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Direttiva macchine


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Funzioni di arresto / Categorie di arresto | Macchine e Azionamenti

ID 13532 | | Visite: 867 | Documenti Riservati Direttiva macchinePermalink: https://www.certifico.com/id/13532

Funzioni di arresto   Categorie di arresto macchine

Funzioni di arresto / Categorie di arresto Macchine / Azionamenti

ID 13532 | Rev. 1.0 del 13.05.2021 / Documento completo allegato con esempi circuitali

Documento sulle funzioni di arresto (e categorie di arresto) di macchine e azionamenti, in accordo con:
- Direttiva 2006/42/CE
- Guida macchine Direttiva 2006/42/CE | 2010 IT
EN 60204-1:2018
EN ISO 13850:2016
- CEI EN 61800-5-2:2016

Estratto

In accordo con il RESS 1.2.4 dell’Allegato I della Direttiva 2006/42/CE, in una macchina deve essere sempre presente un arresto (1.2.4.1. Arresto normale). E’ possibile, invece, derogare, in determinate condizioni dalla presenza dell’arresto di emergenza.

Tipi di arresto Direttiva macchine

Fig. 1 - Tipi di arresto Direttiva macchine

Direttiva macchine RESS 1.2.4

Direttiva 2006/42/CE

1.2.4. Arresto

1.2.4.1. Arresto normale
La macchina deve essere munita di un dispositivo di comando che consenta l'arresto generale in condizioni di sicurezza. Ogni posto di lavoro deve essere munito di un dispositivo di comando che consenta di arrestare, in funzione dei pericoli esistenti, tutte le funzioni della macchina o unicamente una di esse, in modo che la macchina sia portata in condizioni di sicurezza. Il comando di arresto della macchina deve essere prioritario rispetto ai comandi di avviamento. Ottenuto l'arresto della macchina o delle sue funzioni pericolose, si deve interrompere l'alimentazione dei relativi azionatori.

1.2.4.2. Arresto operativo
Se, per motivi operativi, è necessario un comando di arresto che non interrompe l'alimentazione degli azionatori, la condizione di arresto deve essere monitorata e mantenuta.

1.2.4.3. Arresto di emergenza
La macchina deve essere munita di uno o più dispositivi di arresto di emergenza, che consentano di evitare situazioni di pericolo che rischino di prodursi nell'imminenza o che si stiano producendo. Sono escluse da quest'obbligo: - le macchine per le quali il dispositivo di arresto di emergenza non può ridurre il rischio, perché non riduce il tempo per ottenere l'arresto normale oppure perché non permette di prendere le misure specifiche che il rischio richiede, - le macchine portatili tenute e/o condotte a mano. Il dispositivo deve: - comprendere dispositivi di comando chiaramente individuabili, ben visibili e rapidamente accessibili, - provocare l'arresto del processo pericoloso nel tempo più breve possibile, senza creare rischi supplementari, - quando necessario avviare, o permettere di avviare, alcuni movimenti di salvaguardia. Quando si smette di azionare il dispositivo di arresto di emergenza dopo un ordine di arresto, detto ordine deve essere mantenuto da un blocco del dispositivo di arresto di emergenza, sino al suo sblocco; non deve essere possibile ottenere il blocco del dispositivo senza che quest'ultimo generi un ordine di arresto; lo sblocco del dispositivo deve essere possibile soltanto con una apposita manovra e non deve riavviare la macchina, ma soltanto autorizzarne la rimessa in funzione. La funzione di arresto di emergenza deve essere sempre disponibile e operativa a prescindere dalla modalità di funzionamento. I dispositivi di arresto di emergenza devono offrire soluzioni di riserva ad altre misure di protezione e non sostituirsi ad esse.

1.2.4.4. Assemblaggi di macchine
Nel caso di macchine o di elementi di macchine progettati per lavorare assemblati, le macchine devono essere progettate e costruite in modo tale che i comandi di arresto, compresi i dispositivi di arresto di emergenza, possano bloccare non soltanto le macchine stesse ma anche tutte le attrezzature collegate, qualora il loro mantenimento in funzione possa costituire un pericolo.

Commenti arresto di emergenza Guida Direttiva macchine 2006/42/CE (Versione 2010 IT)

Guida macchine Direttiva 2006/42/CE | 2010 IT

§200 Dispositivi di arresto normale

I requisiti di cui al punto 1.2.4.1 mirano a garantire che l’operatore possa sempre arrestare la macchina in condizioni di sicurezza. A parte l’esigenza di arrestare la macchina in condizioni di sicurezza per ragioni operative, è anche essenziale che l’operatore possa arrestare la macchina in caso di malfunzionamento che potrebbe produrre situazioni pericolose.

Il secondo paragrafo si applica alle macchine dotate di uno o più posti di lavoro. In taluni casi, un singolo operatore può comandare tutta la macchina da diversi posti di lavoro, a seconda dei compiti da svolgere o della fase di attività della macchina. In altri casi, i vari componenti della macchina possono essere comandati da diversi operatori.

E’ possibile che il dispositivo di arresto di cui è dotato ogni posto di lavoro possa azionare l’arresto di tutta la macchina o solo di una parte di essa, laddove ciò sia possibile senza rischi – cfr. §203: commenti sul punto 1.2.4.4. Se del caso, il dispositivo di arresto deve poter arrestare le parti pertinenti di una macchina complessa secondo una sequenza determinata – cfr. §199: commenti sul punto 1.2.3.§
...

Categorie d’arresto EN 60204-1

In accordo con EN 60204-1 “Sicurezza del macchinario - Equipaggiamento elettrico delle macchine Parte 1: Regole generali”, sono definite 3 categorie di funzioni di arresto:

- Categoria di arresto 0: arresto mediante rimozione immediata dell'alimentazione di potenza agli attuatori di macchina (per es. arresto non controllato); 

- Categoria di arresto 1: arresto controllato mantenendo l'alimentazione di potenza agli attuatori di macchina fino all'arresto, e rimuovendo poi la potenza ad arresto avvenuto; 

- Categoria di arresto 2: arresto controllato mantenendo l’alimentazione di potenza agli attuatori di macchina.

Quindi:

Arresto categoria 0

EN ISO 13850:2015 (armonizzata DM)

EN ISO 13850:2015

4.1.1 Funzione di arresto d'emergenza

4.1.1.1 Lo scopo della funzione di arresto di emergenza e evitare situazioni di emergenza effettive derivanti dal comportamento di persone o da un evento pericoloso inatteso.
La funzione di arresto di emergenza deve essere attivata mediante una singola azione umana.

4.1.1.2 La funzione di arresto di emergenza deve essere disponibile e operativa in ogni momento.
Deve avere la precedenza su tutte le altre funzioni e operazioni e in tutte le modalità operative della macchina senza compromettere altre funzioni di protezione (per esempio il rilascio di persone intrappolate, lo spegnimento degli incendi).

Quando la funzione di arresto di emergenza è attivata:
- deve essere mantenuta fino al riarmo manuale;
- non deve essere possibile per ogni comando di avviamento arrestato dall'attivazione della funzione di arresto di emergenza di avere effetto su tali operazioni.

La funzione di arresto di emergenza deve essere riarmata mediante un'azione umana intenzionale.
Il riarmo della funzione di arresto di emergenza deve essere eseguito mediante il disinnesto di un dispositivo di arresto di emergenza (vedere punto 4.1.4). Il riarmo non deve attivare l'avviamento della macchina.

Nota
La funzione di arresto di emergenza non può essere considerata una misura di prevenzione di avviamenti inattesi come descritto nella ISO 12100.
...

4.1.3 Categorie di arresto

L'arresto di emergenza deve funzionare in conformità a una delle categorie di arresto seguenti (vedere anche la IEC 60204-1). La categoria di arresto pertinente deve essere selezionata mediante la valutazione del rischio.

Categoria di arresto 0

Arresto mediante rimozione immediata dell'energia per gli attuatori della macchina.

Nota 1
Può essere necessaria una frenatura aggiuntiva
.

Esempi di categoria di arresto 0 sono:

- interruzione dell'energia elettrica del(dei) motore(i) elettrico(i) della macchina mediante dispositivi di commutazione elettromeccanici;

- scollegamento meccanico (disinnesto) tra gli elementi pericolosi e il(i) loro attuatore(i) della macchina;
- blocco dell'alimentazione di fluido agli attuatori idraulici pneumatici della macchina;
- interruzione dell'energia necessaria a generare una coppia o una forza in un motore elettrico utilizzando la funzione "Safe torque off" (STO) di un sistema di azionamento in conformità alla IEC 61800-5-2.

Categoria di arresto 1

Arresto di movimenti e di operazioni con l'energia disponibile agli attuatori della macchina per ottenere l'arresto e quindi l'interruzione dell'alimentazione quando è ottenuto l'arresto. Esempi di categoria di arresto 1 sono: decelerazione di movimenti e successiva rimozione dell'energia elettrica per il(i) motore(i) quando il movimento e terminate mediante dispositivi di commutazione elettromeccanici; utilizzo della funzione "Safe stop 1" (SS1) di un sistema di azionamento in conformità alla IEC 61800-5-2.

Nota 2
Per la rimozione dell'energia, può essere sufficiente rimuovere l'energia necessaria a generare una coppia o una forza. Ciò può essere ottenuto mediante disinnesto, scollegamento, spegnimento o mezzi elettronici [per esempio un sistema di azionamento (Power Drive System - PDS) in conformità alla IEC 61800-5-2], senza effettuare necessariamente l'isolamento.

Arresto emergenza categoria 0 o 1

CEI EN 61800-5-2:2016 Sicurezza azionamenti

La norma CEI EN 61800-5-2 si occupa dei requisiti di sicurezza funzionale per "azionamenti elettrici a velocità variabile". La parte 5-2 della serie EN 61800-X è una norma di prodotto per gli azionamenti elettrici con funzioni di sicurezza integrate. La parte 5-2 definisce le prescrizioni per lo sviluppo di azionamenti sicuri con riferimento alla loro sicurezza funzionale.

Gli azionamenti devono essere conformi ai requisiti previsti dalle norme:

- EN/IEC 61508 (sicurezza funzionale di sistemi elettrici ed elettronici), 
- EN/IEC 62061 (sicurezza funzionale di sistemi di controllo delle macchine)
- EN ISO 13849 (sicurezza delle macchine)

mediante applicazione e conformità a quanto prescritto a livello normativo.

La norma EN 61800-5-2 suddivide le funzioni di sicurezza in funzioni di arresto e altre funzioni di sicurezza, come ad esempio le funzioni di movimento in sicurezza o le funzioni di frenatura in sicurezza.

Funzioni di arresto sicuro secondo EN 61800-5-2

Gli Azionamenti elettrici aventi una o più funzioni di sicurezza funzionale sono denominati Safety Related Power Drive Systems o PDS(SR).

La norma EN 61800-5-2 definisce tre funzioni di arresto corrispondenti alle tre categorie di arresto 0, 1 e 2 previste da EN 60204-1:

Funzioni di arresto sicuro secondo EN 61800 5 2

Tab. 1 - Funzioni di arresto sicuro secondo EN 61800-5-2

Safe Torque Off (STO) / Disattivazione coppia in sicurezza

Questa funzione di sicurezza corrisponde a un arresto di categoria 0 (arresto incontrollato) secondo IEC 60204-1. L'alimentazione del motore viene interrotta immediatamente in modo sicuro, in modo che non siano possibili ulteriori movimenti (Vedi Fig. 2)

In circostanze nelle quali sono presenti influenze esterne possono essere necessarie ulteriori misure per prevenire in modo sicuro qualsiasi potenziale movimento. 

Safe Torque Off  STO    Disattivazione coppia in sicurezza

Fig. 2 - Safe Torque Off (STO) / Disattivazione coppia in sicurezza

Safe stop 1 SS1/Arresto in sicurezza 1

Safe Stop 1 (SS1) è una funzione di sicurezza che corrisponde a un arresto di categoria 1 (arresto controllato) secondo IEC 60204-1. E' possibile distinguere tra i seguenti arresti in sicurezza 1:

SS1 - d (decelerazione controllata): avvia e controlla la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione STO quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato

SS1 - r (rampa monitorata): avvia e sorveglia la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione STO quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato;

SS1 - t (tempo controllato): avvia la decelerazione del motore e avvia la funzione STO dopo un ritardo temporale specifico.
_______

Safe stop 2 SS2/Arresto in sicurezza 2

Safe Stop 2 (SS2) è una funzione di sicurezza che corrisponde a un arresto di categoria 2 (arresto controllato) secondo IEC 60204-1. E' possibile distinguere tra i seguenti arresti in sicurezza 2:

SS2 - d (decelerazione controllata): Avvia e controlla la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione di arresto operativo sicuro quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato;

SS2 - r (rampa monitorata): avvia e sorveglia la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione di arresto operativo sicuro quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato;

SS2 - t (tempo controllato): avvia la decelerazione del motore e avvia la funzione di arresto operativo sicuro dopo un ritardo temporale specifico.

...

CEI EN 61800-5-2:2016 Estratto

4.2 Safety sub-functions

4.2.1 General


In most cases The safety functions of the PDS(SR)(*) are a part of the safety functions of an application, therefore the safety functions of the PDS(SR)are named safety sub-functions in this document.

Figure 2 shows an example of a safety function consisting of safety sub-functions:

System (machine, process) with a safety function e.g. "Safe Machine Stop”

(*) 3.16. PDS(SR) adjustable speed electrical power drive system providing safety sub-functions

Safety function consisting of safety sub functions

Figure 2 - Safety function consisting of safety sub-functions

NOTE
For further information regarding safety sub-functions see IFA Report 7/2013e “Safe drive controls with frequency converters” (Bibliography).


4.2.2 Limit values

Where a safety sub-function relies on limit value(s) for any parameter(s), the maximum tolerance(s) for the limit value(s) shall be defined.

NOTE
Specification of any limit value can take into account possible exceeding of the limit value in case of violation of the limit.
For example, specification of the position limit value(s) in 4.2.4.9 can take into account the maximum allowable over travel distance(s).
A particular safety sub-function may have one or more specified limit values, which can be selected during operation.


4.2.3 Stopping functions

4.2.3.1 General

A variety of stopping methods is available for every type of PDS(SR).

The control requirements for initiating the stopping sequence and maintaining a hold mode upon reaching standstill are application-specific. Separate manual operations and connections to control circuits may be necessary to achieve the desired performance of the stopping functions.

NOTE
When applying safety stopping functions for functions like prevention of unexpected start-up or emergency stop, relevant standards can be considered, e. g. IEC 6 0204-1, ISO 13850, ISO 12100, ISO 14118.

Any particular requirements for stopping performance can be specified by the customers of the PDS(SR) manufacturer. The following examples of stopping functions are often used in practice.

4.2.3.2 Safe torque off (STO)

This function prevents force-producing power from being provided to the motor

This safety sub-function corresponds to an uncontrolled stop in accordance with stop category 0 of IEC 6 0204-1.

NOTE 1
This safety sub-functioncan be used where power removal is required to prevent an unexpected start-up according to ISO 1 4118.

NOTE 2
In circumstances where external influences (for example, falling of suspended loads) are present, additional measures (for example, mechanical brakes) can be necessary to prevent any hazard.

NOTE 3
Electronic means and some contactors are not adequate for protection against electric shock.

NOTE 4
While the function is active, a limited amount of movement is still possible in the event of a failure in the power section of the PDS(SR)

4.2.3.3 Safe Stop 1 (SS1)

This function is specified as either

a) Safe Stop 1 deceleration controlled

SS1-d
initiates and controls the motor deceleration rate within selected limits to stop the motor and performs the STO function (see 4.2.3.2) when the motor speed is below a specified limit; or

b) Safe Stop 1 ramp monitored

SS1-r
initiates and monitors the motor deceleration rate within selected limits to stop the motor and performs the STO function when the motor speed is below a specified limit; or

c) Safe Stop 1 time controlled

SS1-t
initiates the motor deceleration and performs the STO function after an application specific time delay.

This safety sub-function corresponds to a controlled stop in accordance with stop category 1 of IEC 6 0204-1.
...

4.2.4.2 Safe Operating Stop (SOS)

This function prevents the motor from deviating more than a defined amount from the stopped position. The PDS(SR) provides energy to the motor to enable it to resist external forces.
... 

SS    d

SS    r

SS    t

4.2.3.4 Safe stop 2 (SS2)
...

SS1 e SS2 differenza
...
segue in allegato

Certifico Srl - IT | Rev. 0.0 2021
©Copia autorizzata Abbonati 

Matrice Revisioni

Rev. Data Oggetto Autore
1.0 13.05.2021 Aggiunti Esempi circuitali Certifico Srl
0.0 12.05.2021 --- Certifico Srl

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