Segurança de máquinas: Produtos e Soluções Preventa Palestrante: Fábio Arnaldo Ribeiro Aplicações Segurança de Máquinas
Introdução Existem diversas orientações sobre seguranças de máquinas no Brasil, ISO s, IEC s, EN s, NBR s, NT16, PPRPS (Plano de Prevenção de Risco em Prensas e Similares), etc que podem distorcer a interpretação das normas e das leis sobre segurança de máquinas. Para esclarecer melhor como estamos posicionados neste novo conceito temos que procurar compreender a origem das normas de segurança e como elas são trabalhadas não somente no Brasil como em países mais evoluídos com relação a segurança de máquinas! 2
Conheça o Safety Award 2010! Líderes em Segurança do Trabalho 3
09 Lugar Instalador de Ar Condicionado 4
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08 Lugar Operador de empilhadeira 6
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07 Lugar Montador de cabos 8
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06 Lugar Pintor 10
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05 Lugar Eletricista 12
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04 Lugar Barbeiro 14
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03 Lugar Cortador de Grama 16
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02 Lugar Trocador de lâmpadas 18
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E o primeiro prêmio vai para Operadores de Prensa 20
Prensa Chinesa.wmv 21
Prêmio de Participação Serviço Militar na Coreia do Norte 22
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Segurança de máquinas: Produtos e Soluções Preventa Capítulo 2 O mundo das normas
Perigo e Risco Muitas pessoas fazem confusão entre perigo e risco. Um perigo já está presente considerando que o risco é a possibilidade daquele perigo acontecer. Considere as orações abaixo: Um tigre faminto é perigoso Um tigre faminto é um risco Um tigre faminto é perigoso, porém somente é um risco se estiver próximo a você. Nós podemos evitar ou reduzir o risco controlando o perigo. (O tigre está trancado na jaula, sendo assim o risco de ser atacado é muito baixo) Riscos são eventos ou condições que podem acontecer, porém se acontecer tem um efeito prejudicial ou negativo 25
Segurança Nível de Risco Aceitável Risco 0 não existe porém deve ser reduzido para um nível aceitável Segurança é a ausência de riscos que poderiam causar dano ou poderiam danificar a saúde das pessoas. 26
Proteger Pessoas e Aumentar Produtividade Investimento em segurança de máquinas tem como benefício inestimável a saúde e segurança de todas as pessoas além de redução de custos associados a ferimentos físicos, prêmios do seguro, perda de produção e penalidades. Podemos considerar também aumento da produtividade como conseqüência da prevenção de acidentes, melhora na detecção de falha, o trabalhador executa suas tarefas com maior confiança e melhora na eficiência da manutenção. Segurança de máquinas deve ser considerado em todo o ciclo de vida de uma máquina: Projeto e Fabricação Instalação Ajuste e Operação Manutenção Descarte da máquina (desativação) 27
Institutos de Normalização IEC (electrical standards) ISO (other standards: mechanical parts...) CEN (mechanical standards) CENELEC (electrical standards) ANSI UL CSA BS UNE NF SIS DIN CEI GOST JIS OSHA (PCB making machines) SAA ISO: International Organization for Standardization IEC: International Electrotechnical Commission CEN: Comité Européen de Normalisation CENELEC: Comité Européen de Normalisation Electrotechnique 28
ABNT Fundada em 1940, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão responsável pela normalização técnica no Brasil. É membro fundador da ISO (International Organization for Standardization), da COPANT (Comissão Panamericana de Normas Técnicas) e da AMN (Associação Mercosul de Normalização) e é a única e exclusiva representante no Brasil das seguintes entidades internacionais: ISO (International Organization for Standardization), IEC (International Electrotechnical Comission); e das entidades de normalização regional COPANT (Comissão Panamericana de Normas Técnicas) e a AMN (Associação Mercosul de Normalização). Projeto e Fabricação A NBR é a sigla de Norma Brasileira aprovada pela ABNT, de caráter voluntário, e fundamentada no consenso da sociedade. Torna-se obrigatória quando essa condição é estabelecida pelo poder público. Ajuste e Operação NR é a sigla de Norma Regulamentadora estabelecida pelo Ministério do Trabalho e Emprego, com caráter obrigatório 29
Segurança de máquinas: Produtos e Soluções Preventa Categorias de Risco
Entendo os princípios da NBR14153 / EN954-1 Usuários da NBR14153 / EN954-1 que são familiares com o velho Risk Graph (Gráfico de Risco) utilizam o mesmo para projetar as partes relacionadas com a segurança do circuito de controle elétricos das categorias B,1,2,3 ou 4.O gráfico de risco ajuda a determinar a categoria adequada para cada função de segurança. S Severidade do ferimento >S1 Ferimentos leves >S2 Ferimentos graves ou permanentes ou até mesmo morte F Frequencia e / ou tempo de exposição ao perigo >F1 Raramente até baixa frequência e / ou curto período >F2 Frequente até continuo e / ou longo período P Possibilidade de evitar o perigo ou limitar o dano >P1 Possível em condições específica >P2 Quase impossível S1 S2 F1 F2 P1 P2 P1 P2 B 1 2 3 4 Categorias adaptadas Medidas excessivas Categorias que possivelmente requerem medidas adicionais 31
Categoria de Segurança NBR14153 / EN954-1 Categoria 1 Requerimentos dos sistemas de controle Uso de componentes testados e com princípios de segurança comprovados Categoria 1 Comportamento do sistema de controle no caso de falha Maior confiabilidade, mas há possibilidade de perda da função de segurança 32
Categoria de Segurança NBR14153 / EN954-1 Categoria 2 Requerimentos dos sistemas de controle Funções de segurança devem ser verificadas em intervalos constantes (freqüência deve ser determinada de acordo com a aplicação) Categoria 2 Comportamento do sistema de controle no caso de falha Falha detectada em cada teste 33
Categoria de Segurança NBR14153 / EN954-1 Categoria 3 Requerimentos dos sistemas de controle Uma única falha não deve causar perda da função de segurança. Esta falha deve ser detectada sempre que possível Categoria 3 Comportamento do sistema de controle no caso de falha Funçao de segurança assegurada,exceto quando há acúmulo de falhas 34
Categoria de Segurança NBR14153 / EN954-1 Categoria 4 Requerimentos dos sistemas de controle Uma única falha não deve causar a perda da função de segurança. Esta falha deve ser detectada antes ou quando a função de segurança for solicitada. Um acúmulo de falhas não deve causar perda da função de segurança Categoria 4 Comportamento do sistema de controle no caso de falha Função de segurança sempre assegurada, acúmulo de falhas não é possível Detecta condições de curto circuito 35
Segurança de máquinas: Produtos e Soluções Preventa Capítulo 3 Análise de Risco e Redução de Risco
Dispositivos de proteções utilizados como parte da solução das proteções de segurança Fim de curso para detecção da posição de proteções móveis garantindo a segurança, usualmente nas operações de alimentação, limpeza, ajuste, etc. 37
Oferta de Chaves de Segurança Chaves para Portas Heavy Industrial Machines (Metal enclosure) XCS A / B / C / E Chaves de Segurança com haste e atuador rotativo Fins de Curso XCS D / M Linha Plástica XCS MP / PA / TA / TE XCS PL / TL / TR / PR XCS P 38
Chaves de Segurança IP67 EN1088, EN292, EN60204-1 Plástico ou Metal 39
Chaves de Segurança Atuadores XCS-Z01 XCS-Z03 XCS-Z02 XCS-Z05 Atuador Reto XCS-Z01 Atuador Amplo XCS-Z02 Atuador Pivotado XCS-Z03 Ferrolho para porta de Correr XCS-Z05 40
Chaves de Segurança Atuadores 41
Chaves de Segurança Chaves de segurança com com trava eletromagnética do atuador : Este tipo de chave é utilizado em máquinas com grande inércia Safety contact block electromagnet Key 42
Monitoração e trava das Portas 43
Oferta de Chaves de Segurança Sensor Magnético Categoria 4 Linha Plástica XCS DM / DM3 / DM4 44
Sensor Magnético Categoria 4 Utilizado em máquina com pouca inércia. Switches magnéticos codificados - reed switch 2-contatos (XCS DMC/XCS DMR/XCS DMP) ou 3-contatos (XCS DMP) de contatos Para circuitos de os sensores devem ser utilizados em conjunto com um módulo de segurança Preventa (relé, controlador ou CLP de segurança) Switches com relé interno Modelos: categoria 3 (SIL 2) XCS DM3 e categoria (SIL 3) XCS DM4 Sensor micro-processado com auto-teste incorporado, não é necessário utilização de módulo adicional 45
Montagem e Direção de aproximação XCS-DM3 /4 3 opções de montagem entre transmissor/receptor: face a face, lado a lado, face com lado 2 direções de aproximação para cada tipo de sensor (exeto XCS-DMR) 46
Funcionalidade Sensor Magnético categoria 4 Pricípio de funcionamento - Reed Switch: Tecnologia Reed: contato ativa por campo magnético. Magnéticos codificados S N Composição: Par de lâminas ferromagnéticas encapsulado hermeticamente fechado em tubo de vidro contendo gás inerte para prevenir oxidação/corrosão das lâminas. N S S N = Contatos de Segurança 47
Solução simples e prática Monitoração de Portas Vamos utilizar a referência XCSDMP7002 (2NF + 1NA) como padrão para todas as propostas 48
Monitoração de Portas Maior durabilidade e uma única chave atende categoria 4 na relação com as chaves mecânicas 49
Cortina de luz para detecção de áreas perigosas com alta freqüência de acesso Cortinas de luz são tipicamente usadas em máquinas de embalagens, transportadores, máquinas com alimentação manual pelo operador e outras aplicações onde a proteção física intertravada não são funcionais para o processo. 50
Cortina de Luz 51
Cortina de Luz 52
Características da Cortina de Luz Capacidade de detecção (d) é o menor objeto (diâmetro) que a cortina de luz de segurança é capaz de detectar sem ficar na zona morta. (detecção de dedo, mão ou corpo) d 14 mm dedo d 30 mm mão d 70 mm corpo Altura protegida (Hp) é a zona (ou altura) a qual um objeto de igual diâmetro da capacidade de detecção d é detectado. É a área a ser protegida 53
Nossa Oferta - XUS LDM e XUS LB Dois Modelos: Para proteção de dedos (XUS LBQ e XUS LDMQ) e para proteção de mão (XUS LBR e XUS LDMY). Detecção de Dedo: 14 mm, Distância Sensora (Sn) 0,3 7 mts. Altura da Proteção 280 1360 mm Detecção de Mão: 30 mm, Distância Sensora (Sn) 0.3 20 m (8 mts máximo para XUS LBR) Altura da Proteção 320 2120 mm Funcionalidade da gama XUSLDM Universal e XUSLB Optimum: Oferta XUS LDM Universal possui mais funções (ex. blanking fixo e blanking flutuante, muting, redução da resolução, etc.); Possibilidade para extensão e uma solução de cascatear (daisy-chain) para melhor monitoramento da máquina; A programação é feita por cabos ou através de programador e módulo de diagnostico; XUS LPDM Exclusivo para versões Universal e Optimum. 54
Nossa Oferta - XUS LDM e XUS LB Oferta Universal Compacta XUS LDM: Proteção de Dedo ou Mãos Oferta Básica (Optimum) Compacta XUS LB: Proteção de Dedo ou Mãos 1 Tela 2 Teclado de Navegação 55
Nossa Oferta - XUS LDM e XUS LB Dois Modelos: Para proteção de dedos (XUS LBQ e XUS LDMQ) e para proteção de mão (XUS LBR e XUS LDMY). Detecção de Dedo: 14 mm, Distância Sensora (Sn) 0,3 7 mts. Altura da Proteção 280 1360 mm Detecção de Mão: 30 mm, Distância Sensora (Sn) 0.3 20 m (8 mts máximo para XUS LBR) Altura da Proteção 320 2120 mm Funcionalidade da gama XUSLDM Universal e XUSLB Optimum: Oferta XUS LDM Universal possui mais funções (ex. blanking fixo e blanking flutuante, muting, redução da resolução, etc.); Possibilidade para extensão e uma solução de cascatear (daisy-chain) para melhor monitoramento da máquina; A programação é feita por cabos ou através de programador e módulo de diagnostico; XUS LPDM Exclusivo para versões Universal e Optimum. 56
Funções especiais da cortina de luz Blanking é desabilitar um grupo determinado de feixes de luz na cortina de luz ( não podendo desabilitar todos os feixes) Esta função permite a presença de objetos durante o processo de operação Cuidados na utilização da função de Blanking: A capacidade de detecção muda Isto significa maior distância de segurança Proteções adicionais são necessárias em cada lado da zona de "blanked, para impossibilitar o acesso nas áreas livres. 57
Funções especiais da cortina de luz Floating Blanking é a inibição de um ou dois feixes de luz da cortina de luz e em qualquer lugar. Uma obstrução pode se mover ou flutuar (float) dentro da zona sensora sem gerar sinal de parada da máquina ou processo. Relé Interno nossa oferta de cortina de luz não necessita de relé para interface com o acionamento da máquina 58 back
Instalação Apropiada Condição de Acesso Condição de Acesso por cima Condição de Acesso por baixo Condição de Acesso frontal 59
Tapetes de segurança para detecção de pessoas Tapetes de segurança são tipicamente usados em frente ou em volta de células de operação ou robôs. 60
Tapetes de Segurança XY-TP1 XY-TP2 XY-TP3 XY-TP4 500x500 mm 500x750 mm 750x750 mm 750x1250 mm Todas as peças podem ser eletricamente interligadas independente do tamanho e da forma da área de perigo 61
Tapetes de Segurança Os tapetes de segurança são para protejer o operador em frente a máquinas perigosas em ambientes específicos (onde soluções ópticas não podem ser usadas) Características Detecção de pessoas ou objetos pesando mais que 20Kg Área Modular interconectividade elétrica, sem perdas de sensibilidade Protect Area Design software ferramenta de configuração está disponível para simplificar a configuração e instalação Ligação simples Não sofre influência de pó 62
Comando bi-manual e pedais de comando Usado para assegurar que o operador permaneça fora da área de risco da máquina (como na descida do martelo de uma prensa). 63
Oferta Control Púlbito and Signaling Bi-Manual,Enable offer Switch e Pedais Púlbito Bi-Manual Enable Switch Informação Adicional XY2 SB Informação Adicional XY2 AU Pedal - Metálico Pedal - Plástico Pedal Duplo - Metálico XPE Y XPE A Informação Adicional XPE R XPE M XPE G XPE B 64
Púlbito Bi-Manual Necessita de operação simultânea de ambas as mãos para iniciar e manter o funcionamento da máquina. O que fornece somente proteção para o operador da máquina. O púlbito pode ser montado: diretamente na máquina em um pedestal O púlbito: é fabricado em alumínio injetado vem já com os botões de mínimo esforço e o botão de emergência 65 back
Pedal Pedais são ideais para comandar partida e parada de diversos tipos de máquinas industriais, em diversos modos de operação. Proteções adicionais a segurança: A cobertura do pedal evita o risco de um comando acidental do ser humano ou por queda de objeto. Ação positiva acionando primeiramente o gatilho 1 antes do pedal 2 para liberação do comando da máquina Pode ser montado diretamente na base do XY2 (Púlbito do Bi-Manual) 66
Interruptor de ativação Esta função é usualmente utilizada em máquinas que necessitam realizar ajustes com a máquina em movimento ou é necessário observar detalhes precisos do movimento da máquina para detecção de falhas na operação 67
Monitoração dos sinais de segurança sistema de controle Os sinais provenientes dos elementos de segurança são tipicamente monitorados por relés de segurança, controladores configuráveis de segurança ou CLP s de segurança (conhecido nas normas atuais como safety logic solvers - SIS). 68
Oferta de relés de Segurança XPSAC XPSAF XPSATE XPSAV XPSAFL XPSAR XPSAK XPSVC XPSBA XPSBC XPSBF XPSECM XPSECP Temporização Emergência, chaves, emergência por cabo Cortinas de Luz P[ulbito de Bimanual 4 ou 8 NA Expansão de contatos XPSLCD XPSLCM XPSCM XPSDMB XPSDME XPSTSA XPSTSW XPSVNE XPSDA XPSPVT XPSPVK XPSOT Tipo 2 ou Tipo 4 Tipo 2 Cortinas de Luz Sensor de 1 feixe Sensor de 1 feixe Aplicações com temporização Velocidade Controle de zero elevadores Aplicação em prensas 69
Vamos facilitar a especificação de relés Principais relés (consideramos sempre o relé de alimentação de 24 Vdc) XPSAF5130 Emergência e porta (Chave mecânica e/ou magnética categoria 4) XPSAFL5130 Cortina de Luz XPSBF1132 Bimanual XPSAK311144: É nosso relé coringa mas tem largura maior que o XPSAF. Porém tem um NF a mais que o XPSAF. Muitos relés de mercado tem 3NA + 1 NF mas o NF normalmente não é utilizado. Desta forma vamos sempre que possível utilizar o XPSAF5130 no lugar do XPSAK311144. Aplicações especiais: XPSVNE1142P XPSDME1132 ligação de até 6 sensores magnéticos categoria 4. (Cuidado o sensor tem que ser 1 NA + 1 NF para este relé) 70
Prensa de engate de chaveta Aplicação com o XPSVNE + XCSTE: Exigência do MTE Solução prática para monitoração de parada do volante sem necessidade de gastos mecânicos 71
Aplicação de múltiplas portas Aplicação com o XPSDME + XCSDMP7002: Aplicação categoria 4 até 6 sensores por relé (Para portas não podemos ligar o sensores em série - cat. 3) O XPSDME tem o custo de dois relés ecônomia de 4 relés 72
Aplicação de múltiplas portas 73
Botões de Emergência Botões de emergência são necessários para todas as máquinas, e não são considerados como elementos primários para redução de risco, porém é uma importante medida de proteção complementar. Eles precisam ser robustos e devem ter fácil acesso de todos os pontos de operação da máquina. A EN/IEC 60204-1 define três categorias de parada: Parada categoria 0: Parada imediata removendo totalmente a potência dos atuadores da máquina (parada não controlada) Parada categoria 1: parada controlada com a potência ativa dos atuadores da máquina até a completa parada da máquina removendo a potência dos atuadores da máquina neste momento. Parada categoria 2: parada controlada mantendo a potência ativa dos atuadores da máquina. 74
Oferta de Botão de emergência e por cabo Botôes de Emergência para: tornos,fresas fundições, prensas, Industria automotiva Botôes de Emergência para : Máquinas de embalagem papel, picadores de madeira alimento/bebida. Processo e indústria química Botão de Emergência com caixa: Máquinas de embalagem papel, picadores de madeira alimento/bebida. Processo e indústria química Industria automotiva, prensa mecânica Linha Metálica Linha Plástica Caixa Plástica XB4 B XB5 A XAL K Emergência por Cabo: Transportadores, Esteiras Linhas de montagem Proteção 15 m Proteção 50 m Proteção 100 m ou 2x 100 m XY2 CH XY2 CE XY2 CB 75
Fio para parada de emergência XY2C XY2CH Proteção até 15m 1 modelo que não depende do lado que o cabo é fixado Cor cinza Carcaça e tampa metálicas Grau de proteção IP65 Muitos tipos de dispositivos para reinicialização 1 contato N/F+N/A ou 1 N/F+N/F Modelo indicador luminoso que mostra o estado dos contatos Entrada para 3 cabos (Pg 13.5) Versão H29 para saída com cabos ISO M20 Versão TK para ambientes corrosivos XY2CE Proteção até 50m 1 modelo que depende do lado que o cabo é ancorado Cor Cinza Carcaça e tampa metálicas Grau de proteção IP65 Vários tipos de dispositivos para reinicialização contatos 1 N/F+N/A, 1 N/F+N/F or 2 N/F+N/A Modelo com indicador luminoso para mostrar o estado dos contatos Entrada para 3 cabos (Pg 13.5) Versão TK para ambientes corrosivos XY2CB Proteção até 100m ou 2 x 100m 1 modelo que depende do lado que o cabo é ancorado Cor Azul Caracaça e tampa metálicas Grau de proteção IP22 (invólucro) / IP65 (limit switch interno) Um únicotipo de dispositivos para reinicialização 1 contato N/A+N/F Modelo com indicador luminoso para mostrar o estado dos contatos 1 cabo de saída (Pg 13.5) 76
Gama XY2CH (Proteção até 15m) Máquina de dobrar Fio para parada de emergência Fio para parada de emergência Máquina de enrolar 77
Gama XY2CE (Proteção até 50m) Indústria alimentícia Emergência por cabo Serra Tratamento de superfícies 78
Risco Residual Depois de reduzir o risco o máximo possível por projeto, e por proteções de segurança, a avaliação de risco deve ser repetida para assegurar que não existe novos riscos (exemplo: proteções mecânicas automáticas podem causar prensagem) e a estimativa de cada risco deve ser reduzida para um nível aceitável.. 79
Simplificando as aplicações Em um cenário cada vez mais complexo o que fazemos? A Schneider conta com o XPSMC produto de maior flexibilidade nas aplicações, com muita versatilidade. Este é o futuro! 80
Soluções otimizadas com o relé Programável XPSMC Solução simples e prática Para uma prensa simples mínimo de 5 relés Versão com 32 Entradas 16 Entradas 6 Saídas a transistor e 4 a relé 81
Facilidade de Diagnóstico Diagnóstico online ou via IHM 82
Relé Programável XPSMC Botões de emergência e sistema de parada categoria 0 e 1 83
Relé Programável XPSMC Comando bimanual e válvula de segurança pneumática 84
Relé Programável XPSMC Chave com trava e monitoração FeedBa ck 85
Relé Programável XPSMC Chave magnética categoria 4 FeedBa ck 86
Relé Programável XPSMC Chave magnética categoria 4 FeedBa ck 87
Tapete de segurança Relé Programável XPSMC FeedBa ck 88
Cortina de Luz Relé Programável XPSMC FeedBa ck 89
Relé Programável XPSMC Zero speed monitoração de velocidade zero 90
Certificações 91
Dúvidas? 92
Obrigado pela sua atenção Fábio Arnaldo Ribeiro Aplicações Segurança de Máquinas E-mail: fabio.ribeiro@br.schneider-electric.com 93