La norma UNI EN ISO 14119:2013
Monza, 17 settembre 2015
Salvatore DI NIQUILO
I dispositivi di interblocco
dei ripari mobili
La norma UNI EN ISO 14119:2013
UNI EN ISO 14119:2013
La norma UNI EN ISO 14119:2013
Sicurezza del macchinario
Dispositivi di interblocco associati ai ripari
Principi di progettazione e selezione
********
La norma specifica i principi per la progettazione e la scelta,
indipendentemente dalla natura della fonte di energia, dei
dispositivi di interblocco associati ai ripari.
La norma tratta le parti dei ripari che azionano i dispositivi di
interblocco.
UNI EN ISO 14119:2013
La nuova norma del novembre 2013 sostituisce la UNI EN
1088 del 2008 (data di cessazione della presunzione di
conformità della UNI EN 1088 è il 30/04/2015) e fissa nuovi
requisiti tecnici finalizzati ad evitare il più possibile l’elusione
di questi dispositivi di sicurezza, rendendo non più
percorribili determinate soluzioni presenti ancora oggi sulle
macchine.
Questa norma apporta diverse modifiche alla precedente
norma UNI EN 1088 e, essendo armonizzata alla Direttiva
Macchine 2006/42/CE, permette il soddisfacimento dei
pertinenti requisiti di sicurezza in Allegato I.
NOVITA’ – Soggetti coinvolti
La novità normativa coinvolge direttamente non soltanto i
fabbricanti di macchine, ma anche le aziende utilizzatrici, che
dovranno, valutare con il fornitore il fatto che le nuove macchine
siano adeguate alle nuova norma tecnica e valutare anche
l’opportunità di adeguare, almeno progressivamente, il parco
macchine esistente al nuovo stato dell’arte fissato con EN ISO
14119:2013.
NOVITA’ – Soggetti coinvolti
Si ricorda che il datore di lavoro utilizzatore è obbligato, secondo
l’articolo 70 comma 1:
Salvo quanto previsto al comma 2, le attrezzature di lavoro messe a
disposizione dei lavoratori devono essere conformi alle specifiche disposizioni
legislative e regolamentari di recepimento delle Direttive comunitarie di
prodotto.
e secondo l’Articolo 71 - Obblighi del datore di lavoro
1. Il datore di lavoro mette a disposizione dei lavoratori attrezzature conformi
ai requisiti di cui all’articolo precedente, idonee ai fini della salute e sicurezza e
adeguate al lavoro da svolgere o adattate a tali scopi che devono essere
utilizzate conformemente alle disposizioni legislative di recepimento delle
Direttive comunitarie.
NOVITA’ PRINCIPALI
•
Considerazioni sulle esclusioni dei guasti;
•
la suddivisione dei dispositivi di interblocco in quattro tipi (meccanici non
codificati, meccanici codificati, senza contatto non codificati e senza contatto
codificati);
•
requisiti per i dispositivi elettromagnetici di blocco del riparo;
•
considerazioni riguardanti l'utilizzo dei dispositivi di interblocco in circuiti di
comando aventi funzioni di sicurezza realizzati in accordo alle norme UNI EN
ISO 13849-1:2008 o CEI EN 62061:2005 (tra cui le misure per prevenire i guasti
da causa comune);
•
requisiti per i dispositivi di interblocco realizzati mediante chiavi intrappolate.
NOVITA’ PRINCIPALI - Elusione
• Una delle principali novità trattate dalla norma tecnica UNI EN
ISO 14119:2013 relativa ai dispositivi di interblocco associati ai
ripari mobili interbloccati, sono appunto le specifiche
indicazioni tecniche e progettuali da adottare al fine di evitare
fenomeni di elusione degli stessi dispositivi da parte
dell’utilizzatore.
• La direttiva macchine 2006/42/CE richiede esplicitamente che
vengano adottate misure contro l’elusione dei dispositivi di
protezione.
NOVITA’ PRINCIPALI – Direttiva 2006/42/CE
• Caratteristiche richieste per i ripari e i dispositivi di
protezione
• 1.4.1 Requisiti generali
I ripari e i dispositivi di protezione:
• devono essere di costruzione robusta,
• devono essere fissati solidamente,
• non devono provocare pericoli supplementari,
• non devono essere facilmente elusi o resi inefficaci,
• devono essere situati ad una distanza sufficiente dalla
zona pericolosa,
………………………………………………..
Elusione dell’interblocco – UNI EN ISO 14119:2013, §7
La macchina deve essere costruita e progettata al fine di
minimizzare la necessità di eludere i dispositivi di interblocco.
I dispositivi di interblocco devono garantire una minima
interferenza con le attività svolte durante tutte le fasi di lavoro
della macchina, in modo da ridurre qualsiasi incentivo alla loro
elusione, in particolare in fase di manutenzione e regolazione.
Definizione di elusione - UNI EN ISO 14119:2013, §3.7 & §3.8
Elusione: azione che rende inoperativo un dispositivo di interblocco o lo
scavalca con il risultato che la macchina è utilizzata in un modo differente da
quello previsto dal fabbricante o senza le misure di sicurezza necessarie
Elusione in un modo ragionevolmente prevedibile: elusione effettuata
manualmente o mediante l’utilizzo di oggetti facilmente disponibili (ad
esempio cacciaviti, chiavi inglesi, chiavi a brugola, pinze, monete, chiavi).
La norma riporta un diagramma
di flusso che chiarisce i passi progettuali
da compiere.
Metodologia per la determinazione del possibile
incentivo e delle misure attuate dal costruttore della
macchina – punto 7.1
1 – Motivazione?
3 – Ultima possibilità
(«Protezione» interruttore
di sicurezza)
2 – Contromisure
(sulla macchina)
Elusione - Manipolazione
Possono esistere diversi gradi di elusione:
da quella più semplice operata con oggetti
facilmente reperibili (cacciaviti, nastro adesivo,
fascette)
a quella più complessa, ovvero pianificata, che
evidenzia la volontà di modificare il sistema di
sicurezza della macchina stabilito dal costruttore
(interventi sui circuiti di comando)
Elusione dell’interblocco
Elusione dell’interblocco - esempi
Elusione dell’interblocco
Elusione dell’interblocco
Motivazioni per l’elusione dell’interblocco
Le motivazioni per l’elusione dei dispositivi di interblocco dei ripari mobili comprendono vari
aspetti, tra cui:
– intralcio all’esecuzione di alcuni compiti sulla macchina
– necessità di controlli del processo di lavorazione per evitare scarti o difetti
– regolazioni fini della lavorazione
Di seguito è riportato un esempio di metodo per identificare le motivazioni di elusione dei
dispositivi di interblocco (per una macchina automatica):
– devono essere tenute in considerazione tutte le modalità di funzionamento della
macchina
– se un compito è necessario e non è possibile eseguirlo senza eludere i dispositivi di
interblocco, è necessario riconsiderare la progettazione della macchina
– se sono presenti potenziali benefici nell’esecuzione delle operazioni senza
dispositivi di protezione, bisogna verificare se è possibile migliorare le misure di
protezione
– se l’incentivo all’elusione dei dispositivi di interblocco non può essere
completamente eliminato, bisogna rendere più difficile o impossibile l’elusione
dei dispositivi di interblocco
Elusione dell’interblocco – esempio di metodo
UNI EN ISO 14119:2013 - Allegato H
Dispositivo di interblocco - UNI EN ISO 14119:2013, §3.1
• Si definisce dispositivo interbloccato, un interblocco meccanico, elettrico o
di altra natura, il cui scopo è quello di impedire l'attivazione delle funzioni
pericolose della macchina in specifiche condizioni (generalmente finché
una protezione non è chiusa - punto 3.1). [UNI EN ISO 12100:2010,
§3.28.1]
Tipologie dispositivi di interblocco
UNI EN ISO 14119:2013, §4.1
• I dispositivi di interblocco possono essere classificati a seconda della
natura del collegamento tra il riparo e l’output del sistema, oppure a
seconda della natura del sistema di output.
• I dispositivi di interblocco hanno una funzione che monitora lo stato del
riparo; se il riparo non è chiuso, genera un comando di arresto.
• Alcuni dispositivi di interblocco hanno anche una funzione di blocco del
riparo, che mantiene il riparo chiuso fino a che sono presenti delle
funzioni pericolose sulla macchina.
Tipologie dispositivi di interblocco
UNI EN ISO 14119:2013, §4.1
La suddivisione dei dispositivi di interblocco secondo la norma UNI EN ISO
14119:2013, suddivide gli interblocchi in: Tipo 1, Tipo 2, Tipo 3 e Tipo 4.
Attuatore codificato
Tipologie dispositivi di interblocco
Dispositivi di interblocco di Tipo 1 – non codificati
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato A
I dispositivi di Tipo 1 possono essere:
Camme rotanti;
Camme lineari;
Cerniere.
Dispositivi di interblocco di Tipo 2
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato B
I dispositivi di Tipo 2 possono essere:
• – sensori di posizione con
attuatore a chiavetta;
• – interblocco a chiave intrappolata.
Attuatore a chiavetta
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato B
Attuatore a chiave intrappolata
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato B
Dispositivi di interblocco di Tipo 3
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato C
I dispositivi di Tipo 3 sono costituiti da uno o più switch non
azionati meccanicamente ad es. (induttivo, magnetico,
capacitivo, interruttore di prossimità a ultrasuoni o ottico)
azionato da un attuatore non codificato collegato a un riparo
mobile
Dispositivi di interblocco di Tipo 3
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato C
•
•
•
•
Nessuna parte mobile
Alta resistenza ai liquidi e alla polvere
Facilmente pulibile
A causa della bassa codifica è facilmente eludibile
Dispositivi di interblocco di Tipo 4
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato D
I dispositivi di Tipo 4 sono costituiti da interblocco con un
interruttore di posizione azionato da un attuatore magnetico
codificato associato alla protezione mobile che apre i suoi
contatti quando la protezione non è chiusa
Dispositivi di interblocco di Tipo 4
UNI EN ISO 14119:2013, Allegato D
•
Nessuna parte mobile
•
Alta resistenza ai liquidi e alla
polvere
•
Facilmente pulibile
•
Codificato
•
Tollerante allo scorretto
allineamento
Selezione del blocco del riparo
UNI EN ISO 14119:2013, §6.2.1
I sistemi di interblocco con
blocco del riparo devono
essere
utilizzati
ogni
qualvolta il tempo di
reazione del sistema di
arresto è maggiore o
uguale
al
tempo
necessario
per
il
raggiungimento di parti
pericolose dopo l’apertura
dei ripari. Il tempo di
accesso
può
essere
calcolato usando quanto
descritto nella norma UNI
EN ISO 13855:2010.
Selezione dell’interblocco di sicurezza
del riparo con/senza blocco
La maggior parte dei criteri di selezione di un dispositivo di interblocco,
considerando tutte le fasi del ciclo di vita della macchina, sono:
•
•
•
•
•
•
•
•
le condizioni di utilizzo e destinazione d'uso (ISO12100)
I pericoli presenti sulla macchina (ISO12100)
la gravità ed il possibile danno
la probabilità di guasto del dispositivo di interblocco
Tempo di arresto e le considerazioni sul tempo di accesso
La frequenza di accesso
La durata dell’esposizione della persona al pericolo
considerazioni sulle prestazioni
Dispositivi di interblocco senza blocco del
riparo
Nel caso in cui vengano impiegati dispositivi di interblocco senza il blocco del
riparo, allora i ripari possono essere aperti in qualsiasi momento
indipendentemente dall’operazione compiuta dalla macchina in quel
momento.
Dispositivi di interblocco con blocco del riparo
• Se il dispositivo di interblocco è dotato di blocco del riparo, allora
l’apertura del riparo è impedita fintanto che tutte le funzioni pericolose
della macchina protette dal riparo, non sono cessate.
• Ci sono due alternative per la progettazione del blocco del riparo:
– Sblocco incondizionato: lo sblocco del riparo può essere effettuato
in qualsiasi momento dall’operatore. Quando lo sblocco viene
avviato, il dispositivo di blocco del riparo genera un comando di
arresto. Il tempo necessario per sbloccare il riparo e raggiungere le
zone pericolose è maggiore del tempo necessario per far cessare le
funzioni pericolose della macchina.
– Sblocco condizionato: lo sblocco del riparo è possibile unicamente
quando la funzione pericolosa della macchina è cessata.
Dispositivi di interblocco con blocco
meccanico del riparo
• La parte meccanica che blocca il riparo può essere:
– inserita e rilasciata manualmente;
– inserita da una molla e rilasciata da un attuatore
(power -ON);
– inserita da un attuatore (power-ON) e rilasciata da una
molla;
– inserita e rilasciata da un attuatore (power-ON).
• I dispositivi di interblocco con blocco del riparo meccanico devono
utilizzare il principio dell’azione meccanica diretta; l’attrito e la forza,
da soli, non possono essere considerati validi.
Dispositivi di interblocco con blocco
elettromagnetico del riparo
• I dispositivi di blocco del riparo di tipo elettromagnetico, sono
mantenuti chiusi senza alcun dispositivo di blocco meccanico
ma attraverso una forza elettromagnetica.
• I dispositivi di blocco del riparo elettromagnetico operano
secondo il principio di inserimento con un attuatore (powerON) e rilascio con un attuatore (power-OFF).
Blocco del riparo elettromagnetico
UNI EN ISO 14119, §4.3.2
Requisiti di controllo dell’interblocco
UNI EN ISO 14119:2013, §8.1
I dispositivi interblocco con o senza bloccaggio del riparo sono parti di
sicurezza del sistema di controllo (SRP/CS) di una macchina, così quando
vengono utilizzati sono considerati i seguenti parametri :
Valutazione dei guasti ed esclusione dei guasti
Con le norme EN 13849 e EN 62061, la nuova EN 14119 conferma che per
raggiungere un PLr = e l'esclusione guasto dell'attuatore meccanico (unico
punto di guasto meccanico) non è possibile.
Quando un test funzionale è necessario per rilevare un possibile accumulo di
guasti e la protezione interbloccata non viene aperta spesso, deve essere
effettuata manualmente entro gli intervalli di prova seguenti:
almeno ogni mese per PL = e di Categoria 3 o 4 (o SIL 3);
almeno ogni 12 mesi per PL = d di categoria 3 (o SIL 2).
Prevenzione dei guasti da causa comune
UNI EN ISO 14119:2013, §8.3.2
• Dove sono predisposti dei dispositivi di interblocco ridondanti, devono
essere adottate misure contro i guasti da causa comune (CCF). Ad
esempio:
– impiego di due dispositivi di interblocco di Tipo 1, uno con azione
meccanica diretta e uno con azione meccanica non diretta.
Definizione
• Azione meccanica diretta
azione meccanica positiva
movimento di un componente meccanico che deriva inevitabilmente dal movimento di un
altro componente meccanico sia per contatto diretto o tramite elementi rigidi (punto 3.10)
• Azione di apertura diretta
apertura positiva
<Contact element> raggiungimento di separazione dei contatti come risultato diretto di
un movimento specifico dell'attuatore dell'interruttore attraverso i membri non-elastici
(per esempio, non dipende da molle – punto 3.11)
Azione meccanica diretta
Connessioni degli interblocchi
UNI EN ISO 14119:2013, §8.6
• Le connessioni logiche in serie dei dispositivi di interblocco sono,
per i contatti normalmente chiusi collegati in serie e per i contatti
normalmente aperti collegati in parallelo.
• Quando dispositivi di interblocco, con contatti ridondanti sono
collegati in serie, il rilevamento di un singolo guasto può essere
mascherato mediante l’azionamento di un qualsiasi dispositivo di
interblocco collegato logicamente in serie con l’interblocco
difettoso.
• In questo caso, il guasto è mascherato e l’effetto sulla copertura
diagnostica (DC) e sulla categoria deve essere tenuto in
considerazione (vedi norma UNI EN ISO 13849-1).
Mascheramento dei guasti di
interblocchi connessi in serie
ISO/DTR 24119:2014
• È possibile che vi sia il mascheramento di taluni guasti quando
più dispositivi di interblocco sono connessi in serie a una
logica che svolge la funzione di diagnostica.
• Per tali tipologie di sistemi è necessario procedere al calcolo
della copertura diagnostica (DC), in conformità a quanto
indicato all’interno della norma UNI EN ISO 13849-1:2008.
ISO/DTR 24119:2014 – Questa norma si occupa di chiarire il collegamento logico in serie dei
dispositivi ed è attualmente in preparazione
Evitare il mascheramento delle avarie
ISO/DTR 24119:2014, §7
Per evitare il mascheramento delle avarie di dispositivi di interblocco con
contatti senza potenziale, vengono indicati i seguenti metodi:
– usare contatti addizionali, connessi individualmente ad un dispositivo di
monitoraggio in combinazione con un’appropriata procedura diagnostica per
evitare il mascheramento delle avarie;
– evitare la connessione in serie degli interblocchi e usare degli ingressi di
sicurezza individuali per ciascun dispositivo;
– usare dispositivi di interblocco con diagnostica interna e uscite monitorate.
Marcatura
Secondo la norma, i dispositivi di blocco devono
essere contrassegnati da un nuovo simbolo per
indicare che la funzione di blocco è monitorata.
Conclusione
Le soluzioni fornite dalla norma sono diverse; tuttavia l’applicazione di una
soluzione piuttosto che un’altra deve essere il conseguente risultato di un
processo di valutazione dei rischi effettuata sulla macchina in modo da
evidenziare come la soluzione tecnica adottata e fornita dalla norma sia
effettivamente quella che permette di esporre l’operatore al minimo rischio
residuo.
Grazie per l‘attenzione
Salvatore Di Niquilo
OMRON Europe BV
[email protected]