Ci sono molti fattori coinvolti nella progettazione e nell'implementazione della sicurezza dell'automazione industriale. Per valutare la situazione e selezionare il miglior percorso di progettazione, esperti qualificati dovrebbero condurre un audit di sicurezza prima di pianificare qualsiasi sistema correlato alla sicurezza, poiché gli standard e le leggi sulla sicurezza cambiano nel tempo.
Un programma di sicurezza per l'automazione industriale di successo richiede una strategia multiforme che combini i migliori prodotti, principi di progettazione e formazione degli operatori. La valutazione del rischio è il primo passo per creare un ambiente di lavoro sicuro; dopo aver identificato possibili problemi, l'attenzione si sposta sulla riduzione del rischio attraverso diversi livelli di mitigazione. I modi più efficaci per proteggere i lavoratori sono guidati da una gerarchia di restrizioni tecniche e amministrative.
Sebbene la loro responsabilità primaria non risieda nella progettazione specifica del sistema di sicurezza, ogni membro del team di progetto e operativo trae vantaggio da una conoscenza applicata dei concetti di sicurezza pertinenti. È fondamentale comprendere i problemi di progettazione della sicurezza più comunemente discussi per fornire al personale le informazioni generali di cui ha bisogno.
La progettazione di un sistema di automazione inciderà sicuramente sulla sicurezza di qualsiasi apparecchiatura che utilizzi l'automazione industriale. D'altro canto, i concetti di progettazione della sicurezza per la protezione dei lavoratori includono le caratteristiche fisiche e l'uso previsto di qualsiasi apparecchiatura associata.
Il termine "gerarchia di controllo" non si riferisce al controllo in tempo reale; piuttosto, descrive le azioni che gli utenti dovrebbero intraprendere per ridurre al minimo i rischi associati a ogni pezzo di apparecchiatura o installazione. Ci sono spesso molte possibili azioni che possono essere intraprese in combinazione tra loro.
1 - Eliminazione
Eliminare o rimuovere potenziali pericoli è il metodo migliore e più efficace per mitigare il rischio. Sfortunatamente, la maggior parte delle attrezzature e dei processi non può essere progettata per eliminare completamente tutti i potenziali pericoli, quindi il più delle volte questa non è un'opzione. Ma i progettisti dovrebbero sempre considerare l'eliminazione.
2 - Sostituzione
Anche se un rischio non può essere eliminato completamente, può essere sostituito con un rischio meno pericoloso o meno frequentemente visitato. Questo non è sempre fattibile. Ad esempio, per le apparecchiature che utilizzano sostanze chimiche, potrebbe esserci una sostanza chimica più sicura in termini di infiammabilità o tossicità. Anche se la sostanza chimica più sicura è più costosa, investire in essa di solito vale la pena perché migliora le condizioni di lavoro e riduce gli incidenti.
3 - Controlli di ingegneria
Sebbene sia sempre importante analizzare i primi due passaggi, la realtà è che con le moderne apparecchiature automatizzate, il passaggio successivo nell'applicazione dei controlli ingegneristici è solitamente quello in cui si realizza la maggiore mitigazione del rischio. I controlli ingegneristici possono essere semplici o complessi e possono assumere molte forme.
Fisico:La recinzione di sicurezza è in cima alla lista dei componenti di sicurezza per i sistemi di automazione. Per facilitare l'accesso dell'operatore alle aree critiche all'interno della cella, la recinzione di sicurezza deve essere sviluppata tenendo a mente la sicurezza e la funzionalità dell'operatore. La recinzione di sicurezza impedisce agli operatori di raggiungere inavvertitamente.
Sensori:Esistono diversi sensori che possono identificare situazioni pericolose o che possono essere attivati dall'utente per segnalare e ridurre il pericolo. Tra questi rientrano barriere fotoelettriche, finecorsa, pulsanti di arresto di emergenza (e-stop), cordini di arresto di emergenza e altro ancora. Se qualcuno cerca di entrare nella cella, i sensori potrebbero dire alla cella di fermarsi. Similmente ai tappeti di sicurezza, gli scanner di area possono essere impostati per rallentare o fermare la macchina se un operatore si trova nelle vicinanze.
INTERBLOCCAGGIO:Alcuni sensori di sicurezza sono interbloccati, consentendo agli utenti di bloccarli in modo che non possano accedere al dispositivo collegato finché non è protetto.
Rimozione di energia:I relè di sicurezza o i controller di sicurezza possono essere utilizzati per collegare sensori e interblocchi per interrompere l'alimentazione a motori, attuatori e qualsiasi altra apparecchiatura che potrebbe mettere a repentaglio la sicurezza dell'utente. L'energia pneumatica e persino idraulica sono due delle fonti di energia più comunemente trascurate, insieme agli alimentatori e all'alimentazione delle apparecchiature elettriche. I sensori possono essere costruiti come dispositivi autonomi o componenti di relè cablati più potenti o circuiti di controller di sicurezza digitali. Possono anche essere collegati per rimuovere energia. I controller di sicurezza sono dispositivi digitali sofisticati che possono interfacciarsi con sistemi di livello superiore e hanno ampie capacità di configurazione software.
Arresto del movimento:Quando si verifica un arresto di emergenza, alcuni sistemi fisici richiedono una cura extra per impedire il movimento molto tempo dopo che l'energia è esaurita. Le valvole di spurgo rapido possono essere necessarie nei circuiti pneumatici per alleviare la pressione dai cilindri che potrebbero muoversi. Attrezzature come presse verticali o cesoie possono richiedere arresti meccanici per fermare il movimento indotto dalla gravità dopo un arresto di emergenza. I dispositivi meccanici azionati da motore possono aver bisogno di freni per fermare il movimento rotatorio dopo un arresto di emergenza.
Software:Il software che ci consente di modificare l'ambito di lavoro del robot è stato creato da produttori di robot industriali come Universal Robots. In molti casi, possiamo modificare l'involucro per restringere la cella del robot e rimuovere in sicurezza la recinzione. Inoltre, consente agli operatori di interagire facilmente con il robot utilizzando ulteriori dispositivi di sicurezza come barriere fotoelettriche, scanner di area e tappeti di sicurezza quando necessario.
4 - Controlli amministrativi
Dopo aver implementato le procedure precedenti, è fondamentale affrontare il fattore umano. Ciò include qualsiasi personale coinvolto nella progettazione, ingegneria, manutenzione dell'attrezzatura, appaltatori, visitatori o chiunque possa lavorare vicino o con l'attrezzatura.
5 - Dispositivi di protezione individuale (DPI)
I DPI includono occhiali di sicurezza, tappi per le orecchie, respiratori, stivali di sicurezza, guanti e articoli simili comuni negli ambienti industriali. In alcuni casi, sono richiesti dispositivi di protezione anticaduta più avanzati e la formazione necessaria. Sebbene fondamentali per la sicurezza dei lavoratori, queste misure sono in fondo alla gerarchia dei controlli e non devono essere considerate come misure di mitigazione dei pericoli riconosciuti, in quanto rappresentano l'ultima risorsa. L'uso dei DPI richiede inoltre uno sforzo continuo da parte dei lavoratori.
Vantaggi della sicurezza dell'automazione industriale
Le aziende manifatturiere possono trarre vantaggio dal miglioramento della sicurezza dell'automazione in diversi modi.
Miglioramento del morale
I dipendenti ora hanno più tempo per compiti che richiedono un pensiero di livello superiore perché l'automazione fa il lavoro pesante. Il salvataggio dei dipendenti da ambienti pericolosi dimostra che le aziende li considerano risorse preziose il cui benessere è una priorità assoluta.
Riduzione dei costi
Secondo i dati, ogni anno vengono spesi quasi 10 miliardi di dollari per infortuni e malattie. Inoltre, secondo le affermazioni, le organizzazioni possono risparmiare dal 20 al 40 percento di queste spese semplicemente migliorando i protocolli di sicurezza.
Maggiore efficienza
L'automazione in genere produce una qualità uniforme, si muove più velocemente e riduce gli sprechi. I costi di manutenzione sono molto inferiori rispetto al continuare a pagare per i programmi correnti, anche se potresti dover pagare una tariffa elevata in anticipo.
Maggiore vantaggio competitivo
L'automazione offre alle aziende un vantaggio competitivo, aumentando la produzione senza compromettere sicurezza ed efficienza.
Sviluppare macchinari, sistemi e automazione industriali sicuri è un processo continuo. Invece, ha un ciclo di vita continuo. Inoltre, è nel migliore interesse dell'intero team progettare e operare in sicurezza. La valutazione del rischio, la mitigazione e la convalida sono tutte attività che dovrebbero essere gestite dal team. Un altro suggerimento è quello di aggiungere alcuni controlli ed equilibri, come l'utilizzo di persone diverse per gestire l'ingegneria della sicurezza e la convalida. Il team acquisisce così ulteriore consapevolezza e ora può guardare le cose da diverse prospettive.