2.2.5 Dispositivi di sicurezza

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1 2. Sicurezza 2. Sicurezza generale delle macchine Dispositivi di sicurezza I dispositivi di sicurezza hanno la funzione di eliminare o ridurre un rischio autonomamente o in associazione a ripari. La funzione prevalente dei dispositivi è quella di impedire il raggiungimento di organi pericolosi durante il moto. A differenza dei ripari non offrono alcuna protezione rispetto a materiali proiettati dall area di lavorazione verso l operatore. La scelta e l adozione di un dispositivo di sicurezza deve essere fatta attentamente, tenendo conto dei rischi da proteggere, delle modalità di funzionamento della macchina e delle necessità operative dei lavoratori DISPOSITIVI DI INTERBLOCCO ASSOCIATI AI RIPARI UNI EN 1088/07 Descrizione L interblocco è un dispositivo associato ad un riparo, (vedi Ripari ) che ha lo scopo di impedire il funzionamento di organi pericolosi quando il riparo medesimo non è chiuso. Il dispositivo di interblocco può essere azionato meccanicamente o in altro modo ed intervenire sui circuiti di comando o di azionamento che possono essere elettrici, ma anche idraulici o pneumatici. A volte, quando l organo da proteggere è dotato di inerzia pericolosa, il dispositivo di interblocco è, a sua volta, associato ad un dispositivo di bloccaggio del riparo. Il dispositivo di bloccaggio del riparo mantiene il riparo chiuso e ne consente l apertura solo quando gli organi protetti dal riparo stesso non hanno esaurito la loro inerzia pericolosa. Caratteristiche I dispositivi di interblocco (vedi A Dispositivo di interblocco associato a un riparo incernierato/scorrevole ) sono realizzati con componenti con elevato grado di affidabilità ed installati in modo da essere difficilmente escludibili. Uno dei componenti fondamentali è il sensore di posizione (vedi A Dispositivo di interblocco associato a un riparo incernierato/scorrevole ) del riparo; un componente che ha il compito di rilevare la posizione (chiuso/non chiuso) del riparo. Il sensore di posizione (finecorsa) quando viene azionato deve assicurare l interruzione del circuito in cui è inserito anche in caso di guasto. La modalità di azionamento da utilizzarsi è definita ad apertura positiva (vedi A Dispositivo di interblocco associato a un riparo incernierato/scorrevole ) : l apertura del riparo deve comportare un azione diretta sul dispositivo. I ripari interbloccati, cioè i ripari associati a dispositivi di interblocco devono: - impedire il moto pericoloso quando il riparo medesimo non è nella posizione di chiusura; - comandare un ordine di arresto del moto pericoloso in caso di apertura durante il normale funzionamento; - consentire l avviamento del moto pericoloso solamente dopo l avvenuta chiusura del riparo stesso. Quando l organo pericoloso è dotato di inerzia (tempo di arresto prolungato), il riparo, oltre al dispositivo di interblocco, deve essere dotato anche di un dispositivo di bloccaggio (vedi B Dispositivo di bloccaggio ) tale che: - il moto pericoloso sia impedito quando il riparo non è nella posizione di chiusura e in tal posizione bloccato; - non sia possibile aprire il riparo fino a quando il moto pericoloso (moto d inerzia compreso) non sia cessato; - l avviamento del moto pericoloso possa avvenire solamente dopo l avvenuta chiusura e bloccaggio del riparo stesso. Utilizzo Il corretto funzionamento del dispositivo di interblocco deve essere verificato all inizio di ogni turno di lavoro e sempre dopo interventi di diversa origine (manutenzione, regolazione, pulizia, ecc.) che coinvolgono il riparo, prima di riprendere il normale ciclo di produzione. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 53

2 2. Sicurezza 2. Sicurezza generale delle macchine La verifica può consistere in due semplici manovre: azionare i dispositivi di comando dell avvio ciclo con riparo non chiuso: l organo pericoloso non deve avviarsi; chiudere il riparo, avviare un ciclo di lavoro e poi aprire il riparo medesimo: l organo pericoloso deve arrestarsi. Un ulteriore controllo sulla corretta installazione del sensore di posizione del riparo, quando questi è un finecorsa ad azionamento meccanico, consiste nell azionamento diretto (con una mano) dell attuatore del finecorsa col riparo aperto: l azionamento non deve essere possibile. La presenza e il corretto funzionamento della funzione di bloccaggio può essere verificata nel modo seguente: durante il normale ciclo di lavoro provare ad aprire il riparo mobile: il riparo non deve muoversi dalla posizione di chiusura. Il riparo deve potersi aprire dopo che, una volta comandato l arresto, è trascorso anche un congruo tempo, utile all esaurimento dei movimenti residui degli organi pericolosi dovuti all inerzia A DISPOSITIVO DI INTERBLOCCO ASSOCIATO A UN RIPARO INCERNIERATO/ SCORREVOLE Un singolo sensore di posizione a comando meccanico (finecorsa di sicurezza ad apertura garantita), comandato in modo positivo, sorveglia la posizione del riparo. Il dispositivo deve essere azionato all apertura del riparo e rilasciato solo alla sua completa chiusura (condizione di sicurezza). Questi finecorsa, se correttamente installati ed azionati in modo diretto, assicurano l interruzione del circuito, anche in caso di guasto (ad esempio l incollaggio dei contatti). Essi sono riconoscibili attraverso apposito simbolo evidenziato sul corpo del finecorsa. I finecorsa ad azionamento meccanico possono agire su circuiti elettrici, ma anche su circuiti diversi quali idraulici o pneumatici. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 54

3 2. Sicurezza 2. Sicurezza generale delle macchine Sicurezza positiva Quando un componente meccanico in movimento trascina inevitabilmente un altro componente, per contatto diretto o attraverso elementi rigidi, si afferma che il secondo componente viene azionato in modo positivo dal primo: questa viene definita azione meccanica positiva. Quando la separazione dei contatti avviene come conseguenza diretta di un movimento specifico dell attuatore tramite elementi non elastici (per esempio, non dipendenti da molle) si definisce operazione di apertura positiva di un elemento di contatto. L insieme di queste due caratteristiche viene definita sicurezza positiva. Di fatto la sicurezza positiva assicura che l azionamento dell attuatore del finecorsa provochi l interruzione del circuito controllato; cosicché già all inizio dell apertura del riparo stesso, tramite la camma che aziona il finecorsa, si determina l interruzione del circuito. Con riparo in posizione di chiusura l attuatore del finecorsa non risulta azionato, mentre con riparo aperto l attuatore del finecorsa è sempre azionato (premuto). In caso di utilizzo di un solo finecorsa deve sempre essere adottata la modalità di installazione che assicura la sicurezza positiva. Un solo finecorsa associato ad un riparo installato in modo non positivo non assicura mai le condizioni minime di sicurezza. La corretta installazione del finecorsa è facilmente verificabile in modo pratico: quando con riparo aperto è possibile azionare manualmente l attuatore del finecorsa questo non è stato installato correttamente. Possono inoltre essere utilizzati (vedi appendice 1 Interblocco diretto (meccanico) tra il riparo ed il comando manuale di avviamento/arresto ): dispositivi di interblocco diretti (interblocco meccanico) (vedi appendice 1 Interblocco diretto (meccanico) tra il riparo ed il comando manuale di avviamento/arresto ); dispositivi azionati tramite chiave (finecorsa a chiave) (vedi appendice 2 Dispositivo di interblocco comandato dal riparo con interruttore comandato a chiave (finecorsa a chiave) ); dispositivi con sensore magnetico (magnete cifrato) (vedi appendice 3 Dispositivo di interblocco elettrico comprendente interruttori comandati magneticamente ). Quando l accesso ad organi lavoratori particolarmente pericolosi è frequente (ad esempio ad ogni ciclo di lavoro), il sistema di interblocco deve essere affidabile e garantire la sicurezza dell operatore anche in caso di guasto di u componente. Queste garanzie si ottengono con la duplicazione dei circuiti (ridondanza) e con la realizzazione di un sistema definito di sorveglianza automatica (vedi appendice 4 Sorveglianza automatica ). In questo caso il dispositivo di interblocco comprende almeno due sensori di posizione (vedi appendice 5 Dispositivo di interblocco comandato dal riparo che comprende due sensori di posizione comandati direttamente da un riparo scorrevole/incernierato ). Un sensore (finecorsa D1) viene comandato in modo positivo. L altro (D2) viene comandato in modo non positivo. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 55

4 2. Sicurezza 2. Sicurezza generale delle macchine Oltre a sensori di posizione elettromeccanici possono inoltre essere utilizzati: dispositivi con sensori di prossimità (in grado di rilevare parti metalliche) (vedi appendice 6 Dispositivo di interblocco elettrico comprendente due sensori di prossimità ); dispositivi di interblocco ibridi (es. elettrico e idraulico) (vedi appendice 7 Dispositivo di interblocco ibrido (elettrico ed idraulico) ); dispositivi di interblocco a funzionamento idraulico (pneumatico) con sensore di posizione ad azione meccanica positiva (vedi appendice 8 Dispositivo di interblocco a funzionamento idraulico (pneumatico) con sensore di posizione ad azione meccanica positiva ) B DISPOSITIVO DI BLOCCAGGIO Un dispositivo di interblocco deve essere dotato di bloccaggio del riparo quando il tempo di arresto è maggiore del tempo (definito tempo di accesso) impiegato da una persona a raggiungere la zona pericolosa. In presenza di un dispositivo di interblocco con bloccaggio del riparo l apertura del riparo stesso e l accesso alla zona pericolosa è resa possibile solamente se viene soddisfatta una delle seguenti condizioni: è trascorso un tempo prefissato (maggiore del tempo necessario alla cessazione del pericolo) da quando è stato dato il comando di arresto; è stata rilevata la cessazione del pericolo (ad esempio, rilevamento di velocità nulla). Qualunque sia il principio di funzionamento del congegno (elettromagnete, cilindro pneumatico, ecc.) usato per comandare il dispositivo di bloccaggio che mantiene chiuso il riparo, è essenziale che vengano individuate le condizioni di guasto non pericoloso (guasto che non consente l apertura del riparo). In particolare, in caso di sopravvenuta assenza di alimentazione di energia all organo pericoloso, il dispositivo di bloccaggio deve restare nella posizione che immobilizza il riparo. Il dispositivo di bloccaggio può essere integrato nel sensore di posizione del riparo oppure può essere un componente totalmente separato. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 56

5 (appendice 1) INTERBLOCCO DIRETTO (MECCANICO) TRA IL RIPARO ED IL COMANDO MANUALE DI AVVIAMENTO/ARRESTO Quando la leva manuale di avviamento/arresto, si trova in posizione sollevata, impedisce l apertura del riparo. Abbassando la leva, il dispositivo che questa comanda interrompe, in modo positivo diretto, la continuità del circuito di alimentazione dell attuatore pericoloso, se il dispositivo fa parte del circuito di potenza, o genera un comando di arresto se è un dispositivo di comando. Quando la leva è in posizione abbassata, è possibile aprire il riparo. Finché il riparo è aperto, esso impedisce di sollevare la leva. RIPARO CHIUSO La leva di "avviamento/arresto" impedisce l'apertura del riparo RIPARO APERTO Il riparo impedisce il sollevamento della leva di "avviamento/arresto" e quindi impedisce il ripristino della continuità del circuito Vantaggio - Affidabilità dovuta alla semplicità, specialmente quando usato come dispositivo di interblocco dell alimentazione di energia. Osservazione - La leva (o il suo equivalente) è progettata per resistere alle forze previste e non può essere smontata facilmente. Un arresto meccanico impedisce un oltre-corsa del riparo. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 57

6 (appendice 2) DISPOSITIVO DI INTERBLOCCO COMANDATO DAL RIPARO CON INTERRUTTORE COMANDATO A CHIAVE (FINECORSA A CHIAVE) Il dispositivo comprende: - un elemento di interruzione del circuito (D); - un meccanismo che, quando viene azionato, causa l apertura e chiusura dell elemento di interruzione del circuito (per i dispositivi elettrici: operazione di apertura positiva) Una parte opportunamente sagomata (chiave) è fissata alla parte mobile del riparo in modo tale che non possa essere rimossa con i normali attrezzi in dotazione. Il fissaggio deve avvenire preferibilmente mediante saldatura, rivetta tura o viti unidirezionali. In alternativa tutto il dispositivo o gli elementi di fissaggio possono essere protetti al fine di renderli difficilmente raggiungibili. L elemento d interruzione del circuito assicura la continuità del circuito solamente quando la chiave è introdotta nel sensore. Quando la chiave viene estratta (quando si apre il riparo), aziona in modo positivo il meccanismo che apre l elemento di interruzione del circuito. Vantaggi È sufficiente anche solo un piccolo spostamento del riparo per far cambiare stato al sensore. Particolarmente adatto all uso: - sul bordo di apertura di un riparo (porta); - con ripari che possono essere rimossi senza l uso di attrezzi; - con ripari sprovvisti di cerniere o guide che li collegano alla macchina. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 58

7 (appendice 3) DISPOSITIVO DI INTERBLOCCO ELETTRICO COMPRENDENTE INTERRUTTORI COMANDATI MAGNETICAMENTE Svantaggio Può essere neutralizzato mediante una chiave, non collegata al riparo. Un magnete con codice cifrato, montato sul riparo, comanda un interruttore Reed normalmente aperto e uno normalmente chiuso. Vantaggi Compatto senza parti mobili esterne. Elevata resistenza alla polvere e ai liquidi. Facile da pulire. Svantaggi Sensibile alle interferenze elettromagnetiche. Non vi è apertura positiva dei contatti. Possibile saldatura dei contatti in caso di sovracorrenti. Osservazioni Gli svantaggi sopra menzionati rendono necessario il controllo automatico degli interruttori magnetici ad ogni ciclo di commutazione e la protezione contro le sovracorrenti. Il dispositivo è progettato per essere comandato solo da un magnete con codice cifrato. Non deve essere possibile provocarne il funzionamento con normali magneti permanenti. Ciò ne impedisce la neutralizzazione con mezzi semplici. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 59

8 (appendice 4) sorveglianza automatica In relazione alla valutazione dei rischi ed al conseguente comportamento dei dispositivi circuitali in caso di guasto, potrebbe essere necessario dotare il sistema di interblocco di sorveglianza automatica. La valutazione che consente di scegliere o meno la necessità di un sistema di sorveglianza automatica deve tenere conto di vari fattori quali ad esempio: la probabilità che si verifichi un guasto nel sistema il rischio derivante in caso di guasto del sistema le possibilità di evitare un guasto nel sistema La sorveglianza automatica è una funzione di sicurezza, ottenuta tramite adeguati componenti e apposita architettura circuitale, che assicura l intervento di una misura di sicurezza se diminuisce la capacità di un componente o di un elemento di svolgere la sua funzione o se le condizioni di lavorazione vengono modificate in modo tale da generare pericoli. La sorveglianza automatica è una funzione attivata sui circuiti ridondanti. Vi sono due tipologie di sorveglianza automatica: sorveglianza automatica continua che, in caso di guasto, attiva immediatamente una misura di sicurezza o segnalazione; sorveglianza automatica discontinua che, in caso di guasto, attiva una misura di sicurezza o segnalazione prima del ciclo successivo della macchina. La misura di sicurezza attivata, a seconda dei casi, può limitarsi ad essere un segnale di allarme, ma può prevedere anche l arresto del ciclo di lavoro. In assenza di un sistema di sorveglianza automatica il guasto di uno dei sensori non verrebbe rilevato e la macchina continuerebbe ad operare normalmente. Al secondo guasto (visto che il primo non verrebbe rilevato dal sistema) la macchina potrebbe comportarsi in modo pericoloso per il lavoratore. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 60

9 (appendice 5) DISPOSITIVO DI INTERBLOCCO COMANDATO DAL RIPARO CHE COMPRENDE DUE SENSORI DI POSIZIONE COMANDATI DIRETTAMENTE DA UN RIPARO SCORREVOLE/INCERNIERATO Il sensore di posizione D 1 (finecorsa D 1 ) viene comandato in modo positivo. Il sensore di posizione D 2 (finecorsa D 2 ) viene comandato in modo non positivo. In questo finecorsa l interruzione del circuito è affidata al corretto funzionamento della molla del finecorsa stesso In presenza di due finecorsa e sempre necessario che siano installati ed operino con le modalità descritte (uno ad azionamento positivo e l altro no). Vantaggi La duplicazione dei sensori evita guasti pericolosi in caso di guasto singolo. La diversificazione dei componenti ridondanti riduce il rischio di guasti determinati dalla stessa causa. Il sensore comandato in modo non positivo rileva l assenza del riparo. Osservazioni Senza sorveglianza automatica, un sensore guasto non viene rilevato finché un guasto nel secondo sensore genera un guasto pericoloso Il sensore D1, azionato in modo positivo, deve essere del tipo ad apertura garantita (finecorsa di sicurezza) e riportare, stampato sul corpo, l apposito pittogramma. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 61

10 (appendice 6) DISPOSITIVO DI INTERBLOCCO ELETTRICO COMPRENDENTE DUE SENSORI DI PROSSIMITÀ D 1 e D 2 sono sensori di prossimità in grado di rilevare parti metalliche (ad esempio, un riparo). Vantaggi Assenza di parti mobili. Elevata resistenza alla polvere e ai liquidi. Facile da tenere pulito. Compatto. Svantaggi Sensibile alle interferenze elettriche. Non vi è operazione di apertura positiva dei contatti. Possibile saldatura dei contatti con conseguente guasto pericoloso se non è assicurata la protezione contro le sovracorrenti. Osservazioni Finché rimane aperto, il riparo nasconde D1, impedendo quindi la neutralizzazione di questo sensore con mezzi semplici. Può essere vantaggioso avere, nel dispositivo di interblocco, due interruttori con proprietà tecnologiche sostanzialmente differenti, in modo tale che sia praticamente impossibile che lo stesso disturbo possa influenzarli entrambi simultaneamente (ciò è noto come diversità o ridondanza eterogenea e ha lo scopo di evitare i guasti determinati dalla stessa causa ). Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 62

11 (appendice 7) DISPOSITIVO DI INTERBLOCCO IBRIDO (ELETTRICO ED IDRAULICO) Allo scopo di ridurre al minimo la probabilità di guasti determinati dalla stessa causa, possono essere associati a un riparo due dispositivi di interblocco indipendenti, ciascuno dei quali interrompe l alimentazione di una diversa fonte di energia. Sono presenti due dispositivi indipendenti di interblocco (A e B): - A Sono agisce presenti sul circuito due elettrico dispositivi di indipendenti comando (dotato di interblocco normalmente (A e B): di sorveglianza automatica); - B - agisce A agisce sul circuito sul circuito idraulico elettrico (interblocco di comando di (dotato potenza normalmente possibilmente di sorveglianza con interruzione automatica); diretta del circuito di - potenza). B agisce sul circuito idraulico (interblocco di potenza possibilmente con interruzione diretta del circuito di potenza) Osservazione Un dispositivo di interblocco ibrido è indicato in condizioni ambientali particolarmente severe che possono causare guasti determinati dalla stessa causa di componenti aventi la stessa tecnologia, per esempio fusione dello strato isolante dei conduttori su una macchina che lavora in condizioni di alta temperatura, o guasto simultaneo di due sensori di prossimità sotto l effetto di interferenze elettriche o elettromagnetiche. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 63

12 (appendice 8) Dispositivo di interblocco a funzionamento idraulico (pneumatico) con sensore di posizione ad azione meccanica positiva Un singolo elemento di interruzione del circuito (valvola) con il riparo che comanda la valvola in modo positivo. Vantaggi - Azione meccanica positiva della camma sull attuatore del sensore di posizione. - Impossibile da neutralizzare azionando manualmente l attuatore senza muovere camma o sensore. Svantaggi Guasto pericoloso in caso di: - Consumo, rottura, ecc. che causano un cattivo funzionamento dell attuatore; - Sregolazione tra il sensore e la camma. Osservazioni - Dato che l assenza del riparo non è rilevata, è essenziale che il riparo non possa essere rimosso senza attrezzi. Prodotto distribuito gratuitamente per diffondere la cultura della sicurezza all interno delle imprese. 64

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