Sicurezza nella pneumatica ed elettropneumatica

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1 Sicurezza nella pneumatica ed elettropneumatica Il 29 Dicembre 2009 è entrata in vigore la nuova Direttiva "Macchine" (2006/42/CE) sostituisce la Direttiva Macchine 98/37/CE. Tale direttiva prevede che per poter apporre il marchio CE e di conseguenza commercializzare nei paesi membri della Comunità Europea, tutte le macchine e gli apparecchi utilizzati nei processi produttivi, devono essere progettati e costruiti in modo da rispettare i requisiti essenziali di sicurezza (RES). I costruttori sono chiamati a rendere le macchine sicure in modo che le persone, gli animali, gli oggetti e l'ambiente circostante siano protetti da danni e/o lesioni. Per fare ciò, durante l'iter di certificazione della macchina i fabbricanti sono obbligati ad eseguire una procedura che prevede: Determinazione dei limiti della macchina Identificazione dei pericoli associati ai modi operativi che la macchina può assumere Stima dei rischio (valutazione della gravità e della possibilità che un pericolo si verifichi) Riduzione dei rischi

2 Sicurezza nella pneumatica ed elettropneumatica

3 La norma EN ISO , dal , fornisce un metodo di progettazione e di classificazione dei sistemi di controllo della sicurezza delle macchine (ha sostituito la EN 954-1). Tra le varie indicazioni, per eseguire delle "Funzioni di sicurezza, in conformità con la norma citata, è possibile operare in due modi utilizzando: o"componenti di Sicurezza specifici o"componenti Standard per realizzare circuiti di sicurezza. La EN ISO si basa sul calcolo della probabilità che avvenga, nel circuito, un guasto pericoloso in un arco temporale di un'ora. Tale probabilità viene chiamata PL (Performance Level) e può assumere 5 livelli differenti di sicurezza: 1)Pla - grado di sicurezza minore 2)Plb 3)Plc 4)Pld 5)Ple grado di sicurezza maggiore

4 Per il calcolo del Performance Level, il progettista della funzione di sicurezza (SRCF ) deve tenere conto di alcune grandezze: Architettura di Comando (categoria di sicurezza), Copertura diagnostica (DC), guasti per causa comune (CCF), tempo medio al guasto pericoloso (MTTFd ). Mentre i primi tre dipendono quasi esclusivamente dal progetto del circuito, il tempo medio al guasto pericoloso dipende esclusivamente dall'affidabilità dei singoli componenti. L'MTTFd di un circuito di sicurezza si esprime in anni e si calcola utilizzando i parametri di affidabilità B10d dei singoli componenti.

5 Il Parametro B10d indica il numero di cicli al quale si può stimare che il 90 % della popolazione sia ancora funzionante. Esso viene utilizzato in pneumatica e più in generale per tutti i componenti meccanici ed elettromeccanici (ad esempio i solenoidi) per esprimere, in termini affidabilistici, la vita (durata) di un componente. Questo parametro si esprime in numero di cicli effettuati in quanto la durata espressa in anni è esclusivamente funzione della frequenza di utilizzo (n di manovre annue effettuate). Nel 2007 è stata pubblicata dall'iso (International Standard Organization) una nuova famiglia di norme, ISO 19973, completamente dedicate alle prove affidabilistiche sui prodotti per la pneumatica. Tali norme sono ancora oggi in fase di modifica, in carico al gruppo di lavoro internazionale ISO incaricato della revisione (ISO/TC131/WG4).

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7 Valutazione del rischio La normativa descrive il processo della valutazione del rischio. Ogni produttore è tenuto a dare un giudizio sul rischio, a sviluppare una valutazione del rischio e, se necessario, attuare le necessarie misure per ridurlo. Obiettivo: riduzione del rischio Diversamente da quanto detto in precedenza, l ottemperanza alla norma EN ISO può essere realizzata riducendo il rischio soprattutto tramite misure di protezione tecniche, proponendo componenti dedicati alla sicurezza.

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9 Secondo la metodologia della normativa EN ISO , la valutazione del rischio e la determinazione del livello di performance richiesto permettono di calcolare il grado di riduzione necessaria del rischio. La riduzione effettiva dei rischi dipende dai seguenti parametri: 1) Architettura di comando 2) Mean time to failure (MTTFd) 3) Grado di copertura diagnostic (DC) 4) Guasti di causa comune (CCF) Il Perfomance Level (PL) deve obbligatoriamente corrispondere almeno al valore Plr richiesto.

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11 Nella valutazione del rischio, occorre prima determinare le situazioni di pericolo e poi valutare il rischio. Ciò vale per l intero ciclo di funzionamento/vita di una macchina. Sulla base della propria esperienza, un costruttore ha identificato 4 modi operativi per la valutazione dei rischi su una macchina: posizione di riposo/spento esercizio normale messa a punto e manutenzione esercizio di emergenza

12 Nell automazione pneumatica, questi modi operativi permettono di determinare alcune funzioni di sicurezza: alimentazione progressiva mantenimento della pressione riduzione della pressione e della potenza scarico comando bimanuale protezione dalle manipolazioni riduzione della velocità eliminazione della forza arresto o blocco del movimento inversione di un movimento Queste funzioni di sicurezza possono ritrovarsi sia nei circuiti pneumatici che nei componenti destinati alla sicurezza.

13 Valvole di scarico rapido

14 Unità di valvole VTSA: più sicurezza per le applicazioni sulle presse Le valvole con rilevamento della posizione di commutazione offrono funzioni diagnostiche migliori. Le nuove valvole VSVA combinano caratteristiche di base e componenti pneumatici di sicurezza. La posizione della spola è rilevata da un sensore di finecorsa. Disponibile nella versione a 1 oppure 2 canali.

15 Unità di valvole VTSA: più sicurezza per le applicazioni sulle presse Le valvole con rilevamento della posizione di commutazione offrono funzioni diagnostiche migliori. Le nuove valvole VSVA combinano caratteristiche di base e componenti pneumatici di sicurezza. La posizione della spola è rilevata da un sensore di finecorsa. Disponibile nella versione a 1 oppure 2 canali.

16 Stop con valvole di interruzione

17 Stop con valvole di non ritorno

18 Unità di valvole VTSA: più sicurezza per le applicazioni nell industria automobilistica. Più sicurezza per le applicazioni nel settore automobilistico grazie all impiego di cilindri di sollevamento o semirotativi.

19 Unità di valvole VTSA: più sicurezza per le applicazioni nell industria automobilistica. Più sicurezza per le applicazioni nel settore automobilistico grazie all impiego di cilindri di sollevamento o semirotativi.

20 Unità di valvole VTSA con valvola di inserimento progressivo VABF La valvola di inserimento progressivo/scarico rapido VABF assicura l aumento graduale della pressione negli impianti pneumatici. E integrata nell unità di valvole VTSA e consente la formazione, separata per ciascuna area, della pressione sull unità di valvole.

21 Unità di valvole VTSA con valvola di inserimento progressivo VABF La valvola di inserimento progressivo/scarico rapido VABF assicura l aumento graduale della pressione negli impianti pneumatici. E integrata nell unità di valvole VTSA e consente la formazione, separata per ciascuna area, della pressione sull unità di valvole.

22 Valvola di inserimento progressivo con scarico rapido MS6-SV Singola o abbinata ad un gruppo trattamento aria, questa valvola di scarico incorpora una funzione di avviamento e inserimento progressivo della pressione, come pure un circuito di protezione. Grazie all alto grado di affidabilità di processo, è garantita la massima sicurezza della macchina. Livello di performance raggiungibile e.

23 Esempi di pneumatica orientata alla sicurezza Per via delle molteplici esigenze e campi d impiego degli impianti e delle installazioni, i risultati delle analisi di rischio potenziale sono molto diversificati, così come le rispettive soluzioni. Ecco un esempio di applicazione nella manipolazione: pick&place di prodotti separati. Misure di protezione: protezione contro l avviamento accidentale, secondo EN1037 stop a due canali, secondo EN stop di categoria 1, secondo EN

24 Mantenimento meccanico e pneumatico: La funzione di sicurezza arresto di un movimento può essere impiegata in vari modi secondo il livello di perfomance richiesto: in questo circuito la funzione è impiegata meccanicamente e pneumaticamente. Si tratta di un sistema a due canali, con la premessa che sia il freno meccanico che il mantenimento pneumatico siano sufficienti per la funzione di sicurezza Arresto di un movimento.

25 Blocco di controllo a due mani

26 Blocco di controllo a due mani

27 Regolatore di pressione duale

28 Regolatore di pressione duale