Introduzione alla IEC 62061

IEC 62061:2021, intitolato "Safety of Machinery – Sicurezza funzionale dei sistemi di controllo legati alla sicurezza", è lo standard internazionale che specifica i requisiti e fornisce indicazioni per la progettazione, l'integrazione e la convalida dei sistemi di controllo relativi alla sicurezza (SRCS) per i macchinari.

La norma si occupa della crescente complessità dei moderni macchinari, dove componenti elettronici, programmabili e elettromeccanici sostituiscono sempre più i tradizionali circuiti di sicurezza a filo duro. IEC 62061 fornisce un approccio sistematico e basato sul rischio per raggiungere l'integrità di sicurezza necessaria per ogni funzione di sicurezza.

Che cosa è IEC 62061?

IEC 62061 fa parte della serie IEC 60000 di standard internazionali per l'ingegneria elettrica ed elettronica, e si concentra specificamente sulle parti di sicurezza dei sistemi di controllo delle macchine (SRCSs). Lo standard definisce un quadro per identificare i pericoli, valutare i rischi e specificare le funzioni di sicurezza con livelli di integrità di sicurezza assegnati (SIL).

Il principio fondamentale di IEC 62061 è la sicurezza funzionale: la parte della sicurezza generale di un sistema che dipende dal corretto funzionamento del sistema di controllo relativo alla sicurezza. Questo include tutto, dai sensori e dai risolutori logici alle reti di attuatori e di comunicazione.

IEC 62061 è strettamente legato con ISO 13849-1, un altro standard di sicurezza dei macchinari che utilizza livelli di prestazioni (PL) invece di SIL. Infatti, i due standard sono ora armonizzati attraverso il ] IEC[]] e il gruppo di lavoro congiunto ISO.

Componenti chiave di IEC 62061

Per applicare efficacemente IEC 62061, i professionisti devono comprendere i suoi elementi essenziali per l’edilizia, che costituiscono la colonna portante dell’approccio sistematico della norma alla sicurezza.

Valutazione del rischio e identificazione di Hazard

Il primo passo consiste nell'individuazione di tutti i rischi ragionevolmente prevedibili associati al macchinario, meccanico, elettrico, termico, acustico, ergonomico e altri. La valutazione del rischio deve considerare l'intero ciclo di vita del macchinario, compresa l'installazione, il funzionamento, la manutenzione, la pulizia e la decommissione.

Funzioni e specificazione di sicurezza

Dopo la valutazione del rischio, vengono identificate le funzioni di sicurezza necessarie per ridurre i rischi a un livello accettabile. Ogni funzione di sicurezza è un'azione di controllo specifica, ad esempio "arresto del motore quando la tenda luminosa viene interrotta" o "prevenire l'avvio mentre la guardia è aperta". Lo standard richiede una precisa specifica di ogni funzione di sicurezza, compreso il suo comportamento in condizioni normali e condizioni di errore.

Livelli di sicurezza di integrità (SIL)

SIL è un livello discreto (1-3 per applicazioni di macchinari, con SIL 3 il più alto) che specifica il grado di riduzione del rischio richiesto dalla funzione di sicurezza. Più alto è il SIL, più basso è la probabilità di un guasto pericoloso. IEC 62061 fornisce un processo dettagliato per determinare il SIL richiesto utilizzando un grafico di rischio o metodi quantitativi.

Progettazione e realizzazione

Lo standard copre l'intero ciclo di vita del SRCS, dall'architettura del sistema e dalla selezione hardware allo sviluppo del software. Richiede che il design sia basato sul concetto di sottosistemi: ogni funzione di sicurezza è realizzata da una catena di sottosistemi (ad esempio, sottosistema del sensore, sottosistema di logica, sottosistema attuatore).

Validazione e verifica

Prima di poter mettere in servizio un sistema di controllo relativo alla sicurezza, deve essere verificato e convalidato. La verifica conferma che il progetto soddisfa le specifiche (ad esempio, test software, iniezione guasti hardware). La convalida conferma che il sistema di macchine complessive, incluso il SRCS, raggiunge la riduzione del rischio richiesta. L'EC 62061 richiede prove documentate di entrambe le attività. La convalida deve essere eseguita in condizioni realistiche, comprese le normali operazioni, i guasti prevedibili e gli scenari eccezionali.

Gestione della documentazione e dei cambiamenti

La documentazione completa è parte obbligatoria dell'ICI 62061, che comprende il record di valutazione del rischio, le specifiche delle funzioni di sicurezza, le architetture di progettazione, i calcoli SIL, i piani di prova, i risultati dei test e le procedure di manutenzione.

Perché IEC 62061 è importante?

L'adesione all'IEC 62061 offre notevoli benefici alle organizzazioni che non hanno una semplice conformità.

Sicurezza e riduzione degli infortuni

L'obiettivo principale dello standard è quello di proteggere le persone, operatori, tecnici di manutenzione e bystanders, dal danno. Riducendo sistematicamente i rischi, le aziende possono prevenire gravi lesioni e fatalità. Gli incidenti del macchinario spesso derivano da guasti del sistema di controllo, come avvio inaspettato, fallimento di arrestarsi, o perdita di funzioni di sicurezza.

Conformità giuridica e regolamentare

In altre giurisdizioni, come Australia, Cina e Giappone, lo standard è spesso citato nelle normative nazionali. Il Compliance supporta anche la difesa legale in caso di incidenti, dimostrando che il produttore ha seguito pratiche di sicurezza all'avanguardia.

Accettazione del mercato e riduzione dei costi

L'adesione all'IEC 62061 può essere un vantaggio competitivo, soprattutto in settori quali automobili, imballaggi, lavorazione del cibo e manipolazione dei materiali. Inoltre, un robusto design di sicurezza riduce i tempi di fermo imprevisti causati da viaggi o guasti di funzioni di sicurezza.

Cultura di sicurezza migliorata

L'implementazione dello standard richiede un approccio strutturato che favorisce una sicurezza-prima mentalità tra team di ingegneria, produzione e gestione, incoraggia trasparenza, documentazione rigorosa e miglioramento continuo.

Implementazione della norma IEC 62061

Mettere lo standard in un uso efficace richiede un processo multi-fase. Di seguito sono i passaggi pratici che le organizzazioni possono seguire.

Passo 1: Stabilire la competenza e la formazione

Il primo passo è garantire che il personale coinvolto nel lavoro in materia di sicurezza abbia le conoscenze necessarie, comprendendo concetti di sicurezza funzionali, lo standard IEC 62061 e la sua interazione con altri standard. Molte istituzioni offrono programmi di formazione certificati (ad esempio, TÜV Rheinland Functional Safety Engineer). La formazione dovrebbe coprire le tecniche di valutazione del rischio, la determinazione del SIL, la progettazione hardware, la sicurezza del software e i metodi di validazione.

Fase 2: Condurre una valutazione del rischio

Utilizzare un metodo sistematico, come il grafico di rischio fornito nello standard o un approccio quantitativo come LOPA (Layer of Protection Analysis). Coinvolgere un team interfunzionale tra operatori, ingegneri di sicurezza e personale di manutenzione. Documentare ogni pericolo, il suo rischio iniziale e la riduzione del rischio richiesta. La valutazione del rischio deve essere mantenuta aggiornata e riesaminata ogni volta che si verificano cambiamenti.

Passo 3: Specificare le funzioni di sicurezza e Determinare SIL

Per ogni pericolo, definire una o più funzioni di sicurezza che ridurranno il rischio ad un livello accettabile. Utilizzando il grafico di rischio o il processo di determinazione SIL dello standard, assegnare il SIL richiesto. Documentare le specifiche della funzione di sicurezza (SFRS).

Passo 4: Progettare il sistema di controllo di sicurezza-rilassato

Progettare l'architettura comprendente sensori, logiche e sottosistemi attuatori. Seleziona componenti con i dati di affidabilità appropriati (tassi di affidabilità, copertura diagnostica, parametri di guasto causati da comune). Il design deve soddisfare il target PFHd calcolato. Per i SIL più elevati (SIL 2 e 3), la tolleranza di guasto hardware (HFT) è spesso necessaria (ad esempio, ridondanza).

Passo 5: Verificare il disegno

Eseguire le attività di verifica per verificare che il design soddisfi gli SFRS. Questo può includere calcoli, simulazioni, test di iniezione di guasti e ispezioni.

Passo 6: convalidare il sistema generale

Dopo l'integrazione nel macchinario, verificare che le funzioni di sicurezza funzionino correttamente in tutte le condizioni prevedibili (normali, anormali, condizioni di errore), che di solito comportano test funzionali, misurazione dei tempi di risposta e test delle reazioni di errore.

Passo 7: Mantenere e monitorare

Monitorare il sistema per i guasti pericolosi e intraprendere azioni correttive. Ogni volta che si effettuano modifiche (ad esempio, modifiche al sistema di controllo, nuovi pericoli introdotti, obsolescenza dei componenti), seguire il processo di gestione dei cambiamenti definito nello standard.

Relazioni con gli altri standard di sicurezza

L'IEC 62061 non esiste in isolamento, fa parte di un ecosistema più ampio di norme di sicurezza per i macchinari, la comprensione di queste relazioni è fondamentale per la conformità globale.

IEC 62061 e ISO 13849-1

I due standard principali per i sistemi di controllo relativi alla sicurezza sono IEC 62061 (elettronico/elettronico/programmabile) e ISO 13849-1 (tutte le tecnologie, tra cui idraulico, pneumatico e meccanico). Nel 2015, IEC e ISO hanno rilasciato un documento di guida ] spiegando come utilizzare insieme entrambi gli standard.

IEC 62061 e IEC 61508

IEC 61508 è lo standard di sicurezza funzionale per tutti i settori. IEC 62061 è derivato da IEC 61508 ma su misura per le macchine. Mentre IEC 61508 utilizza SIL 1-4 ed è molto dettagliato, IEC 62061 semplifica alcuni aspetti (ad esempio, SIL 4 non è considerato perché raramente è raggiungibile in macchinari tipici).

Altri standard rilevanti

Gli standard aggiuntivi che interagiscono con IEC 62061 includono IEC 60204-1 (attrezzatura elettrica delle macchine), ISO 12100 (principi di valutazione del rischio), e ISO 13850 (funzione di arresto di emergenza). Per il software, IEC 61508-3 fornisce una guida, ma IEC 62061 include i propri requisiti software specifici per i macchinari.

Sfide e Pitfalls comuni

L'implementazione della IEC 62061 non è senza sfide, riconoscendo questi primi possono risparmiare tempo e migliorare i risultati.

  • Valutazione del rischio insufficiente:[ Molte organizzazioni si precipitano attraverso l'identificazione dei pericoli, portando a mancate funzioni di sicurezza e assegnazioni SIL errate.
  • Mancanza di dati affidabili:[[] I calcoli SIL richiedono dati precisi sulla velocità di guasto per i componenti, che potrebbero non essere disponibili per tutti i dispositivi.
  • Complexity of software safety:[ I sistemi elettronici programmabili introducono rischi di fallimento sistematici che sono più difficili da prevedere.
  • Modifiche non documentate:[ Le modifiche al campo ai macchinari senza aggiornare la documentazione di sicurezza sono una fonte frequente di non conformità e di rischio aumentato.
  • Formazione insufficiente:[] Senza personale addestrato, lo standard non può essere applicato correttamente.

Tendenze e aggiornamenti futuri

La terza edizione di IEC 62061, pubblicata nel 2021, ha portato cambiamenti significativi, tra cui un migliore allineamento con ISO 13849-1, requisiti aggiornati per la sicurezza del software, e nuovi allegati sulla sicurezza informatica e la qualificazione degli strumenti.

I produttori dovrebbero rimanere informati sulle revisioni e adottare proattivamente nuove metodologie. Partecipare ai gruppi di lavoro del settore e agli aggiornamenti di monitoraggio dal comitato tecnico IEC[] (TC 44) è raccomandato.

Conclusioni

IEC 62061 è lo standard fondamentale per la sicurezza funzionale dei sistemi di controllo dei macchinari. Fornendo un quadro sistematico per la valutazione del rischio, le specifiche delle funzioni di sicurezza, progettazione e validazione, consente ai produttori di costruire macchine che sono intrinsecamente più sicure, più affidabili e conformi alle normative globali.

Per approfondire la vostra comprensione, consultare il documento ufficiale IEC 62061 e completarlo con la formazione pratica.La sicurezza non è uno sforzo di una volta ma un continuo processo di miglioramento. Inizia valutando i vostri macchinari attuali contro i requisiti dello standard e prendere i primi passi verso la piena conformità oggi.