DOSSIER Nuno Guedes PILZ Industrieelektronik, S.L. Tel. + 351 229 407 594 Fax. + 351 229 407 595 n.guedes@pilz.pt www.pilz.pt
TECNOLOGIA DE SEGURANÇA NA AUTOMAÇÃO Hoje em dia já não faz sentido falar de Automação Industrial, sem falar em segurança. A integração da Automação Segura (Fail-Safe Automation) nos sistemas de automação standard tem vindo a evoluir com a utilização de comunicações seguras e a utilização de automação híbrida entre outras coisas. Há também uma preocupação crescente em criar sistemas de segurança que não sejam viciáveis e mais antimanipuláveis, no próprio interesse dos utilizadores.
ENQUADRAMENTO A utilização da tecnologia de segurança na automação é hoje uma necessidade para o cumprimento da directiva de máquinas que regulamenta a colocação no mercado e entrada em serviço das máquinas, a ainda em vigor 98/37/CE (D.L. 320 de 2001) e a partir de 29 de Dezembro revogada pela 2006/42/EC (D.L. 103 de 2008). Sobre os “Tratados de Roma” o Conselho Europeu promulgou directivas para a eliminação de obstáculos ao comércio e a livre circulação de produtos dentro da Europa. Estas directivas dividem-se em directivas de produto, fundamentadas no artigo 100, hoje artigo 95, e directivas de protecção no trabalho, fundamentadas no artigo 118, hoje artigo 138. Utilizar normas harmonizadas é uma garantia de presunção de cumprimento das directivas. Em particular a ainda em utilização EN954-1: Partes dos Sistemas de Comando Relativas à Segurança, é uma das principais normas a considerar no que diz respeito ao comando eléctrico. É de referir que a EN954-1 deixa de presumir conformidade com a nova directiva máquinas 2006/42/EC (D.L. 103 de 2008), dando lugar à EN ISO 13349-1 ou EN IEC 62061. Na EN954-1 estão pois definidas as categorias de risco que vão desde B a 4, definindo estas a categoria do equipamento de segurança a utilizar, assim como indicações sobre a sua cablagem e a colocação ou não de actuadores redundantes. As novas normas passam a considerar não só, uma análise qualitativa, como também uma análise quantitativa que considera tempos médios entre falhas nos equipamentos de segurança, durabilidade previstas para os mesmos, etc. Na EN ISO 13849-1 as categorias de risco são substituidas por um indicador de performance Pl (Performance Level), que vai desde a a e, sendo em termos de gráfico de risco similar às categorias de risco de B a 4. A norma EN IEC 62061, estabelece um nível de integridade de segurança SIL (Safety Integrity Level) considerando uma pontuação definida por uma tabela para a lesão, frequência e probabilidade. O SIL vai de 1 a 3.
INTRODUÇÃO As missões espaciais converteram-se no pão nosso de cada dia, mas não é por isso que são menos perigosas do que no seu início. A técnica de controlo e segurança para este tipo de intervenções tem que ser especialmente segura. Isto consegue-se mediante redundância, diversidade e testes cíclicos. Mas, o que se entende por “seguro”? Tomemos como exemplo o “Space Shuttle”. Muitas vezes ouvimos a notícia que o lançamento de um “Vai-Vém” foi interrompido e adiado no último instante. Qual é o motivo? Vários computadores supervisionam e controlam o sistema do “Vai-Vém” com o objectivo de iniciar o lançamento e, em caso de dúvida, anulá-lo com total fiabilidade. Logicamente não se pode assumir uma viagem ao espaço com um sistema defeituoso. Portanto, o controlo foi dimensionado de forma a que um só computador de controlo que detecte um erro possa cancelar o processo de lançamento. Num sistema multiredundante significa que os computadores não são hierárquicamente iguais, senão que o computador individual que detecte um só erro deverá desconectar dedicadamente o sistema completo para anular o lançamento. Os sistemas de segurança deste tipo que trabalham segundo “decisão individual”, utilizam-se sobretudo na construção de automóveis e máquinas em forma de circuitos de segurança, como por exemplo, supervisão de paragens de emergência, de portas protectoras, de almofadas de segurança e de barreiras fotoeléctricas. Uma vez que se produza o lançamento, já não há volta atrás. A partir desde instante prevalece o princípio democrático. Se um computador detecta um erro isoladamente e quer interromper o voo, produz-se uma decisão por maioria. O computador “divergente” desliga-se e o voo continua. Este
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contactos seguros e permanecerá assim até que não haja presença em cima do tapete e o dispositivo tenha sido rearmado.
sem contacto de uma zona livremente programável. Não são necessários reflectores adicionais. A instalação é simples porque o emissor e o receptor estão acomodados no mesmo elemento. Tipo 2 (EN IEC 61496-1) ou Tipo 3 (EN IEC 61496-3). O ângulo de varrimento varia normalmente entre 180º a 270º. A distância de protecção pode ir até 7 m, alguns permitem ter várias cenas de protecção, as resoluções disponíveis vão desde 30 a 150 mm, há alguns sistemas que permitem ligar um encoder incremental para modificar a cena de protecção.
1.11. PLCs de Segurança
1.7. Sensores magnéticos São sensores baseados no efeito de Reed. O actuador é básicamente um íman, cujo efeito do campo magnético fecha dois contactos no receptor quando está dentro da distância de comutação. São uma das opções para supervisão de abertura de portas, segundo a norma EN 60947-5-3. Têm um IP elevado, são adequados para zonas com elevado nível de sujidade. Para cumprir Categoria 4, Pl e SIL 3.
Controlador lógico programável, com redundância interna e testes cíclicos internos, certificado para utilização em aplicações de segurança. Processadores com capacidade de decisão individual > Se falha um processador o outro garante a segurança ao passar as saídas do PLC para um estado seguro (desligadas). Traz vantagens idênticas aos sistemas baseados em PLC standard para a segurança, redução de cablagem, redução do espaço no armário eléctrico, redução dos custos de instalação, redução dos custos de engenharia, permitem grande flexibilidade em alterações, ajustes funcionais e ampliações, permitem funções que não são possíveis com lógica discreta de relés de segurança. Se o controlo actua como um PLC orientado para a segurança pode prescindir-se dos circuitos de segurança suplementares. Isto significa que as paragens de emergência, portas de protecção, barreiras fotoeléctricas, tapetes de segurança, etc, se podem conectar directamente ao referido PLC.
1.12. Sistemas baseados em visão artificial
1.8. Sensores codificados Sensores baseados em comunicação por Rádio-Frequência (RF), permitindo encriptação para anti-manipulação. Permitem maiores distâncias de comutação e têm uma grande imunidade à vibração. São uma das opções para supervisão de abertura de portas, segundo a norma EN 60947-5-3. Têm um IP elevado. Adequados para zonas com elevado nível de sujidade. Para cumprir Categoria 4, Pl e e SIL 3.
1.9. Barreiras fotoeléctricas As barreiras fotoeléctricas são dispositivos optoelectrónicos, baseados em tecnologia laser para protecção de àreas 2D com emissor e receptor, em que a dimensão lateral é definida dimensionalmente pelo número de feixes. Poderão ser do Tipo 2 ou Tipo 4, segundo a norma EN IEC 61546-1/-2. Tipo 2 para cumprir a categoria 2, Pl c, SIL 1 e Tipo 4 para cumprir a categoria 4, Pl e, SIL 3, têm conformidade e homologação pela norma EN IEC 61508.
1.10. Scanners Os scanners são dispositivos optoelectrónicos, baseados na tecnologia laser para protecção de àreas 2D. São usados como meio de monitorização
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Existem já no mercado diversos sistemas de protecção baseados na visão artificial que são utilizados em algumas aplicações mais específicas, no entanto têm algumas restrições na sua aplicabilidade. Exigem um processamento de imagem poderoso, com algoritmos complexos.
1.13. Outros Estão disponíveis outros tipos de equipamentos complementares que não sendo aqui objecto de uma descrição mais exaustiva, é interessante referir, como é o caso do: comando bi-manual, interruptores de emergência com accionamento por cabo, fins de curso de segurança, pedais, comando de “homem-morto”, interruptores de segurança para protecções giratórias, bordas sensíveis, bumpers.
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