Integração da segurança na automação máquina

DOSSIER Nuno Guedes PILZ Industrieelektronik, S.L. Tel. + 351 229 407 594 Fax. + 351 229 407 595 n.guedes@pilz.pt www.pilz.pt

INTEGRAÇÃO DA SEGURANÇA NA AUTOMAÇÃO MÁQUINA A integração da segurança na automação máquina, pressupõe o cumprimento da directiva máquinas e deve ser executado com algum detalhe, para garantir que as partes do sistema de comando relativas à segurança cumpram a sua função. Sendo a sua função principal passar a máquina para um estado seguro (no sentido lato, máquina parada), esta não deve ser comprometida por uma incorrecta dependêndia do sistema de automação standard da máquina. As partes do sistema de comando relativas à segurança têm uma posição hierarquicamente superior no que diz respeito à paragem da máquina.

1. CONFIGURAÇÃO E SELECÇÃO DE MEDIDAS DE SEGURANÇA NUMA MÁQUINA

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Visto que são muitas as possibilidades para reduzir o risco de uma máquina e outras tantas para configurar os elementos relativos à segurança de um controlo, é um processo iterativo. É recomendado usar um processo por etapas.

1.1 Etapa 1: Avaliação do risco e valoração do risco -

Identificar os perigos existentes na máquina para todos os modos de funcionamento e para cada fase da vida da máquina seguindo as orientações nas normas EN 12100-1 e EN 1050; Estimar os riscos que se derivam destes perigos e decidir se é apropriado reduzir o risco para essa aplicação, de acordo com as normas EN 12100-1 e EN 1050.

1.5 Validação -

1.2 Etapa 2: Decidir as medidas para reduzir o risco mediante o sistema de comando -

Decidir as medidas de desenho da máquina e/ou adopção dos dispositivos de protecção para conseguir a redução do risco. Estas partes dos sistema de comando que contribuem como uma parte integrante das medidas de desenho e/ou no comando dos dispositivos de protecção, são as que se devem considerar como partes relativas à segurança.

1.3 Etapa 3: Especificar os requisitos de segurança das partes do sistema de comando relativas à segurança -

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Especificar as funções de segurança, a prever no sistema de comando. Na Tabela seguinte enumeram-se as referências básicas das funções de segurança mais comuns e as características que se devem incluir se se selecciona uma função de segurança concreta; Especificar como se vão desempenhar as funções de segurança e seleccionar a(s) categoria(s) de cada parte e da combinação das partes do sistema de comando relativas à segura.

Anexo

Tecnologia

Lista de princípios de Lista de princípios de Lista de componentes

Listas e exclusões

segurança básicos

segurança eficazes

eficazes

de erros

A

Parte mecânica

A.1

A.2

A.3

A.4

B

Parte pneumática

B.1

B.2

B.3

B.4

C

Parte hidráulica

C.1

C.2

C.3

C.4

D

Parte eléctrica

D.1

D.2

D.3

D.4

1.4 Etapa 4: Desenho -

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Desenhar as partes do sistema de comando relativas à segurança de acordo com as especificações definidas na etapa 3 e com a estratégia geral para o desenho definida no ponto 4.2 da norma EN 954-1.

Estabelecer a lista de características incluídas no desenho que justifica(m) a(s) categoria(s) obtida(s);

robótica

Verificar o desenho em cada etapa para assegurar que as partes relativas à segurança respondem às especificações da etapa precedente, no contexto da(s) função(ões) de segurança e da(s) categoria(s) especificada(s).

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Validar as funções de segurança e a(s) categoria(s) obtida(s) em relação às especificações da etapa 3. Redesenhar se for necessário; Se se utilizam dispositivos electrónicos programáveis para desenhar partes dos sistema de comando relativos à segurança, requerem-se outros procedimentos detalhados.

Geralmente é necessária uma análise para validar (confirmar) a redução de risco conseguida. Umas das etapas mais importantes é verificar a conformidade total com as suas características especificadas. O objectivo dos ensaios das funções de segurança é ter a certeza que os sinais de saída relativos à segurança são correctos e logicamente dependentes dos sinais de entrada.

As categorias segundo a EN 954-1 baseiam-se no comportamento em caso de defeito. Os ensaios devem demonstrar que se cumprem os requisitos correspondentes. A comprovação deve demonstrar que o rendimento definido na configuração se alcança para todos os modos de funcionamento especificados. Devem ter-se em conta as seguintes normas: EN 60204-1, EN 60529, EN 60721-3-0, EN 61000-4-1, IEC 68.

DOSSIER AUTOMAÇÃO DE MÁQUINA

segurança, não são afectadas. Um benefício distinto de tal procedimento é o facto das tarefas, e por esse motivo as responsabilidades, serem claramente separadas. Um sistema separado é responsável pelo desenho e monitorização da tecnologia de segurança; outra sistema de controlo separado gere a máquina e o processo. Desta maneira é possível garantir a ausência de feedback: Mudanças feitas inicialmente no sistema de controlo standard não afectarão adversamente o sistema de controlo seguro. Este é um requisito essencial numa sistema seguro.

A divisão de tarefas também tem um conjunto de aspectos positivos: primeiro aumenta a performance global, porque simplesmente cada unidade concentra-se nas matérias para a qual foi concebida e configurada.

O aumento da produtividade não tem só um impacto positivo na saída da planta de produção ou máquina: pode também ser benéfica em termos de manuseio, se tempos de reacção mais rápidos possibilitarem que as distâncias de segurança possam ser minimizadas, por exemplo. A separação pode também ser usada para transferir responsabilidade de sistemas individuais para diferentes indivíduos. Isso ajuda ambos os lados, porque toda gente se pode concentrar na tarefa em mãos.

que possam influenciar, comprometer, ou no pior caso sobrepôr as funções relativas à segurança. Por outro lado as partes do sistema de comando relativas à segurança não podem ser usadas para o funcionamento normal da máquina.

Os aspectos principais a ter em conta são: - Categoria de segurança, Performance Level, definida pela avaliação de risco/gráfico de risco; - Número de funções de segurança; - Tipo de funções de segurança (Botoneira de emergência, sensores, barreira fotoeléctrica, etc.); - Tipo de diagnóstico/monitorização necessária; - Compromisso produtividade/segurança; - Análise económica da tipologia seleccionada/versatilidade da máquina.

Não há uma solução única, há diversas abordagens que se podem fazer, chegando mesmo assim a soluções correctas, tendo em conta os aspectos que o fabricante de máquina ou integrador julga mais importantes.

Tudo depende também da dimensão e função da própria máquina ou linha e às vezes há soluções e/ou condicionantes que são impostas pelos utilizadores finais.

Tipicamente numa máquina com um PLC standard, a interface com o sistema de controlo de segurança pode fazer-se de diversas maneiras: - Usando relés de segurança: Usar saídas auxiliares do relé para informar o PLC standard do estado dos sistema de controlo seguro e/ou recolher sinais directos de botoneiras de emergência, sensores, entre outros, quando isso é possível; - Usando electrónica programável : Usar redes de campo como: Profibus DP, Devinet, ModBUS, Interbus, Ethernet IP, Profinet, etc, usar saídas auxiliares do micro PLC ou PLC de segurança para informar o PLC standard do estado dos sistema de controlo seguro e/ou recolher sinais directos de botoneiras de emergência, sensores, e outros, quando isso é possível.

A influência de um PLC standard no sistema de controlo de segurança, limita-se à possibilidade de fazer rearme a funções de segurança.

CONCLUSÕES 4. ASPECTOS A TER EM CONTA NA INTEGRAÇÃO DA SEGURANÇA NA AUTOMAÇÃO MÁQUINA Genericamente, uma máquina segura é uma máquina parada, as situações de cargas suspensas, temperatura, e outros são casos particulares.

As partes do sistema de comando relativas à segurança devem garantir que depois de uma função de segurança activa, a máquina passa para um estado seguro, independentemente do comportamento do sistema de comando standard da máquina.

Do lado do controlo standard de funcionamento e do processo de uma instalação não devem ser gerados factores, voluntários ou involuntários,

As partes do sistema de controlo relativas à segurança são hierárquicamente superiores ao sistema de controlo standard, no que diz respeito a colocar a máquina num estado seguro. O sistema de controlo seguro deve poder cortar directamente as fontes de potência, sejam eléctricas, pneumáticas e/ou hidráulicas, independentemente do comportamento do sistema de controlo standard, no caso de uma função de segurança ser activada. Há uma separação clara entre o sistema de controlo seguro e o sistema de controlo standard, em que o sistema standard pode receber todas as informações que sejam necessárias e possíveis do sistema de controlo seguro mas, não pode sobrepôr o sistema de controlo seguro, limitando-se a poder fazer rearme de funções de segurança. robótica [45]