Funzioni di arresto / Categorie di arresto | Macchine e Azionamenti

I requisiti di cui al punto 1.2.4.1 mirano a garantire che l’operatore possa sempre arrestare la macchina in condizioni di sicurezza. A parte l’esigenza di arrestare la macchina in condizioni di sicurezza per ragioni operative, è anche essenziale che l’operatore possa arrestare la macchina in caso di malfunzionamento che potrebbe produrre situazioni pericolose.

Il secondo paragrafo si applica alle macchine dotate di uno o più posti di lavoro. In taluni casi, un singolo operatore può comandare tutta la macchina da diversi posti di lavoro, a seconda dei compiti da svolgere o della fase di attività della macchina. In altri casi, i vari componenti della macchina possono essere comandati da diversi operatori.

E’ possibile che il dispositivo di arresto di cui è dotato ogni posto di lavoro possa azionare l’arresto di tutta la macchina o solo di una parte di essa, laddove ciò sia possibile senza rischi – cfr. §203: commenti sul punto 1.2.4.4. Se del caso, il dispositivo di arresto deve poter arrestare le parti pertinenti di una macchina complessa secondo una sequenza determinata – cfr. §199: commenti sul punto 1.2.3.§
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4.1.1 Funzione di arresto d'emergenza

4.1.1.1 Lo scopo della funzione di arresto di emergenza e evitare situazioni di emergenza effettive derivanti dal comportamento di persone o da un evento pericoloso inatteso.
La funzione di arresto di emergenza deve essere attivata mediante una singola azione umana.

4.1.1.2 La funzione di arresto di emergenza deve essere disponibile e operativa in ogni momento.
Deve avere la precedenza su tutte le altre funzioni e operazioni e in tutte le modalità operative della macchina senza compromettere altre funzioni di protezione (per esempio il rilascio di persone intrappolate, lo spegnimento degli incendi).

Quando la funzione di arresto di emergenza è attivata:
- deve essere mantenuta fino al riarmo manuale;
- non deve essere possibile per ogni comando di avviamento arrestato dall'attivazione della funzione di arresto di emergenza di avere effetto su tali operazioni.

La funzione di arresto di emergenza deve essere riarmata mediante un'azione umana intenzionale.
Il riarmo della funzione di arresto di emergenza deve essere eseguito mediante il disinnesto di un dispositivo di arresto di emergenza (vedere punto 4.1.4). Il riarmo non deve attivare l'avviamento della macchina.

Nota
La funzione di arresto di emergenza non può essere considerata una misura di prevenzione di avviamenti inattesi come descritto nella ISO 12100.
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4.1.3 Categorie di arresto

L'arresto di emergenza deve funzionare in conformità a una delle categorie di arresto seguenti (vedere anche la IEC 60204-1). La categoria di arresto pertinente deve essere selezionata mediante la valutazione del rischio.

Categoria di arresto 0

Arresto mediante rimozione immediata dell'energia per gli attuatori della macchina.

Nota 1
Può essere necessaria una frenatura aggiuntiva.

Esempi di categoria di arresto 0 sono:

- interruzione dell'energia elettrica del(dei) motore(i) elettrico(i) della macchina mediante dispositivi di commutazione elettromeccanici;

- scollegamento meccanico (disinnesto) tra gli elementi pericolosi e il(i) loro attuatore(i) della macchina;
- blocco dell'alimentazione di fluido agli attuatori idraulici pneumatici della macchina;
- interruzione dell'energia necessaria a generare una coppia o una forza in un motore elettrico utilizzando la funzione "Safe torque off" (STO) di un sistema di azionamento in conformità alla IEC 61800-5-2.

Categoria di arresto 1

Arresto di movimenti e di operazioni con l'energia disponibile agli attuatori della macchina per ottenere l'arresto e quindi l'interruzione dell'alimentazione quando è ottenuto l'arresto. Esempi di categoria di arresto 1 sono: decelerazione di movimenti e successiva rimozione dell'energia elettrica per il(i) motore(i) quando il movimento e terminate mediante dispositivi di commutazione elettromeccanici; utilizzo della funzione "Safe stop 1" (SS1) di un sistema di azionamento in conformità alla IEC 61800-5-2.

Nota 2
Per la rimozione dell'energia, può essere sufficiente rimuovere l'energia necessaria a generare una coppia o una forza. Ciò può essere ottenuto mediante disinnesto, scollegamento, spegnimento o mezzi elettronici [per esempio un sistema di azionamento (Power Drive System - PDS) in conformità alla IEC 61800-5-2], senza effettuare necessariamente l'isolamento.

Safe Stop 1 (SS1) è una funzione di sicurezza che corrisponde a un arresto di categoria 1 (arresto controllato) secondo IEC 60204-1. E' possibile distinguere tra i seguenti arresti in sicurezza 1:

SS1 - d (decelerazione controllata): avvia e controlla la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione STO quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato

SS1 - r (rampa monitorata): avvia e sorveglia la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione STO quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato;

SS1 - t (tempo controllato): avvia la decelerazione del motore e avvia la funzione STO dopo un ritardo temporale specifico.
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Safe stop 2 SS2/Arresto in sicurezza 2

Safe Stop 2 (SS2) è una funzione di sicurezza che corrisponde a un arresto di categoria 2 (arresto controllato) secondo IEC 60204-1. E' possibile distinguere tra i seguenti arresti in sicurezza 2:

SS2 - d (decelerazione controllata): Avvia e controlla la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione di arresto operativo sicuro quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato;

SS2 - r (rampa monitorata): avvia e sorveglia la velocità di decelerazione del motore all’interno di limiti definiti per arrestare il motore e avvia la funzione di arresto operativo sicuro quando la velocità del motore è inferiore a un limite specificato;

SS2 - t (tempo controllato): avvia la decelerazione del motore e avvia la funzione di arresto operativo sicuro dopo un ritardo temporale specifico.

4.2 Safety sub-functions

4.2.1 General

In most cases The safety functions of the PDS(SR)(*) are a part of the safety functions of an application, therefore the safety functions of the PDS(SR)are named safety sub-functions in this document.

Figure 2 shows an example of a safety function consisting of safety sub-functions:

System (machine, process) with a safety function e.g. "Safe Machine Stop”

(*) 3.16. PDS(SR) adjustable speed electrical power drive system providing safety sub-functions

Figure 2 - Safety function consisting of safety sub-functions

NOTE
For further information regarding safety sub-functions see IFA Report 7/2013e “Safe drive controls with frequency converters” (Bibliography).

4.2.2 Limit values

Where a safety sub-function relies on limit value(s) for any parameter(s), the maximum tolerance(s) for the limit value(s) shall be defined.

NOTE
Specification of any limit value can take into account possible exceeding of the limit value in case of violation of the limit.
For example, specification of the position limit value(s) in 4.2.4.9 can take into account the maximum allowable over travel distance(s).
A particular safety sub-function may have one or more specified limit values, which can be selected during operation.

4.2.3 Stopping functions

4.2.3.1 General

A variety of stopping methods is available for every type of PDS(SR).

The control requirements for initiating the stopping sequence and maintaining a hold mode upon reaching standstill are application-specific. Separate manual operations and connections to control circuits may be necessary to achieve the desired performance of the stopping functions.

NOTE
When applying safety stopping functions for functions like prevention of unexpected start-up or emergency stop, relevant standards can be considered, e. g. IEC 6 0204-1, ISO 13850, ISO 12100, ISO 14118.

Any particular requirements for stopping performance can be specified by the customers of the PDS(SR) manufacturer. The following examples of stopping functions are often used in practice.

4.2.3.2 Safe torque off (STO)

This function prevents force-producing power from being provided to the motor

This safety sub-function corresponds to an uncontrolled stop in accordance with stop category 0 of IEC 6 0204-1.

NOTE 1
This safety sub-functioncan be used where power removal is required to prevent an unexpected start-up according to ISO 1 4118.

NOTE 2
In circumstances where external influences (for example, falling of suspended loads) are present, additional measures (for example, mechanical brakes) can be necessary to prevent any hazard.

NOTE 3
Electronic means and some contactors are not adequate for protection against electric shock.

NOTE 4
While the function is active, a limited amount of movement is still possible in the event of a failure in the power section of the PDS(SR)

4.2.3.3 Safe Stop 1 (SS1)

This function is specified as either

a) Safe Stop 1 deceleration controlled

SS1-d
initiates and controls the motor deceleration rate within selected limits to stop the motor and performs the STO function (see 4.2.3.2) when the motor speed is below a specified limit; or

b) Safe Stop 1 ramp monitored

SS1-r
initiates and monitors the motor deceleration rate within selected limits to stop the motor and performs the STO function when the motor speed is below a specified limit; or

c) Safe Stop 1 time controlled

SS1-t
initiates the motor deceleration and performs the STO function after an application specific time delay.

This safety sub-function corresponds to a controlled stop in accordance with stop category 1 of IEC 6 0204-1.
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4.2.4.2 Safe Operating Stop (SOS)

This function prevents the motor from deviating more than a defined amount from the stopped position. The PDS(SR) provides energy to the motor to enable it to resist external forces.
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4.2.3.4 Safe stop 2 (SS2)
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