Tolerância a erros na segurança de máquinas

A disposição para assumir riscos varia de pessoa para pessoa. Mas o que resta a cada indivíduo na esfera pessoal deve ser avaliado e padronizado na área da segurança de máquinas. Qual risco ainda é aceitável, qual erro pode ter consequências fatais e sob quais condições é permitido, do ponto de vista normativo, permitir que um sistema de automação com um erro crítico de segurança continue operando por um tempo limitado?

Estas questões envolvem uma nova abordagem de "segurança". Com isso, os sistemas de controle de segurança funcional não devem mais ser simplesmente desligados em caso de erro. Em vez disso, eles se relatam em tempo hábil, e continuam a operar por um "tempo razoável de segurança".

A tolerância a erros significa que um sistema técnico pode manter sua funcionalidade mesmo que os estados de erro e falhas prejudiquem a função. Em um sistema tolerante a erros, é necessária uma avaliação qualificada de erros, além da detecção de falhas. Isto pode ser usado para decidir se o erro detectado pode ser tolerado ou se é tão grave que uma parada (desligamento) imediata é indispensável.

Uma avaliação de erro desse tipo não é comum nos “sistemas clássicos da automação de fábricas” nas implementações atuais. Em todo caso, sem uma avaliação de erro a tolerância a erros não é possível. Desse modo, é possível tomar uma decisão para a reação ao erro diferenciada somente em aparelhos ou sistemas com um arranjo correspondente. O desenvolvedor e o usuário de um aparelho ou sistema tolerante ao erro têm, desse modo, também a duração do período de tempo Δtdeg para definir a continuação da operação no estado degradado. Além disso, eventualmente devem ser tomadas medidas complementares para a mitigação do risco, que então serão parte das informações do usuário. Na prática, pode-se, por exemplo, terminar uma etapa do processamento.

Sistemas de controle da segurança funcional ajudam a cobrir os requisitos de saúde e de segurança ocupacional da Diretriz de Máquinas (2006/42/CE) na engenharia mecânica e de instalações. O ponto de partida para isto é a análise e avaliação de riscos baseada na EN ISO 12100. Esta norma descreve perigos básicos e auxilia o projetista na identificação de perigos relevantes e significativos, que são reduzidos a um risco residual aceitável através de medidas de redução de riscos.

Medidas de proteção de acordo com a EN ISO 13849-1 e/ou IEC 62061

Se forem usadas medidas de proteção relacionadas ao controle, os fabricantes as projetam de acordo com a EN ISO 13849-1 e/ou IEC 62061 . A documentação técnica contém informações sobre a estrutura destas medidas, sua confiabilidade de segurança e seu uso pretendido.

Estado seguro na segurança funcional

Atualmente, os sistemas de controle para segurança funcional são projetados de modo que seu estado seguro é o estado sem energia. Isto significa que: Todos os movimentos perigosos são parados. Esta é a escolha certa para todas as máquinas e instalações onde a separação de energia e, portanto, uma parada forma o estado seguro.
Entretanto, é necessário ou exigido aumentar a disponibilidade para cada vez mais máquinas e instalações, por exemplo, no contexto da Indústria 4.0. Além disso, uma "parada difícil" pode levar a outros perigos que devem ser levados em consideração na análise de riscos. O dogma da separação de energia como única reação em caso de erro não está mais atualizado.

Um grupo de trabalho, com a colaboração da Pilz e do IFA (Instituto de Saúde e Segurança Ocupacional), dentro da ZVEI (Associação Alemã de Fabricantes de Eletroeletrônicos) produziu vários whitepapers descrevendo os princípios dos aparelhos e sistemas tolerantes a erros na segurança funcional de máquinas e instalações. Estes visam mostrar que a implementação de operação limitada no tempo com subfunção de segurança degradada nos sensores de segurança e acionamentos de força é possível de acordo com as metas de proteção da Diretriz de Máquinas e não contradiz as normas harmonizadas EN ISO 13849 ou EN 62061.
A operação no estado degradado, em conformidade com a norma, quebra com o dogma da separação imediata de energia no caso de um erro. Isto aumenta a segurança e a disponibilidade das máquinas e instalações:

• Redução dos incentivos à manipulação
• Nenhum dano consequente devido ao desligamento em tempos inoportunos
• Aumento da produtividade
• Manutenção baseada em causas sem tempos de parada

O grupo de trabalho da TASi da ZVEI solicita aos usuários e fabricantes que implementem estas vantagens nas máquinas e, com isso, as tornem utilizáveis para os operadores.
Os whitepapers são destinados principalmente aos construtores de máquinas e integradores de sistemas que projetam e implementam funções e subsistemas de segurança para o controle de máquinas. Além disso, estas informações também podem ser usadas para o projeto de aparelhos e sistemas relacionados à segurança no desenvolvimento dos produtos. Os whitepapers estão disponíveis para download gratuito no site da ZVEI

Parte 1 do whitepaper da ZVEI

A primeira parte do whitepaper descreve as bases para o funcionamento no estado degradado. O pré-requisito para a aplicação da segunda parte é a consideração da primeira parte.

Download do whitepaper da ZVEI parte 1

Parte 2 do whitepaper da ZVEI

A segunda parte descreve como implementar funções de segurança tolerantes a erros que permitem a operação contínua de uma máquina ou instalação em cenários de erro sem negligenciar os requisitos de proteção pessoal.

Download do whitepaper da ZVEI parte 2