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Controllo della velocità in sicurezza

 EN 954-1 e nuove norme
 

Nota

Per tutte le combinazioni è Importante verificare la possibilità di applicare l’esclusione del guasto meccanico (allentamento o perdita di accoppiamento meccanico con il motore) mediante adeguate soluzioni di fissaggio.

Controllo della velocità in sicurezza

I sistemi di controllo della velocità di sicurezza che usano sensori (encoder, proximity) per la misura della velocità, devono
essere in grado di rilevare possibili guasti pericolosi dei sensori stessi.

 
 
La tabella D.16 della norma IEC EN 61800-5-2 ci fornisce l’elenco dei guasti pericolosi considerati per questi sensori e
delle possibili esclusioni di guasto.
 
  • Maggiore sarà la quantità di guasti rilevati dal controllore, più alta sarà la copertura diagnostica e quindi migliore il
    livello di sicurezza raggiungibile per la funzione considerata.
  • La possibilità di applicare l’esclusione dei guasti elimina la necessità di controllarli e aumenta la prestazione di sicurezza
    raggiungibile.
 
Combinazioni tra sensori e controllori di sicurezza

 

Encoder di sicurezza certificati
+
Sistema di controllo velocità
certificato
(esempio Mosaic MV)

L'encoder di sicurezza certificato, in combinazione con un sistema di controllo velocità
certificato, è conforme a tutti i requisiti indicati nella norma IEC EN 61800-5-2.


Rappresenta quindi la soluzione più semplice e sicura per la realizzazione di una funzione
di controllo di velocità di sicurezza.

Cat. 4 - SIL 3 – PL e
(Encoder SIL 3)
Encoder non di sicurezza
+
Proximity
+
Sistema di controllo velocità
certificato
(esempio Mosaic MV)

Il sistema utilizza 2 sensori non di sicurezza formando un sistema a doppio canale. Il
controllore verifica che i due sensori misurino la stessa velocità. Il guasto di uno dei due
canali (elettrico o meccanico) provoca una diversità nei valori misurati rilevata dal controllore
che genera un segnale di allarme.


I due canali non sono omogenei (sensori di diversa tecnologia). Questo riduce la possibilità
di guasti di causa comune migliorando il punteggio del fattore CCF (Common Cause
Failure). Vedi Norma ISO EN 13849-1*.


In relazione ai valori di affidabilità (MTTFd) dei sensori è teoricamente possibile raggiungere
un livello massimo di sicurezza pari a SIL3 - PL e.


Tale livello deve essere calcolato e verificato secondo la norma EN 13849-1/2.

Cat. 3 - DCavg 90%
Livello di sicurezza
fino a SIL 3 – PL e
Proximity
+
Proximity
+
Sistema di controllo velocità
certificato
(esempio Mosaic MV)

Il sistema utilizza 2 proximity formando un sistema a doppio canale. Il controllore verifica
che i due sensori misurino la stessa velocità. Il guasto di uno dei due canali (elettrico o
meccanico) provoca una diversità nei valori misurati rilevata dal controllore che genera un
segnale di allarme.


I due canali sono omogenei (sensori di uguale tecnologia). Questo può aumentare la possibilità
di guasti di causa comune rispetto alla soluzione Encoder + Proximity, rendendo
più difficile il raggiungimento del punteggio minimo (65) del fattore CCF (Common Cause
Failure). Vedi Norma ISO EN 13849-1 *.


Il DCavg è 90% solo se alla ruota fonica (ruota dentata) è possibile applicare l’esclusione
del guasto meccanico (allentamento o perdita di accoppiamento meccanico con il motore).


In relazione ai valori di affidabilità (MTTFd) dei sensori usati è teoricamente possibile
raggiungere un livello massimo di sicurezza pari a SIL3 - PL e.


Tale livello deve essere calcolato e verificato secondo la norma EN 13849-1/2.

Cat. 3 - DCavg 90%
Livello di sicurezza
fino a SIL 3 – PL e
Encoder non di sicurezza
+
Encoder non di sicurezza
+
Sistema di controllo velocità
certificato
(esempio Mosaic MV)

Il sistema utilizza 2 encoder non di sicurezza formando un sistema a doppio canale. Il
controllore verifica che i due sensori misurino la stessa velocità. Il guasto di uno dei due
canali (elettrico o meccanico), provoca una diversità nei valori misurati rilevata dal controllore
che genera un segnale di allarme.


I due canali sono omogenei (sensori di uguale tecnologia). Questo può aumentare la possibilità
di guasti di causa comune rendendo più difficile il raggiungimento del punteggio
minimo (65) del fattore CCF (Common Cause Failure). Vedi Norma ISO EN 13849-1 *.


In relazione ai valori di affidabilità (MTTFd) dei sensori usati è teoricamente possibile
raggiungere un livello massimo di sicurezza pari a SIL3 - PLe.


Tale livello deve essere calcolato e verificato secondo la norma EN 13849-1-2.

Cat. 3 - DCavg 90%
Livello di sicurezza
fino a SIL 3 – PL e
Encoder non di sicurezza
+
Sistema di controllo velocità
certificato
(esempio Mosaic MV)

Il sistema utilizza 1 encoder non di sicurezza formando un sistema a canale singolo. Il controllore
non può effettuare comparazioni e verifiche, quindi il guasto del canale (elettrico
o meccanico) potrebbe non essere rilevato.


La soluzione è di Cat.B dove non è prevista alcuna copertura diagnostica (DCavg).


Questo limita il livello di sicurezza massimo raggiungibile a PL b. La soluzione potrebbe
essere di Cat.1 solo se l’encoder utilizzato fosse considerato un componente ben provato
per applicazioni di sicurezza (Well Tried Component - Vedi ISO EN 13849-1 tabella.10).

Cat. B - Liv. di
sicurezza fino a PL b
oppure
Cat. 1 - Liv. di
sicurezza fino a
SIL 1 - PL c
Proximity
+
Sistema di controllo velocità
certificato
(esempio Mosaic MV)

Il sistema utilizza 1 proximity formando un sistema a canale singolo. Il controllore non
può effettuare comparazioni e verifiche, quindi il guasto del canale (elettrico o meccanico)
potrebbe non essere rilevato.


La soluzione è di Cat.B. dove non è prevista alcuna copertura diagnostica (DCavg). Questo
limita il livello di sicurezza massimo raggiungibile a PL b.


La soluzione potrebbe essere di Cat.1 solo se il proximity utilizzato fosse considerato un
componente ben provato per applicazioni di sicurezza (Well Tried Component - rif. EN
13849-1 tab.10).

Cat. B - Liv. di
sicurezza fino a PL b
oppure
Cat. 1 - Liv. di
sicurezza fino a
SIL 1 - PL c

 

* Norma ISO EN 13849-1 tabella F.1 per il calcolo del punteggio e quantificazione delle misure contro i guasti di causa comune. È necessario raggiungere un punteggio di almeno 65 punti. Valutazione necessaria per le categorie 2, 3 e 4).

 

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