Sicurezza Funzionale

Sicurezza Funzionale

EN ISO 13849-1: Sicurezza del macchinario - Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza - Parte 1: Principi generali per la progettazione

Affidabilità dei Sistemi di Sicurezza: EN 13849-1

Il 13 Maggio 2016 è entrata in vigore la nuova edizione della EN 13849-1:2015. La norma tratta dell’affidabilità dei sistemi di sicurezza delle macchine e (dal 2010) ha preso il posto della EN 954-1. Il campo di applicazione della EN 13489-1 è legato alle parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza ovvero Safety Related Parts of Control System (SRP/CS), definite dalla Norma come:

Parte del sistema di controllo che risponde a segnali di ingresso legati alla sicurezza e genera segnali in uscita legati anch’essi alla sicurezza.

Lo scopo della norma è di fornire una guida alla progettazione e valutazione dei sistemi di comando con funzioni di sicurezza da integrare in sistemi di protezione volti alla riduzione del rischio. La valutazione di tali SRP/CS si basa sulla loro capacità di eseguire la funzione di sicurezza in condizioni prevedibili, si definiscono pertanto i cinque livelli di prestazione (PL) del sistema di protezione, legati alle probabilità di guasto pericoloso del sistema stesso. Con guasto pericoloso si intende un “guasto che può potenzialmente mettere la SRP/CS in uno stato pericoloso o di incapacità di funzionare”.

Il sistema di sicurezza, composto da elementi chiamati SRP/CS, ha quindi un livello di affidabilità identificato dal valore del PL. Il primo passo che il progettista deve compiere consiste nella stima del rischio, la quale si effettua sulla base di tre parametri: gravità della lesione, frequenza e/o tempo di esposizione al pericolo, possibilità di evitare il pericolo. Una volta effettuata la stima del rischio, si stabilisce, tramite la figura A.1 della Norma, il livello di prestazione richiesto (PLr) che deve raggiungere il sistema di sicurezza al quale si sta ricorrendo per ridurre il rischio stimato. Questo livello di affidabilità richiesto sarà tanto maggiore quanto maggiore è il rischio che il sistema di sicurezza deve ridurre.

Se il valore di PL non è immediatamente disponibile, esso si può calcolare tramite l’MTTFd e il B10d, rispettivamente la durata di vita media di un componente prima di subire un guasto pericoloso e il numero di cicli oltre il quale il 10% dei componenti in analisi subisce un guasto. Tutti questi parametri servono ad avere una stima quanto più precisa del PFHd (Avarag Probability of a dangerous Failure per Hour), ovvero la probabilità media che si verifichi un guasto pericoloso all’ora. Ad ogni range di valori di PFHd è associato un valore di PL.

Molto importante per la valutazione del PL o PFHd è l’architettura del sistema di comando. Esso si compone tipicamente di tre elementi principali:

  • (I) Input: Insieme dei componenti che acquisiscono informazioni tramite gli ingressi di sicurezza.
  • (L) Logica: Elabora gli ingressi e genera un ulteriore comando per realizzare le funzioni di sicurezza che portano ad uno stato sicuro.
  • (O) Output: Segnale di uscita per il controllo degli attuatori.

Questi elementi possono poi essere connessi tra loro secondo schemi più o meno complessi aumentando il livello di affidabilità del sistema di controllo relativo alla sicurezza. La norma EN 13849-1 definisce 5 architetture che fanno riferimento alle 5 Categorie della vecchia EN 954-1. Maggiore è la categoria associata ad una determinata architettura maggiore è la sua copertura diagnostica o Diagnostic Coverage (DC), ovvero l’efficacia del sistema di monitoraggio nel rilevare guasti nei SRP/CS. Un DC elevato influisce positivamente sul livello di affidabilità dell’intero sistema, è quindi un parametro di cui tenere conto nel calcolo del PL.

Sicurezza nella robotica collaborativa

Non esiste un "robot collaborativo". Questa è una delle prime dichiarazioni di chi lavora nella robotica collaborativa. Il motivo è che un robot può essere progettato per un compito collaborativo, ma è l'applicazione che rende il "robot collaborativo". Lo standard di riferimento per l'applicazione collaborativa è ISO / TS 15066: 2016 - ROBOT E DISPOSITIVI ROBOTICI - ROBOT COLLABORATIVI Lo standard sarà incluso nella nuova edizione di 2 importanti standard sui robot: ISO 10218-1: Robotica - Requisiti di sicurezza per i sistemi robotizzati in ambiente industriale - Robot ISO 10218-2: R