Sicurezza operativa della produzione industriale per la gestione degli interventi manutentivi
la Manutenzione Integrata
nell’Ambito di Industria 4.0
Napoli, 28.9.2018
Industria 4.0 Schmersal
Dati e fatti
70 Anni
Esperienza
41.000
Clienti
1.750
Dipendenti
Sistemi e
Soluzioni
7
Siti Produttivi
25.000
Prodotti
1 Obbiettivo
Insieme ai nostri clienti e partner, trasformiamo i luoghi di
lavoro in ambienti più sicuri
Siti
7 siti produttivi 19 filiali dirette 50+ filiali
Schmersal Group
Soluzioni e sistemi per la sicurezza da un solo partner
Dispositivi per la sicurezza Soluzioni per settori industriali specifici Servizi di consulenza
Interblocchi di sicurezza Packaging tec.nicum academy
Barriere ottiche Alimentare tec.nicum consulting
Dispositivi di controllo Macchine utensili tec.nicum engineering
Dispositivi di sicurezza tattili Industria pesante tec.nicum integration
PLC di sicurezza Automotive
Dispositivi di comando e segnalazione Ascensori AS-Interface Safety at Work
Dispositivi ATEX
Servizi di consulenza
tec.nicum – l‘eccellenza nella sicurezza I servizi offerti coprono 4 aree:
Concetti di base sulla sicurezza
Perché costruire macchine “sicure”?
Lo impone la legge con la DIRETTIVA MACCHINE 2006/42/CE
[…]
Articolo 5 Immissione sul mercato e messa in servizio
1. Il fabbricante o il suo mandatario, prima di immettere sul mercato e/o mettere in servizio una macchina:
a) si accerta che soddisfi i pertinenti requisiti essenziali di sicurezza e di tutela della salute indicati dall'allegato I b) […]
Concetti di base sulla sicurezza
Sicurezza sempre:
I pericoli e le situazioni pericolose, devono essere considerate in tutto il ciclo vitale della macchina:
Costruzione
Collaudo
Trasporto
Installazione
Istruzione
Utilizzo
Manutenzione
SmaltimentoL’utilizzo e la manutenzione sono le fasi più lunghe, e quindi gli operatori e i
manutentori sono le persone
più esposte ai pericoli
Concetti di base sulla sicurezza
Come si costruiscono macchine “sicure”?
Identificare i PERICOLI
Stimare il RISCHIO associato ad ogni PERICOLO
Ridurre i RISCHI:a ) Modifica progettuale b ) Utilizzo di ripari fissi c ) Utilizzo di ripari mobili
d ) Utilizzo di DPI (dispositivi di protezione individuali)
Concetti di base sulla sicurezza
Come si costruiscono macchine “sicure”?
Ci vengono in aiuto le norme armonizzate ai sensi della Direttiva Macchine 2006/42/CE per la
progettazione e la realizzazione delle macchine, ecco alcune delle norme più rilevanti:
ISO 12100, ISO 14121, IEC 60204, ISO 13849, ISO 14119, ISO 14120…
Sono oltre 700 le norme armonizzate.
Concetti di base sulla sicurezza
Quali sono i dispositivi “sicuri”? Perché si definiscono sicuri?
Hanno un comportamento definito in caso di guasto, hanno dei parametri di affidabilità, sono conformi a norme specifiche.
IEC 60947-5-1 B10D: 20.000.000
IEC 60947-5-1 B10D: 2.000.000
IEC 60947-5-3 ISO 13849-1 IEC 62061
PFHd: 6,8 x 10-10/h
PL e SIL3
L’evoluzione dei sensori di sicurezza
Com’è fatto un interruttore di sicurezza moderno?
Deve garantire livelli elevati di sicurezza
Non deve avere problemi di natura meccanica
Deve avere una diagnostica evolutaE per l’Industria 4.0?
Deve avere la capacità di produrre datidiagnostici di un certo valore, non solo indicare se il riparo su cui è montato sia aperto o
chiuso
Industria 4.0 e sicurezza
La soluzione Schmersal: la diagnostica seriale
Si tratta di un protocollo proprietario che legge i dati diagnostici dai diversi dispositivi di
sicurezza collegati e li rende disponibili tramite il proprio PLC di sicurezza PSC1.
Tra i vantaggi c’è anche il cablaggio, che risulta molto semplice.
Industria 4.0 e sicurezza
Esempio completo
Bus proprietario SCHMERSAL PLC SCHMERSAL
GPRS
Rete Ethernet
Piattaforma Software installato su Server
internet
Controllo accessi con
Badge SCHMERSAL
PLC , PLC di Sicurezza Abilitazione
all’apertura Contatto
digitale
Rete Ethernet Modulo I/O digitali
e/o analogici con
Industria 4.0 e sicurezza
Come si possono sfruttare i dati generati dai sensori di sicurezza?
Manutenzione predittiva
Aumento delle prestazioni Verifica costante
delle funzioni di
sicurezza
Manutenzione predittiva
I sensori elettronici hanno la capacità di rilevare i guasti pericolosi che li coinvolgono.
Ad esempio, se avviene un cortocircuito su un’uscita di sicurezza, per via di un cavo rovinato in posa mobile, il sensore lo rileva subito, per garantire una buona
disponibilità del sistema vengono dati 30 minuti, allo scadere dei quali, se il problema persiste, la funzione di sicurezza interviene arrestando i movimenti pericolosi interessati.
Vengo dati 30 minuti per intervenire. Con la diagnostica evoluta, si può inviare una richiesta di intervento
URGENTE, per email o per sms, al manutentore di competenza con la problematica riscontrata.
Manutenzione predittiva
Se il cortocircuito avviene solo in certe pieghe del cavo, durante un movimento, non ci si
accorgerà del problema fino a che il cavo non si romperà del tutto, con conseguente fermo
macchina prolungato, perché richiederà una ricerca del guasto, la sostituzione ecc.
Con la diagnostica evoluta, si può intercettare il guasto, memorizzarlo e inviare una richiesta di manutenzione PROGRAMMATA, per email o per sms, al manutentore di competenza con la problematica riscontrata, prima ancora che la macchina possa fermarsi, ordinando anche i possibili ricambi. Al primo fermo macchina pianificato si potrà fare la manutenzione indicata.
Manutenzione predittiva
La diagnostica seriale Schmersal permette di leggere varie informazioni sullo stato del sensore, tra cui anche se il sensore lavora al limite del campo di lettura (problema meccanico sul riparo, quindi intervento di manutenzione) o se la temperatura dell’ambiente è troppo elevata.
Aumento delle prestazioni
La diagnostica evoluta genera statistiche utili:
Si possono monitorare i ripari che vengono aperti e per quanto tempo. Grazie alla tecnologia orientata alla
connessione è possibile registrare e visualizzare questi dati su pannelli operatore dedicati o con qualunque dispositivo dotato di browser, quindi PC, tablet o smartphone.
Questa «raccolta dati» può essere indipendente dalla logica di comando della macchina.
Attenzione: Le funzioni di sicurezza fanno parte di circuiti separati e ben distinti.
Aumento delle prestazioni
Analizzando i dati ottenuti si possono trarre conclusioni utili:
Un riparo che viene aperto troppo frequentemente può rivelare dei difetti meccanici della macchina oppure
difetti di progetto, che possono essere analizzati e risolti (non manomettendo i sensori di sicurezza!).
Siccome ogni apertura di un riparo mobile ferma quella parte di impianto, con conseguente fermo produttivo, dopo un intervento correttivo si avrà un incremento della produttività.
Se non viene intrapresa un’azione correttiva in breve tempo, potrebbe nascere l’esigenza di manomettere il dispositivo per non perdere produttività.
Verifica costante delle funzioni di sicurezza
Analizzando i dati ottenuti si possono trarre conclusioni utili:
Un riparo che non è mai stato aperto potrebbe
nascondere una MANOMISSIONE oppure un GUASTO pericoloso.
Il datore di lavoro è responsabile penalmente in caso di infortunio grave.
Si possono anche considerare dei danni economici legati a cause penali e civili in seguito ad un incidente.
Verifica delle funzioni di sicurezza
La diagnostica evoluta genera statistiche utili per il «safety life cycle»:
La frequenza di utilizzo e la durata di esposizione sono parametri molto importanti, servono per
determinare il PLr e la frequenza influenza i calcoli per determinare il PL.
Si potrebbero generare dati utili da inserire nell’analisi dei rischi.
Verifica delle funzioni di sicurezza
ATTENZIONE: al variare della frequenza, da F1 a F2 varia il PLr
Verifica delle funzioni di sicurezza
Manutenzione in sicurezza
La Direttiva Macchine 2006/42/CE entra anche nel merito della manutenzione
Allegato «I» 1.6 Manutenzione
1.6.3 Isolamento dalle fonti di alimentazione di energia
La macchina deve essere munita di dispositivi che consentono di isolarla da ciascuna delle sue fonti di
alimentazione di energia. Tali dispositivi devono essere identificati chiaramente. Devono poter essere bloccati, qualora la riconnessione rischi di presentare un pericolo per le persone. I dispositivi devono inoltre poter essere bloccati nel caso in cui l'operatore non possa verificare l'effettivo costante isolamento da tutte le posizioni cui ha accesso. […]
L'eventuale energia residua o immagazzinata dopo l'isolamento della macchina deve poter essere dissipata senza rischio per le persone.
In deroga al requisito dei commi precedenti, taluni circuiti possono non essere separati dalla loro fonte di energia onde consentire, ad esempio, il supporto di pezzi, la tutela di informazioni, l'illuminazione delle parti interne, ecc.
In questo caso devono essere prese disposizioni particolari per garantire la sicurezza degli operatori.
[…]
Manutenzione in sicurezza
Isolamento delle fonti di energia
Si devono adottare delle procedure interne molto rigide
Manutenzione in sicurezza
Il PLC di sicurezza può controllare e garantire movimenti a velocità ridotte e/o monitorare posizioni sicure degli organi della macchina
Queste situazioni sono molto delicate, servono dispositivi affidabili, si lavora con fonti di energia attive, parti in movimento e magari con un riparo escluso (la DM lo consente: 1.2.5. Selezione del modo di comando o di funzionamento)
Industria 4.0 e sicurezza
Controllo accessi nelle aree di pericolo
Si possono monitorare gli accessi, abilitare solo delle persone piuttosto che altre, o in base a fasce orarie.
Tutti questi dati vengono memorizzati e inviati al server per una gestione globale dei dati, i dati utili potrebbero essere:
Numero di accessi per operatore rispetto alla media
Tempi di apertura per operatore rispetto alla media, un tempo troppo alto potrebbe nascondere una formazione carente
Passaggi corretti tra un accesso e l’altroIl sistema potrebbe inviare dei messaggi in tempo reale al preposto per informarlo di eventuali situazioni.
Presentazione Demo
Andrea Grassi
Technical Manager
FS Engineer (TÜV Rheinland, #12438 / 16, Safety Instrumented Systems)
grassi.a@schmersal.it www.schmersal.it
Grazie per la Vostra attenzione!
la Manutenzione Integrata nell’Ambito di Industria 4.0
Napoli, 28.9.2018
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