Scelta dei Finecorsa e Interruttori (switch) - Macchine Industriali

Scelta dei Finecorsa e Interruttori (switch)

Per ottenere la presunzione di conformità per la marcatura e certificazione CE  si applica la norma EN 13849:

1.   Calcolo del livello di prestazione richiesto (PLr)

2.   Valutazione del PL raggiunto

3.   Dettagli delle funzioni di sicurezza

4.   Conclusioni

Seguiamo un semplice esempio pratico di un interruttore per una porta:

Primo Step:

Calcolo del PLr. Cioè seguiamo questo percorso:….

Valutazione:

A:Gravità della lesione S = S1

Il mancato intervento della protezione potrebbe generare al massimo una lesione solo “lieve” (reversibile) poiché le parti dell’apparecchiatura facilmente esposte verso l’operatore non mostrano direttamente parti in tensione agilmente raggiungibili o parti in movimento, e quindi il mancato intervento del dispositivo non comporta pericoli di lesioni gravi e immediate Quindi come suggerito nella norma al punto A.2.1 si sceglie S1.

B. Frequenza e tempo di esposizione F = F1

Il pericolo potenziale si presenta solo nell’occasione di operazioni di sostituzione di parti all’interno della macchina (filtri e dispositivi), quindi come suggerisce la norma al punto A.2.2 si deve valutare il parametro come F1.

C. Possibilità di evitare il pericolo P = P1

Poiché la eventuale situazione pericolosa può essere riconosciuta e facilmente evitata da chi rimuove la protezione, si sceglie P1, come da punto A.2.3 della norma.

Risultato:

Quindi, applicando il grafico di figura 5,  il PLr trovato è: a.

Questo comporta che si deve assicurare la probabilità media di guasto pericoloso sia compreso tra 10^-5 e 10^-4 per ora.

Secondo Step:

Dispositivo utilizzato: XTD22AZ1 Saia-Burgess

Dalla figura 5 della norma EN 13849 si trovano gli elementi necessari per raggiungere un PL pari ad “a”: 

La valutazione di questo interruttore (punto 4.5) avviene considerando:

A.   La categoria

B.   MTTF_d

C.   DC

D.   CCF

A.   La categoria (punto 6 della norma) può essere B.

Caratteristiche richieste:

La SRP/CS deve, come minimo, essere progettata, costruita, selezionata, assemblata e combinata in conformità alle norme pertinenti e utilizzando principi di sicurezza di base per l’applicazione specifica per resistere:

- alle sollecitazioni operative previste, per esempio l’affidabilità con riferimento alla resistenza e alla frequenza di rottura;

- all’influenza del materiale coinvolto nel processo, per esempio detergenti in una lavatrice;

- ad altri influssi esterni pertinenti, per esempio vibrazioni meccaniche, interferenze elettromagnetiche, interruzioni o disturbi della sorgente d’energia.

Non esiste copertura diagnostica (DCavg = nessuna) all’interno dei sistemi di categoria B e il MTTFd di ogni canale può essere da basso a medio. In tali strutture (generalmente sistemi a un canale), considerare il CCF non è pertinente.

Il PL massimo conseguibile con la categoria B è il PL = b.

 Nota Quando si verifica un’avaria, questa può portare alla perdita della funzione di sicurezza.

Queste condizioni sono soddisfatte, in quanto si tratta di un interruttore di sicurezza conforme alla EN 60158-1, con doppi contatti a guida forzata. Distanza tra i contatti di 8 mm - fissaggio a scatto per pannello frontale, IP40, nottolino di spinta con colletto, 10⁶ cicli.

Specifications:

Housing Glass fibre reinforced polyester

Plunger Glass fibre reinforced polyester

Mechanism Normally open

Contacts Silver nickel

Terminals 6.3 mm (0.25 in) faston (quick connect) - brass

Temperature range °C –20°C to +85°C

Mechanical life 10⁶  cycles minimum (impact free actuation)

Protection IP40 (enclosure)

Mounting Snap-on or screw mounting

Actuator Plunger (can be held depressed for maintenance with optional key)

Accessories Maintenance key N41784 and multiplug housing XTMHSG

B.   MTTF_d

Per il MTTF_d     (punto 4.5.2 – prospetto 5) si sceglie il caso più sfavorevole, in quanto non sono disponibili tutti i dati quantitativi del costruttore e poiché si tratta di sistema a bassa complessità. Quindi si può assumere come valore prudenziale: 10 anni.

Valutazione integrativa da calcolo (allegato C – C.4.2):

MTTFd=B_10d/0,1 n_op = T_10d/10_d

n_op = d_op h_op 3600 / t_ciclo

n_op= 220g x 8h x 3600 / 6s = 1,06  10⁶  cicli/anno

T_10d = 10⁶ /1,06  10⁶  = 0,94 anni

MTTFd=B_10d/0,1 n_op = T_10d/10_d = 0,94/0,1 = 9,4 anni (classificabile come basso, compreso fra 3 e 10 anni)

C.   DC_avg

Non è un requisito la cui verifica sia richiesta per questa categoria/livello.

D.   CCF

Si assume che i dati forniti dal fabbricante e dal progettista consentano le stime secondo il punto F.2 per il circuito di comando in esame. I punteggi –seguendo il prospetto F.1- sono nell’ordine:

1.   Segregazione                               15

2.   Diversità                                      Nessuno

3.   Progettazione/esperienza             20

4.   Valutazione/analisi                       5

5.   Competenza /formazione              nessuno

6.   Ambiente                                    

6.1.              Prevenzione EMC           25

6.2.              Altri influssi                    10

Totale                                                         75 (valore accettabile perché superiore a 65)

Soddisfa i requisiti.

Terzo step

Punto 5.2.1: Funzioni di arresto legate alla sicurezza

La funzione di arresto in questione porta la macchina in uno stato sicuro subito dopo l’attuazione. Questo arresto ha la priorità sull’arresto per motivi operativi.

Soddisfa i requisiti.

Conclusioni

In conclusione si è verificato in modo prudenziale ed utilizzando i dati forniti dal fabbricante che il Performance Level richiesto viene soddisfatto dal dispositivo installato.