Direttiva RESS 1.2.1 della direttiva macchine 2006/42/CE
Come si misura l’affidabilità di un circuito di sicurezza?
L’affidabilità dei circuiti di comando delle macchine con funzione di sicurezza (come arresti di emergenza, interblocchi dei ripari mobili, barriere fotoelettriche di sicurezza, ecc.) è definita dal RESS 1.2.1 della direttiva macchine 2006/42/CE.
La direttiva prescrive, in particolare, che i circuiti di comando con funzioni di sicurezza devono essere progettati e costruiti in modo da evitare l’insorgere di situazioni pericolose. Un avaria nell’hardware o nel software del sistema di comando non deve creare situazioni pericolose: in altre parole i circuiti di sicurezza devono essere “affidabili”.
L’affidabilità dei circuiti di comando delle macchine con funzione di sicurezza viene affrontata in modo esaustivo dalla norma armonizzata UNI EN ISO 13849-1: 2016. La norma, in particolare, permette di calcolare l’affidabilità del circuito di sicurezza della macchina tramite l’uso di un indice: il performance level (PL).
Il PL di una funzione di sicurezza è il livello discreto (da “a” ad “e”) utilizzato per specificare la capacità delle parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza di eseguire una funzione di sicurezza in condizioni prevedibili. Un circuito con performance level pari ad “E” è un circuito con il più alto valore di affidabilità previsto dalla norma.
Calcolo del “performance level” delle funzioni di sicurezza della macchina: Esempio di calcolo del PL con l’utilizzo del software Sistema di IFA
Come si determina il Performance Level?
Per determinare il PL non esiste un livello di prestazione unico per l’intera macchina; ogni singola funzione di sicurezza (come l’arresto di emergenza o l’interblocco di un riparo) deve essere valutata individualmente. Il processo inizia con l’identificazione del Performance Level richiesto (PLr) per ogni funzione. Questo valore viene stabilito analizzando tre parametri fondamentali:
• la gravità del danno,
• la frequenza o il tempo di esposizione al pericolo,
• la possibilità di evitare il danno stesso.
La norma UNI EN ISO 13849-1 prevede l’utilizzo, a partire dai parametri sopra definiti, di un diagramma ad albero per determinare il valore di PL richiesto dalla singola funzione di sicurezza.
Una volta determinato il livello necessario (espresso con lettere da “a” a “e”), si procede al calcolo del PL effettivo raggiunto dal sistema progettato. Per giungere a un risultato preciso, occorre valutare diversi parametri:
• l’architettura del sistema (categoria),
• l’affidabilità dei componenti (MTTFd, indica il tempo medio prima di un guasto pericoloso per ogni componente),
• la copertura diagnostica (DC, misura quanto il sistema è capace di “accorgersi” di un proprio guasto interno),
• il controllo dei guasti di causa comune (CCF, indica quanto il sistema è protetto da guasti che potrebbero mettere fuori uso contemporaneamente entrambi i canali dell’architettura).
Come utilizzare il software Sistema di IFA?
Il software SISTEMA (acronimo di Safety Integrity Software Tool for the Evaluation of Machine Applications) è lo strumento standard a livello internazionale per il calcolo del Performance Level (PL) secondo la norma UNI EN ISO 13849-1 ed è stato sviluppato dall’istituto tedesco IFA.
Il software è organizzato in una struttura a “matrioska” che riflette l’architettura reale dei sistemi di comando:
1. progetto (Project): è il contenitore generale (ad esempio, l’intera macchina),
2. funzione di sicurezza (Safety Function): definisce l’obiettivo specifico (es. “arresto del movimento pericoloso all’attivazione del pulsante di arresto di emergenza”). In questa sezione viene imposto anche il valore del performance level richiesto PLr,
3. sottosistema (Subsystem): rappresenta le parti che compongono la funzione (tipicamente: Sensore, Logica e Uscita della funzione di sicurezza),
4. canale (Channel): definisce la struttura circuitale (canale singolo o doppio),
5. Componente (Element): è l’unità base (es. il singolo contattore o il finecorsa) dove si inseriscono i dati di affidabilità.
La SSafety consiglia la visione del video in basso dove viene mostrato un esempio di calcolo del Performance Level utilizzando il software Sistema di IFA. Nel video viene simulato il calcolo del PL della funzione di sicurezza “sezionamento dell’alimentazione pneumatica della macchina provocato da attivazione della barriera fotoelettrica di sicurezza”.
L’importanza di una valutazione rigorosa
Progettare funzioni di sicurezza richiede un approccio estremamente realistico. Un errore nel calcolo del PL può portare a conseguenze gravi: se il livello raggiunto è inferiore a quello richiesto, la macchina non può essere considerata né sicura né conforme ai requisiti della direttiva macchine o del nuovo regolamento macchine. D’altro canto, una sovrastima delle misure di sicurezza può comportare costi ingiustificati.
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FAQ:
Che cos’è il performance level (PL)?
Il Performance Level è un valore discreto utilizzato per specificare la capacità delle parti di un sistema di controllo legate alla sicurezza di eseguire una funzione di sicurezza in condizioni prevedibili; la scala va dal livello “a” (affidabilità minima) al livello “e” (affidabilità massima).
Quando è obbligatorio calcolare il PL?
Il calcolo è necessario ogni volta che si progetta una macchina o si modifica un sistema di comando esistente che svolge funzioni di sicurezza.
Qual è la differenza tra PL e PLr?
Il PLr (performance level richiesto) è il valore target emerso dall’analisi dei rischi iniziale. Il PL è invece il valore effettivamente raggiunto dall’architettura e dai componenti scelti; la condizione di sicurezza è soddisfatta solo quando il PL è maggiore o uguale al PLr.
Cosa succede se il PL calcolato è inferiore al PLr?
In questo caso la funzione di sicurezza non è adeguata al rischio individuato: per rimediare è necessario riprogettare i circuiti di sicurezza andando a migliorare l’architettura (ad esempio passando a un sistema ridondante) o utilizzare componenti con un’affidabilità superiore.
Per calcolare il PL di un circuito è possibile applicare le formule contenute nella norma o utilizzare un software specifico. I software principalmente utilizzati in questo caso sono:
- “Sistema” di IFA,
- “Safety Calculator PAScal” di Pilz.
SSafety consiglia la visione del video in basso dove viene mostrato un esempio di calcolo del performance level utilizzando il software Sistema di IFA. Nel video viene simulato il calcolo del PL della funzione di sicurezza “sezionamento dell’alimentazione pneumatica della macchina provocato da attivazione della barriera fotoelettrica di sicurezza”.
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Mi chiamo Giuseppe Alfieri e sono il responsabile della New Tec s.r.l., un’azienda con sede a Sant'Antimo (NA). Operiamo in un settore dove l’innovazione deve necessariamente camminare di pari passo con la massima affidabilità tecnica. Recentemente, per lo sviluppo di un impianto dedicato ai test dei motori aereonautici, abbiamo sentito l'esigenza di un supporto altamente qualificato per la definizione dei circuiti di sicurezza e, soprattutto, per il calcolo dei relativi Performance Level (PL). In una fase così delicata, il nostro punto di riferimento è stato SSafety s.r.l.s. La competenza tecnica dimostrata dal team, e in particolare dall’ing. Antonio Salvati, è stata impagabile. Grazie alla loro consulenza tecniconormativa, siamo riusciti a progettare i sistemi di sicurezza con estrema precisione, garantendo il pieno rispetto degli standard attuali senza mai sacrificare l'efficienza operativa dei macchinari. Collaborare con un partner così preparato ci trasmette una grande serenità: sapere che le tematiche di sicurezza e la validazione dei circuiti sono gestite al meglio ci permette di concentrarci pienamente sulla qualità del nostro lavoro produttivo.
Gentile Dott. Giuseppe Alfieri, la ringraziamo vivamente per le sue parole. È stato un vero onore per noi di SSafety collaborare con una realtà d’eccellenza come la New Tec s.r.l..
Progetti complessi come quelli legati ai test per motori aeronautici richiedono una sinergia perfetta tra innovazione e rigore normativo; sapere di aver contribuito a trasmettervi la serenità necessaria per concentrarvi sulla vostra produzione è per noi il traguardo più importante. L’ing. Antonio Salvati e tutto il team ricambiano la stima e restano a vostra disposizione per le sfide future.
