La conformità ISO 13849 si ottiene definendo una funzione di sicurezza della macchina, determinandone il Performance Level richiesto (PLr), progettando e valutando l’intera catena ingresso-logica-uscita e validando la risposta della macchina installata. Un attuatore rotativo non diventa da solo “conforme alla ISO 13849”: valvola, feedback, carico meccanico e comportamento ai guasti devono sostenere lo stato sicuro specificato.
La distinzione è essenziale. Un circuito può raggiungere il PL calcolato e lasciare comunque una tavola rotante in deriva, far cadere un carico eccentrico, intrappolare pressione pericolosa o riavviarsi al ritorno dell’aria. Calcolo e risposta fisica devono coincidere.
Punti chiave
- La ISO 13849-1 definisce cinque Performance Level, ma non assegna un PLr a una specifica applicazione con attuatore rotativo.
- Definire angolo di arresto, mantenimento, stato della pressione e condizioni di riavvio prima di scegliere valvole o sensori.
- Validare l’asse installato in presenza di guasti credibili. Un risultato SISTEMA non equivale alla validazione della macchina.
Cosa significa conformità ISO 13849 per un attuatore rotativo?
La ISO 13849-1:2023 si applica ai sistemi di comando legati alla sicurezza che impiegano tecnologie elettriche, idrauliche, pneumatiche, meccaniche e software. Fornisce un metodo di progettazione e valutazione, ma non prescrive funzione di sicurezza o PLr per una data applicazione. La conformità riguarda quindi la funzione di sicurezza definita sulla macchina, non un’etichetta generica dell’attuatore.
La funzione può impedire una rotazione inattesa all’apertura di un riparo, arrestare una tavola indicizzata entro un angolo misurato, trattenere un carico eccentrico o inibire il riavvio fino a un reset deliberato. Ogni funzione richiede trigger, stato sicuro, PLr, architettura, calcolo ed evidenze di validazione propri.
Il PLr è il Performance Level richiesto assegnato a una funzione; il PL è il livello raggiunto dal progetto realizzato e dimostrato con valutazione e validazione. Non sono etichette intercambiabili.
Non confondere PL e SIL. La ISO 13849 usa Performance Level da a a e; norme come IEC 62061 usano Safety Integrity Level. Un prodotto può fornire dati per più quadri normativi, ma la dicitura “attuatore PLe” non sostituisce la valutazione completa della funzione ISO 13849.
Per PLr, Categoria, MTTF_D, DCavg e CCF consultare la guida ai circuiti pneumatici di sicurezza ISO 13849. Qui l’attenzione è sullo stadio rotativo di uscita e sulla risposta della macchina.
La domanda utile non è “Quale attuatore ha la classificazione più elevata?”, ma: quale guasto può ancora generare una rotazione pericolosa dopo la richiesta dello stato sicuro? Da questa risposta dipende l’inclusione di attuatore, trasmissione, dispositivo di ritenuta, sensori e carico nell’analisi.
Come definire funzione di sicurezza e stato sicuro?
La ISO 12100:2010 fornisce il quadro di valutazione del rischio precedente alla progettazione del comando. La ISO 14118:2017 tratta anche l’avviamento inatteso dovuto a energia pneumatica, energia accumulata come gravità o molle e influenze esterne. Partire dal pericolo e dalla risposta misurabile, non da uno schema valvole preferito.
Redigere una specifica per ogni funzione. “Arrestare in sicurezza l’attuatore” è troppo vago. Una specifica utile comprende:
| Requisito | Esempio per asse rotativo |
|---|---|
| Trigger | Il riparo interbloccato si apre durante l’indicizzazione automatica |
| Pericolo | L’attrezzatura può urtare o intrappolare una persona nell’area spazzata |
| Risposta richiesta | Eliminare la coppia motrice e arrestare la rotazione |
| Limite dello stato sicuro | Nessun superamento della corsa angolare validata dopo la richiesta |
| Mantenimento | L’albero resta nella banda ammessa con il carico peggiore |
| Stato della pressione | Le camere scaricano, restano pressurizzate o vengono isolate secondo la valutazione |
| Reset | Chiusura del riparo o ripristino dell’aria non avviano la rotazione |
| Modi operativi | Automatico, attrezzaggio, pulizia, recupero guasto e manutenzione valutati separatamente |
| PLr | Assegnato alla funzione dalla valutazione del rischio o da una norma di tipo C |
Lo stato sicuro dipende dall’applicazione. Scaricare entrambe le porte può eliminare coppia su un indicizzatore orizzontale, ma liberare un braccio eccentrico o soggetto a gravità. Anche un’unità a ritorno elastico può muoversi togliendo aria. Possono servire blocco controllato, freno, ritegno meccanico o percorso di ritorno monitorato.
Considerare l’intero profilo di moto. La guida alla coppia degli attuatori rotativi aiuta a stimare coppia e inerzia, ma non stabilisce angolo di arresto o PL raggiunto: servono misure sulla macchina ed evidenze del comando di sicurezza.
Dove si colloca l’attuatore nella funzione di sicurezza?
Secondo IFA, una SRP/CS va normalmente dall’ingresso di rilevamento attraverso la logica fino all’elemento di comando della potenza, ad esempio una valvola. L’attuatore può restare fuori dal confine se un suo guasto non genera uno stato pericoloso; se invece il guasto di attuatore o carico può causare movimento pericoloso, le misure meccaniche rilevanti devono entrare nell’analisi.
Mappare la funzione partendo dal pericolo e procedendo a ritroso. Non fermare lo schema all’uscita del PLC di sicurezza.
| Livello | Elementi tipici dell’asse rotativo | Evidenze necessarie |
|---|---|---|
| Ingresso | Interruttore riparo, barriera, dispositivo di consenso, feedback posizione o pressione | Dati di sicurezza, cablaggio, montaggio, risposta ai guasti |
| Logica | Relè di sicurezza, controllore configurabile, PLC di sicurezza, software | Capacità PL, verifica software, logica reset, tempi di discrepanza |
| Comando pneumatico | Valvole direzionali monitorate, isolamento o scarico, pilotaggi | Manuale di sicurezza, B10D o PFH, tempi feedback, limiti di portata |
| Attuatore e trasmissione | Attuatore a paletta o pignone-cremagliera, albero, giunto, cuscinetti, freno, arresto | Modi di guasto, resistenza, gioco, mantenimento e arresto |
| Processo macchina | Utensile, attrezzatura, carico eccentrico, area spazzata, battute | Inerzia peggiore, coppia di gravità, energia d’urto, corsa ammessa |
Un sensore può completare il modello osservando però il punto sbagliato. Un contatto di posizione valvola conferma l’otturatore, non l’albero; un sensore prima di un giunto slittante non prova l’arresto dell’utensile. Collocare la diagnostica dove rileva il guasto pericoloso rivendicato nel calcolo DCavg.
Il tipo di attuatore modifica l’analisi. Unità a paletta, pignone-cremagliera e tavola pneumatica differiscono per perdite, gioco, cuscinetti, arresti e carico ammesso. La guida pignone-cremagliera rispetto a paletta fornisce il confronto meccanico; la valutazione richiede comunque i dati del componente esatto.
Quali guasti dell’attuatore rotativo deve gestire il circuito?
La ISO 4414:2010, confermata nel 2021, copre i pericoli significativi dei sistemi pneumatici sulle macchine. Per un asse rotativo, collegare ogni guasto pneumatico, elettrico, di rilevamento o meccanico credibile ad angolo, coppia, pressione e riavvio risultanti presso il pericolo.
Usare la tabella come traccia, non come elenco universale di esclusioni o crediti diagnostici automatici.
| Guasto credibile | Possibile effetto pericoloso | Domanda di progetto o diagnostica | Evidenza di validazione |
|---|---|---|---|
| Un elemento valvola non commuta | Resta disponibile pressione motrice | Un solo guasto annulla lo stato sicuro? La valvola è monitorata? | Inserimento guasto con traccia di pressione e moto |
| Scarico limitato | Arresto più lungo del previsto | Silenziatori, tubi e regolatori sono inclusi nel caso peggiore? | Prova angolo con restrizioni ammesse |
| Aumento perdita interna | Deriva dell’albero o perdita di coppia di tenuta | La perdita è rilevata prima di superare la posizione ammessa? | Prova di tenuta ai limiti di pressione e temperatura |
| Feedback bloccato o discordante | Il controllore accetta una falsa posizione di arresto | Quali guasti pericolosi rileva ogni sensore? | Prove apertura, corto, blocco e discrepanza |
| Guasto di giunto, chiavetta o battuta | L’utensile si muove indipendentemente dall’albero rilevato | Il feedback è sul lato del pericolo? | Ispezione meccanica e trattamento giustificato |
| Perdita o ritorno dell’aria | Caduta carico, ritorno a molla o riavvio | Stato a pressione zero e durante la ripressurizzazione? | Prove di interruzione e ripristino |
| Rottura tubo o apertura porta | Rotazione incontrollata o perdita di mantenimento | Serve freno o ritegno indipendente? | Analisi e prova fisica sicura del guasto |
| Contaminazione comune | Entrambi i canali valvola falliscono | Qualità aria, filtrazione, manutenzione e separazione sono controllate? | Revisione CCF ed evidenze manutentive |
| Logica reset errata | Il reset avvia il moto | Reset e comando di avvio sono separati? | Prove reset e riavvio per ogni modo |
La ridondanza non elimina da sola i guasti di causa comune. Due valvole identiche possono condividere aria contaminata, sovrapressione, manutenzione errata, scarico comune bloccato o errore software. La valutazione CCF deve registrare misure realmente attuate.
Anche il ritorno a molla è un comportamento, non un verdetto di sicurezza. Determinare direzione, coppia elastica lungo la corsa, coppia del carico, velocità, punti di schiacciamento, energia sulle battute e conseguenze di guasto della molla o del collegamento.
Come interagiscono PLr, Categoria, MTTF_D, DCavg e PFH?
Il rapporto IFA 2025 sulla ISO 13849-1:2023 elenca cinque bande PL, ciascuna legata a un intervallo della frequenza media di guasto pericoloso all’ora, PFH. Il PL dipende anche da architettura, affidabilità, copertura diagnostica, misure di causa comune, controlli sistematici e integrazione corretta. La sola Categoria non determina il PL.
| Performance Level | Intervallo PFH per ora |
|---|---|
| PL a | >= 10^-5 a < 10^-4 |
| PL b | >= 3 x 10^-6 a < 10^-5 |
| PL c | >= 10^-6 a < 3 x 10^-6 |
| PL d | >= 10^-7 a < 10^-6 |
| PL e | >= 10^-8 a < 10^-7 |
Alcuni manuali e strumenti usano la precedente notazione PFH_D; il materiale IFA dell’edizione 2023 usa PFH. Mantenere coerenti terminologia, revisione normativa, rapporti e librerie.
Il PFH è la frequenza media di guasto pericoloso all’ora usata dall’attuale materiale IFA. È una parte del risultato PL, non una dichiarazione completa di sicurezza della risposta fisica.
Per componenti pneumatici soggetti a usura richiedere dati B10D, PFH o di sottosistema del costruttore e relative condizioni. Non attribuire un valore generico di 20 milioni di cicli. Frequenza, pressione, aria, temperatura, carico, manutenzione, mission time e accessori possono determinarne l’applicabilità.
Lo strumento IFA SISTEMA valuta architetture designate con PLr, Categoria, MTTF_D, DCavg e CCF. IFA associa SISTEMA 3.x alla ISO 13849-1:2023 e la versione 2.x alla revisione 2015. Non mescolare progetti, librerie e ipotesi di revisioni diverse senza riesame.
In SISTEMA creare una funzione distinta per ogni risposta pericolosa. Modellare i sottosistemi reali di ingresso, logica e uscita e documentare le misure meccaniche esterne al modello quantitativo ma necessarie allo stato sicuro. Un calcolo verde non rileva un giunto slittante, un silenziatore ostruito, un sensore mal collocato o un carico instabile.
Come validare la funzione di sicurezza dell’asse rotativo installato?
La ISO 13849-2:2012 è ancora la norma di validazione pubblicata al 17 luglio 2026. Richiede validazione mediante analisi e prove delle funzioni specificate, della Categoria e del PL raggiunti. ISO segnala una bozza sostitutiva, ma una bozza non è la base normativa pubblicata.
Definire criteri misurabili prima della messa in servizio: angolo massimo dopo la richiesta, tempo di arresto, banda di posizione, soglia di pressione, durata di mantenimento, reset e reazione ai guasti. Provare le combinazioni peggiori:
- Massa e raggio massimi ammessi
- Massima velocità angolare credibile
- Peggiore orientamento del carico gravitazionale o eccentrico
- Pressione di alimentazione minima e massima
- Temperatura minima ammessa se influenza tenute e valvole
- Tubi più lunghi e scarico più restrittivo consentiti
- Giochi meccanici usurati ma ancora accettabili
- Ogni modo operativo che consente accesso al pericolo
Misurare oltre al bit di stato del controllore. Correlare temporalmente richiesta, uscita logica, feedback valvola, pressione a valle, angolo dell’albero e posizione dell’utensile pericoloso. Il tempo di commutazione da catalogo non è il tempo di arresto macchina.
Per un asse rotativo l’angolo di arresto è spesso più utile del solo tempo. Gli stessi 150 ms possono essere accettabili a una velocità e pericolosi a un’altra. Registrare entrambi e confrontare l’area spazzata con distanza del riparo e criteri della funzione.
Le prove di guasto devono seguire architettura e analisi. Dove praticabile in sicurezza, impedire la commutazione di una valvola, creare discrepanze, interrompere un ingresso, limitare uno scarico entro la configurazione ammessa, togliere e ripristinare aria e provare il reset. Verificare l’inibizione del ciclo successivo quando richiesta.
Gli intervalli di ispezione e prova derivano da valutazione del rischio, manuali, Categoria, diagnostica, ambiente, utilizzo, storico manutentivo e norma di tipo C. La ISO 13849 non impone calendari generici come “mensile per PL e” o “annuale per PL c”.
Quale documentazione rende il progetto verificabile?
La pagina SISTEMA IFA assegna la versione 3.x alla ISO 13849-1:2023 e consente di stampare un riepilogo. È un documento, non il fascicolo completo, che deve collegare valutazione del rischio, circuito, software, dati componenti, prove macchina e revisioni controllate.
Conservare sotto controllo di configurazione:
- Limiti macchina, analisi dei pericoli e decisioni di riduzione del rischio
- Specifica della funzione e motivazione PLr per ogni funzione
- Schemi pneumatici ed elettrici con revisioni esatte
- Versione software, checksum, parametri e registrazioni di verifica
- Manuali di sicurezza, dati B10D o PFH e librerie SISTEMA
- Evidenze Categoria, MTTF_D, DCavg, CCF, PFH e misure sistematiche
- Analisi guasti di valvole, sensori, attuatore, giunto, arresti, freno e carico
- Piano di validazione, strumenti, tracce grezze, risultati e deviazioni
- Requisiti di ispezione, manutenzione, sostituzione e prova funzionale
- Registro modifiche per sostituzioni, tubi, silenziatori, pressione, carico, velocità e software
La documentazione del fornitore deve identificare codice e revisione esatti. Richiedere funzioni dichiarate, vincoli architetturali, tempi diagnostici, impulsi ammessi, mission time, frequenza, limiti di pressione e qualità aria, silenziatori approvati, manutenzione e certificati applicabili.
Non chiedere un generico “attuatore rotativo ISO 13849”. Comunicare funzione, PLr, pressione, cicli, carico, orientamento, arresto, feedback, ambiente e schema valvole proposto, così i dati possono essere verificati sull’applicazione reale.
FAQ sull’integrazione ISO 13849 degli attuatori rotativi
La ISO 13849-1:2023 è una metodologia di 152 pagine e la ISO 13849-2 vigente ne contiene 79. Le domande chiariscono limiti spesso omessi nelle brevi descrizioni: capacità del componente, architettura, diagnostica, stato sicuro, prove e validazione della macchina.
Un attuatore rotativo può essere certificato da solo come PL e?
Il fornitore può fornire dati di sicurezza, capacità dichiarata di sottosistema o certificazione per prodotto e condizioni definiti. Ciò non rende PL e la funzione completa. L’integratore deve valutare e validare l’intera funzione.
La Categoria 3 equivale automaticamente a PL d?
No. Descrive il comportamento architetturale ai guasti. Il PL dipende anche da MTTF_D, DCavg, CCF, misure sistematiche, software, interfacce e PFH calcolato.
Un attuatore a ritorno elastico garantisce lo stato sicuro?
No. Direzione, coppia, velocità, energia di arresto, interazione con il carico e guasti credibili devono soddisfare la specifica.
Due feedback di posizione bastano per dichiarare la copertura diagnostica?
No. Dipende dai guasti pericolosi rilevati e dal momento di rilevamento. Due sensori possono condividere un errore di montaggio, osservare lo stesso lato di un giunto guasto o non rilevare una valvola bloccata.
Con quale frequenza va provata la funzione di sicurezza rotativa?
Non esiste un intervallo universale basato sul PL. Usare istruzioni componenti, frequenza operativa, architettura, ambiente, storico, valutazione e norme specifiche della macchina.
L’attuatore deve essere modellato in SISTEMA?
Dipende dal confine e dal comportamento pericoloso. Le proprietà dell’attuatore vanno considerate quando il suo guasto o quello del carico può creare uno stato pericoloso, anche se alcune misure meccaniche restano fuori dal modello quantitativo.
Conclusione
La ISO 13849-1:2023 offre un metodo a cinque livelli per sistemi di comando legati alla sicurezza, non un’etichetta per un attuatore isolato. Un’integrazione difendibile parte da una funzione misurabile, valuta la catena completa, affronta i guasti fisici dell’asse e valida la macchina installata.
Definire cosa deve accadere quando si apre un riparo, un sensore fallisce, una valvola si blocca, l’aria scompare o la pressione ritorna. Dimostrare poi che l’asse raggiunge e mantiene lo stato sicuro con il peggior carico e moto credibili. Questa evidenza, non una targhetta o una schermata SISTEMA, fonda la conformità.
Fonti e date di consultazione
Le affermazioni tecniche usano cataloghi ISO e guide DGUV/IFA attuali. Le date sono riportate perché la ISO 13849-2 è in revisione e le versioni SISTEMA sono legate a specifiche edizioni. Verificare nuovamente norma e software al momento della validazione.
- International Organization for Standardization. ISO 13849-1:2023 - Parti dei sistemi di comando legate alla sicurezza, Parte 1. Pubblicata aprile 2023. Consultata 17 luglio 2026.
- International Organization for Standardization. ISO 13849-2:2012 - Validazione. Edizione pubblicata vigente; bozza sostitutiva in sviluppo. Consultata 17 luglio 2026.
- International Organization for Standardization. ISO 12100:2010 - Valutazione e riduzione del rischio. Consultata 17 luglio 2026.
- International Organization for Standardization. ISO 14118:2017 - Prevenzione dell’avviamento inatteso. Confermata nel 2023. Consultata 17 luglio 2026.
- International Organization for Standardization. ISO 4414:2010 - Requisiti di sicurezza per sistemi pneumatici. Confermata nel 2021. Consultata 17 luglio 2026.
- Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance. IFA Report 1/2025 - Sicurezza funzionale dei comandi macchina. Consultato 17 luglio 2026.
- Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance. Software SISTEMA per ISO 13849-1. Consultato 17 luglio 2026.
- Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance. Risorse di sicurezza macchina idrauliche e pneumatiche. Consultato 17 luglio 2026.