Quando os regulamentos de segurança exigem a conformidade com a norma ISO 13849, todos os componentes do seu circuito de segurança tornam-se críticos para a proteção de vidas humanas. Uma única integração de atuador rotativo não conforme pode expor as suas instalações a uma responsabilidade catastrófica, paragens regulamentares e, mais importante, a lesões graves de trabalhadores que poderiam ter sido evitadas.
A integração de um atuador rotativo em conformidade com a norma ISO 13849 requer uma avaliação sistemática dos riscos, uma determinação adequada do Nível de Desempenho (PL), uma implementação validada da função de segurança e uma documentação abrangente1-com seleção de atuador baseada no Nível de Integridade de Segurança requerido e modos de funcionamento à prova de falhas.
Como Chuck da Bepto Pneumatics, orientei inúmeras instalações através de projectos complexos de conformidade de segurança. Recentemente, ajudei uma fábrica de montagem robotizada no Ohio a atingir a conformidade PLe para os seus circuitos de segurança críticos, reduzindo as suas pontuações de avaliação de risco em 75%, mantendo a eficiência total da produção. ️
Índice
- Quais são os principais requisitos da ISO 13849 para a integração de segurança de actuadores rotativos?
- Como é que determina o nível de desempenho necessário para a sua aplicação de segurança?
- Que caraterísticas do atuador rotativo permitem o funcionamento à prova de falhas em circuitos de segurança?
- Porque é que a documentação adequada é essencial para as auditorias de conformidade com a norma ISO 13849?
Quais são os principais requisitos da ISO 13849 para a integração de segurança de actuadores rotativos?
Compreender os requisitos da ISO 13849 garante que o seu projeto de circuito de segurança cumpre as normas regulamentares desde o início.
A ISO 13849 requer uma avaliação sistemática do risco, determinação do Nível de Desempenho (PLa até PLe), validação da função de segurança, implementação da cobertura de diagnóstico e intervalos de testes de prova - com os actuadores rotativos a contribuírem para a fiabilidade global do sistema através de uma seleção e integração adequadas.
Princípios fundamentais da ISO 13849
A norma estabelece cinco níveis de desempenho (PL), do PLa (mais baixo) ao PLe (mais alto), cada um exigindo restrições arquitectónicas específicas, cobertura de diagnóstico e intervalos de testes de prova.2
Categorias de arquitetura de circuitos de segurança
- Categoria B: Função de segurança básica com componentes comprovados
- Categoria 1: Categoria B e princípios de segurança comprovados
- Categoria 2: Controlo periódico da função de segurança
- Categoria 3: Tolerância a uma única falha com deteção de falhas
- Categoria 4: Tolerância a uma única falha com deteção e prevenção de falhas
Pontos de Integração do Atuador Rotativo
Os actuadores rotativos críticos para a segurança têm de se integrar com:
- Monitorização da posição: Sistemas de feedback para verificação da posição de segurança
- Limitação da força: Binário de saída controlado para evitar lesões
- Funções de paragem de emergência: Obtenção imediata do estado de segurança
- Sistemas de diagnóstico: Monitorização contínua do estado do atuador
Trabalhei com a Jennifer, engenheira de segurança numa fábrica de embalagens em Michigan. A equipa dela precisava de conformidade PLd para atuadores rotativos que controlavam portões de segurança. Implementámos feedback de posição de canal duplo com os nossos cilindros sem haste especializados, alcançando a cobertura de diagnóstico necessária e mantendo uma disponibilidade de 99,91 TP3T.
| Requisitos de nível de desempenho | PLc | PLd | PLe |
|---|---|---|---|
| PFHD (por hora) | ≥3×10-⁶ a <10-⁵ | ≥10-⁶ a <3×10-⁶ | ≥10-⁷ a <10-⁶ |
| Arquitetura | Cat 1,2,3 | Cat 2,3,4 | Cat 3,4 |
| Cobertura de diagnóstico | Baixo a médio | Médio a elevado | Elevado |
Como é que determina o nível de desempenho necessário para a sua aplicação de segurança?
A determinação correta do nível de desempenho constitui a base da conceção de circuitos de segurança conformes.
Determinar o nível de desempenho necessário através de avaliação sistemática dos riscos, tendo em conta a gravidade da lesão (S1-S2), a frequência da exposição (F1-F2) e a possibilidade de a evitar (P1-P2)3-com a metodologia do gráfico de risco que fornece requisitos claros de PL desde PLa até PLe.
Metodologia de avaliação de riscos
- Avaliação da gravidade: Avaliar as potenciais consequências das lesões
- Frequência de exposição: Determinar a frequência com que o pessoal está em risco
- Possibilidade de evitar: Avaliar a capacidade de evitar situações de perigo
- Aplicação do gráfico de risco: Utilizar o gráfico de risco ISO 13849 para a determinação do PL
Exemplos práticos de avaliação de riscos
- Equipamentos rotativos de alta velocidade: Normalmente requer PLd ou PLe
- Aplicações de robôs colaborativos: Normalmente PLc ou PLd consoante a força
- Sistemas de manuseamento de materiais: Frequentemente PLb ou PLc com base na exposição
- Circuitos de paragem de emergência: Frequentemente PLd ou PLe para aplicações críticas
Requisitos de documentação
Todas as avaliações de risco devem incluir:
- Identificação e análise de perigos
- Estimativa dos riscos com uma justificação clara
- Fundamentação da determinação do nível de desempenho
- Especificações da função de segurança
Que caraterísticas do atuador rotativo permitem o funcionamento à prova de falhas em circuitos de segurança?
O funcionamento à prova de falhas garante que os seus actuadores rotativos contribuem para a fiabilidade global do circuito de segurança.
As caraterísticas dos actuadores rotativos à prova de falhas incluem mecanismos de retorno por mola para modos de falha previsíveis, feedback de posição de canal duplo para cobertura de diagnóstico, concepções de limitação de força para evitar lesões e seleção de componentes bem testados com dados de fiabilidade comprovados.4
Caraterísticas essenciais à prova de falhas
- Regresso da primavera: Regresso automático à posição de segurança em caso de falha de energia
- Monitorização da posição: Feedback de canal duplo para deteção de falhas
- Limitação da força: O binário de saída controlado evita lesões
- Integração do diagnóstico: Capacidades de monitorização do estado de saúde em tempo real
Soluções com classificação de segurança Bepto
Os nossos cilindros sem haste concebidos para aplicações de segurança apresentam
- Fiabilidade comprovada: Valores B10d superiores a 20 milhões de ciclos
- Compatibilidade de diagnóstico: Integração com PLCs e controladores de segurança
- Conceção à prova de falhas: Opções de retorno por mola para aplicações críticas
- Componentes certificados: Peças bem testadas com dados de segurança estabelecidos
Melhores práticas de implementação
- Deteção redundante: Canais múltiplos de feedback de posição
- Monitorização cruzada: Comparação de saídas de sensores para deteção de falhas
- Teste de prova: Verificação regular do funcionamento da função de segurança
- Programação da manutenção: Manutenção preventiva baseada no tempo de missão
Numa fábrica de automóveis no Tennessee, ajudámos o gestor de segurança Robert a implementar atuadores rotativos em conformidade com PLe para os sistemas de segurança das suas prensas de dobra. As funcionalidades de monitorização de posição de canal duplo e retorno por mola que fornecemos eliminaram pontos únicos de falha, ao mesmo tempo que cumpriram o rigoroso requisito PFHD de 10⁻⁷.
Porque é que a documentação adequada é essencial para as auditorias de conformidade com a norma ISO 13849?
A documentação exaustiva comprova a conformidade e permite uma gestão eficaz da segurança ao longo do ciclo de vida do equipamento.
A documentação correta da norma ISO 13849 inclui especificações validadas dos requisitos de segurança, dados de fiabilidade dos componentes, procedimentos de ensaio de prova, instruções de manutenção e processos de controlo de modificações5-criar um rasto auditável que demonstre a conformidade contínua.
Elementos de documentação necessários
- Especificação de Requisitos de Segurança (SRS): Descrições pormenorizadas das funções de segurança
- Folhas de dados de componentes: Valores de fiabilidade e dados sobre os modos de falha
- Relatórios de validação: Resultados dos ensaios que comprovam o desempenho da função de segurança
- Procedimentos de manutenção: Requisitos de inspeção e ensaio programados
- Controlo das modificações: Gestão da mudança para actualizações de circuitos de segurança
Sistemas de gestão de documentação
O cumprimento efetivo exige:
- Controlo de versões: Acompanhamento de todas as revisões e aprovações de documentos
- Controlo de acesso: Garantir que o pessoal autorizado possa aceder às versões actuais
- Pistas de auditoria: Registo de todas as alterações e respectivas justificações
- Comentários regulares: Actualizações programadas com base na experiência operacional
Suporte à documentação do Bepto
Fornecemos documentação técnica completa para os nossos componentes com classificação de segurança:
- Dados de fiabilidade: Valores B10d e análise do modo de falha
- Guias de integração: Implementação passo-a-passo do circuito de segurança
- Apoio à validação: Procedimentos de ensaio e resultados esperados
- Certificados de conformidade: Validação do desempenho de segurança por terceiros
Armadilhas comuns na documentação
- Avaliações de risco incompletas: Falta de identificação do perigo ou análise inadequada
- Dados insuficientes sobre os componentes: Falta de valores de fiabilidade ou de informações sobre o modo de falha
- Fraco controlo das alterações: Modificações não documentadas que afectam as funções de segurança
- Ensaios de prova inadequados: Verificação da função de segurança inexistente ou incompleta
Conclusão
A integração de actuadores rotativos em conformidade com a norma ISO 13849 requer uma abordagem sistemática que combine uma avaliação adequada dos riscos, uma seleção apropriada dos componentes, a implementação de uma conceção à prova de falhas e uma gestão exaustiva da documentação.
Perguntas frequentes sobre a integração do atuador rotativo ISO 13849
P: Os actuadores rotativos existentes podem ser actualizados para estarem em conformidade com a ISO 13849?
A: Os actuadores existentes podem muitas vezes ser melhorados através de monitorização de segurança adicional, sistemas de feedback de posição e documentação adequada, embora a substituição completa possa ser mais rentável para Níveis de Desempenho mais elevados.
P: Com que frequência as funções de segurança devem ser testadas nos sistemas ISO 13849?
A: Os intervalos dos testes de prova dependem dos requisitos do Nível de Desempenho, variando normalmente entre mensal para aplicações PLe e anual para sistemas PLc, com intervalos específicos calculados com base nos dados de fiabilidade dos componentes.
P: O que acontece se um atuador rotativo falhar durante o funcionamento do circuito de segurança?
A: Os circuitos de segurança corretamente concebidos detectam as falhas dos actuadores através da cobertura de diagnóstico e passam automaticamente para um estado seguro, com a resposta específica a depender do modo de falha e da arquitetura do circuito.
P: São necessárias certificações de terceiros para actuadores rotativos em aplicações de segurança?
A: Embora nem sempre sejam obrigatórias, as certificações de terceiros simplificam significativamente a demonstração da conformidade e são frequentemente exigidas para aplicações de nível de desempenho mais elevado ou para sectores industriais específicos.
P: Como se calcula o nível de desempenho global para um circuito de segurança com vários actuadores rotativos?
A: O cálculo do nível de desempenho global tem em conta a arquitetura, a cobertura de diagnóstico e os dados de fiabilidade de todos os componentes da cadeia de segurança, sendo que o elo mais fraco determina normalmente o PL alcançável.
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“ISO 13849-1:2023 Segurança de máquinas - Partes dos sistemas de controlo relativos à segurança - Parte 1: Princípios gerais de projeto”,
https://www.iso.org/standard/73481.html. O resumo da ISO indica que a norma fornece metodologia, requisitos, recomendações e orientações para a conceção e integração de partes do sistema de controlo relacionadas com a segurança que desempenham funções de segurança. Função da evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: A integração de um atuador rotativo em conformidade com a norma ISO 13849 requer uma avaliação sistemática dos riscos, uma determinação adequada do nível de desempenho, uma implementação validada da função de segurança e uma documentação exaustiva. ↩ -
“Segurança funcional dos comandos de máquinas (Relatório IFA 2/2017e)”,
https://www.dguv.de/ifa/publikationen/reports-download/reports-2017/ifa-report-2-2017/index-2.jsp. A DGUV/IFA explica a aplicação da EN ISO 13849, incluindo os níveis de desempenho a a e, as categorias B a 4, a cobertura de diagnóstico, a fiabilidade dos componentes e exemplos de funções de segurança concebidas. Evidence role: general_support; Source type: research. Suportes: A norma estabelece cinco níveis de desempenho de PLa a PLe com implicações na arquitetura, cobertura de diagnóstico e testes de prova. ↩ -
“ISO 12100:2010 Segurança de máquinas - Princípios gerais de conceção - Avaliação e redução dos riscos”,
https://www.iso.org/cms/%20render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/05/15/51528.html?browse=tc. O resumo da ISO descreve uma metodologia para a avaliação e redução dos riscos, incluindo a identificação dos perigos e a estimativa e avaliação dos riscos durante o ciclo de vida da máquina. Função de evidência: mecanismo; Tipo de fonte: norma. Suportes: Avaliação sistemática dos riscos tendo em conta a gravidade da lesão, a frequência da exposição e a possibilidade de a evitar. ↩ -
“ISO 14118:2017 Segurança de máquinas - Prevenção de arranque inesperado”,
https://www.iso.org/standard/66460.html. O resumo ISO especifica os meios concebidos para evitar o arranque inesperado de máquinas a partir de fontes de alimentação, energia pneumática, energia armazenada e outras fontes durante a intervenção humana em zonas de perigo. Papel da evidência: mecanismo; Tipo de fonte: norma. Suportes: As caraterísticas do atuador rotativo à prova de falhas incluem modos de falha previsíveis, feedback de posição, limitação de força e seleção de componentes bem testados. ↩ -
“ISO 13849-2:2012 Segurança de máquinas - Partes dos sistemas de controlo relativos à segurança - Parte 2: Validação”,
https://www.iso.org/standard/53640.html. O resumo ISO especifica os procedimentos e as condições de validação das funções de segurança, das categorias atingidas e dos níveis de desempenho atingidos através de análises e testes. Função de evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: Especificações validadas de requisitos de segurança, dados de fiabilidade de componentes, procedimentos de testes de prova, instruções de manutenção e processos de controlo de modificações. ↩
