secumaquinas-

ELETROPNEUMTICA E

SEGURANADAS MQUINAS

NOVA DIRETIVA 2006/42/CE NORMAS NF EN/CEI 62061 - EN ISO 13849-1

SEGURANA DAS MQUINAS

Princpio da segurana das mquinas:

Garantir a segurana e a sade das pessoas expostas durante a instalao, utilizao, a regulao e a manuteno da mquina.

Avaliao dos riscos:

Evoluo das Normas

O fabricante de uma mquina ou o seu representante deve garantir que uma avaliao de riscos seja efetuada com a finalidade de determinar as exigncias de sade e segu-rana das pessoas ligadas sua utilizao. A mquina deve em seguida ser concebida e construda tendo em conta os resultados de avaliao dos riscos.

Da prtica da nova Diretiva Mquinas 2006/42/CE emergem 3 ideias fortes para a conce-o das mquinas e as funes de segurana:

A anlise dos riscos antes da conceo

Uma ateno particular ao aspecto quantitativo das funes de segurana, para alm da qualitativa

A utilizao dos nveis de desempenho (PL : Performance Level).

Diretiva Mquinas98/37/CE

Segurana funcional dos sistemas eltricos,eletrnicos, eletrnicos pro-gramveis relativos segu-rana

Partes dos sistemas de comando eltricos, eletrnicos, eletrnicos pro-gramveis, hidrulicos, pneu-mticos e mecnicosrelativos segurana Parte 1: Princpios gerais de conceo

31 D

EZEM

BR

O 2

011

TODAS AS MQUINAS COLOCADAS NO MERCADO EUROPEU

cegmrPd

3

segr

2011111

TODAS AS MQUINAS COLOCADAS NO MERCADT

Norma NF EN/CEI 62061

Diretiva Mquinas 2006/42/CE

Norma NF EN ISO 13849-1

(publicada em jornal oficial)

DEZ

EMB

RO

2005

DEZ

EMB

RO

2009

MA

IO 2

007

(publicada em jornal oficial)

1D

EZEM

BR

O2

DEZ

Norma NF EN 954-1

3 Distribuio

Mini-distribuidores sries 519-520-521

Distribuidor gaveta sries 551 552-553

Os dados fiabilsticos dos produtos (MTTF, MTTFd, B10, B10d), obtidos do teste de fiabilidade em condies standard so descarregados no formato SISTEMA no nosso stio web www.asconumatics.eu

PL, SIL

Tratamento de ar

Regulator

Vvula de corte e arranque progressivo

Regulator

arranprog

Descarregvel emwww.asconumatics.eu

Eletrovlvulas todos fluidos

Biblioteca de dados de fiabilidade

Controlo dos atuadores

Detetor de posio Cilindro Bloqueio Srie 346 ou NCPPG

Distribuidor gaveta sries 551 552-553

Distribuidores gave-ta inox sem junta sries L1/L2

sries 541-542-543

Distribuidores ISO 5599/1

srie compacta Eletrovlvulas-pilotosries 302-190-192

Pressostato

Os atuadores (cilindros pneumticos) nunca so tomados em considerao nos clculos do nvel de desem-penho (PL). Com efeito, os atuadores no so parte integrante dos sistemas de controlo comando, por conse-guinte no so referidos pela norma EN ISO 13849-1. Em contrapartida o fabricante da mquina deve integrar os riscos ligados a uma disfuno do atuador na avaliao do risco (EN ISO 14121 e EN ISO 12100).

SISTEMA(Safety Integrity Software Tool for the Evaluation of Machine Applications)Programa SISTEMA descarregvel no stio web www.dguv.de/ifa/en

P

P

G

DADOS DE FIABILIDADE

1V1A

1S1

2V32V2

0S1 2S1

0V1A 2V1

1V1B

0V1B

Ilhas sries 2005-2012 e ISO 15407-2 26 mm

3AVALIAO DOS RISCOS

4

regras + clculo probabilstico

Construo e avaliao dos riscos da mquina

Conceo e realizao dos sistemas de comandos relativos segurana das mquinas

Evaluation des risques

Aspeto eltrico da segurana

EN 60204-1Segurana das mquinas equipamento eltrico das mquinas, parte 1: regras gerais

EN 1050 (EN ISO 14121-1) Segurana das mquinasApreciao dos riscos, parte 1: prncipios

EN ISO 12100 Segurana das mquinas Noes fundamentais, prncipios gerais de conceo

Exigncias relevantes de segurana e funcionamento para sistemas de controlo relacionados com a segurana

EN/CEI 62061 EN ISO 13849-1

Nveis de integridade de segurana SIL 1, 2, 3

srie sem funo de diagnstico paralelo sem funo de diagnstico srie com funo de diagnstico paralelo com funo de diagnstico

Construo escolha

ABCD

Construo designada (categoria)

Nveis de desempenho PL a, b, c, d, e

B, 1,23, 4

srie sem funo de diagnstico srie com funo de diagnstico paralelo com funo de diagnstico

SSeveridade dos danosRiscos ligado a um acontecimento perigoso

Frequncia e/ou durao de exposio FProbabilidade de aparecimento Probabilidade

do danoOProbabilidade de evitamento P

= e

a

b

c

d

e

F1

F2

F1

F2

S1

S2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

P1

P2

Risco reduzido

Risco elevado

PL requerido

Ponto de partidada estimativade risco

Outras medidas

Consequncias Severidade Classe

S K = F + O + P

3-4 5-7 8-10 11-13

Morte, perda de um olho ou brao 4 SIL 2 SIL 2 SIL 2 SIL 3

Permanentes, perda de dedos 3

2

SIL 1 SIL 2

Reversveis, acompanhamento mdico SIL 1

Reversveis, primeiros cuidados

1

14-15

SIL 3

SIL 3

SIL 2

SIL 1

Determinao do SIL requerido Determinao do PL requerido

5PROCESSO DA CONCEONF EN/CEI 62061 - NF EN ISO 13849-1

Escolhera Construo do sistemaentre os modelos

A, B, C ou DEN/CEI 62061

Categoria B, 1, 2, 3 ou 4 ISO 13849-1

Deduzir o desempenho de segurana realizvel pelo sistema

PL ISO 13849-1 SIL EN/CEI 62061

Escolher osComponentes do sistemaimplicados nas funes de segurana

Tendo em conta osdados fiabilsticos

MTTF, MTTFd, B10, B10d,etc.

Especificar para cadacomponente osmecanismos de diagnsticopara garantir o DC (Diagnostic Coverage)requerido

Construir para cada funo ummodelo ou diagrama de fiabilidadesuporte das diferentes clculos

Calcular

Especificar as outras medidas

CCF (Common Cause Failure)

Programas Para resolver os problemas

de contruo Integridade do sistema

MTTFd e DC por canalISO 13849-1

d EN/CEI 62061

y

Docum

entao

Realizao doSISTEMA

conforme asaplicaes

MTTFdndice para cada canal

ReduzidoMdioElevado

3 anos

6PARA A SUAS FUNES DE

Obter um PL = c, construo categoria 1

Movimentoperigoso

Eletrodistribuidorescolhido para asseguraras regras de segurana

Outras utilizaes esistemas de controlo

0V1A

0S1

1V1A

1A

P

Categorias B e 1 :

Sinalde entrada

Sinalde sada

I L O

PL

a

b

c

d

e

Categoria BDCavg nulo

Categoria 1DCavg nulo

Categoria 2DCavg reduzido

Categoria 2DCavg mdio



Categoria 4DCavg elevado

Funo de segurana: Paragem do movimento potencialmente perigoso do cilindro 1A.

Descrio funcional:

EntradaI: no representada

Parte lgica L: no representada, automato programvel

B10d (1V1A srie 520) = 130 000 000 ciclos, i.e. uma durao de utilizao de 47 anos, MTTFd= 470 anos elevado

Clculo de probabilidade de uma falha perigosa:

Pode concluir-se um nvel compatvel PL=c, limitando a utilizao do distribuidor a 47 anos.

Os exemplos tratados aqui referem-se apenas paragem de movimentos perigosos. Na pneumtica no devem ser esquecidas as seguranas referentes ao isolamento da fonte de energia, evacuao de energia potencial (presso contida numa parte de um circuito), e a colocao em funcionamento progressivo aps uma paragem brusca.

PL Nveis de desempenho

MTTFd ndice para cada canal = reduzido

MTTFd ndice para cada canal = mdio

MTTFd ndice para cada canal = elevado

Apenas a descrio da parte pneumtica sob a forma de um sub-sistema de segurana descrito nestes exemplos. Outras seguran-as (elementos de proteo, lgica eltrica ) devem completar a mquina para assegurar uma funo completa de segurana.

1A

Funo segurana

Nr horasde trabalho

Nr dias detrab. / ano

Nr ciclos / ano

1 ciclo = 5 s 16h 240 j 2 764 800 ciclos

1V1A

tada

o

0V1A

7SEGURANA

Obter um PL = c, construo Categoria 2

Entrada I: no representada

Parte lgica L: no representada, automato programvel

Pode concluir-se a um nvel compatvel PL=c para o sistema de segurana, limitando a a utilizao do distribuidor a 16,2 anos.

Movimentoperigoso

Outras utilizaes esistemas de controlo

0V1B

a b

0S1

1V1B

1S1

1A

P

GCategoria 2:

Sinalde entrada

Dia

gn

st

ico

TE : equipamento de ensaioOTE : sada do equipamento

Dia

gn

st

ico

DiagnsticoDiagnstico

Sinalde sada

Sinalde sada

OTETE

I OL

PL

a

b

c

d

e








Funo de segurana: Paragem do movimento potencialmente perigoso do cilindro 1A.

Descrio funcional:

0V1 : distribuidor de isolamento energtico: assegura o escape do sistema.

Clculo da probabilidade de uma falha perigosa:

B10d (distribuidor 1V1B - srie 542) = 44 912 670 ciclos, i.e. durao de utiliza-o de 16,2 anos, MTTFd = 162 anos elevado

MTTFd (captadores 1S1) = 45 000 000 h, i.e. 11 718 anos elevado

O caso de estudo mostra: DC (Diagnostic Coverage) = 60% redu-zido.

1A

Funo segurana

Nr. horasde trabalho

Nr. dias detrabalho / ano

Nr. ciclos / ano

1 ciclo = 5 s 16h 240 j 2 764 800 ciclos

Bloqueio do cilindro assegurado por: Diagnstico assegurado por:

Sada O1: Distribuidor 1V1B Superviso cruzada em L das coerncias de estados de alimentao das bobinas 1V1Ba e 1V1Bb e dos captadores de fim de curso 1S1

1V1B

1

1S1

da

0V1B





8PARA AS SUAS FUNES DE

Obter um PL = d, construo Categoria 3

Movimentoperigoso

Outras utilizaes e sistemas de controlo

0V1B

0S1

2V1

2S1

P

P

G 1S1

2Z1

1V1B

1A

a b

Categorias 3 e 4:

Sinal de entrada

Dia

gn

st

ico

cru

zad

o

Diagnstico

Diagnstico

Sinalde entrada

Sinalde sada

Sinalde sada

I1

I2

L1 O1

L2 O2

1A

Entradas I1 et I2 : no representadas

Partes lgicas L1 e L2: no representadas, automato programvel

Funo de segurana: Paragem do movimento potencialmente perigoso do cilindro 1A. Descrio funcional:

Bloqueio assegurado do cilindro por: Diagnstico assegurado por:

Sada O1 : Distribuidor 1V1B

Sada O2 : Distribuidor 2V1 coman-da o bloqueador de haste 2Z1

Comparao em L1 dos estados de ali-mentao das bobinas 1V1Ba e 1V1Bb e dos captadores de fim de curso 1S1

Pressostato 2S1 para transmisso do sinal a L2

Superviso cruzada do estado de coernciaL1 / L2 no automato

1V1a

G 1S1

0V1B

PL

a

b

c

d

e








Pode concluir-se a um nvel compatvel PL=d para o sistema de segurana, limitando a a utilizao do pressostato a 2,89 anos.

* Os mtodos "good engineering practice" associam a este tipo de componente e de cir-cuito um DC reduzido a mdio para cobrir as falhas de deslizamento destes dispositivos.





0V1B : distribuidor de isolamento energtico: assegura o escape do sistema. Clculo de probabilidade de uma falha perigosa:

O caso de estudo mostra:

DC (1V1B)=60% reduzido, DC (2V1)=99% elevado, DC* (2Z1)=75%

I.e. para o canal O2, DC = 78% reduzido.

Funo segurana



Nr. ciclos / ano

1 ciclo = 10 s 16h 240 j 1 382 400 ciclos

B10d (distribuidor 1V1B - srie 542) = 44 912 670 ciclos, i.e. durao de utilizao de 32,4 anos, MTTFd = 324 anos elevado

B10d (distribuidor 2V1 - srie 520) = 10 000 000 ciclos, i.e. durao de utilizao de 7,23 anos, MTTFd = 72,3 anos elevado

B10d (pressostato 2S1, bloqueador dinmico 2Z1) = 4 000 000 ciclos, i.e. tempo de misso T10 = 2,89 anos,MTTFd = 28,9 anos mdio

MTTFd (captadores 1S1) = 45 000 000 h, i.e. 11 718 anos elevado

9SEGURANA

Obter um PL = d, construo Categoria 3

Movimentoperigoso

Outras utilizaes e sistemas de controlo

0V1B

0S1

2V1

2S1

P

P2V3 2V2

1V1B

1A

a b

Categorias 3 e 4:

Sinal de entrada

Dia

gn

st

ico

cru

zad

o

Diagnstico

Diagnstico

Sinalde entrada

Sinalde sada

Sinalde sada

I1

I2

L1 O1

L2 O2

PL

a

b

c

d

e








Entradas I1 e I2: no representadas

Partes lgicas L1 e L2: no representadas, automato programvel

* Os mtodos "good engineering practice" associam a este tipo de componente e de cir-cuito um DC reduzido para cobrir as falhas de bloqueio no diagnosticadas.

Pode concluir-se a um nvel compatvel PL=d para o sistema de segurana, limitando a a utilizao do pressostato a 2,89 anos.

Funo de segurana: Paragem do movimento potencialmente perigoso do cilindro 1A. Descrio funcional:

0V1B : distribuidor de isolamento energtico: assegura o escape do sistema. Clculo de probabilidade de uma disfuno perigosa:

O caso de estudo mostra:

DC (1V1B)=60% reduzido, DC (2V1)=99% elevado, DC* (2V3, 2V2)=60%

I.e. para o canal O2, DC = 78% reduzido.

Funo segurana



Nr. ciclos / ano

1 ciclo = 10 s 16h 240 j 1 382 400 ciclos

Bloqueio do cilindro assegurado por: Diagnstico assegurado por:

Sada O1: Distribuidor 1V1B

Sada O2: Distribuidor 2V1 comanda as 2 vlvulas 2/2 stop-cilindro utilizadas como dispositivo de travagem

Superviso cru-zada do estado de coernciaL1 / L2

no automato

Comparao em L1 dos estados de ali-mentao das bobinas 1V1Ba e 1V1Bb e dos captadores de fim de curso 1S1

Pressostato 2S1 para transmisso do sinal a L2

B10d (distribuidor 1V1B - srie 542) = 44 912 670 ciclos, i.e. durao de utilizao de 32,4 anos, MTTFd = 324 anos elevado

B10d (distribuidor 2V1 - srie 520) = 10 000 000 ciclos, i.e. durao de utilizao de 7,23 anos,MTTFd = 72,3 anos elevado

B10d (pressostato 2S1) = 4 000 000 ciclos, i.e. tempo de misso T10 = 2,89 anos, MTTFd = 28,9 anos mdio

B10d (vlvulas 2/2 stop cilindro - 2V3, 2V2) = 60 000 000 h, i.e. MTTFd = 434 anos elevado

1A

3 2

1Va

0V1B





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