Back to top

Segurança funcional, por que é importante e como alcançá-la com SafeMotion™

segurança funcional

Todo fabricante de máquinas sabe que deve atender a rigorosos requisitos de segurança para proteger os trabalhadores contra o risco de lesões. Se eles constroem máquinas para o mercado da UE, eles devem saber que o cenário regulatório europeu é mais avançado do que na maioria das outras regiões, com requisitos mais novos e mais rigorosos para projetos e testes de segurança.  

Capacidades de segurança equivalentes à UE também estão sendo adotadas por muitos fabricantes não europeus, apesar da falta de regulamentações específicas no país. Mais cedo ou mais tarde, todo fabricante de máquinas precisará oferecer recursos de segurança funcional ou será deixado para trás. Vejamos o que isso significa.  

Como você define segurança?

Em sua forma mais simples, a palavra "segurança" significa estar protegido contra danos ou minimizar o risco de danos por meio do controle de perigos reconhecidos. Mas o que isso significa em um ambiente de fabricação? Adicione uma palavra, "segurança da máquina", e isso significa remover ou controlar os perigos na operação de uma máquina que poderiam causar ferimentos, por exemplo, através do contato não intencional com uma peça móvel.  

A abordagem mais simples para a segurança da máquina é instalar divisórias ou cercas que separem os operadores do movimento da máquina. Como esses itens são incômodos e dificultam o controle do operador, os fabricantes de máquinas costumam adotar a abordagem um pouco mais sofisticada de desligar a máquina em condições inseguras por meio do uso de cortinas de luz, controles de emergência, tapetes de segurança ou outros dispositivos.  

No entanto, desligamentos repentinos às vezes podem produzir uma cascata de respostas imprevisíveis que colocam os operadores em risco. E embora um sistema de segurança de máquina bem projetado torne esse risco raro, há um problema mais abrangente:

Cada desligamento significa a parada da produtividade

Não é apenas uma questão de um incidente de segurança ocasional aqui e ali. Frequentemente, procedimentos como limpeza, manutenção, ajustes e até mesmo trocas podem ser executados com mais eficiência se a máquina estiver funcionando, talvez em uma velocidade mais lenta, em vez de desligá-la completamente.  

Os operadores sabem disso e, em condições reais, muitas vezes são tentados a desabilitar, contornar ou abreviar os recursos tradicionais de segurança da máquina, incluindo barreiras e dispositivos de desligamento. É a natureza humana, o mesmo impulso que motiva os motoristas a acelerar em semáforos amarelos ou mesmo vermelhos porque não querem se atrasar.

Portanto, a segurança da máquina bem projetada pode cumprir os requisitos regulamentares. Mas a segurança da máquina não garante necessariamente a segurança do operador, nem pode avançar a meta de negócios de maximizar a produtividade.  

A segurança funcional aumenta a produtividade

Em vez de adicionar "máquina" a "segurança", vamos adicionar uma palavra diferente: "segurança funcional". Este é um conjunto de padrões que definem métodos para evitar falhas aleatórias e sistemáticas e controlar as falhas quando elas ocorrem. As máquinas destinadas à venda na UE devem atender aos padrões de segurança funcional, como IEC 62061, ISO 13849 e/ou outros. Na América do Norte, os clientes de manufatura também estão exigindo cada vez mais a conformidade com esses padrões de segurança funcional, mesmo na ausência de mandatos regulatórios.  

Embora a segurança do operador ainda seja fundamental, a segurança funcional permite que os engenheiros maximizem a produtividade de suas máquinas. Na verdade, ao fornecer segurança ao operador enquanto a máquina permanece em movimento, o impulso humano de ignorar os recursos de segurança e "passar no sinal vermelho" é bastante reduzido. Muitas operações que antes exigiam um desligamento e reinicialização agora podem ser concluídas enquanto a máquina continua produzindo em velocidade reduzida ou até mesmo em velocidade normal.

Em outras palavras, a segurança funcional é um meio de manter as máquinas funcionando com segurança, mesmo quando ligadas. Isso permite:

  • Fabricação flexível, com simplificação de mudanças frequentes
  • Acesso seguro ao equipamento em movimento durante a operação e manutenção
  • Novos modos de operação que reduzem o tempo de inatividade
  • A capacidade de continuar operando dentro das restrições de segurança, por exemplo, limitando a velocidade ou força em vez de cortar a energia

A segurança funcional é uma mudança de paradigma. Em vez de impor uma separação entre o operador e o movimento da máquina, ela permite uma interação segura entre o operador e o movimento, permitindo um aumento significativo na produtividade da máquina.  

A segurança funcional é um processo

Para implementar a segurança funcional, os projetistas de máquinas precisam realizar uma avaliação de risco. Isso envolve a determinação da probabilidade de dano (a frequência e/ou grau de exposição) e a gravidade potencial do dano (leve ou grave) se um incidente ocorrer. Essas avaliações, combinadas com uma análise das possibilidades técnicas e humanas para evitar possíveis danos, fornecem uma base para a especificação dos requisitos de segurança.  

Esses requisitos são geralmente categorizados pelo sistema Safety Integrity Level (SIL) sob IEC 61508 ou pelo sistema Performance Level (PL) sob ISO 13849. Os engenheiros de máquina ou seus consultores determinam o nível SIL ou PL apropriado necessário para reduzir o risco a níveis aceitáveis para cada função de segurança.

Os fabricantes de máquinas que são novos neste processo às vezes padronizam para os níveis de segurança mais altos (SIL3 ou PLe), mas para a maioria das máquinas industriais isso leva a uma complexidade e despesas desnecessárias. É por isso que uma avaliação de risco precisa é importante.  

Depois que os SILs ou PLs forem identificados para cada função de segurança, essas funções podem ser projetadas e validadas para atingir as características de desempenho pretendidas. Na UE, o sistema completo deve ser certificado por um organismo notificado apropriado, como a TÜV. Por fim, auditorias de segurança funcional devem ser conduzidas para garantir que as técnicas apropriadas de gestão do ciclo de vida de segurança sejam aplicadas de forma consistente e completa em cada estágio relevante ao longo do ciclo de vida do produto.  

O SafeMotion™ simplifica a segurança funcional

A implementação da segurança funcional não precisa ser complicada. Os drives AKD2G de última geração da Kollmorgen oferecem um conjunto completo de opções SafeStop, SafeSpeed e SafePosition 100% residentes no drive — 16 recursos de segurança funcional ao todo. Com a segurança funcional residente no drive, não há necessidade de soluções externas que dependem da integração complexa entre o controlador, PLC seguro e o drive.  

máquina de embalagem de alimentos Para fornecer apenas dois exemplos, a função SLS-Safe Limited Speed pode ser usada para limpar uma máquina de embalagem de alimentos de forma mais eficiente e completa, sem parar a máquina. A função SDI-Safe Direction pode aumentar o rendimento da formação de metal evitando movimentos perigosos quando um operador quebra a cortina de luz, em vez de forçar o desligamento da dobradeira.

Assista a nossa sessão da web sob demanda para aprender sobre as dez funções do SafeMotion™ comumente usadas.  

Além de simplificar o projeto da máquina, as funções do SafeMotion™ residentes no drive também podem simplificar os testes de segurança. Por exemplo, em uma máquina que atinge uma classificação SIL2 ou superior em parte usando um motor de freio para manter uma carga vertical, deve haver um método para testar o sistema de frenagem eletromecânica para garantir que ele evite que a carga caia quando a máquina não estiver energizada. A função SBT–Safe Brake Test do SafeMotion™ incorpora essa capacidade de teste, para que você não precise projetar um processo externo, incluindo circuitos, componentes, método de notificação de erro e muito mais, para realizar o teste externamente. Tudo já está feito para você, no drive.

O SafeMotion™ ajuda você a atingir as capacidades e classificações de nível de componente necessárias para atingir o nível SIL ou PL que alcançou por meio de seu processo de avaliação de risco e que está projetando em sua máquina. E, como sempre, você pode contar com a experiência em coengenharia da Kollmorgen para ajudá-lo a cumprir todas as suas metas de desempenho de Motion, desde as especificações de segurança funcional até a qualidade e produtividade do produto, tempo de máquina disponível etc.  

Pronto para descobrir tudo o que a sua máquina é capaz de fazer? Vamos conversar.

Sobre o Autor

Especialistas Kollmorgen

Kollmorgen Experts

Esse blog foi um esforço colaborativo do time de motion e dos experts em automação na Kollmorgen, incluindo especialistas da engenharia, atendimento ao cliente e de desenvolvimento de projetos. Sempre que você começar um projeto, estamos aqui para ajudá-lo.

Consulte um especialista
Aplicações
Dicas de Instalação
Embalagem
Engenharia
Geral
Haberleşme
História
Interconectividade
Médico
Movimento Embutido
Negócio
Óleo e Gás
Parcerias Universitárias
Regulamentos Alimentares
Robótica
Tecnologia
Veiculos Guiados Automatizados