1. Introduzione
La sicurezza delle macchine non è semplicemente un obbligo legale; è un requisito fondamentale per operazioni industriali affidabili. La transizione dagli standard deterministici, come quelli legacy EN 954-1, che si basavano esclusivamente sulle categorie (B, 1, 2, 3, 4), all'approccio probabilistico definito in ISO 13849-1, ha segnato un cambiamento significativo nell'ingegneria della sicurezza. ISO 13849-1:2023 fornisce un quadro strutturato per valutare l'affidabilità delle parti dei sistemi di controllo legate alla sicurezza (SRP/CS). I responsabili della manutenzione e i responsabili della sicurezza devono comprendere come calcolare i livelli di prestazione (PL) per garantire l'integrità dei circuiti di sicurezza, ridurre al minimo i tempi di fermo macchina e proteggere il personale.
2. Ambito e applicabilità
ISO 13849-1 si applica alle parti dei sistemi di controllo legate alla sicurezza, indipendentemente dalla tecnologia utilizzata (elettrica, idraulica, pneumatica o meccanica). Ciò include circuiti di arresto di emergenza, barriere fotoelettriche, protezioni interbloccate e PLC di sicurezza. Lo standard è riconosciuto a livello globale e si applica praticamente a tutti i settori manifatturieri, da quello automobilistico e aerospaziale alla produzione alimentare e farmaceutica. È essenziale per qualsiasi apparecchiatura in cui un guasto nel sistema di controllo di sicurezza potrebbe portare a situazioni pericolose.
3. Requisiti chiave
Il livello di prestazione (PL) di una funzione di sicurezza è determinato da quattro parametri principali: tempo medio prima del guasto pericoloso (MTTFd), copertura diagnostica (DC), mitigazione del guasto per causa comune (CCF) e categoria scelta. Il livello di prestazione richiesto (PLr) viene stabilito attraverso una valutazione del rischio (tipicamente per ISO 12100).
| Parametro | Descrizione | Obiettivo/Target |
|---|---|---|
| MTTFd | Tempo medio per un guasto pericoloso | Alto (10-100 anni per canale) |
| DC | Copertura diagnostica | Nessuno, Basso, Medio, Alto |
| CCF | Guasto per causa comune | Punteggio ≥ 65 |
| Categoria | Requisiti strutturali/architettonici | B, 1, 2, 3, 4 |
Per ottenere PL d o PL e, sono obbligatori valori MTTFd elevati, DC medio-alto e ridondanza dell'architettura.
4. Impatto sulle operazioni di MRO
La conformità con ISO 13849-1 influenza direttamente le strategie di manutenzione e approvvigionamento. I team MRO non possono più sostituire i componenti basandosi esclusivamente sulle dimensioni fisiche o sulle specifiche elettriche di base. Ogni parte di ricambio in un circuito di sicurezza, da un semplice interruttore di finecorsa a un relè di sicurezza, deve possedere dati di sicurezza documentati (valori B10d per componenti meccanici, PFHd per dispositivi elettronici) per mantenere il PL calcolato della funzione di sicurezza complessiva. I responsabili della manutenzione devono aggiornare la documentazione per includere i dati sul ciclo di vita della sicurezza di tutti i componenti critici.
5. Requisiti dei componenti
I pezzi di ricambio legati alla sicurezza devono possedere certificazioni specifiche (ad esempio UL, CE, CSA) ed essere testati per la funzione di sicurezza prevista. Un sensore induttivo standard non classificato di sicurezza non è sufficiente in un circuito PL d. Quando si acquistano componenti, è fondamentale verificare la scheda tecnica del produttore per il PFHd (probabilità di guasto pericoloso all'ora) e l'MTTFd del componente. L'utilizzo di componenti non classificati per il PL specifico può invalidare la certificazione dell'intero circuito di sicurezza.
6. Lista di controllo della conformità
I responsabili della manutenzione dovrebbero utilizzare questa lista di controllo per verificare i circuiti di sicurezza:
- Verificare che la valutazione del rischio sia aggiornata per tutte le macchine.
- Identificare PLr per tutte le funzioni di sicurezza identificate.
- Documentare l'architettura di sicurezza (diagramma a blocchi).
- Assicurarsi che tutti i componenti abbiano classificazioni di sicurezza documentate (ad esempio, PFHd, MTTFd).
- Confermare l'uso di canali ridondanti per i circuiti PL d/e.
- Convalidare che la copertura diagnostica (DC) soddisfi il livello richiesto.
- Verificare il rispetto delle misure CCF (separazione dei canali, diversità).
- Mantenere una documentazione accurata di tutte le modifiche relative alla sicurezza.
- Condurre test di sicurezza funzionale al momento della messa in servizio.
- Eseguire test periodici di sicurezza funzionale (ad esempio, una volta all'anno).
- Registrare tutti i risultati e i risultati dei test.
- Assicurarsi che l'inventario dei pezzi di ricambio contenga solo componenti di sicurezza certificati.
- Formare il personale di manutenzione sulla diagnostica del circuito di sicurezza.
- Controllare apparecchiature e modifiche di terze parti.
- Verificare il corretto cablaggio e le pratiche di installazione secondo le specifiche del produttore.
- Assicurarsi che i relè di sicurezza non siano bypassati.
- Controllare le barriere fotoelettriche e i sensori per il corretto allineamento e ostruzione.
- Testare i tempi di attivazione del pulsante di arresto di emergenza.
- Verificare che il firmware del PLC di sicurezza sia aggiornato e conforme.
- Rivedere le procedure di lockout/tagout (LOTO) in relazione ai circuiti di sicurezza.
7. Problemi comuni di non conformità
Gli auditor identificano spesso quanto segue: 1) Sostituzione di componenti classificati di sicurezza con parti non classificate per ridurre i costi di manutenzione; 2) Mitigazione inadeguata del CCF, come l'instradamento di entrambi i canali di sicurezza nella stessa passerella portacavi; 3) Mancanza di test funzionali documentati; 4) Calcolo errato dell'MTTFd per assiemi complessi; 5) Mancato aggiornamento della documentazione di sicurezza dopo modifiche al sistema di controllo.
8. Sanzioni e responsabilità
La non conformità comporta gravi conseguenze. Negli Stati Uniti, l'OSHA può imporre multe significative per ogni violazione e gli incidenti che provocano lesioni possono innescare azioni legali con danni che spesso superano i 500.000 dollari o diversi milioni di dollari, a seconda della gravità e dei risultati della negligenza. Le compagnie assicurative possono annullare la copertura se il macchinario non soddisfa gli standard di sicurezza certificati nei manuali operativi del produttore. Inoltre, gli organismi di regolamentazione del Regno Unito possono emettere avvisi di divieto, interrompendo di fatto la produzione fino al raggiungimento della conformità, costando alle organizzazioni decine di migliaia di dollari al giorno in mancati ricavi di produzione.
9. Conclusione
Il raggiungimento e il mantenimento della conformità a ISO 13849-1 è un processo continuo di verifica, documentazione e attenta selezione dei componenti. Applicando metodi probabilistici, i team MRO possono migliorare l'affidabilità dei circuiti di sicurezza e proteggere sia il personale che le risorse operative. Per componenti certificati e conformi progettati per soddisfare i rigorosi requisiti delle applicazioni critiche per la sicurezza, visita il Catalogo elettronico UNITEC-D.
10. Riferimenti
- ISO 13849-1:2023, Sicurezza del macchinario - Parti dei sistemi di controllo legate alla sicurezza - Parte 1: Principi generali di progettazione.
- ISO 12100:2010, Sicurezza del macchinario - Principi generali di progettazione - Valutazione e riduzione del rischio.
- IEC 62061:2021, Sicurezza del macchinario: sicurezza funzionale dei sistemi di controllo legati alla sicurezza.
- OSHA 29 CFR 1910.212, Requisiti generali per tutte le macchine.
