DNV GL

La sicurezza funzionale per macchine e automazione industriale

La Direttiva Macchine 2006/42/CE definisce i requisiti per componenti, macchine e impianti legate alla sicurezza immessi sul mercato. Questa direttiva è la versione rivista della Direttiva Macchine, la cui prima versione era stata accettata nel 1989. Questa versione riveduta è valida dal 29 Dicembre 2009 e deve essere applicata di conseguenza.

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Due diversi obiettivi sono perseguiti:

  1. Armonizzazione dei requisiti relativi alla sicurezza e alla tutela della salute, per raggiungere un livello elevato di tutela della salute e della sicurezza.
  2. Garanzia della libera circolazione delle macchine sul mercato UE.

La sicurezza funzionale consente l'identificazione di guasti pericolosi specifici che portano a gravi conseguenze e, quindi, di stabilire obiettivi massimi tollerabili di frequenza per ciascun tipo di guasto. Il sistema, il cui fallimento contribuisce a ciascuno di questi rischi, è di solito denominato "safety related". Alcuni esempi sono i sistemi di controllo di processi industriali, sistemi di shut down dei processi, sistemi programmabili, dispositivi elettrosensibili, sensori, attuatori ecc. In altre parole, qualsiasi apparecchiatura (con o senza software) il cui mal funzionamento può generare un rischio deve essere classificata come “safety relevant”. Una funzione di sicurezza è quindi definita come una funzione che la mantiene o porta un sistema in uno stato sicuro, in relazione ad alcuni pericoli particolari. Vanno considerati sia guasti hardware casuali quantificabili in termini probabilistici, che gli errori sistematici. Questi ultimi devono essere mitigati attraverso processi di gestione della sicurezza che supportino lo sviluppo R&D e la progettazione. Il livello tollerabile di failure rate definito, per ciascun hazard, fisserà i target di sicurezza per ciascun componente, facente parte del sistema complessivo. Tali target, oltre a fornire un obiettivo numerico da raggiungere, sono anche espressi come "SIL Safety Integrity" o PL "Performance Level". La valutazione del design, dell’organizzazione aziendale e della gestione dei processi chiave consentono di determinare se il prototipo o i sistemi di controllo della sicurezza raggiungono i target fissati.

L’elenco tipico delle fasi di un progetto è:

  • Definizione della funzione di sicurezza.
  • Allocazione dei SIL/PL target.
  • Organizzazione dei processi per la garanzia della sicurezza funzionale.
  • Analisi qualitative.
  • Analisi quantitative.
  • Definizione delle competenze.

Di seguito si riportano alcuni esempi di prodotti e sistemi di automazione che ricadono nel campo di applicazione delle norme di sicurezza funzionale nell'automazione industriale:

  • Sistemi programmabili: PLC, HMI e altro.
  • Azionamenti che integrano funzioni di sicurezza (STO, SOS,…).
  • Sistemi di comunicazione sicuri.
  • Dispositivi elettrosensibili (ESPE): apparecchiature optoelettroniche, proximity.
  • Sensori e attuatori: sensori di livello, sistemi di monitoraggio della velocità, valvole, trasmettitori, barriere.

Quali sono i principali vantaggi?
Lo stato dell’automazione nei sistemi di sicurezza di macchine ed impianti si evolve rapidamente a seguito della continua ricerca in settori portanti quali l’elettronica e l’elettronica programmabile.

Per garantire l’assenza di rischi inaccettabili a causa di malfunzionamenti dei sistemi vitali, l’impiego della sicurezza funzionale, che affianca e approfondisce la valutazione classica di sicurezza del macchinario o dell’impianto spingendosi nel campo affidabilistico, costituisce un valido supporto direttamente collegabile ai principi per la valutazione del rischio delle norme armonizzate. 

L’impiego di sistemi di controllo di ultima generazione basati sui controllori programmabili rende irrinunciabile il ricorso alla sicurezza funzionale per quantificare il livello di sicurezza raggiunto.

Quali sono le norme?
Sono molte le norme armonizzate disponibili che consentono di soddisfare i requisiti della Direttiva Macchine. I requisiti per l’applicazione della sicurezza funzionale sono descritte nelle norme armonizzate EN ISO 13849-1 / -2 e EN 62061. La norma EN ISO 13849-1 definisce i Performance Level (da PL a al PL e) per classificare il livello di sicurezza. La norma EN IEC 62061 è la trascrizione su misura della IEC / EN 61508 per il settore del macchinario e classifica la sicurezza in Safety Integrity Levels (da SIL 1 a SIL 3).

La norma IEC 61508 ruota attorno al concetto del ciclo di vita della sicurezza dei prodotti. Gran parte dell’attività di valutazione ha lo scopo di dimostrare che la configurazione del prodotto soddisfi i requisiti architetturali prescritti e i relativi target di sicurezza probabilistici. Questa norma è applicabile a tutti i componenti e sistemi elettrici/elettronici ed elettronico programmabili E/E/PE.

Come devo fare per iniziare?

I passi seguenti coprono l’intero ciclo di vita (Functional Safety Assessment - FSE):

  • Step 1: definire la capacità di condurre FSE (es. Management).
  • Step 2: definire un livello di rischio tollerabile:
    • definire ed indirizzare la gestione dei rischi derivanti dai pericoli individuati;
    • fissare un tasso di guasto massimo tollerabile.
  • Step 3: identificare le funzioni di sicurezza per ciascun evento pericoloso.
  • Step 4: definire i livelli SIL /PL per ciascun elemento.
  • Step 5: eseguire un’analisi quantitativa dei sistemi rilevanti per la sicurezza.
  • Step 6: eseguire un’analisi qualitativa dei sistemi rilevanti per la sicurezza.
  • Step 7: definire il rischio residuo.

Come possiamo aiutarti?
DNV GL - Business Assurance offre una gamma di servizi per aiutare le aziende ad adottare i requisiti degli standard di Sicurezza Funzionale al fine di immettere sul mercato sistemi di comando e controllo del macchinario SRP/CS sicuri.

  • Training (base e avanzato) sulla “Sicurezza Funzionale del Macchinario”
  • Certificazione di Prodotti facenti parte di sistemi di comando e controllo del macchinario SRP/CS
  • Verifica e validazione
  • Certificazione del Functional Safety Management