60% (che consente un Performance Level PL d massimo)

■ Collegamento in serie di dispositivi di interblocco magnetici: DCavg a seconda della distanza delle porte di protezione e della loro frequenza di attivazione

■ Collegamento in serie di dispositivi di interblocco elettronici con automonitoraggio: DCavg = 99% (che consente un PL e)

5. Progettazione del circuito di sicurezza

ISO 13849-1:Architettura di sicurezza

O1L1I1

O2L2I2

OI L

OTETE

OLI

Categorie B e 1 Categoria 2 Categorie 3 e 4

Segnale di ingresso

Segnale di uscita

Segnale di uscita

Segnale di ingresso

Monitoraggio Monitoraggio

Secondo circuito di disinserzione

o circuito di segnalazione

Segnale di ingresso

Segnale di ingresso

Segnale di uscita

Segnale di uscita

Monitoraggio

Monitoraggio

Ric

onos

cim

ento

co

rtoci

rcui

ti

Mon

itora

ggio

Mon

itora

ggio

9

7. Selezione del principio di interblocco

6. Ripari mobili

ISO 14120:Ripari

ISO 13857:Distanze di

sicurezza

ISO 13855: Velocità di accesso

con arti superiori/inferiori

Il tipo di dispositivo di interblocco, con o senza ritenuta, può essere definito con l'ausilio del diagramma di flusso tratto dalla norma ISO 14119.

Avvio

Fine

sì no

Ripari chiusi con ritenuta (vedere paragrafo 5)

Ripari chiusi senza ritenuta (vedere da 5.1 a 5.6)

Inerzia dell'intero sistema ≥ tempo d i accesso con arti superiori/inferiori

ISO 14119:Principio di interblocco

La progettazione meccanica del riparo è descritta anche nei requisiti delle seguenti norme:

■ ISO 14120: Ripari Qui, al paragrafo 6.4.4.1, si fa riferimento alla frequenza di accesso con arti superiori o inferiori per la quale va impiegato un riparo mobile. In caso di frequenza superiore ad una volta per settimana, va utilizzato un riparo mobile dotato di dispositivo di interblocco ai sensi della norma ISO 14119.

■ ISO 13857: Distanze di sicurezza per impedire il raggiungimento di zone pericolose con gli arti superiori e inferiori. Questa norma descrive le dimensioni degli arti e le relative distanze di sicurezza necessarie dalle zone di pericolo. Al paragrafo 4.3, la norma specifica che i ripari non devono superare una distanza dal suolo di 180 mm poiché in questo caso tutto il corpo avrebbe potenjziale accesso alla zona di pericolo.

Al capitolo 9, la norma ISO 13855 fornisce indicazioni per calcolare se l'inerzia dell'intero sistema ≥ tempo di accesso con gli arti superiori/inferiori.

■ Qui viene calcolata la distanza di sicurezza dal punto di pericolo dietro la porta di protezione in base ad una velocità di accesso con gli arti inferiori di 1600 mm/s o di accesso con gli arti superiori di 2000 mm/s.

■ La distanza di sicurezza dipende anche dalle dimensioni delle parti del corpo che hanno accesso al punto di pericolo aprendo la porta di protezione. Per tale motivo, nel calcolo del tempo di inerzia va considerata anche la norma ISO 13857.

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8. Analisi degli incentivi alla manipolazione

Un'indagine* ha dimostrato che gli infortuni sono spesso dovuti alla manipolazione dei ripari. Per tale motivo, la norma ISO 14119 si concentra sulla prevenzione della manipolazione dei dispositivi di interblocco.Per evitare tale evenienza, la norma propone una determinata procedura sotto forma di diagramma di flusso:

Scopo della procedura è riconoscere gli incentivi alla manipolazione ed eliminarli o ridurli. In assenza di incentivi alla manipolazione, non è necessario intraprendere alcuna misura.

La norma ISO 14119 assiste il costruttore anche nel rilevamento degli incentivi alla manipolazione. A tale scopo, propone una matrice in cui inserire sia le attività da eseguire alla macchina, sia le riflessioni/domande sulla semplificazione dello svolgimento delle attività a seguito di manipolazione.

* Fonte: http://www.dguv.de/ifa/Publikationen/Reports-Download/BGIA-Reports-2005-bis-2006/Report-Manipulation-von-Schutzeinrichtungen

ISO 14119:Incentivi alla manipolazione

Avvio

Fine

no

sì

no sì

Necessaria l'applicazione di misure contro l'"elusione in un modo ragionevolmente prevedibile" secondo la tabella 3 (vedere 7.1d)

Eliminazione o riduzione al minimo dell'incentivo all'elusione mediante l'applicazione di misure di progettazione o l'esecuzione di modalità operative alternative (vedere 7.1c)

Possibilità di eliminazione o riduzione al minimo degli incentivi all'elusione dei dispositivi di interblocco (vedere 7.1c)

Esecuzione delle misure di base (vedere 7.1a)

È presente un incentivo all'elusione? (vedere 7.1b e Allegato H)

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Legenda:a Modi operativib Vantaggi senza riparo: 0 = nessuno; + = limitati; ++ = sostanziali

La tabella va naturalmente adattata alla rispettiva applicazione/macchina. Una simile tabella in formato Excel è disponibile per il download al seguente indirizzo: http://www.dguv.de/ifa/praxishilfen/praxishilfen-maschinenschutz/ software-manipulationsanreize-bewerten/index.jsp

Tab. 2 Esempio di stima degli incentivi all'elusione dei dispositivi di interblocco (Fonte: ISO/DIS 14 119, Tabella H.1).

In questo modo, si vedrà immediatamente in quale punto e durante quale attività o in che modo operativo è presente il rischio di manipolazione:

Attività

Mod

o op

erat

ivo

1a

Mod

o op

erat

ivo

2a

Mod

o op

erat

ivo

3a

Mod

o op

erat

ivo

4a

Mod

o op

erat

ivo

5a

Att

ività

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b

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Min

ore

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Mag

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Mig

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flui

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di m

ovim

ento

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Elim

inaz

ione

del

le in

terr

uzio

nib

…

Messa in servizioTest di programma/Ciclo di provaInstallazione/regolazione/modifica/preparazioneLavorazioneAccesso con le mani per la rimozione di trucioliSostituzione manuale del pezzo in lavorazioneAccesso con le mani per la risoluzione dei guastiControllo/prelievo di campioni casualiAccesso con le mani per misura-zioni/regolazioni di precisioneSostituzione manuale dell'utensileManutenzione ordinaria/periodicaRisoluzione dei problemi della macchinaPulizia, ad es. rimozione di trucioli

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Qualora si accerti che sono presenti incentivi alla manipolazione, è necessario dapprima eliminarli mediante misure costruttive, vedere la norma ISO 14119, paragrafo 7.1 c. Esempi di misure di tipo costruttivo:

A) Ergonomia: - Regolazione in altezza del pannello di comando - Disposizione e configurazione del display e degli elementi di comando - Posizione dell'interruttore di arresto di emergenza - Possibilità di osservazione della zona di funzionamento - Dimensioni e posizione delle maniglie - Forze manuali per lo spostamento

B) Finestra di ispezione: Struttura del vetro: le lastre in policarbonato devono essere protette internamente da agenti chimici ed abrasivi con una lastra di vetro di sicurezza ed esternamente da una lastra in plastica antischeggia o da una pellicola raccogli-schegge. Fissaggio del vetro: il fissaggio deve assorbire elevate forze di reazione da impatto, essere altamente elastico e al contempo sigillare a tenuta le superfici frontali delle lastre in policarbonato per proteggerle da aggressioni chimiche.

C) Calotta di protezione: Struttura della calotta: In caso di struttura a sandwich, il rivestimento interno deve essere estremamente elastico, mentre il rivestimento esterno deve essere estremamente resistente e dotato di struttura rigida. Bordo di chiusura principale: Nelle porte di protezione motorizzate, l'energia cinetica e la velocità durante la chiusura devono essere limitate in misura tale che nel bordo di chiusura principale non sussistano punti di schiacciamento pericolosi. La forza di chiusura attiva non deve superare i 150 N. Fissaggio della calotta: Guida mediante rulli su guide di scorrimento ad accoppiamento geometrico. I profili a C evitano lo sbalzo della calotta in caso di incidente. La parte inferiore della calotta va realizzata in modo che non possano fuoriuscire all'esterno trucioli o lubrorefrigerante.

D) Sistemi di comando: Sicurezza durante il funzionamento: esecuzione affidabile delle funzioni di sicurezza entro un determinato intervallo mediante parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza. Sicurezza antimanipolazione: elementi di interblocco montati con viti antisvitamento in modo da renderli inaccessibili. Concetto di sicurezza adeguato alle attività in tutte le fasi di vita della macchina.

Zonadi pericolo principale

B

A

C D

13

Principi e misure

Dis

posi

tivo

di in

terb

locc

o di

tipo

1

(azi

onat

o es

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amen

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e

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3

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o a

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vede

re N

ota

2)

Collocazione al di fuori della portata, vedere 7.2 a) 1)

XX

Delimitazione/Schermatura, vedere 7.2 a) 2)

Collocazione in posizione nascosta, vedere 7.2 a) 3)Monitoraggio dello stato o controllo periodico, vedere 7.2 d) 1) i) e ii)Fissaggio non allentabile degli interruttori di posizione e degli elementi di azionamento, vedere 7.2 c)Fissaggio non allentabile dell'interruttore di posizione, vedere 7.2 c)

M M

Fissaggio non allentabile dell'elemento di azionamento, vedere 7.2 c)

M M M M

Dispositivo di interblocco supplementare e controllo di plausibilità, vedere 7.2 d) 2)

R R

X L'applicazione di almeno una di queste misure è obbligatoria.M Misura obbligatoriaR Misure consigliate (supplementari)

ISO 14119:Tabella 3

14

ISO 14119:Fissaggio

Al capitolo 5 della norma ISO 14119 sono descritti i requisiti generali per il montaggio e il fissaggio dei dispositivi di interblocco che devono essere rispettati indipendentemente dalle misure descritte sopra alla tabella 3:

Capitolo 5.2, Disposizione e fissaggio degli interruttori di posizione

Gli interruttori di posizione vanno disposti in modo da essere sufficientemente assicurati contro la modifica della loro posizione. A tale scopo, vanno osservati i seguenti requisiti:

■ Gli elementi di fissaggio degli interruttori di posizione devono essere affidabili e deve essere necessario utilizzare un utensile per allentarli.

■ Gli interruttori di posizione di tipo 1 devono essere dotati di misure che garantiscano il fissaggio duraturo in posizione dopo la regolazione (ad es. mediante perni o spine di riferimento).

■ Deve essere garantita la possibilità di accesso agli interruttori di posizione per la manutenzione e il controllo del corretto funzionamento. Nella progettazione delle possibilità di accesso va considerato anche come evitare l'elusione in un modo ragionevolmente prevedibile.

■ Va evitato l'autoallentamento.■ Va evitata l'elusione dell'interruttore di posizione in un modo ragionevolmente prevedibile

(vedere paragrafo 7).■ L'interruttore di posizione va disposto e, se possibile, protetto, in modo da evitare danni

dovuti ad influssi esterni prevedibili.■ Il movimento richiamato dall'azionamento meccanico o la distanza dal sistema di

azionamento di un interruttore di posizione senza contatto deve rimanere entro l'ambito di azionamento indicato dal produttore dell'interruttore o del sistema di azionamento al fine di garantire il funzionamento regolare e/o evitarne il superamento.

■ Un interruttore di posizione non può fungere da arresto meccanico, a meno che ciò non corrisponda all'uso conforme dell'interruttore di posizione specificato dal produttore.

■ Gli errori di allineamento del riparo mobile che creino un'apertura prima della variazione di stato dell'interruttore di posizione non devono pregiudicare l'efficacia del riparo mobile (in termini di accesso alle zone di pericolo, vedere norma ISO 13855 e ISO 13857).

■ L'appoggio e il fissaggio degli interruttori di posizione devono essere sufficientemente stabili per preservare il funzionamento regolare degli interruttori di posizione.

Capitolo 5.3, Disposizione e fissaggio degli azionatori

Gli azionatori vanno fissati in modo da ridurre al minimo la possibilità di allentarsi o la possibilità di una modifica della posizione conforme rispetto al sistema di azionamento per tutta la durata prevista.

■ Gli elementi di fissaggio degli azionatori devono essere affidabili e deve essere necessario utilizzare un utensile per allentarli.

■ Va evitato l'autoallentamento.■ L'azionatore va disposto e, se possibile, protetto, in modo da evitare danni dovuti ad influssi

esterni prevedibili.■ Un azionatore non può fungere da arresto meccanico, a meno che ciò non corrisponda

all'uso conforme dell'azionatore specificato dal produttore.■ L'appoggio e il fissaggio degli azionatori devono essere sufficientemente stabili per

preservare il funzionamento regolare degli azionatori.

15

9. Dispositivi di interblocco con e senza ritenuta

La norma distingue quattro tipi di costruzione per i dispositivi di interblocco:

Tipo 1non codificato

Tipo 2con codifica

Tipo 3non codificato

Tipo 4con codifica

In base alla procedura precedentemente descritta e all'obiettivo di protezione della norma si desume, a nostro avviso, che un interruttore di posizione può essere fissato con viti di tipo normale solo nel caso in cui non siano presenti incentivi alla manipolazione della macchina e il cacciavite non sia fra i comuni utensili di lavoro.

In questo caso, il livello di codifica non è rilevante. Nei tipi di costruzione bisogna innanzi tutto capire se il dispositivo di interblocco è codificato o meno.

La norma definisce i seguenti livelli di codifica (vedere paragrafi da 3.13.1 a 3.13.3):

basso:medio:alto:

Opzioni di codifica: 1 … 9Opzioni di codifica: 10 … 1.000Opzioni di codifica: > 1.000

Questa definizione non dipende dalla funzione di ritenuta del dispositivo di interblocco.

16

Se la scelta ricade su un sensore di sicurezza (di tipo 3 o 4), con cui è già possibile ottenere un PL e con un unico sensore anziché due, come descritto sopra, è necessario controllare che questo soddisfi i requisiti della norma sui prodotti IEC 60947-5-3 (vedere ISO 14119 paragrafo 5.4).

ISO 14119 / ISO 13849-2:Ridondanza

1121

1222

1121

1222

10. Scelta del prodotto

IEC 60947-5-3:Norma di prodotto sensori di sicurezza

La scelta del prodotto più adatto dipende naturalmente dalle reali condizioni di applicazione e impiego, come ad es.:

■ Temperatura■ Umidità■ Sporco■ Shock/vibrazioni■ Atmosfera esplosiva■ Forze di ritenuta necessarie

Negli Allegati A-F della norma sono riportati ulteriori dettagli e indicazioni d'uso sui singoli tipi di costruzione.

La scelta del prodotto dipende anche dal PLr da raggiungere (vedere sopra, pagina 7). Le norme ISO 14119 e ISO 13849-2 prescrivono la ridondanza degli interruttori di tipo 1 o 2 se il PLr da raggiungere = PLe (vedere ISO 14119 paragrafo 8.2 e ISO 13849-2, tabella D.8).

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Se, in base al tempo di inerzia descritto sopra, si rende necessario un dispositivo di interblocco dotato di ritenuta, osservare in particolare l'Allegato I della norma, che fornisce indicazioni sulle forze statiche massime ammissibili attive sui dispositivi di interblocco con ritenuta. Trattandosi di un allegato di tipo informativo con un elenco esemplificativo, va inteso come semplice riferimento di massima sull'entità (ossia l'ordine di grandezza) delle forze. La norma non può e non intende prescrivere le forze di ritenuta effettivamente necessarie in un'applicazione reale. In questo caso ci si deve rivolgere al costruttore del macchinario o consultare una norma di tipo C (vedere a tale riguardo anche il capitolo 6.2.2 Osservazione 2).

Qualora si ricorra ad un dispositivo di interblocco con ritenuta, va considerato anche un possibile sblocco manuale volontario dell'interblocco, ad es. per i lavori di installazione, manutenzione e riparazione della macchina.

Tali tipi di sblocco sono definiti nella norma ISO 14119 paragrafo da 3.25 a 3.27:

GY S11

WH S31GN S21

S12 PK(3)(1)(5)

(4)

(6)(2)S22 YE

S32 BN

■ Sblocco di emergenza: posto all'esterno della zona di pericolo, per i casi di emergenza

■ Sblocco di fuga: posto all'interno della zona di pericolo per potervisi allontanare autonomamente in caso di pericolo

■ Sblocco manuale: per lo sblocco in caso di lavori di preparazione, non in caso di emergenza

18

11. Corrente di lavoro / Corrente di riposo

Azionato con forza elastica

Mantenuto chiuso

Energia ON sbloccato Sbloccato

Energia ON azionato

Mantenuto chiuso

Sbloccato con forza elastica Sbloccato

Energia ON azionato

Mantenuto chiuso

Energia ON sbloccato Sbloccato

Energia ON azionato

Mantenuto chiuso

A)

B)

C)

D)

A seconda che si debba applicare energia per il blocco o lo sblocco della porta di protezione, si distingue fra

■ Principio della corrente di riposo: chiusura meccanica, sblocco mediante alimentazione di energia (vedere A)

■ Principio della corrente di lavoro: l'energia serve per bloccare, mentre lo sblocco avviene disinserendo l'energia (vedere B e D)

■ Principo d'azione bistabile: l'energia serve per bloccare ed anche per sbloccare (vedere C)

Per ragioni di sicurezza tecnica, è preferibile il principio della corrente di riposo. Sulla base di un'apposita valutazione dei rischi è possibile tuttavia applicare anche il principio della corrente di lavoro. Conseguentemente, si utilizzano spesso ritenute con principio della corrente di riposo per la protezione delle persone e ritenute con principio della corrente di lavoro per la cosiddetta protezione del processo (vedere a tale scopo anche il paragrafo capitolo 3.28 e il paragrafo 3.29)

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12. Esclusione dei guasti

Nella tecnica di sicurezza bisogna garantire il corretto funzionamento della catena di sicurezza. Per tale motivo, è indispensabile escludere i possibili guasti che si presentano e che possono causare la perdita della sicurezza.

La norma principale che si occupa dei possibili guasti nei componenti di una catena di sicurezza è la ISO 13849-2.

Negli allegati sono descritti in forma tabellare i possibili guasti e i possibili modi per escluderli applicando una determinata tecnica. Ad esempio, è possibile escludere la mancata apertura di un contatto elettromeccanico utilizzando un interruttore con contatti ad apertura forzata.

È pertanto necessario studiare le tabelle pertinenti della norma (in particolare l'Allegato D: Strumenti di validazione per sistemi elettrici) e documentare i possibili modi per escludere i guasti.

ISO 13849-2:Esclusione

dei guasti

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13. Verifica

La verifica serve ad attestare che i componenti selezionati e il loro collegamento sono sufficientemente resistenti rispetto ai guasti sistematici e casuali che possono causare la perdita della funzione di sicurezza. Tale verifica ha luogo sulla base di un calcolo PL che riguarda obbligatoriamente anche i rispettivi componenti logici e gli attuatori. La procedura di calcolo è descritta nella norma ISO 13849-1.

Questi calcoli possono essere eseguiti anche gratuitamente al PC con il software SISTEMA fornito gratuitamente dalla BIA (Berufsgenossenschaft für industriellen Anwendungen, Associazione di categoria per le applicazioni industriali).Il software può essere già scaricato alla pagina: http://sistema.schmersal.net

Molti produttori di componenti di sicurezza mettono a disposizione i dati dei propri prodotti nelle cosiddette biblioteche SISTEMA. La biblioteca Schmersal è disponibile nella scheda "Ulteriori prodotti/Software" alla pagina: www.schmersal.net

ISO 13849-1:Verifica

Calcolo della funzione di sicurezza

Input Logic Output

PL d

Stima secondo la tabella 11 della norma ISO 13849-1PLraggiunto = PL d = PLr

+ +PL e PL e

Struttura = Categoria 3B10D = 2.000.000 (ISO 13849-1)

F = 1/hMTTFD = 2.283 aMTTFD > 100 a = altoDC = 90% = bassoCCF = 80 punti > 65

Struttura = Categoria 4B10D = 2.000.000 (ISO 13849-1)

F = 1/hMTTFD = 2.283 aMTTFD > 100 a = altoDC = 60% = bassoCCF = 80 punti > 65

DC = 99%CCF = 80 puntiPFHD = 5,0x109/h

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14. Validazione

Nonostante la cura profusa, si consiglia un controllo finale di tutte le condizioni generali e dei parametri, vedere ISO 13849-1, figura 3. La norma ISO 13849-2 descrive come si esegue la validazione. La procedura è rappresentata come segue:

ISO 13849-2: Validazione

Osservazioni sulla progettazione

Documenti Criteri per l'esclusione dei guasti

Elenco dei guastiAvvio

Piano di validazione Principi di validazione

Analisi

L'analisi è sufficiente?

no

sì

Verifica

Categoria 2, 3, 4

sì

Verifica superata?

sì

no

Modifiche nella progettazione

Controllo delle funzioni di sicurezza in condizioni di guasto

Rapporto di validazione

Sono state validate tutte le funzioni di sicurezza?

sì

Fine

no

no

Specifiche delle funzioni di sicurezza

Funzioni di sicurezza

PL e categorie: • Definizione della

categoria• MTTF, DC, CCF• Guasti sistematici• Software• Verifica del PL per

SRP/CS• Combinazione di SRP/CS

Requisiti ambientali

Requisiti relativi alla manutenzione

Specifiche tecniche/informazioni utente

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15. Informazioni per l'utente

Non si tratta solo di eseguire un'analisi teorica ma, a seconda della complessità della macchina, anche un controllo pratico della funzione di sicurezza.

Per il controllo pratico di un circuito di sicurezza a due canali è utile, ad esempio, scollegare appositamente un canale per testare la reazione del sistema.

Anche in questo caso è importante documentare i risultati (rapporto di validazione).

Qualora, nonostante le misure applicate, persistano rischi residui minimi nella porta di protezione (ad esempio in determinate modalità, quali la manutenzione, preparazione), è necessario informarne l'utente.

Ciò avviene in due diversi modi: sulla porta di protezione stessa e nel manuale d'uso della macchina.

Va tuttavia ricordato nuovamente che si tratta di un'ultima possibilità di riduzione del rischio, a cui ricorrere una volta esaurite le opzioni offerte dalla costruzione a sicurezza intrinseca (vedere pagina 5 della presente brochure) e dalle misure tecniche di protezione (ossia l'interblocco della porta di protezione).

La norma ISO 12100, paragrafo 6.4, e la norma IEC 82079-1 forniscono indicazioni sulla redazione di un manuale d'istruzioni conforme.

IEC 82079-1ISO 12100:Manuale d'istruzioni

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16. Elenco delle norme

ISO 12100:2010 Principi generali di progettazione – Valutazione del rischio e riduzione del rischio

ISO 13849-1:2015 Sicurezza del macchinario – Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza – Parte 1: Principi generali per la progettazione

ISO 13849-2:2012 Sicurezza del macchinario – Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza – Parte 2: Validazione

ISO 13855:2010 Sicurezza del macchinario – Posizionamento dei dispositivi di protezione in funzione delle velocità di avvicinamento di parti del corpo

ISO 13857:2008 Sicurezza del macchinario – Distanze di sicurezza per impedire il raggiungimento di zone pericolose con gli arti superiori e inferiori

ISO 14119:2013 Sicurezza del macchinario – Dispositivi di interblocco associati ai ripari – Principi di progettazione e di scelta

ISO 14120:2015 Sicurezza del macchinario – Ripari – Requisiti generali per la progettazione e la costruzione di ripari fissi e mobili

ISO/TR 24119:2015 Safety of machinery – Evaluation of fault masking serial connection of guard interlocking devices with potential free contacts (in elaborazione)

IEC 60947-5-1:2016 Apparecchiature a bassa tensione – Parte 5-1: Apparecchiature di controllo ed interruttori – apparecchiature di controllo elettromeccanico

IEC 60947-5-3:2013 Apparecchiature a bassa tensione – Parte 5-3: Dispositivi per circuiti di comando ed elementi di manovra – Prescrizioni per dispositivi di prossimità con comportamento definito in condizioni di guasto (PDDB)

IEC 82079-1:2012 Preparazione di istruzioni – Struttura, contenuto e presentazione – Parte 1: Principi generali e requisiti dettagliati

Infine, auspichiamo di aver contribuito, con questa brochure, a fornire indicazioni utili per la progettazione conforme dei dispositivi di protezione. Il contenuto della brochure e del poster è stato redatto secondo scienza e coscienza, tuttavia non si assume alcuna responsabilità a riguardo. Segnaliamo inoltre che il processo di normazione a livello europeo e internazionale è in costante evoluzione al fine di tenere il passo con lo sviluppo tecnico e adeguare, ad esempio, norme e direttive alle nuove tecnologie.

Siamo lieti di ricevere domande o suggerimenti. Siamo lieti di ricevere domande o suggerimenti. Per ulteriori informazioni, si rimanda al nostro programma di formazione e iniziative aggiornato, visibile alla pagina www.tecnicum.com/academy. I nostri collaboratori sono a disposizione per ulteriori informazioni.

www.tecnicum.com

La sicurezza funzionale delle macchine è un ambito complesso nel quale vanno osservate numerose norme e direttive. Il tec.nicum offre a tutti i costruttori, distributori e operatori di macchine e impianti una gamma completa di servizi di consulenza su tutte le attuali disposizioni legislative, con competenza e con un approccio neutrale rispetto a prodotti e produttori, e fornisce supporto nella progettazione di macchine e postazioni di lavoro conformi alla normativa vigente.

L'offerta di servizi del tec.nicum copre quattro segmenti:

I tecnici specializzati di tec.nicum svolgono per conto dei clienti progetti riguardanti la tecnologia di sicurezza, dalla A alla Z – dall'analisi dello status quo alla pianificazione e documentazione fino alla consegna chiavi in mano della macchina in conformità con le normative vigenti. L'unità tec.nicum offre alle aziende una rete di consulenza globale con Functional Safety Engineer certificati dal TÜV Rheinland – i servizi dell'organizzazione internazionale tec.nicum sono quindi a disposizione in loco, in modo semplice e pratico. Gli esperti di tec.nicum conoscono in modo approfondito le direttive, le leggi e le ordinanze regionali o nazionali e dispongono di un vasto know-how tecnico e di una lunga esperienza nell'esecuzione di progetti in questo campo.

In tutti i servizi di consulenza e nelle soluzioni proposte, l'obiettività è per tec.nicum un elemento di grande rilevanza.

■ Valutazione dei rischi■ Valutazione dei pericoli■ Procedure di conformità CE■ Calcolo delle funzioni

di sicurezza■ Validazione■ Valutazione di macchine e

linee di produzione

■ Installazione di dispositivi di protezione

■ Modifiche/retrofitting

■ Progettazione di dispositivi di protezione

■ Pianificazione tecnica e project management

■ Programmazione PLC■ CAD e CAE■ Pianificazione di interventi

di retrofitting

I dati e le informazioni forniti sono stati accuratamente controllati. Si riserva il diritto di modifiche tecniche e si declina ogni

responsabilità per eventuali errori.

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x.000 / L+W / 03.2018 / Teile-Nr. 103008193 / IT / Ausgabe 04*103008193#

Progettazione di ripari secondo la norma ISO 14119

Valutazione dei rischi ISO 12100

Sicurezza intrinseca

Misure tecnichedi protezione

Obiettivo: ausilio per il monitoraggio conforme delle porte di protezione secondo la Direttiva Macchine e le norme correlate.

I ripari mobili devono essere collegati ad un dispositivo di interblocco

che impedisca l'avviamento delle funzioni pericolose della macchina fino alla chiusura del dispositivo di protezione

e attivi un comando di arresto nel caso in cui i dispositivi di protezione non siano più chiusi.

Disclaimer: non costituisce alcuna garanzia di completezza. Interpretazione di K.A. Schmersal GmbH & Co. KG. Non sostituisce la lettura delle norme applicabili.

Nella nostra brochure "Progettazione di ripari" sono riportate ulteriori informazioni alle pagine indicate.

Ripari mobili

Analisi degli incentivi alla manipolazione

Progettazione del circuito di sicurezza

Definizione della funzione di sicurezza

Scelta del principio di interblocco in funzione

dell'inerzia del sistema generale

Design ISO 14120

Definizione del PLr secondo ISO 13849-1

Velocità di avvicinamento ISO 13855

Dispositivi di interblocco ISO 14119

Arti ISO 13857

Con ritenuta

Selezionare il prodotto

Tipo 2Tipo 1 Tipo 3 Tipo 4 Tipo 2 Tipo 4

Vedere ISO 14119 Allegati A-F Forze e principi di funziona-mento ISO 14119

Esclusione dei guasti secondo ISO 13849-2

Selezionare il prodotto

Verifica

Convalida

Senza ritenuta

Calcolo PL secondo ISO 13849-1

Verifica secondo ISO 13849-2

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