Automazione Oggi 451

SPECIALE GENNAIO-FEBBRAIO 2024 AUTOMAZIONE OGGI 451 | 65 Requisiti di sicurezza secondo lo standard ISO13849-1 La norma ISO13849-1 è fondamentale per la pro- gettazione e l’installazione sicura dei macchinari. Lo standard specifica la metodologia e i requisiti per la progettazione e l’integrazione dei compo- nenti di sicurezza dei sistemi di controllo (SRP/ CS), incluse le funzioni di sicurezza, i moduli relè e i dispositivi di controllo. Inoltre, definisce il qua- dro di riferimento per la valutazione del livello di prestazioni (PL - Performance Level) richiesto per una determinata applicazione (figura 1). Nello standard ISO 13849-1, i PL sono classificati in cinque livelli, da PL a - funzioni di sicurezza che forniscono il contributo più basso alla riduzione del rischio - a PL e, funzioni di sicurezza che for- niscono il contributo più elevato alla riduzione del rischio. Il PL richiesto viene determinato utilizzando la struttura ad albero delle decisioni riportata in figura 1 nella quale vengono inseriti i parametri definiti nella figura 2. Per parecchi sistemi di automazione industriale di nuova concezione, considerato il numero delle parti in movimento, la velocità e la potenza dei mac- chinari e il funzionamento in modo continuo, sono quasi sempre richiesti livelli di prestazioni elevati, di tipo (d) oppure di tipo (e). Un ulteriore elemento da prendere in considerazione è la ca- tegoria dell’architettura prevista da ISO 13849-1 del dispositivo di sicurezza. Tali categorie vanno dalla B alla categoria 4, dove la prima è la cate- goria di base, con i minori requisiti di sicurezza funzionale e la seconda è quella con i requisiti di sicurezza più elevati. Un controllo complesso I requisiti relativi ai sistemi di sicurezza sono aumentati a causa dell’incremento delle pre- stazioni e della diffusione delle applicazioni di automazione, con un conseguente incremento della complessità dei progetti, dei costi di in- stallazione e degli oneri legati alla manuten- zione. In un tipico centro di distribuzione dove vengono gestiti volumi elevati è presente un gran numero di apparecchi pick&place, bracci robotizzati, nastri trasportatori e magazzini au- tomatici verticali che operano in maniera coor- dinata. Per garantire l’incolumità dei lavoratori è auspicabile, se non espressamente richiesto, garantire il massimo livello in termini di presta- zioni (PLe) e utilizzare architetture in categoria 4. Ciò comporta il ricorso a un gran numero di funzioni di sicurezza per il controllo del funzio- namento. Nel momento in cui vengono attivate, le funzioni di sicurezza segnalano ai sistemi di controllo di arrestare il funzionamento. Alcune funzioni di sicurezza tipiche includono i sistemi di arresto di emergenza, i contatti antivalenti, gli interruttori di protezione, gli interruttori magnetici, gli interruttori di prossimità di sicu- rezza, i sensori PNP, i commutatori di sicurezza Rfid, le barriere fotoelettriche di sicurezza e le stazioni di controllo a due mani. A questo punto è utile sottolineare la necessità di migliorare lemodalità di intervento dei sistemi di sicurezza. Storicamente, il ruolo delle funzioni di sicurezza era quello di arrestare istantanea- mente il funzionamento dei macchinari.Tuttavia, nel momento in cui si è passati dai semplici torni emacchine per la tessitura ai sistemi per l’assem- blaggio e l’imballaggio ad alte prestazioni for- mati damacchine interconnesse operanti ad alta velocità, l’arresto istantaneo di un processo può risultare estremamente pericoloso. Con l’improv- visa interruzione del funzionamento di un mac- chinario operante ad elevata velocità, i prodotti o le parti possono muoversi in maniera disordi- nata, provocare impatti o espulsioni dalla linea di produzione e creare quindi ulteriori pericoli, oltre ad aumentare i tempi di fermo macchina necessari per risolvere la situazione. Nei moderni sistemi di automazione, le funzioni di sicurezza devono essere dotate di un livello superiore di intelligenza che permetta di arrestare i macchi- nari in modo da controllare il rischio iniziale, senza provocare ulteriori pericoli o danni a pro- dotti o apparecchiature. Solitamente, un requi- sito di questo tipo è soddisfatto da un’ampia rete di moduli relè già preconfigurati per il controllo delle funzioni di sicurezza con ritardi temporali e soglie specifiche programmate che, una volta abbinati a controllori PLC (Programmable Logic Controller), consente di arrestare in modo intel- ligente i sistemi di automazione. La complessità dell’elettronica di sicurezza si traduce in un costo significativo in termini non solo di investimento iniziale, ma anche di manutenzione, che deve essere eseguita su base continuativa. In un ti- Fig. 1 - Diagramma di flusso per l’individuazione del PL richiesto per una funzione di sicurezza Fig. 2 - Livelli di gravità, frequenza e probabilità secondo il requisito PL ISO 13849-1 Fonte: Automation IT. Newsletter 15, No. 3 - Settembre 2014. Rielaborato da Mouser Electronics Fonte: Mouser Electronics