La Direttiva Macchine e La en 60204-1
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Il materiale didattico non può essere riprodotto (anche parzialmente) e/o utilizzato senza autorizzazione di AC&E s.r.l. Relatore: Matteo Marconi [email protected] www.aceconsulting.it
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Il materiale didattico non può essere riprodotto (anche parzialmente) e/o utilizzato senza autorizzazione di AC&E s.r.l.
Relatore: Matteo Marconi [email protected]
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La Direttiva Macchine e la EN 60204-1
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La En 60204La En 60204--1 e la 1 e la connessioneconnessione con lacon laDirettivaDirettiva MacchineMacchine
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a 1.2 Sistemi di comando
• I sistemi di comando devono essere progettati e costruiti in modo da evitare l'insorgere di situazioni pericolose.
• In ogni caso essi devono essere progettati e costruiti in modo tale che:– resistano alle previste
sollecitazioni di servizio e agli influssi esterni,
– ……
• I sistemi di comando devono essere progettati e costruiti in modo da essere tanto sicuri ed affidabili da evitare qualsiasi situazione pericolosa. Essi devono in particolare essere progettati e costruiti in modo:
– che resistano alle sollecitazioni normali di servizio e agli agenti esterni,
– che non si producano situazioni pericolose in caso di errori di logica nelle manovre.
1.2.1 Sicurezza ed affidabilità dei sistemi di comando
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I requisiti in progettazione
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a 1.2 Sistemi di comando
• I sistemi di comando devono essere progettati e costruiti in modo da evitare l'insorgere di situazioni pericolose.
• In ogni caso essi devono essere progettati e costruiti in modo tale che:– resistano alle previste
sollecitazioni di servizio e agli influssi esterni,
– ……
• I sistemi di comando devono essere progettati e costruiti in modo da essere tanto sicuri ed affidabili da evitare qualsiasi situazione pericolosa. Essi devono in particolare essere progettati e costruiti in modo:
– che resistano alle sollecitazioni normali di servizio e agli agenti esterni,
– che non si producano situazioni pericolose in caso di errori di logica nelle manovre.
1.2.1 Sicurezza ed affidabilità dei sistemi di comando
Direttiva 98/37/CE Nuova direttiva Macchine
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a 1.2 Sistemi di comando
• In ogni caso essi devono essere progettati e costruiti in modo tale che:– resistano alle previste
sollecitazioni di servizio e agli influssi esterni,
– ……
• I sistemi di comando devono essere progettati e costruiti in modo da essere tanto sicuri ed affidabili da evitare qualsiasi situazione pericolosa. Essi devono in particolare essere progettati e costruiti in modo:
– che resistano alle sollecitazioni normali di servizio e agli agenti esterni,
– che non si producano situazioni pericolose in caso di errori di logica nelle manovre.
1.2.1 Sicurezza ed affidabilità dei sistemi di comando
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Le Le condizionicondizioni ambientaliambientali secondosecondo la EN 60204la EN 60204--11
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a EN 60204EN 60204--1 1 §§ 4.2 4.2 SceltaScelta delldell’’equipaggiamentoequipaggiamento
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EN 60439 EN 60439 TenutaTenuta al al cortocorto circuitocircuitoNuova 60204-1 § 16.4
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– un'avaria nell'hardware o nel software del sistema di comando non crei situazioni pericolose,
– errori della logica del sistema di comando non creino situazioni pericolose,
– errori umani ragionevolmente prevedibili nelle manovre non creino situazioni pericolose.
• I sistemi di comando devono essere progettati e costruiti in modo da essere tanto sicuri ed affidabili da evitare qualsiasi situazione pericolosa. Essi devono in particolare essere progettati e costruiti in modo:
– che resistano alle sollecitazioni normali di servizio e agli agenti esterni,
– che non si producano situazioni pericolose in caso di errori di logica nelle manovre.
1.2.1 Sicurezza ed affidabilità dei sistemi di comando
Direttiva 98/37/CE Nuova direttiva Macchine
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Il punto 1.2.1 è stato unito nella nuova direttiva macchine con il Testo del punto 1.2.7 della 98/37/CE.
Un'anomalia della logica del circuito di comando, un'avaria o un deterioramento del circuito di comando non devono creare situazioni pericolose. - che non si producano situazioni pericolose in caso di errori di logica nelle manovre.In particolare occorre evitare:- l'avviamento intempestivo,- l'impedimento dell'arresto della Macchina se l'ordine è già stato dato,- la caduta o l'espulsione di un elemento mobile della macchina o di un pezzo della macchina.- l'impedimento dell'arresto automatico o manuale degli elementi mobili di qualsiasi tipo,- l'inefficacia dei dispositivi di protezione
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• OCCORRE DEFINIRE PREVENTIVAMENTE
• LE FUNZIONI DI SICUREZZA• LE MODALITA’ DI ESCLUSIONE DELLE AVARIE
(RIFERIMENTO ALLA ISO 13849-2 ED ALLA EN 60204-1)
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• L’avviamento di una macchina deve essere possibile soltanto con una azione volontaria su un dispositivo di comando previsto a tal fine.
• Lo stesso dicasi:• - per la rimessa in marcia dopo un
arresto, indipendentemente dall’origine,
• per il comando di una modifica rilevante delle condizioni di funzionamento (ad esempio: velocitàpressione, ecc.), salvo se questa rimessa in marcia o questa modifica delle condizioni di funzionamento non presenti alcun rischio per le persone esposte.
1.2 Sistemi di comando
1.2.3 Avviamento
L'avviamento di una macchina deve essere possibile soltanto tramite un'azione volontaria su un dispositivo dicomando previsto a tal fine.Lo stesso dicasi:— per la rimessa in marcia dopo un arresto, indipendentemente dall'origine,— per l'effettuazione di una modifica rilevante delle condizioni di funzionamento.Tuttavia, purché ciò non generi situazioni pericolose, la rimessa in marcia o la modifica delle condizioni difunzionamento può essere effettuata tramite un'azione volontaria su un dispositivo diverso dal dispositivo dicomando previsto a tal fine.
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Direttiva 98/37/CE1.2.4.1. Arresto normale
Nuova direttiva Macchine
Ogni macchina deve essere munita di un dispositivo di comando checonsenta l'arresto generale in condizioni di sicurezza.Ogni posto di lavoro deve esseremunito di un dispositivo di comandoche consenta di arrestare, in funzione dei rischi esistenti, o unicamente parti tutti gli elementi mobili della macchina di essi, in modo che la macchina sia in situazione di sicurezza.L'ordine di arresto della macchina deve essere prioritario rispetto agli ordini di avviamento.Ottenuto l'arresto della macchina o dei suoi elementi pericolosi, si deveinterrompere l'alimentazione degliazionatori.
La macchina deve essere munita di un dispositivo di comando che consenta l'arresto generale in condizioni di sicurezza.Ogni posto di lavoro deve essere munito di un dispositivo di comando che consenta di arrestare, in funzione dei pericoli esistenti, tutte le funzioni della macchina o unicamente una di esse, in modo che la macchina sia portata in condizioni di sicurezza.Il comando di arresto della macchina deve essere prioritario rispetto ai comandi di avviamento.Ottenuto l'arresto della macchina o delle sue funzioni pericolose, si deve interrompere l'alimentazione dei relativi azionatori.
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1.2 Sistemi di comando
1.2.4.2 Arresto operativo
• Se, per motivi operativi, è necessario un comando di arresto che non interrompe l'alimentazione degli azionatori, la condizione di arresto deve essere monitorata e mantenuta.
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1.2.4.3. Arresto di emergenza Nuova direttiva Macchine
Ogni macchina deve essere munita di uno o più dispositivi di arresto diemergenza che consentano di evitare situazioni di pericolo che rischino diprodursi imminentemente o che si stiano producendo.Sono escluse da quest'obbligo:……Detto dispositivo deve:- comprendere dispositivi di comando chiaramente individuabili, ben visibili erapidamente accessibili,- provocare l'arresto del processo pericoloso nel tempo più breve possibile, senza creare rischi supplementari,-eventualmente avviare, o permettere di avviare, alcuni movimenti di salvaguardia.
Quando si smette di azionare il comando (dispositivo nella 98/37/CE) dell'arresto di emergenza dopo un ordine di arresto, detto ordine deve essere mantenuto da un bloccodel dispositivo di arresto di emergenza, sino al suo sblocco; non deve essere possibile ottenere il blocco del dispositivo senza che quest'ultimo generi un ordine di arresto; lo sblocco del dispositivo deve essere possibile soltanto con una apposita manovra e non deve riavviare la macchina, ma soltanto autorizzarne la rimessa in funzione.
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a §§ 5.3 5.3 DispositivoDispositivo didi sezionamentosezionamentoUn dispositivo di sezionamento dellUn dispositivo di sezionamento dell’’alimentazione alimentazione deve essere fornito:deve essere fornito:
••Per ciascuna sorgente di alimentazione Per ciascuna sorgente di alimentazione di una macchinadi una macchina;;
••Per ciascuna sorgente di alimentazionePer ciascuna sorgente di alimentazionea bordo macchinaa bordo macchina..
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Il Il sezionatoresezionatore generalegeneraleDimensionamentoDimensionamento
• Avere un potere di interruzione sufficiente a interrompere la corrente a rotore bloccato del motore di maggior potenza più la somma dellecorrenti di funzionamento normali di tutti gli altrimotori e/o carichi.
• Il potere di interruzione calcolato può essereridotto utilizzando un fattore di contemporaneitàcomprovato.
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Le prove secondo la EN 60204-1
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Le prove
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Le prove
Metodi di prova per i sistemi TN
Prova 1 – Verifica della continuitàdel circuito equipotenzialedi protezione
Prova 2 – Verifica dell’impedenzadell’anello di guasto e idoneitàdel corrispondentedispositivo di protezionecontro le sovracorrenti
Verifica delle condizioni per la protezione mediante interruzione automaticadell’alimentazione
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Metodi di prova per i sistemi TNProva 1 – Verifica della continuità del circuito equipotenziale di protezione
La resistenza di ogni circuito equipotenziale di protezione tra il morsetto PE e i punti corrispondenti, facenti parte di ogni circuito equipotenziale di protezionedeve essere misurata con una corrente compresa tra almeno 0,2 A e circa 10 A, provenienteda una sorgente di alimentazione separata elettricamente con una tensione massima a vuoto di 24 V AC o DC.
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Il Il sistemasistema TTTT•• La protezione dai contatti indiretti si ha quando:La protezione dai contatti indiretti si ha quando:
Dove:Dove:RARA resistenza del percorso di guasto (conduttori + terra)resistenza del percorso di guasto (conduttori + terra)IAIA corrente che provoca lcorrente che provoca l’’intervento automatico entro 5 s della intervento automatico entro 5 s della
protezione (p.e. interruttore protezione (p.e. interruttore magnetotermicomagnetotermico): questa ): questa condizione condizione èè rispettata solo dallrispettata solo dall’’intervento di uno intervento di uno sganciatoresganciatore magneticomagnetico..
50≤• IaRa
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•• Nei sistemi TT Nei sistemi TT èè ammesso (a volte quasi ammesso (a volte quasi inevitabile) linevitabile) l’’utilizzo di interruttori differenziali. utilizzo di interruttori differenziali. Se Se IdId èè il valore della corrente nominale il valore della corrente nominale differenziale, ldifferenziale, l’’equazione diventa:equazione diventa:
•• Nel caso di un normale differenziale con Nel caso di un normale differenziale con IIdd = = 30 30 mAmA: RA = 1667 : RA = 1667 ΩΩ..
Il Il sistemasistema TTTT
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In tabella 1 sono mostrati i valori massimi di resistenza Ra che devono essere verificati in base alla taratura del differenziale.
NB Normalmente per evitare prove di correnti di cortocircuito e della verifica della resistenza di terra sull’armadio elettrico il dispositivo differenziale viene tarato su Id = 0.03A. Tale procedura assicura un limite superiore di Ra pari a 1660Ω, valore ovviamente raggiungibile da qualsiasi circuito equipotenziale. Si noti tuttavia che tale scelta porta al rischio di una protezione che scatta frequentemente anche con correnti che non comporterebbero danni per l’operatore.Quindi la scelta del differenziale è strettamente legata alla resistenza di terra del cliente e non solo alle correnti parassite di dispersione generate dal quadro elettrico.Nei sistemi TT, ad esempio, è possibile installare interruttori differenziali anche da 0,5 A se ho una resistenza di terra nel punto d’installazione ed allacciamento della macchina minore uguale di 100 Ω.
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•• ÈÈ il sistema comunemente utilizzato a livello il sistema comunemente utilizzato a livello industriale: la societindustriale: la societàà distributrice porta al cliente distributrice porta al cliente la Media Tensione ed egli si dota di cabina di la Media Tensione ed egli si dota di cabina di trasformazione da cui si diparte il sistema TN trasformazione da cui si diparte il sistema TN nelle sue varianti.nelle sue varianti.
•• Il vantaggio del sistema TN Il vantaggio del sistema TN èè che la corrente di che la corrente di guasto guasto èè molto elevata in quanto si richiude sul molto elevata in quanto si richiude sul conduttore, metallico, di protezione.conduttore, metallico, di protezione.
I I sistemisistemi didi distribuzionedistribuzione TNTN
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•• La protezione dai contatti indiretti si ha La protezione dai contatti indiretti si ha quando:quando:
UoIaZs ≤•dove:
ZS impedenza dell’anello di guasto (metallico).
IA corrente che provoca l’intervento automatico della protezione (p.e. interruttore magnetotermico) entro un intervallo di tempo dipendente dalla UO del sistema: questa condizione è rispettata solo dall’intervento di uno sganciatore magnetico.
UO tensione nominale efficace tra fase e terra del sistema.
I I sistemisistemi didi distribuzionedistribuzione TNTNUO Tempo di
interruzione[s]
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>400 0,1
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•• A meno che non ci si trovi in un circuito di A meno che non ci si trovi in un circuito di distribuzione (tempo di interruzione pari a 5 s), la distribuzione (tempo di interruzione pari a 5 s), la tabella che lega i tempi di interruzione alla tensione tabella che lega i tempi di interruzione alla tensione del sistema del sistema èè::
I I sistemisistemi didi distribuzionedistribuzione TNTN
Nei sistemi TN è ammesso l’utilizzo di interruttori differenziali purché si rispettino le seguenti condizioni:
• il differenziale non è ammesso nei sistemi TN-C;• nei sistemi TN-C-S il differenziale è ammesso purché a valle non sia utilizzato un conduttore PEN (conduttore unico per neutro e protezione).
UO Tempo di interruzione
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CalcoloCalcolo delladella correntecorrente dd’’interventointervento
•• Calcolo della Corrente di dispersione Calcolo della Corrente di dispersione che prova lche prova l’’intervento del dispositivo intervento del dispositivo automaticoautomatico
ZsUoIa ≤
Dove:Ia = Corrente di dispersione che provoca l’intervento automatico del
dispositivo.Uo = tensione nominale (valore efficace) tra la fase e terraZs = è l’impedenza dell’anello di guasto
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• Quindi la scelta del differenziale nel sistemi TN non è strettamente necessaria, in quanto anche un interruttore megnetico e/o magnetotermico o dei fusibili, con una corretta impedenza dell’anello di guasto del cliente nel punto d’installazione, è possibile ottenere la protezione della persona contro i contatti indiretti.
• Nei sistemi TN è necessario conoscere l’Impedenza nel luogo d’installazione al fine di dimensionare correttamente le protezioni magnetiche del quadro.
• La protezione generale può essere anche differenziale, anche se in questo casi si consiglia ad esempio tarabile o con alte correnti di intervento 0,5 – 1 A (dipendente dal valore della Zs) in modo da poter garantire la protezione dai contatti indiretti per la persona e da evitare inutili interventi intempestivi per correnti dispersione verso terra, non pericolose, generate dai filtri EMC o dai elementi perturbatori quali drive o inverter.
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La dichiarazione al cliente del valore massimo di impedenza deve avere la linea a cui verrà allacciata la macchina è la risposta più semplice alla richiesta della EN 60204-1:2006 pto 18 di documentare la prova di impedenza dell’anello di guasto (PROVA 2).
Il valore inserito (ZPEcliente) corrisponde al minimo tra quelli contenuti nel progetto di calcolo.
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Le parti attive che, dopo l’interruzione dell’alimentazione, mantengono una tensione residua superiore a 60 V devono essere scaricate a non oltre 60 V entro 5 s dall’interruzione dell’alimentazione.
Questa prescrizione non si applica aicomponenti aventi una caricaimmagazzinata minore o uguale a 60 μC.
Es. condensatore con capacitàsuperiore ad 1 μF
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a • I Dati elettrici minimi da dichiarare al cliente :
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a Conclusioni la sicurezza nella progettazione
• Definizione delle funzioni di sicurezza di base• Definizione ed identificazione dei componenti
che hanno implicazione con la sicurezza • La determinazione e definizione dei guasti
dell’esclusione dei guasti• I componenti elettronici ed il software per le
funzioni di sicurezza
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ISO 13849-2: Validazione della progettazione dei sistemi
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a Questa Presentazione è stata realizzata da
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37135 Verona
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Cellulare +39 348 8720790Matteo Marconi [email protected]
