CONVEGNO La sicurezza dei prodotti: in particolare delle macchine Bologna, 5 Maggio 2011

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1 CONVEGNO La sicurezza dei prodotti: in particolare delle macchine Bologna, 5 Maggio 2011 Functional Safety EN ISO Ing. Paolo Carlo De Benedetto Safety Specialist - Pilz Italia S.r.l.

2 Procedura in accordo con EN ISO Identificazione dei pericoli esistenti sulla macchina 2. Determinazione dei parametri di valutazione dei rischi S, F, P 3. Valutazione del livello di Performance level (PLr) idoneo sulla base del grafico valutazione dei rischi 4. Progetto e realizzazione della necessaria funzione di sicurezza 5. Valutazione del livello di performance level ottenuto (PL) via PFHd o Categoria MTTF d DC 6. Comparazione tra performance level PL ottenuto e quello idoneo PLr Pag. 2

3 Applicazione EN ISO Pag. 3

4 Identificazione dei pericoli esistenti sulla macchina 1. movimenti motorizzati, pneumatici: urto, schiacciamento, cesoiamento Pag. 4

5 Determinazione dei parametri di Valutazione dei Rischi Safety function 1 Intervenendo sulla protezione mobile i movimenti pericolosi devono essere arrestati. Dovranno essere impediti movimenti inaspettati degli organi mossi pneumaticamente. Pag. 5

6 Determinazione dei parametri di Valutazione dei Rischi S Gravità della lesione: 1 = lesione lieve (normalmente reversibile) 2 = lesione grave (normalmente irreversibile) inclusa la morte Il movimento degli organi di foratura possono generare gravi danni, con lesioni irreversibili = S2 Pag. 6

7 Determinazione dei parametri di Valutazione dei Rischi F - Frequenza e/o durata di esposizione al pericolo 1= Da raramente ad abbastanza spesso e/o tempo di esposizione breve 2= Da frequente a continuo e/o tempo di esposizione lungo Il macchinario opera in modalità automatica, con accesso frequente alla zona pericolosa = F2 Pag. 7

8 Determinazione dei parametri di Valutazione dei Rischi P - Possibilità di evitare il pericolo 1 = possibile in determinate condizioni 2 = scarsamente possibile Pag. 8

9 Determinazione dei parametri di Valutazione dei Rischi P - Possibilità di evitare il pericolo 1 = possibile in determinate condizioni 2 = scarsamente possibile Possibile in determinate condizioni = P1 Il livello di Performance Level PLr è d Pag. 9

10 Coerenza tra PL e PFHd Probability of dangerous failure per hour [1/h] EN ISO Performance level 10-5 < PFH d < 10-4 a 3x10-6 < PFH d < 10-5 b 10-6 < PFH d < c 10-7 < PFH d < 10-6 d 10-8 < PFH d < 10-7 e Pag. 10

11 EN ISO , Grafico a barre 1. Architettura Architetture singolo canale Architetture doppio canale Pag. 11

12 EN ISO Architettura Elettrovalvola monitorata Elettrovalvola normale PL e PFHd = 2, Pag. 12

13 EN ISO , Grafico a barre 2. Affidabilità Affidabilità Pag. 13

14 MTTFd: classificazione (EN ISO ) I valori limite tra i livelli hanno una accuratezza pari al 5% circa. Il limite massimo per un intero sistema è pari a 100 anni (può essere superiore per un singolo componente) in quanto per rischi elevati il livello di PL non dipende solo dall affidabilità. Pag. 14

15 EN ISO Safety Function Elettrovalvola monitorata Elettrovalvola normale PL e PFHd = 2, Pag. 15

16 Calcolo MTTFd secondo EN ISO giorni lavorativi su turni al giorno (16 h) T cycle = 28 sec. B10d = n op = d op h op 3600sec/ h t cycle = = 493,714.3 B 10d MTTF d = = = anni 0.1 x n op 0.1 x 493,714 Assessment Low Medium High MTTF d 3 years MTTF d < 10 years 10 years MTTF d < 30 years 30 years MTTF d < 100 years 16 Pag. 16

17 Calcolo MTTF d secondo EN ISO giorni lavorativi su turni al giorno (16 h) Tcycle = 28 sec. B10 d = MTTF d di anni MTTF d = high B10 d = MTTF d di anni MTTF d = high 17 Pag. 17

18 Calcolo MTTFd secondo EN ISO Principi di sicurezza di base e ben collaudati EN ISO Altre norme pertinenti Valori tipici Componenti pneumatici Tabelle B.1 e B.2 EN 983 B 10d = Elettrovalvola monitorata B 10d = cicli C = numero di cicli per anno = MTTFd = B 10d / (0,1 * n op ) = 2000 anni Elettrovalvola normale B 10d = cicli C = numero di cicli per anno = MTTFd = B 10d / (0,1 * n op ) = 400 anni Pag. 18

19 Calcolo MTTFd secondo EN ISO Canale 1: = + = MTTF d C1 MTTF d S1 MTTF d V1, Canale 2: = + = MTTF d C2 MTTF d S2 MTTF d V Quindi: 2 1 MTTF d = MTTF d, C1 + MTTF d, C2 = MTTF d, C1 MTTF d, C2 78,63 21 Assessment Low Medium High MTTF d 3 years MTTF d < 10 years 10 years MTTF d < 30 years 30 years MTTF d < 100 years 19 Pag. 19

20 EN ISO , Grafico a barre 3. Monitoraggio, diagnostica Functional safety Overview nuove norme EN ISO Architetture doppio canale NO DC nullo! Software, documentazione tecnica Pag. 20

21 EN ISO Monitoraggio, diagnostica Calcolo DCavg Pag. 21

22 Diagnostic Coverage : classificazione (EN ISO ) I valori limite tra i livelli hanno una accuratezza pari al 5% circa Pag. 22

23 Calcolo DC secondo EN ISO Quindi: 0,99 0, ,22 45,45 0, ,022 = 82 % DC avg = 82 % Pag. 23

24 CCF in accordo a EN ISO No Requirement Points 1 Separation Physical separation between the safety circuits and to other circles e.g. separate laying, sheathed lines, Adherence of air and leakage paths on circuit board for separation according DIN VDE % 2 Diversity Different technologies use, various design or principles used, components of different manufacturers 20% a 3 Draft / Application / Experience Protection against overvoltage, overpressure, overcurrent etc, 15% Application regarding environmental influences proven principles 5% a 4 Assessment / Analyse Were the results of an error analysis taken into consideration, in order to avoid common cause failure in the draft? 5% 5 Competence / Training Are the developers trained the causes consequences from losses common cause to provide and to avoid 5% a Min 65 % a 6 Environmental influences EMV tested, 25% Temperature, shock, vibration, moisture tested, (adherence of Product standard) 10% a Pag. 24

25 EN ISO , Grafico a barre Conclusioni 1- Architettura : Cat MTTF d : High 3- DC avg : 82 % Low 4- CCF : > 65 % Pag. 25

26 EN ISO Safety Function Elettrovalvola monitorata Elettrovalvola normale PL e PFHd = 2, Pag. 26

27 EN ISO , Determinazione PFH d : I+O PL = d PFH d = 1, Pag. 27

28 EN ISO , Determinazione PFH d Elettrovalvola monitorata Elettrovalvola normale I+O PL d PFHd = 1, PL e PFHd = 2, Risultato? PL d PFHd =1, Pag. 28