Manual de Aplicação da NR12: Partes de Sistemas de Comando de Máquinas Relacionadas à Segurança

MANUAL DE APLICAÇÃO DA NR12 PARTES DE SISTEMAS DE COMANDO DE MÁQUINAS RELACIONADAS À SEGURANÇA MINISTRO DO TRABALHO E PREVIDÊNCIA José Carlos Oliveira SECRETÁRIO DO TRABALHO Mauro Rodrigues de Souza SUBSECRETÁRIO DE INSPEÇÃO DO TRABALHO Romulo Machado e Silva COORDENAÇÃOGERAL DE FISCALIZAÇÃO E SEGURANÇA NO TRABALHO Marcelo Naegele COORDENAÇÃOGERAL DE NORMATIZAÇÃO E REGISTROS Joelson Guedes da Silva COORDENAÇÃO E ELABORAÇÃO Anildo de Lima Passos Junior Auditor Fiscal do Trabalho Ricardo Silveira da Rosa Auditor Fiscal do Trabalho Roberto do Valle Giuliano Tecnólogo da FUNDACENTRO COLABORAÇÃO Antonio Luis Faria Gonçalves Tecnólogo de Segurança do Trabalho Aymone Viudes Cizik Engenheiro Eletricista Érico Grano Engenheiro de Segurança do Trabalho Fernando Garcia Capuzzo Engenheiro Eletricista Flávio Reginato Campanholi Tecnólogo Mecânico Hamilton Kendi Sakamoto Bacharel de Matemática com Informática 1 Jeferson Aidar Engenheiro Mecânico José Amauri Martins Eletrotécnico PósGraduado em Administração Industrial José Carlos de Freitas Engenheiro de Segurança do Trabalho José Ronaldo Zanetti Rizo Engenheiro de Segurança do Trabalho Lourenço Righetti Netto Engenheiro Industrial Modalidade Mecânica Márcio Liron Damelio Engenheiro Eletrônico Myrian Reis de Souza Previtali Engenheira de Instrumentação Automação e Controle Paulo Norio Umeda Engenheiro de Segurança do Trabalho Renan Yudy Hidani Engenheiro de Controle e Automação Rodrigo Gabriel de Oliveira Schulz Engenheiro Eletricista Sérgio Isamu Fujii Engenheiro Mecânico Sidney Esteves Peinado Engenheiro Eletricista Valdecir Oliveira Rangel Engenheiro Eletricista 2022 Ministério do Trabalho e Previdência É permitida a reprodução parcial ou total desta obra desde que citada a fonte BrasíliaDF dezembro de 2022 2 Apresentação Diante do dinamismo social e naturalmente das relações de trabalho que ora se moldam ou se adaptam a inovações e recursos tecnológicos mas que também pautam esse constante processo criativo é inevitável e esperado que despontem reflexões e debates sobre todo o aparato normativo que lhes alcança que historicamente não costuma acompanhar a mesma velocidade da necessidade social emergente Nesse contexto a Subsecretaria de Inspeção do Trabalho tem coordenado inúmeras revisões e aperfeiçoamentos de normas regulamentadoras das quais destacase a Norma Regulamentadora n 12 NR12 Segurança no Trabalho em Máquinas e Equipamentos A revisão da NR12 aprovada pela Portaria MTb n 3214 de 08 de junho de 1978 originouse do consenso obtido por intermédio do debate tripartite iniciado pelo extinto Ministério do Trabalho com a publicação da Portaria SIT nº 197 de 17 de dezembro de 2010 e concluído em 2019 com a edição da Portaria SEPRT nº 916 de 30 de julho de 2019 contando com a participação das entidades representantes do setor empresarial e dos trabalhadores de vários segmentos econômicos entre outros atores e entidades sociais e governamentais A elaboração e publicação da NR12 e as suas atualizações visam sempre a assegurar os direitos constitucionais dos trabalhadores à redução dos riscos inerentes ao trabalho em máquinas e equipamentos e à preservação de sua saúde e integridade física em harmonia com os avanços e transformações da tecnologia e dos métodos de produção Este manual é mais uma iniciativa no sentido de garantir esses direitos por meio da produção e difusão do conhecimento sobre segurança no trabalho em máquinas e equipamentos não trazendo nenhuma inovação em termos de conteúdo obrigacional ou seja este manual não é dotado de força normativa sendo que as obrigações a serem cumpridas pelos empregadores constam no texto da Norma Regulamentadora 3 No intuito de fomentar plena aderência a seus termos cuja finalidade precípua é conforme observado garantir um ambiente de trabalho hígido e seguro aos trabalhadores elaborouse o presente Manual que permite promover ainda mais a observância às imperativas medidas de segurança previstas na norma através da produção e difusão do conhecimento sobre segurança no trabalho em máquinas e equipamentos não trazendo nenhuma inovação em termos de conteúdo obrigacional ou seja este manual não é dotado de força normativa sendo que as obrigações a serem cumpridas pelos empregadores constam no texto da Norma Regulamentadora Esperase que este manual seja útil na capacitação e na atuação profissional dos diversos atores sociais envolvidos nas ações de segurança e saúde no trabalho em máquinas e equipamentos e alcance o objetivo de trazer melhorias na aplicação da NR12 e das normas técnicas a ela relacionadas 4 Sumário 1 Introdução 10 2 Item 12414 da NR12 11 3 Noções de apreciação de riscos 13 31 Determinação dos limites da máquina 15 32 Identificação de perigos 16 33 Estimativa de riscos 17 34 Métodos para estimativa de riscos ABNT ISOTR 141212 18 341 Matriz de riscos 19 342 Gráfico de riscos 20 343 Pontuação numérica 22 344 Método híbrido 23 4 Funções de segurança 24 41 Função de parada relacionada à segurança 25 42 Função de parada de emergência 26 43 Prevenção de partida inesperada 27 44 Função de rearme reset manual 28 45 Função de muting pausa 30 46 Função de comando sem retenção 30 5 Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança 31 51 Input entrada 32 52 Logic lógica 32 53 Output saída 33 54 Monitoramento 33 55 Categoria 36 56 Performance level 41 57 Exclusão de defeitos 44 58 Falhas de causa comum 44 6 Documentação necessária 45 61 Exemplos de documentação relativa ao projeto do sistema de segurança 46 611 Máquinas com proteções físicas 47 612 Máquina para conformação de peças com atuador hidráulico horizontal com capacidade de 10 tf dotada de proteção móvel intertravada 48 613 Máquina para conformação de peças com motor elétrico e mecanismos de transmissão com capacidade de 10 tf dotada de proteção móvel intertravada 50 614 Sistema robótico composto por máquina para conformação de peças com motor elétrico com capacidade de 10 tf alimentada por robô de 6 eixos dotado de proteção distante intertravada 52 615 Prensa hidráulica com cortinas de luz e dispositivos de acionamento bimanual 55 62 Validação do sistema de segurança 56 621 Exemplo de validação dos sistemas de segurança instalados em prensa 57 7 Dúvidas frequentes 60 71 Intertravamento sem bloqueio por meio de dispositivos de intertravamento Tipo 1 ou 2 conforme a ABNT NBR ISO 14119 60 72 Intertravamento com bloqueio por meio de dispositivos de intertravamento Tipo 1 ou 2 conforme a ABNT NBR ISO 14119 60 73 Ligação em série de dispositivos de intertravamento Tipo 1 2 3 ou 4 conforme a ABNT NBR ISO 14119 61 5 74 Redundância de dispositivos responsáveis pela prevenção de partida inesperada e pela função de parada relacionada à segurança 62 75 Partida estrelatriângulo 62 76 Redundância de dispositivos responsáveis pelo comando de atuadores hidráulicos e pneumáticos 62 77 Válvula de segurança e blocos de segurança 63 78 Tempo total de parada 64 79 Diversidade de componentes tecnologias e instalação 66 710 Uso de dispositivo temporizador para o desbloqueio de uma proteção móvel 67 711 Uso de freios eletromagnéticos ou frenagem DC ou freios eletromecânicos para parada de movimentos perigosos de máquinas 67 712 Dispositivos de parada de emergência 68 8 Exemplos de Aplicações Práticas 69 81 Monitoramento da parada do motor por tensão residual 71 811 Funções de segurança 72 812 Características do projeto 72 813 Descrição funcional 72 82 Monitoramento da parada do motor por meio de sensores de movimento sensores de pulso associados a roda dentada ou encoder 74 821 Funções de segurança 75 822 Características do projeto 75 823 Descrição funcional 75 83 Partida estrelatriângulo do motor 77 831 Descrição funcional 78 832 Conclusão 80 84 Partida direta do motor e parada de emergência ou proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 81 841 Funções de segurança 83 842 Características do projeto 83 843 Descrição funcional 84 844 Conclusão 84 85 Partida estrelatriângulo do motor e parada de emergência conforme categoria 1 85 851 Funções de segurança 86 852 Características do projeto 86 853 Descrição funcional 87 854 Conclusão 88 86 Partida do motor com dispositivo semicondutor e parada de emergência ou proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 89 861 Funções de segurança 90 862 Características do projeto 90 863 Descrição funcional 91 864 Conclusão 91 87 Partida do motor por contator e dispositivo semicondutor e parada de emergência ou proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 92 871 Funções de segurança 93 872 Características do projeto 93 873 Descrição funcional 94 874 Conclusão 94 88 Desligamento do motor por contator e desbloqueio de proteção móvel por tempo conforme categoria 1 95 881 Funções de segurança 96 6 882 Características do projeto 96 883 Descrição funcional 97 884 Conclusão 98 89 Partida direta do motor com freio eletromecânico para auxílio da parada e proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 99 891 Funções de segurança 100 892 Características do projeto 100 893 Descrição funcional 101 894 Conclusão 101 810 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 102 8101 Funções de segurança 104 8102 Características do projeto 104 8103 Descrição funcional 105 8104 Conclusão 106 811 Atuador hidráulico na vertical e proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 107 8111 Funções de segurança 109 8112 Características do projeto 109 8113 Descrição funcional 111 8114 Conclusão 111 812 Desligamento do motor por contator e desbloqueio de proteção móvel por tempo conforme categoria 2 112 8121 Funções de segurança 114 8122 Características do projeto 114 8123 Descrição funcional 114 8124 Conclusão 115 813 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivo magnético conforme categoria 2 116 8131 Funções de segurança 118 8132 Características do projeto 118 8133 Descrição funcional 120 8134 Conclusão 120 814 Atuador hidráulico na vertical e proteção móvel intertravada por dispositivo magnético conforme categoria 2 121 8141 Funções de segurança 123 8142 Características do projeto 124 8143 Descrição funcional 125 8144 Conclusão 126 815 Partida direta do motor e proteções móveis intertravadas por dispositivos magnéticos conforme categoria 3 127 8151 Funções de segurança 128 8152 Características do projeto 129 8153 Descrição funcional 129 8154 Conclusão 130 816 Partida estrelatriângulo do motor e proteções móveis intertravadas por dispositivo magnético conforme categoria 3 131 8161 Funções de segurança 132 8162 Características do projeto 133 8163 Descrição funcional 133 8164 Conclusão 134 7 817 Partida do motor por contator e dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 3 136 8171 Funções de segurança 137 8172 Características do projeto 137 8173 Descrição funcional 138 8174 Conclusão 139 818 Partida do motor por dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 3 140 8181 Funções de segurança 141 8182 Características do projeto 141 8183 Descrição funcional 142 8184 Conclusão 143 819 Desligamento do motor por contatores e desbloqueio de proteção móvel por monitoramento da parada do motor conforme categoria 3 144 8191 Funções de segurança 145 8192 Características do projeto 145 8193 Descrição funcional 146 8194 Conclusão 147 8195 Funções de segurança 150 8196 Características do projeto 150 8197 Descrição funcional 151 8198 Conclusão 153 820 Partida direta e desligamento do motor por disjuntor e contator e parada de emergência conforme categoria 3 154 8201 Funções de segurança 155 8202 Características do projeto 156 8203 Descrição funcional 156 8204 Conclusão 157 821 Atuador hidráulico na horizontal e parada de emergência conforme categoria 3 158 8211 Funções de segurança 160 8212 Características do projeto 161 8213 Descrição funcional 162 8214 Conclusão 163 822 Atuador hidráulico na vertical e parada de emergência conforme categoria 3 164 8221 Funções de segurança 167 8222 Características do projeto 167 8223 Descrição funcional 168 8224 Conclusão 170 823 Atuador hidráulico na vertical e scanner óptico conforme categoria 3 171 8231 Funções de segurança 173 8232 Características do projeto 173 8233 Descrição funcional 174 8234 Conclusão 176 824 Partida direta do motor e parada de emergência conforme categoria 4 177 8241 Funções de segurança 178 8242 Características do projeto 179 8243 Descrição funcional 179 8244 Conclusão 180 825 Partida estrelatriângulo do motor e parada de emergência conforme categoria 4 181 8251 Funções de segurança 182 8252 Características do projeto 183 8 8253 Descrição funcional 183 8254 Conclusão 184 826 Partida do motor por contatores e dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 4 185 8261 Funções de segurança 186 8262 Características do projeto 187 8263 Descrição funcional 187 8264 Conclusão 188 827 Partida do motor por dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 4 189 8271 Funções de segurança 190 8272 Características do projeto 190 8273 Descrição funcional 191 8274 Conclusão 192 828 Atuador hidráulico na horizontal e parada de emergência conforme categoria 4 193 8281 Funções de segurança 196 8282 Características do projeto 196 8283 Descrição funcional 197 8284 Conclusão 198 829 Multiplicação de contatos e parada de emergência conforme categoria 4 199 8291 Funções de segurança 201 8292 Características do projeto 202 8293 Descrição funcional 202 8294 Conclusão 203 830 Desligamento do motor por contatores e desbloqueio de proteção móvel por monitoramento de movimento conforme categoria 4 204 8301 Funções de segurança 205 8302 Características do projeto 205 8303 Descrição funcional 207 8304 Conclusão 208 8305 Funções de segurança 210 8306 Características do projeto 210 8307 Descrição funcional 212 8308 Conclusão 213 831 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivo magnético conforme categoria 4 214 8311 Funções de segurança 216 8312 Características do projeto 216 8313 Descrição funcional 217 8314 Conclusão 218 832 Atuador hidráulico na vertical e cortina de luz conforme categoria 4 219 8321 Funções de segurança 221 8322 Características do projeto 221 8323 Descrição funcional 223 8324 Conclusão 224 833 Atuador pneumático na vertical com bimanual e parada de emergência pneumáticos conforme categoria 1 225 8331 Funções de segurança 226 8332 Características do projeto 227 8333 Descrição funcional 228 8334 Conclusão 228 9 834 Atuador pneumático na horizontal e cortina de luz conforme categoria 3 229 8341 Funções de segurança 231 8342 Características do projeto 232 8343 Descrição funcional 232 8344 Conclusão 233 835 Atuador pneumático na horizontal e cortina de luz conforme categoria 4 234 8351 Funções de segurança 236 8352 Características do projeto 236 8353 Descrição funcional 237 8354 Conclusão 238 836 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivos mecânicos conforme categoria 3 239 8361 Funções de segurança 241 8362 Características do projeto 241 8363 Descrição funcional 243 8364 Conclusão 244 9 Referências 245 10 1 Introdução Este manual apresenta de modo acessível o entendimento acerca das características técnicas necessárias para o projeto e instalação das partes de sistemas de comandos relacionados à segurança em máquinas e equipamentos especialmente quanto à estrutura desses sistemas se simples de um único canal ou redundante de dois canais em conformidade com a Norma Regulamentadora nº 12 NR12 Para que este objetivo seja alcançado são apresentados conceitos básicos sobre apreciação de riscos sistemas e funções de segurança em máquinas e equipamentos Depois dessas conceituações são destacadas e esclarecidas algumas dúvidas frequentes sobre o tema Por fim são apresentados exemplos de diagramas de sistemas de comando relacionados à segurança 11 2 Item 12414 da NR12 Por intermédio da Portaria SEPRT nº 9162019 publicouse a redação atual do item 12414 da NR12 nos seguintes termos 12414 Se indicada pela apreciação de riscos a necessidade de redundância dos dispositivos responsáveis pela prevenção de partida inesperada ou pela função de parada relacionada à segurança conforme a categoria de segurança requerida o circuito elétrico da chave de partida de motores de máquinas e equipamentos deve a possuir estrutura redundante b permitir que as falhas que comprometem a função de segurança sejam monitoradas e c ser adequadamente dimensionado de acordo com o estabelecido pelas normas técnicas oficiais ou pelas normas internacionais aplicáveis O item 12414 revisado restringe as exigências normativas aos dispositivos responsáveis pela prevenção da partida inesperada ou pela função de parada relacionada à segurança Desta forma funções operacionais dos sistemas de comando das máquinas como partida e parada funcional não são abrangidos pelo referido item normativo Ressaltase também que a redação anterior da NR12 publicada pela Portaria MTPS nº 509 de 29 de abril de 2016 estabelecia que o circuito elétrico do comando da partida e parada do motor de máquinas e equipamentos atendesse a estruturas determinadas Conforme demonstrado pelos diagramas apresentados no capítulo 8 deste manual existem outras arquiteturas de partes do sistema de comando relacionadas à segurança que atendem às exigências contidas nas alíneas da atual redação normativa 12 Desta forma um dos principais objetivos da revisão do referido item foi possibilitar que as mais diversas tecnologias existentes e as que venham a ser desenvolvidas possam ser aplicadas em máquinas e equipamentos desde que atendam as condições exigidas no item 12414 da NR12 13 3 Noções de apreciação de riscos Em 17 de dezembro de 2013 publicouse a ABNT NBR ISO 121002013 Segurança de máquinas Princípios gerais de projeto Apreciação e redução de riscos Segundo a referida norma a Apreciação de Riscos é um processo composto por uma série de etapas que permite de forma sistemática analisar e avaliar os riscos associados à máquina Nessa linha o item 1219 da NR12 dispõe que deve ser considerada a apreciação de riscos dentre outros critérios na aplicação daquela Norma Regulamentadora e de seus Anexos Paralelamente o item 1211 da NR12 afirma que devem ser seguidas as normas técnicas oficiais de forma subsidiária ao seu texto Desta forma o processo de apreciação de riscos a ser adotado pelas empresas deve observar o disposto na ABNT NBR ISO 121002013 conforme as etapas apresentadas a seguir 14 Figura 1 Representação esquemática do processo de apreciação de riscos Fonte ABNT NBR ISO 121002013 adaptado 15 A apreciação de riscos compreende a análise de riscos e a avaliação de riscos A análise de riscos por sua vez é a combinação dos limites da máquina da identificação dos perigos e da estimativa de riscos Conforme destacado na Figura 1 depois de analisado o risco devese julgar se os objetivos de redução de riscos foram atingidos Esse julgamento é denominado avaliação de riscos Segundo a ABNT NBR ISO 121002013 a apreciação de riscos é seguida sempre que necessário pela redução de riscos conforme parte B da Figura 1 Ressaltase portanto que esses processos são distintos apesar de sequenciais Ao se constatar a necessidade de redução dos riscos devemse implementar nesta ordem hierárquica medidas de projeto inerentemente seguras medidas de segurança proteções físicas e dispositivos de proteção medidas de proteção complementares como dispositivos de parada de emergência e informação para uso Para máquinas que já tenham sido projetadas e construídas conforme a NR12 e as normas técnicas aplicáveis é fundamental destacar que a ABNT NBR ISO 121002013 considera excepcionalmente a necessidade de provisão e uso de proteções adicionais pelo usuário da máquina devido a processos específicos ou processos não contemplados no uso devido da máquina ou devido a condições específicas para instalação que não podem ser consideradas pelo projetista 31 Determinação dos limites da máquina Segundo a ABNT ISOTR 1412122018 Segurança de máquinas Apreciação de riscos Parte 2 Guia prático e exemplos de métodos na etapa de determinação dos limites da máquina objetivamse descrever de forma clara as propriedades mecânicas e físicas a capacidade funcional da máquina sua intenção de uso e mau uso razoavelmente previsível e o ambiente em que ela provavelmente será utilizada e mantida As características e o desempenho das máquinas devem ser identificados segundo a ABNT NBR ISO 121002013 de acordo com os seguintes limites 16 Limites de uso uso devido da máquina bem como as formas de mau uso razoavelmente previsível Dentre os aspectos considerados nesta etapa ressaltase a importância de serem observados os níveis antecipados de treinamento experiência ou habilidade do usuário Limites de espaço como por exemplo aqueles destinados aos trabalhadores que intervêm em máquinas e equipamentos tanto na operação quanto na manutenção Limites de tempo como a vida útil da máquina eou de alguns de seus componentes Outros limites 32 Identificação de perigos Segundo a ABNT ISOTR 1412122018 o objetivo da identificação de perigos é produzir uma lista de perigos situações perigosas eou eventos perigosos que permitam a descrição dos possíveis cenários de acidentes Os perigos definidos pela ABNT NBR ISO 121002013 como uma fonte potencial de dano devem ser identificados independentemente de serem ou não adotadas medidas de controle A identificação de perigos é o passo mais importante do processo de apreciação de riscos e deve ser criteriosamente elaborada para evitar a ocorrência de danos por falta de reconhecimento dos perigos Como ponto de partida para o processo de identificação de perigos podese utilizar a lista de verificação genérica expressa no Anexo B da ABNT NBR ISO 121002013 bem como a lista de perigos constante em norma técnica do tipo C específica para a máquina em questão quando existente A tabela A1 da ABNT ISOTR 1412122018 apresenta um modelo de planilha de identificação de perigos Neste exemplo apresentamse as seguintes colunas ciclo de vida tarefa zona de perigo perigo situação perigosa situação em que uma pessoa fica exposta a pelo menos um perigo e evento perigoso evento que pode causar um dano 17 Convém que a identificação de perigos seja documentada com no mínimo as informações das colunas mencionadas no parágrafo anterior Na prática em muitas apreciações de riscos a identificação se limita aos perigos da tarefa de operação da máquina Entretanto a ABNT NBR ISO 121002013 é bem clara em afirmar que o ato de identificação deve considerar todas as tarefas associadas em cada fase do ciclo de vida da máquina devendo portanto ser consideradas também atividades como ajustes troca de ferramenta manutenção etc Vários acidentes graves ocorrem em tarefas distintas àquelas de operação especificamente por não serem identificados os perigos e adotadas medidas de proteção adequadas Outro ponto comumente negligenciado nas apreciações de riscos é a identificação de perigos decorrentes de comportamento humano não intencional ou forma de mau uso razoavelmente previsíveis O homem está sujeito a falhas por diversas razões em sua interação com máquinas e equipamentos Sendo assim o processo de apreciação de riscos em sua etapa de identificação de perigos deve prever as consequências das falhas humanas e as respectivas medidas de redução de riscos necessárias Como exemplo desses comportamentos humanos não intencionais destacamse a adoção do caminho mais fácil para execução da tarefa a falta de atenção e de concentração e a reação instintiva em caso de mau funcionamento durante o uso da máquina 33 Estimativa de riscos Segundo a ABNT NBR ISO 121002013 a estimativa de risco consiste na definição da provável gravidade de um dano e a probabilidade de sua ocorrência Os elementos de risco são apresentados na Figura 2 18 Figura 2 Elementos de risco Fonte ABNT NBR ISO 121002013 adaptado Esse processo visa a determinar o risco mais elevado em cada situação perigosa nas diversas formas de intervenção de trabalhadores em máquinas e equipamentos 34 Métodos para estimativa de riscos ABNT ISOTR 141212 A ABNT ISOTR 1412122018 apresenta a título exemplificativo alguns métodos ou ferramentas de estimativa de riscos que serão explicitados a seguir Ressaltase que não há óbice para utilização de outros métodos de estimativa de riscos desde que possam ser aplicados em máquinas e equipamentos e que tenham referência técnica relevante e comprovada Convém ressaltar que neste documento técnico objetivase apenas fornecer noções sobre os métodos de estimativa de riscos A leitura atenta das normas técnicas em especial as ABNT NBR ISO 121002013 e ABNT ISOTR 1412122018 é imprescindível para que a estimativa de riscos seja realizada da forma mais precisa possível 19 341 Matriz de riscos A matriz de riscos consiste em uma tabela em regra bidimensional que combina classes de gravidade do dano com a sua probabilidade de ocorrência A seguir destacase um exemplo de matriz de risco extraída da ABNT ISOTR 1412122018 Ressaltase entretanto que o número de células pode variar conforme a intenção de aumentar ou reduzir o número de classificações de risco Probabilidade de ocorrência do dano Gravidade do dano Catastrófica Grave Moderada Baixa Muito provável Alto Alto Alto Médio Provável Alto Alto Médio Baixo Improvável Médio Médio Baixo Desprezível Remota Baixo Baixo Desprezível Desprezível Tabela 1 Matriz de riscos Fonte ABNT ISOTR 1412122018 No exemplo da Tabela 1 a estimativa da gravidade do dano é apresentada da seguinte forma Catastrófica morte lesão incapacitante permanente ou doença incapacidade de voltar ao trabalho Grave lesão grave debilitante ou doença capaz de retornar ao trabalho em algum tempo Moderada lesão significativa ou doença que requeira mais do que primeiros socorros capaz de retornar ao mesmo posto de trabalho Baixa nenhuma lesão ou ligeira lesão que requer não mais do que os primeiros socorros pouco ou sem tempo algum de trabalho perdido Paralelamente a estimativa da probabilidade da ocorrência do dano pode ser assim classificada 20 Muito provável quase certo de ocorrer Provável pode ocorrer Improvável não é provável ocorrer Remota tão improvável como estar perto de zero 342 Gráfico de riscos Esse método é descrito em forma de uma árvore de decisões Os nós do gráfico representam os elementos de risco e os ramos sua classe por exemplo leve ou grave Os gráficos podem ser utilizados para estimar a quantidade da redução de riscos que será proporcionada pela adoção de medidas de proteção Figura 3 Gráfico de riscos Fonte ABNT ISOTR 1412122018 Gravidade do dano S S1 Ferimento leve normalmente reversível exemplos arranhão laceração contusão ferida exposta requerendo primeiros socorros etc não mais do que dois dias incapaz de executar a mesma tarefa S2 Ferimento grave normalmente irreversível requerendo fatalidade exemplos membros fraturados ou amputados ou esmagados lesões graves exigindo sutura maior trauma musculoesquelético MST etc Mais de dois dias incapaz de executar a mesma tarefa 21 Frequência eou duração da exposição ao perigo F F1 Raro a muito frequente eou curta duração da exposição duas vezes ou menos por turno de trabalho ou menos de 15 minutos de exposição acumulada por turno de trabalho F2 Frequente a contínua eou longa duração da exposição mais do que duas vezes por turno de trabalho ou mais de 15 minutos acumulados de exposição por turno de trabalho Probabilidade da ocorrência de um evento perigoso O O1 Baixa tão remota que pode ser assumido que a ocorrência pode não ser experimentada Tecnologia madura comprovada e reconhecida em aplicação de segurança robustez O2 Média possível de ocorrer em algum momento Falha técnica observada nos dois últimos anos Ação humana inadequada por uma pessoa bem treinada ciente dos riscos e com mais de seis meses de experiência na estação de trabalho O3 Alta possível de ocorrer com frequência Falha técnica observada regularmente a cada seis meses ou menos Ação humana inadequada por uma pessoa inexperiente por ter menos de seis meses de experiência na estação de trabalho Possibilidade de evitar ou reduzir os danos A A1 Possível sob certas condições se as peças se moverem a uma velocidade inferior a 025 ms e o trabalhador exposto estiver familiarizado com o risco e com a indicação de uma situação perigosa ou de um evento iminente o trabalhador tem também de ser capaz de observar a situação perigosa e de reagir Dependendo das condições particulares temperatura ruído ergonômico etc A2 Impossível Tabela 2 Descrição do gráfico de riscos Fonte ABNT ISOTR 1412122018 22 As informações do gráfico de risco podem ser dispostas em matriz de risco conforme Tabela 3 O1 O2 O3 A1 A2 A1 A2 A1 A2 S1 F1 1 2 F2 S2 F1 2 3 4 F2 3 4 5 6 Tabela 3 Índice de riscos Fonte ABNT ISOTR 1412122018 Por sua vez os índices de risco são assim interpretados a Índices 1 ou 2 menor risco b Índices 3 ou 4 risco médio e c Índices 5 ou 6 risco mais elevado 343 Pontuação numérica Existem diversos métodos de estimativa de riscos que usam pontuações numéricas para graduar os níveis de risco A seguir apresentase o exemplo de aplicação da ABNT ISOTR 1412122018 Gravidade do dano SS Catastrófica SS 100 Grave 90 SS 99 Moderada 30 SS 89 Baixa 0 SS 29 Tabela 4 Gravidade do dano Fonte ABNT ISOTR 1412122018 23 Probabilidade da ocorrência do dano PS Muito provável PS 100 Provável 70 PS 99 Improvável 30 PS 69 Remota 0 PS 29 Tabela 5 Probabilidade da ocorrência do dano Fonte ABNT ISOTR 1412122018 Depois de se atribuírem valores para SS e PS empregase a fórmula a seguir para encontrar a pontuação dos riscos RS RS PS SS Pontuação dos Riscos RS 160 Alta 120 Média 159 90 Baixa 119 0 Desprezível 89 Tabela 6 Pontuação dos riscos Fonte ABNT ISOTR 1412122018 344 Método híbrido Segundo a ABNT ISOTR 1412122018 ferramenta híbridas existem para combinar duas das abordagens anteriores de estimativa de riscos Podem ser utilizados por exemplo gráficos de riscos contendo matrizes ou sistemas de pontuação 24 4 Funções de segurança Segundo a ABNT NBR ISO 121002013 função de segurança é a função da máquina cuja falha pode resultar em um aumento imediato dos riscos Os sistemas de comando das máquinas dispõem de funções operacionais por exemplo partida e parada funcional ou de segurança Ao se definir uma função de segurança em razão dos riscos existentes devese especificar o resultado esperado de redução desses riscos quando iniciada a função de segurança por exemplo a parada de movimentos perigosos a redução da velocidade e alcance de partes móveis a interrupção de emissão de substâncias perigosas a redução da temperatura de partes aquecidas etc Sugestão para sintaxe de uma frase que especifica uma função de segurança Ao se verbo 1 objeto com o qual se inicia a função de segurança ao fonte de perigo deve verbo 2 O verbo 1 pode ser acessar abrir acionar interromper entre outros O objeto com o qual se inicia a função de segurança pode ser a proteção móvel o dispositivo de parada de emergência o dispositivo AOPD o dispositivo de habilitação o dispositivo de acionamento bimanual etc A fonte de perigo pode ser movimento perigoso a queda por ação da gravidade fonte de energia elétrica etc O verbo 2 pode ser cessar ser impedido moverse com velocidade reduzida etc Por exemplo Ao interromper os feixes da cortina de luz o movimento descendente do martelo deve ser interrompido Ao abrir a proteção móvel o motor que aciona a faca deve ser desligado Outras formas de redação também são possíveis conforme os exemplos a seguir A abertura da proteção móvel só deve ser possível após o movimento da faca cessar Somente com a atuação do dispositivo de acionamento bimanual o movimento do martelo deve iniciar 25 Complementarmente deve ser especificada a resistência com relação a defeitos categoria ou a performance com a qual se espera que a função de segurança seja executada Por exemplo Ao interromper os feixes da cortina de luz o movimento descendente do martelo deve ser interrompido conforme categoria 4 e PL e Parte do processo de redução dos riscos consiste na determinação das funções de segurança da máquina A seguir são listadas algumas funções de segurança que guardam maior relação com os objetivos do presente manual 41 Função de parada relacionada à segurança Segundo a ABNT NBR 141532022 Segurança de máquinas Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança Classificação por categorias de segurança uma função de parada iniciada por um dispositivo de segurança por exemplo com a abertura de uma proteção móvel intertravada ou a interrupção do feixe de um dispositivo de proteção optoeletrônico deve levar a máquina a uma condição segura tão rápido quanto necessário após sua atuação Segundo a ABNT NBR IEC 6020412020 Segurança de máquinas Equipamentos elétricos de máquinas Parte 1 Requisitos gerais existem três funções de parada Parada de categoria 0 parada pela remoção imediata da alimentação dos acionadores da máquina parada não controlada Parada de categoria 1 parada controlada com alimentação disponível nos acionadores da máquina para se atingir a parada e em seguida a remoção da energia quando a parada for atingida parada controlada Parada de categoria 2 parada controlada com a alimentação remanescente disponível nos acionadores da máquina Segundo a ABNT NBR ISO 1384912019 Segurança de máquinas Partes do sistema de comando relacionadas à segurança Parte 1 Princípios gerais de projeto a 26 função de parada relacionada à segurança pode causar problemas operacionais e dificultar o reinício da operação por exemplo na solda a arco e em tornos CNC fresadoras CNC e centros de usinagem CNC Para reduzir a tendência de burlar essa função de parada ela pode ser precedida por uma parada operacional para finalizar a operação e preparar para um reinício fácil e rápido sem danos ao processo Uma solução é a utilização de intertravamento com bloqueio de modo que a proteção móvel é liberada quando o ciclo alcançar uma posição ideal Essa solução também é possível em sistemas com inércia de modo que o acesso ao movimento perigoso seja prevenido pela proteção móvel bloqueada enquanto o atuador por exemplo motor elétrico está energizado ou em processo de parada mesmo que desenergizado A ABNT NBR ISO 141192021 Segurança de máquinas Dispositivos de intertravamento associados às proteções Princípios de projeto e seleção exemplifica esse tipo de função de parada relacionada à segurança como não desbloqueio da proteção móvel enquanto a velocidade do motor for maior do que zero Nos exemplos fornecidos no presente manual essa função aparece como prevenção de acesso antes de cessar o movimento 42 Função de parada de emergência Segundo a ABNT NBR ISO 138502021 Segurança de máquinas Função de parada de emergência Princípios para projeto a parada de emergência deve funcionar como Parada de categoria 0 parada por imediata remoção da energia dos atuadores da máquina ou desconexão mecânica embreagem entre os elementos de risco e os correspondentes atuadores da máquina Exemplo remoção da energia necessária para gerar torque ou força em um motor elétrico usando a função safe torque off STO em um dispositivo semicondutor como um inversor de frequência 27 Parada de categoria 1 parada controlada com fornecimento de energia aos atuadores da máquina necessária para se atingir a parada e então quando a parada é atingida a energia é removida Exemplo utilização da função safe stop 1 SS1 em um dispositivo semicondutor como um inversor de frequência 43 Prevenção de partida inesperada Conforme a ABNT NBR ISO 121002013 partida inesperada ou não intencional é qualquer partida que dada a sua natureza imprevista gera um risco às pessoas Desse modo a prevenção da partida inesperada contempla medidas adicionais tomadas durante o estado de parada para evitála Conforme a ABNT NBR ISO 141182022 Segurança de máquinas Prevenção de partida inesperada a partida inesperada pode ser causada por a um comando de partida que é resultado de uma falha do sistema de comando ou de uma influência externa sobre ele b um comando de partida gerado por ação não intencional em um controle de partida ou outras partes da máquina como por exemplo um sensor ou um elemento de controle de potência c restauração do fornecimento de energia após uma interrupção e d influências externasinternas gravidade vento autoignição em motores de combustão interna em partes da máquina Segundo o item 1242 da NR12 os comandos de partida ou acionamento das máquinas devem possuir dispositivos que impeçam seu funcionamento automático ao serem energizadas A ABNT NBR ISO 121002013 reforça este conceito ao afirmar que o reinício espontâneo de uma máquina quando reenergizada após a interrupção da alimentação deve ser impedido caso isto possa gerar um perigo Por exemplo a prevenção de partida inesperada pode ser realizada por contatos de selo Esses contatos são ligados em paralelo ao botão de partida sem retenção Sua finalidade é manter a corrente elétrica circulando pelas bobinas dos contatores mesmo após o retorno da botoeira à posição inicial 28 Desta forma caso haja uma descontinuidade elétrica os contatos de selo comutam e impedem a partida inesperada após o restabelecimento da energia Importante destacar que conforme disposto na ABNT NBR ISO 141182022 a partida inesperada pode ocorrer em relação a todos os tipos de fontes de energia como por exemplo elétrica hidráulica e pneumática energia acumulada através da gravidade como em molas comprimidas ou influências externas do vento O projeto dos sistemas de segurança de máquinas deve prever também que conforme item 1275 da NR12 quando as fontes de energia forem isoladas a pressão residual dos reservatórios e de depósitos similares como os acumuladores hidropneumáticos não pode gerar risco de acidentes Esse cuidado é importante pois mesmo com o bloqueio das fontes de energia elétrica pressões residuais pneumáticas ou hidráulicas podem resultar em movimentos inesperados de partes móveis de máquinas e equipamentos Outro exemplo de medida de proteção para realizar serviços de manutenção é o bloqueio fixação ou calçamento prévio de cargas que estejam suspensas para evitar que a energia da gravidade provoque o movimento das partes tão logo os elementos da máquina que suportam a cargas sejam removidos Tais medidas podem ser previstas em procedimentos de segurança e devem fazer parte da capacitação dos profissionais da manutenção medidas de proteção administrativas 44 Função de rearme reset manual O reset manual é uma função usada para restaurar manualmente uma ou mais funções de segurança relevantes por exemplo função de parada relacionada à segurança antes do reinício da máquina se indicado pela apreciação de riscos Por exemplo depois que um comando de parada tenha sido iniciado pela abertura de uma proteção ou obstrução dos feixes de um dispositivo de proteção optoeletrônico a condição de parada deve ser mantida até que haja condições seguras para o reinício das funções perigosas da máquina Esse cancelamento do comando de parada deve ser confirmado manualmente por uma ação separada e deliberada 29 As partes de sistemas de comando relacionadas à segurança que proveem a função de reset manual devem ser selecionadas e instaladas de modo que sua inclusão não diminua a segurança requerida da função de segurança relevante O atuador do reset deve ser situado fora da zona de perigo e em uma posição segura a partir da qual se tenha uma boa visualização de que não haja pessoas dentro da zona de perigo Quando a visibilidade da zona de perigo não for completa são requeridos procedimentos especiais de reset ou medidas adicionais Nesse caso são soluções possíveis o monitoramento por meio de dispositivos detectores de presença das zonas de perigo não visualizáveis a segregação física da zona de perigo cada uma com seu próprio reset manual ou o uso de um segundo atuador de reset de modo que a função de reset seja iniciada dentro da zona de perigo pelo primeiro atuador posicionado em local que permita visualizar que não há outros trabalhadores na zona de perigo em combinação com um segundo atuador de reset localizado fora da zona de perigo O tempo máximo permitido entre o acionamento dos dois atuadores de reset deve ser suficiente para que trabalhador acione o primeiro atuador saía da zona de perigo e acione o segundo atuador Convém destacar os seguintes itens da NR12 sobre o rearme manual 1253 Os sistemas de segurança se indicado pela apreciação de riscos devem exigir rearme reset manual 12531 Depois que um comando de parada tiver sido iniciado pelo sistema de segurança a condição de parada deve ser mantida até que existam condições seguras para o rearme 125131 A localização dos atuadores de rearme reset manual deve permitir uma visão completa da zona protegida pelo sistema 125132 Quando não for possível o cumprimento da exigência do item 125131 deve ser adotado o sensoriamento da presença de pessoas nas zonas de perigo com a visualização obstruída ou a adoção de sistema que exija a ida à zona de perigo não visualizada como por exemplo duplo rearme reset 30 45 Função de muting pausa O muting é a suspensão automática temporária de uma função de segurança Seu uso não pode resultar em qualquer pessoa exposta a situações perigosas e quando ativado as condições de segurança devem ser providas por outros meios Ao final do muting todas as funções de segurança devem ser restauradas As partes de sistemas de comando relacionadas à segurança que proveem a função de muting devem ser selecionadas e instaladas conforme a categoria ou nível de desempenho requeridos de modo que sua inclusão não diminua a segurança requerida da função de segurança relevante Em algumas aplicações pode ser necessária a sinalização de que o muting está ativo Exemplo de aplicação do muting se a apreciação de riscos indicar pode ser utilizado o muting durante a subida do martelo em prensas descendentes se não houver riscos na subida Ressaltase entretanto que em prensas mecânicas excêntricas com freio e embreagem a opção pelo muting na subida do martelo só deve ser permitida em máquinas cujo monitoramento da posição do martelo atenda aos requisitos técnicos previstos na NR12 e subsidiariamente nas normas técnicas oficiais correlatas 46 Função de comando sem retenção A função de comando sem retenção é realizada por um dispositivo de comando manual que inicia e mantém a execução de funções perigosas de uma máquina apenas enquanto este estiver atuado Quando necessário para fins de ajuste de mudança de processos de diagnóstico de falhas de limpeza ou manutenção de máquinas de deslocamento ou de retirada de uma proteção ou de desativação de um dispositivo de proteção e for necessário colocar a máquina ou parte da máquina em operação a segurança do operador pode ser alcançada adotandose um modo de comando específico que permita a operação dos elementos perigosos somente por meio da atuação contínua de um dispositivo de habilitação bimanual ou dispositivo de comando sem retenção 31 5 Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança O sistema de comando da máquina é aquele que responde aos sinais de entrada de partes de elementos da máquina de operadores de equipamentos de comando externo ou de qualquer combinação destes e que gera sinais de saída e faz com que a máquina se comporte de maneira devida Especificamente existe uma parte desse sistema de comando que está relacionada à segurança Segundo a ABNT NBR ISO 1384912019 é a parte de um sistema de comando que responde a sinais de entrada relacionados à segurança e gera sinais de saída relacionados à segurança A ABNT NBR 141532022 apresenta definição similar Quanto mais a redução do risco depender das partes de sistemas de comando relacionadas à segurança maior precisa ser a habilidade dessas partes para resistir a defeitos Essa habilidade entendendose que a função requerida é cumprida pode ser parcialmente quantificada por valores de confiabilidade e por uma estrutura resistente a defeitos A seguir apresentase um diagrama típico mostrando a combinação de partes de sistemas de comando relacionadas à segurança para a entrada ou input SRPCSa lógicaprocessamento ou logic SRPCSb saídaelementos de controle de energia ou output SRPCSc e meios de interconexão iab ibc Figura 4 Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança Fonte ABNT NBR ISO 1384912019 32 51 Input entrada A entrada é um subsistema responsável por detectar uma situação de risco e gerar um sinal que possa desencadear a função de segurança Em geral isto é feito por meio de um sensor ou dispositivo adequadamente conectado à máquina São exemplos de subsistemas de entrada dispositivos de intertravamento mecânicos magnéticos ou de outra tecnologia dispositivos de proteção eletrossensitivos cortinas de luz scanners e tapetes de segurança e dispositivos de parada de emergência botão ou chave com cabo tracionado 52 Logic lógica A lógica é o subsistema responsável por identificar os sinais enviados pelos subsistemas de entrada e gerar os sinais para os subsistemas de saída de modo a interromper ou impedir a execução de funções que possam oferecer perigo Os elementos que realizam a função lógica em geral mas não obrigatoriamente possuem uma segunda responsabilidade que os tornam ainda mais importantes na formação do sistema que é a de monitorar ou diagnosticar falhas nas partes de entrada e saída e em si mesmos Em sistemas que atendem às categorias 3 e 4 a lógica é geralmente feita por uma interface de segurança assim definida pela NR12 dispositivo responsável por realizar o monitoramento verificando a interligação posição e funcionamento de outros dispositivos do sistema impedindo a ocorrência de falha que provoque a perda da função de segurança como relês de segurança controladores configuráveis de segurança e CLP de segurança Entretanto a lógica também pode ser a mera interligação dos subsistemas de entrada e saída dependendo do nível de confiabilidade que se espera do sistema e as possibilidades de exclusão de defeitos 33 53 Output saída Saída é um subsistema responsável por receber o sinal proveniente dos subsistemas que o antecedem e efetivamente interromper ou controlar o fornecimento de energia para uma parte da máquina que possa oferecer riscos Em geral tratase de dispositivos de potência como contatores disjuntores dispositivos semicondutores softstarters e inversores de frequência e válvulas capazes de interromper a fonte de energia que faz com que os dispositivos associados a eles como motores e atuadores lineares pneumáticos e hidráulicos também conhecidos como cilindros pneumáticos e hidráulicos continuem a oferecer perigo devido à sua movimentação A necessidade ou não de redundância desses dispositivos de seccionamento eou manobra responsáveis pelo cumprimento da função de segurança advém da apreciação de riscos conforme a categoria requerida 54 Monitoramento O monitoramento de uma parte do sistema de comando relacionado à segurança é uma função do sistema de segurança que visa a diagnosticar o estado de um componente quando a função de segurança é requisitada ou de forma cíclica num autodiagnóstico de forma que é possível à lógica reconhecer os estados lógicos do componente tais como ligado ou desligado aberto ou fechado A confiabilidade do diagnóstico do estado lógico do componente afetará a robustez do sistema em relação à falha portanto sua categoria ou nível de desempenho Segundo a ABNT NBR ISO 1384912019 monitoramento é a função de segurança que assegura que uma medida de proteção é iniciada caso a capacidade de um componente ou de um elemento em desempenhar sua função for diminuída ou se as condições do processo são alteradas de tal forma que aumente o risco e define esta característica do componente como cobertura de diagnóstico ou diagnostic coverage DC 34 Monitoramento dinâmico ocorre quando um componente possui a característica construtiva de prover à lógica um diagnóstico confiável do estado do componente quando a função de segurança é requisitada e com isso obtémse um aumento da confiabilidade do sistema de segurança Conforme a ABNT NBR ISO 1384912019 princípio dinâmico significa que todos os componentes da lógica são requeridos para alterar o estado LigaDesligaLiga quando a função de segurança é demandada São exemplos de meios de monitoramento dinâmico 1 Em um contator contato NF mecanicamente unido contatoespelho Figura 5 Monitoramento dinâmico dos contatores de potência 35 2 Em uma válvula hidráulica um sensor que monitora a posição do êmbolo sem elementos resilientes entre o contato do sensor e o êmbolo Figura 6 Monitoramento dinâmico da válvula de bloqueio Monitoramento indireto ocorre quando o estado lógico de uma parte do sistema de comando relacionada à segurança é realizado de forma indireta utilizandose ou não de outros componentes que detectam o estado lógico do componente monitorado por meio de uma grandeza física associada a seu estado Eventualmente esta grandeza o meio de transmissão ou o componente que faz sua leitura podem falhar e com isso o diagnóstico não ser tão confiável Por exemplo em uma válvula pneumática o monitoramento indireto pode ser realizado por intermédio de um pressostato conectado depois da válvula que se pretende monitorar conforme Figura 7 36 Figura 7 Monitoramento indireto da válvula de retenção por meio de pressostato 55 Categoria Conforme a ABNT NBR 141532022 a categoria é a classificação das partes de um sistema de comando relacionadas à segurança com respeito à sua resistência a defeitos e seu subsequente comportamento na condição de defeito que é alcançada pelos arranjos estruturais das partes eou por sua confiabilidade O desempenho com relação à ocorrência de falhas de partes de sistemas de comando relacionadas à segurança de uma máquina é dividido em cinco categorias B 1 2 3 e 4 selecionadas a partir da apreciação de riscos ou de requisito constante de norma técnica do tipo C Um engano comum é atribuir a categoria à máquina ou a uma de suas zonas de perigo Na verdade a categoria diz respeito às partes de sistemas de comando relacionadas à segurança ou de modo simplificado tal como tratado pela NR12 a cada um dos sistemas de segurança da máquina Ou seja sempre que um sistema de 37 segurança envolver partes de sistemas de comando excluídas portanto as proteções fixas e os sistemas puramente mecânicos a apreciação de riscos deve indicar claramente a categoria desse sistema Categoria B Principalmente caracterizada pela seleção de componentes A ocorrência de uma falha pode levar à perda da função de segurança Categoria 1 A ocorrência de uma falha pode levar à perda da função de segurança porém a probabilidade de ocorrência é menor que para a categoria B pois uma maior resistência a defeitos é alcançada predominantemente pela seleção e aplicação de componentes Princípios comprovados e componentes de segurança bem testados devem ser utilizados Figura 8 Categorias B e 1 Fonte ABNT NBR ISO 1384912019 As categorias B e 1 são fundamentalmente dependentes da escolha dos componentes do bom dimensionamento e da instalação adequada A confiabilidade dos sistemas está associada à durabilidade dos componentes As categorias 2 3 e 4 são fundamentalmente dependentes da estrutura do sistema A qualidade dos componentes é importante mas não é tão essencial como na categoria 1 Ainda que certas falhas ocorram o que garante a execução da função de segurança não é a sua probabilidade de ocorrência mas a sua identificação em tempo hábil Categoria 2 A função de segurança é verificada periodicamente pelo sistema de comando e a ocorrência de uma faalha pode levar à perda da função de segurança entre as verificações Além disso a perda da função de segurança é detectada pela verificação Princípios comprovados de segurança devem ser utilizados 38 Figura 9 Categoria 2 Fonte ABNT NBR ISO 1384912019 O comportamento da categoria 2 é geralmente adequado quando a falha também comprometer o processo operacional da máquina ou quando o sistema de alerta e de procedimentos for consistente e levar à manutenção do sistema e por consequência ao restabelecimento da função de segurança A periodicidade de testes neste caso é fator preponderante na redução do risco Categoria 3 Para atender aos requisitos da categoria 3 as partes de sistemas de comando relacionadas à segurança devem contemplar o uso de princípios comprovados de segurança e ser projetadas de tal forma que uma falha isolada em qualquer dessas partes não leve à perda da função de segurança Uma falha isolada deve ser detectada durante ou antes da próxima solicitação da função de segurança sempre que razoavelmente praticável Sempre que razoavelmente praticável significa que as medidas necessárias à detecção de falhas e o âmbito em que são implementadas depende principalmente da consequência de uma falha e da probabilidade da ocorrência dessa falha dentro dessa aplicação A tecnologia aplicada irá influenciar as possibilidades da implementação da detecção de falhas Exemplos típicos de medidas utilizadas para a detecção de falhas são o uso de contatores com contatos mecanicamente unidos ou com contatosespelho e a monitoração de saídas elétricas redundantes Falhas de causa comum devem ser consideradas quando a sua probabilidade de ocorrência for significante O comportamento de sistema de categoria 3 permite que quando a falha isolada ocorre a função de segurança sempre seja cumprida 39 algumas mas não todas falhas sejam detectadas o acúmulo de falhas não detectadas leve à perda da função de segurança Figura 10 Categoria 3 Fonte ABNT NBR ISO 1384912019 Categoria 4 Para atender aos requisitos da categoria 4 as partes de sistemas de comando relacionadas à segurança devem contemplar o uso de princípios comprovados de segurança e ser projetadas de tal forma que uma falha isolada em qualquer dessas partes não leve à perda da função de segurança Uma falha isolada deve ser detectada antes ou durante a próxima solicitação da função de segurança Se essa detecção não for possível o acúmulo de falhas não deve levar à perda da função de segurança Se a detecção de certas falhas não for possível ao menos durante a verificação seguinte à ocorrência da falha por razões de tecnologia ou engenharia de circuitos a ocorrência de falhas posteriores deve ser admitida Nessa situação o acúmulo de falhas não deve levar à perda das funções de segurança Falhas de causa comum devem ser consideradas quando a sua probabilidade da ocorrência for significante O comportamento de sistema de categoria 4 permite que quando as falhas ocorrerem a função de segurança seja sempre processada as falhas sejam detectadas a tempo de impedir a perda da função de segurança 40 Figura 11 Categoria 4 Fonte ABNT NBR ISO 1384912019 Legendas dos diagramas de blocos im meios de interconexão m monitoramento c monitoramento cruzado I dispositivo de entrada por exemplo dispositivo de parada de emergência dispositivo de intertravamento dispositivo de proteção eletrossensitivo L lógica por exemplo relê e CLP O dispositivo de saída por exemplo contator inversor de frequência ou drive Linhas pontilhadas do monitoramento representam detecção de falha razoavelmente praticável Linhas sólidas do monitoramento representam cobertura de diagnóstico maior do que na categoria 3 TE equipamento de teste OTE saída do equipamento de teste As categorias 3 e 4 são muito semelhantes inclusive por terem a mesma estrutura A diferença principal entre elas está na maior capacidade de detecção de falhas A categoria 3 tem a pretensão de detectar somente as falhas mais importantes e comprometedoras que requerem ação imediata O acúmulo de falhas pode ocorrer mas em geral ela será aplicada em máquinas cujo processo também será comprometido em caso de falhas Para se atingir a categoria 4 é necessário um sistema capaz de detectar um elevado percentual de falhas pois somente assim ele conseguirá garantir o comportamento esperado que é o de impedir o acúmulo de falhas ou realizar sua detecção antes da próxima demanda 41 Para categorias 3 e 4 nem todas as partes são necessariamente fisicamente redundantes mas deve haver meios redundantes por exemplo dois canais de um mesmo dispositivo para assegurar que uma falha não possa levar à perda da função de segurança É necessário o monitoramento de ambos os dispositivos ou canais redundantes responsáveis pela prevenção de partida inesperada ou pela função de parada relacionada à segurança no circuito elétrico de potência de motores de máquinas e equipamentos quando requeridas as categorias 3 e 4 da ABNT NBR 141532022 e da ABNT NBR ISO 1384912019 Convém destacar também que para se avaliar a habilidade de partes de sistemas de comando relacionadas à segurança em resistir a falhas os vários modos de falhas devem ser considerados O Anexo C da ABNT NBR 141532022 lista alguns dos defeitos e falhas significantes para as várias tecnologias dentre eles o não desacionamento ou não acionamento de elementos eletromagnéticos como contatores relês e solenoides e a não partida ou não parada de motores como servomotores Outros defeitos podem ser excluídos A exclusão de defeitos pode ser baseada em improbabilidade de ocorrência de certos defeitos experiência técnica genérica que pode ser considerada independentemente da aplicação em questão e requisitos técnicos consequentes da aplicação e o risco específico sob consideração 56 Performance level Conforme a norma ABNT NBR ISO 1384912019 as partes de sistemas de comando relacionadas à segurança também devem assim como no caso da ABNT NBR 141532022 atender aos requisitos da categoria relevante os requisitos e estruturas para as categorias são os mesmos dos indicados pela ABNT NBR 141532022 para atingir um nível de performance ou performance level requerido PLr determinando o comportamento das partes de sistemas de comando relacionadas à segurança com relação à sua resistência a falhas 42 Desse modo a habilidade das partes de sistemas de comando relacionadas à segurança de realizar uma função de segurança sob condições previsíveis está classificada em cinco níveis de performance PL definidos em termos de probabilidades de falha perigosa por hora Falha perigosa é definida como qualquer mau funcionamento na máquina ou no seu fornecimento de energia que eleve o risco ou como uma falha que tem o potencial de levar as partes de sistemas de comando relacionadas à segurança SRPCS a um estado perigoso ou de falha de função A probabilidade de falha perigosa da função de segurança depende de diversos fatores incluindo estruturas de hardware e software a extensão dos mecanismos de detecção de falhas ou cobertura de diagnóstico DC confiabilidade dos componentes ou tempo médio para falha perigosa MTTFd falhas de causa comum CCF características do processo estresse operacional condições ambientais e procedimentos de operação Conforme a ABNT NBR ISO 1384912019 nem sempre é possível avaliar as partes de sistemas de comando relacionadas à segurança sem assumir que certos defeitos podem ser excluídos A exclusão de defeitos é uma harmonização entre requerimentos técnicos de segurança e a possibilidade teórica da ocorrência de um defeito O Anexo D da ABNT NBR ISO 1384922019 Segurança de máquinas Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança Parte 2 Validação estabelece ferramentas de validação para sistemas elétricos As tabelas D1 e D2 listam respectivamente princípios básicos e princípios comprovados de segurança e os componentes listados na tabela D3 são considerados bem testados quando em conformidade com a descrição dada pela norma ABNT NBR ISO 1394912019 Dentre os princípios básicos de segurança indicados na tabela D1 consta a necessidade de prevenção contra a partida inesperada enquanto a tabela D2 lista o uso de contatos mecanicamente unidos em contatores para por exemplo a função de monitoramento em sistemas nas categorias 2 3 e 4 Segundo a tabela D3 o contator principal somente pode ser considerado como bem testado se outras influências como vibrações forem levadas em consideração se 43 o defeito é evitado por métodos apropriados como sobredimensionamento se a corrente é limitada por dispositivo de proteção térmica e se os circuitos são protegidos por dispositivo de proteção contra sobrecarga Porém é feita a ressalva de que a exclusão de defeito não é possível Quanto ao contator auxiliar a tabela D3 informa que este somente pode ser considerado como bem testado se outras influências como vibrações forem levadas em consideração se há ação positivamente energizada se o defeito é evitado por métodos apropriados como sobredimensionamento se a corrente nos contatos é limitada por um fusível ou disjuntor para evitar a soldagem dos contatos e se os contatos são mecanicamente unidos quando usados para monitoramento Também existe a ressalva de que a exclusão de defeito não é possível A tabela D9 lista defeitos e exclusões de defeitos em dispositivos eletromecânicos como contatores e relês e não prevê a possibilidade de exclusão de defeitos quanto a todos os contatos permanecerem energizados quando o solenoide é desenergizado por exemplo devido a defeito mecânico todos os contatos permanecerem desenergizados quando aplicada energia por exemplo devido a falha mecânica ou circuito aberto do solenoide e a não abertura ou não fechamento dos contatos Os defeitos e exclusões de defeitos em componentes eletrônicos como inversores de frequência ou drives são listados nas tabelas D20 e D21 que tratam respectivamente de circuitos integrados nãoprogramáveis e de circuitos integrados programáveis eou circuitos integrados complexos Não há previsão da possibilidade de exclusão de defeitos em toda ou parte da função incluindo falhas de software sinal estático 0 e 1 em todas as entradas e saídas individual ou simultaneamente curto circuito em 1 e 0 com entrada isolada ou saída desconectada circuito aberto de cada conexão individual e curtocircuito entre duas conexões 44 57 Exclusão de defeitos Nem sempre é possível avaliarprojetar partes de sistemas de comando relacionadas à segurança sem assumir que certos defeitos podem ser excluídos ver ABNT NBR 141532022 e ABNT NBR ISO 1384922019 A exclusão de defeitos é a conjunção entre requisitos técnicos de segurança e a possibilidade teórica de ocorrência de um defeito e pode ser baseada na improbabilidade técnica de ocorrência de alguns defeitos experiência técnica geralmente aceita independentemente da aplicação em questão requisitos técnicos relacionados à aplicação em questão e os perigos específicos Quando se realiza exclusão de defeitos uma justificativa detalhada deve ser fornecida na documentação técnica Por exemplo quando se tratar de exclusão de defeitos relacionados a dispositivos de intertravamento devemse além das mencionadas normas sobre partes de sistemas de comando relacionadas à segurança observar as condições previstas na ABNT NBR ISO 141192021 58 Falhas de causa comum Falha de causa comum é definida como a ocorrência de falhas de itens diferentes resultantes de um único evento em que essas falhas não são consequência uma da outra Duas ou mais falhas separadas que tenham uma causa comum devem ser consideradas como uma única falha para fins de projeto e instalação de partes de sistemas de comando relacionadas à segurança Para categorias 2 3 e 4 medidas suficientes contra falhas de causa comum devem ser adotadas ver ABNT NBR 141532022 e ABNT NBR ISO 1384912019 Anexo F A correta implementação de medidas suficientes contra falhas de causa comum deve ser validada ver ABNT NBR 141532022 e ABNT NBR ISO 1384922019 Medidas típicas de validação são a análise estática do sistema e de seus dispositivos e componentes e o teste funcional sob as condições ambientais pertinentes 45 6 Documentação necessária O fabricante da máquina seja ele nacional ou estrangeiro deve proceder à apreciação de riscos elaboração de projeto dos sistemas de segurança conforme a ABNT NBR ISO 121002013 exemplificada na ABNT ISOTR 1412122018 e validação da máquina conforme a ABNT NBR 141532022 ou a ABNT NBR ISO 1384922019 De acordo com a ABNT NBR ISO 121002013 não é obrigatório que ele forneça esta documentação ao usuário mas deve possuila para apresentar às autoridades competentes quando solicitado Porém é importante destacar que cabe ao usuário da máquina elaborar apreciação de riscos referente a situações de riscos não previstos pelo fabricante introduzidos em função de especificidades do processo produtivo No caso específico do fabricante estrangeiro que não possua representação no Brasil o depositário da documentação da apreciação de riscos do projeto dos sistemas de segurança e de sua validação é o profissional legalmente habilitado responsável pelos sistemas de segurança da máquina O fabricante da máquina nacional ou estrangeiro deve fornecer ao usuário da máquina manual de instrução conforme capítulo 1213 da NR12 Quando inexistente a documentação mencionada ou o profissional legalmente habilitado responsável pelos sistemas de segurança da máquina caberá ao usuário providenciálos bem como a guarda e apresentação da referida documentação às autoridades competentes Importante ressaltar que a autoridade competente pode solicitar ao usuário da máquina em função do risco projeto diagrama ou representação esquemática dos sistemas de segurança de máquinas com respectivas especificações técnicas em língua portuguesa elaborado por profissional legalmente habilitado conforme item 12517 da NR12 Para máquinas usadas que foram ou serão adequadas pelo usuário ou por pessoas ou empresas por ele contratadas este deve providenciar a apreciação de riscos projeto dos sistemas de segurança quando aplicável nos termos da NR12 e validação dos sistemas de segurança elaborados por profissional legalmente 46 habilitado Cabe ao usuário a guarda e a apresentação da referida documentação às autoridades competentes É permitida a substituição pelo usuário da máquina de dispositivos e componentes de segurança por outros de diferentes fabricantes ou modelos sem a necessidade de alterar o projeto dos sistemas de segurança ou do manual da máquina desde que tenham características e desempenho no mínimo equivalentes os quais possam ser comprovados física ou documentalmente devendo a substituição ser incluída nos registros de manutenção da máquina Quando se utilizar controladores lógicos programáveis CLP de segurança e outros dispositivos programáveis o diagrama de blocos do programa eou parâmetros nele gravados devem ser anexados ao projeto do sistema de segurança pelo profissional legalmente habilitado por ele responsável Recomendase a restrição de acesso à programação software de aplicação eou parametrização por exemplo pelo uso de senha que pode ser fornecida ao usuário da máquina para eventuais alterações motivadas por mudanças do processo produtivo da linha de produção e interligação com outras máquinas Tais alterações devem ser realizadas também por profissional legalmente habilitado e o novo diagrama de blocos do programa eou parâmetros devem ser incorporados ao projeto do novo sistema de segurança Esses registros são de fundamental importância aos profissionais legalmente habilitados e usuário para a validação e rastreabilidade da responsabilidade técnica pelos sistemas de segurança da máquina em especial a sua programação 61 Exemplos de documentação relativa ao projeto do sistema de segurança Os exemplos desta seção visam a destacar algumas informações relevantes que devem estar presentes no projeto do sistema de segurança da máquina Optouse por descrever o sistema de segurança mas diagramas esquemas e desenhos também podem ser úteis para explanação do sistema de segurança 47 611 Máquinas com proteções físicas Quando o risco é reduzido por meio da instalação de uma proteção que impede o acesso à uma zona de perigo as distâncias de segurança conforme a ABNT NBR ISO 138572021 Segurança de Máquinas Distâncias de segurança para impedir o acesso a zonas de perigo pelos membros superiores e inferiores devem ser observadas e documentadas A seguir alguns exemplos Proteção fixa fabricada em material descontínuo com aberturas quadradas de 20 mm instalada a uma distância de 125 mm do movimento que provoca esmagamento Proteção fixa fabricada em material descontínuo com aberturas de 10 mm por 100 mm instalada a uma distância de 105 mm do movimento que provoca esmagamento Proteção distante com altura de 2200 mm fabricada em material descontínuo com aberturas de 20 mm x 100 mm instalada a uma distância de 85 mm do martelo de uma prensa com capacidade de 200 tf para impedir o acesso por cima à zona de prensagem localizada a uma altura de 1580 mm do piso Proteção fixa com abertura vertical de 120 mm por 500 mm de largura instalada a uma distância de 900 mm da faca de corte para impedir o acesso à zona de alimentação e descarga de peças de uma guilhotina automática com capacidade de 20 tf 48 612 Máquina para conformação de peças com atuador hidráulico horizontal com capacidade de 10 tf dotada de proteção móvel intertravada Figura 12 Ilustrativa de uma máquina para conformação de peças com atuador hidráulico horizontal O acesso à zona de conformação de peças é realizado a cada dois minutos pelo operador que insere e retira a peça da ferramenta com as mãos requerendo que o risco de esmagamento dos membros superiores seja prevenido por meio de uma proteção móvel deslizante que atenda aos requisitos da categoria 3 conforme indicado pela apreciação de riscos A proteção móvel é dotada de dois dispositivos mecânicos de intertravamento Tipo 1 conforme a ABNT NBR ISO 141192021 modelo ABC1 fabricante XXX com acionamento por roldanas protegidos no interior da estrutura para reduzir a possibilidade de burla Um dos dispositivos possui contato normalmente fechado com manobra de abertura positiva que é aberto quando a proteção é aberta e o outro possui contato normalmente aberto com abertura por mola quando a proteção é aberta conforme exemplo prático 36 Os dispositivos de intertravamento estão ligados a um relê de segurança modelo DEF1 fabricante YYY que atinge até categoria 4 conforme especificação do fabricante e os cabos de cada um deles são protegidos mecanicamente pela estrutura da própria máquina Cada um dos dispositivos de intertravamento está conectado a um dos canais do relê de segurança de modo que o curtocircuito ou incongruência de sinais entre os canais seja detectado 49 A abertura da proteção ou falhas nos sinais dos dispositivos de intertravamento provocam o desligamento das saídas do relê de segurança que por sua vez desliga a alimentação de duas válvulas hidráulicas monitoradas cujos êmbolos bloqueiam o fluxo do fluído da bomba para as câmaras do atuador hidráulico responsável pelo movimento de conformação Conforme especificações do fabricante as válvulas monitoradas foram fabricadas para um tempo de missão de 20 anos e possuem um MTTFd de 50 anos conforme ABNT NBR ISO 1384912019 O monitoramento do correto funcionamento das válvulas é realizado por meio de sensores que detectam a posição de seu êmbolo principal e estes sinais são ligados com as entradas de monitoramento de dispositivos externos do relê de segurança A interligação entre as válvulas e o atuador é realizada por meio de tubulações dimensionadas para suportar a pressão máxima de trabalho e conectadas por meio de conexões flangeadas sem o uso de anéis de penetração anilhas O circuito hidráulico foi projetado seguindo as recomendações da ABNT NBR ISO 44132022 Sistemas de fluidos hidráulicos Regras gerais e requisitos de segurança para sistemas e seus componentes Há uma válvula limitadora de pressão ajustada para abertura quando a pressão máxima especificada em projeto for atingida Para proteção dos componentes do circuito hidráulico contra desgaste ou travamento há um filtro de linha com sensor de ensujamento e um filtro de ar no bocal do reservatório ambos com capacidade de filtragem adequada para os componentes hidráulicos Há um trocador de calor para evitar o sobreaquecimento do fluido Estas medidas visam a prevenir as falhas de causa comum tais como falha por excesso de pressão desgaste prematuro de componentes por partículas sólidas no fluído e falha das vedações por excesso de temperatura Apesar de a apreciação de riscos ter indicado a necessidade de atendimento da categoria 3 pelo projeto descrito o sistema de segurança atende aos requisitos da categoria 4 50 613 Máquina para conformação de peças com motor elétrico e mecanismos de transmissão com capacidade de 10 tf dotada de proteção móvel intertravada O acesso à zona de conformação de peças é realizado a cada dois minutos pelo operador que insere e retira a peça da ferramenta com as mãos requerendo que o risco de esmagamento dos membros superiores seja prevenido por meio de uma proteção móvel deslizante que atenda aos requisitos da categoria 3 conforme indicado pela apreciação de riscos A proteção móvel é intertravada por um dispositivo magnético de intertravamento Tipo 4 com codificação de nível baixo conforme a ABNT NBR ISO 141192021 modelo ABC2 fabricante ZZZ que atinge até categoria 4 conforme especificação do fabricante instalado no interior da estrutura para reduzir a possibilidade de burla O dispositivo de intertravamento está ligado a um relê de segurança modelo DEF2 fabricante WWW que atinge até categoria 3 conforme especificação do fabricante e seu cabo é protegido mecanicamente por meio de condutos entre seu ponto de instalação e sua entrada no gabinete elétrico Cada um dos canais do dispositivo de intertravamento está conectado a um dos canais do relê de segurança de modo que o curtocircuito ou incongruência de sinais entre os canais seja detectado A abertura da proteção ou falhas nos sinais do dispositivo de intertravamento provoca o desligamento das saídas do relê de segurança que por sua vez desliga o sinal de um inversor de frequência e após a desaceleração do motor desliga um contator de potência que comanda o motor elétrico O tempo de parada do movimento após a abertura da proteção móvel é inferior ao tempo de acesso à zona de esmagamento tendo sido testado e validado conforme a ABNT NBR ISO 138552013 Segurança de máquinas Posicionamento dos equipamentos de proteção com referência à aproximação de partes do corpo humano O inversor de frequência e o contator foram adequadamente dimensionados para o regime de serviço da máquina Conforme especificação do fabricante o inversor de frequência monitora seu status e o sinaliza por meio de suas saídas digitais programáveis Tanto o processamento quanto a entrada do sinal de desligamento e as 51 saídas de sinalização não são redundantes exigindo a ligação em série de um contator no circuito de potência O contator de potência possui contatos NA mecanicamente unidos e seu monitoramento é realizado por meio de um contato NF também mecanicamente unido contatoespelho conforme a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F Dispositivos de manobra e comando de baixa tensão Parte 41 Contatores e chaves de partidas de motores Contatores e chaves de partidas de motores eletromecânicos A saída digital do inversor de frequência e o contatoespelho do contator são ligados com a entrada de monitoramento de dispositivo externo do relê de segurança de forma que suas falhas são detectadas quando a função de segurança é solicitada O circuito de potência do motor é protegido por meio de um disjuntor motor conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 e a ABNT NBR IEC 6094722013 Dispositivo de manobra e comando de baixa tensão Parte 2 Disjuntores Sendo assim a configuração acima atingiria no máximo categoria 3 pois nem todas as falhas do inversor de frequência são detectadas O intertravamento citado neste exemplo também é ilustrado na forma do exemplo prático 17 52 614 Sistema robótico composto por máquina para conformação de peças com motor elétrico com capacidade de 10 tf alimentada por robô de 6 eixos dotado de proteção distante intertravada Figura 13 Ilustrativa de uma máquina para conformação de peças com motor elétrico e célula robotizada O robô de 6 eixos modelo GHI1 que alimenta e descarrega as peças da máquina segundo especificação do seu fabricante QQQ está em conformidade com a ABNT NBR ISO 1021812018 Robôs e dispositivos robóticos Requisitos de segurança para robôs industriais Parte 1 Robôs e ABNT NBR ISO 1021822018 Robôs e dispositivos robóticos Requisitos de segurança para robôs industriais Parte 2 Sistemas robotizados e integração O acesso à zona de movimentação do robô é realizado uma vez por semana para se efetuar a troca da ferramenta e da garra do robô pela equipe de preparação e requer que o risco de esmagamento dos membros superiores pela máquina seja reduzido por um sistema conforme categoria 4 devido ao fato de a máquina também ser operada eventualmente em modo manual de produção e que os movimentos do robô sejam interrompidos conforme categoria 3 PL d A zona de movimentação do robô é protegida por meio de proteções distantes e há uma proteção móvel intertravada que dá acesso ao seu interior em conformidade com a ABNT NBR ISO 138572021 Devido à movimentação constante de partes do robô e das peças durante a produção há dificuldade técnica de se monitorar o interior 53 da zona de movimentação do robô por meio de dispositivos eletrossensitivos tais como cortinas de luz ou scanners Assim o rearme do sistema de segurança é realizado por meio da atuação de dois dispositivos de rearme um no interior da zona de movimentação do robô instalado no ponto que obriga o trabalhador a realizar um percurso no interior desta zona permitindo sua clara visualização e outro no lado externo da proteção a ser atuado após o fechamento da proteção e num período inferior ao programado no CLP de segurança Caso a atuação dos dois botões de rearme não ocorra dentro do período programado o sistema não é rearmado e a operação deve ser repetida O intertravamento da proteção é realizado por meio de um dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio Tipo 2 conforme a ABNT NBR ISO 141192021 modelo JKL1 fabricante PPP instalado no interior da estrutura para reduzir a possibilidade de burla O dispositivo de intertravamento possui um contato normalmente fechado com manobra de abertura positiva que é aberto quando a proteção é aberta e outros dois contatos que monitoram a posição do solenoide de bloqueio Um segundo dispositivo mecânico de intertravamento é utilizado para fazer a redundância elétrica e mecânica do intertravamento possuindo um contato normalmente fechado com manobra de abertura positiva que é aberto quando a proteção é aberta Para que se tenha acesso ao interior da zona de movimentação do robô o trabalhador deve acionar um atuador de solicitação de acesso que inicia o processo de parada do robô e da máquina Após a parada do robô e da máquina a proteção móvel é desbloqueada A parada da máquina ocorre pelo desligamento dos dois contatores de seu motor e do robô pelo desligamento de seus controladores que possuem funções de segurança SS1 safe stop 1 e STO safe torque off conforme a norma IEC 618005 22016 Adjustable speed electrical power drive systems Part 52 Safety requirements Functional Após a confirmação da parada o solenoide de bloqueio da proteção é acionado e a proteção desbloqueada 54 Quando o trabalhador abre a proteção ocorre a abertura dos contatos dos dispositivos de intertravamento ligados a um CLP de segurança modelo XYZ3 que atinge até categoria 4 conforme especificação do fabricante fazendo com que uma de suas saídas redundante seja desligada impedindo a partida do motor da máquina e a outra saída redundante desligue as entradas que ativam a parada segura do robô impedindo seu funcionamento em ciclo automático Para a realização da programação da trajetória do robô é necessário que o trabalhador qualificado acesse a zona de movimentação e com o pendente em mãos realize os movimentos com o robô atividade que implica risco para o trabalhador Para que esta atividade possa ser realizada com risco mitigado os controladores do robô possuem função SLS safe limited speed para limitação da velocidade máxima de seus eixos sendo que este modo de operação só é ativado mediante seleção do modo manual e pelo acionamento dos atuadores de habilitação instalados no pendente de controle do robô Com o robô em modo manual o CLP de segurança permite que a saída de segurança relativa à parada do robô permaneça ligada mesmo que a proteção de acesso ao interior da zona do robô esteja aberta Nesta condição a máquina permanece desligada 55 615 Prensa hidráulica com cortinas de luz e dispositivos de acionamento bimanual O acesso frontal à zona de prensagem de uma prensa hidráulica é protegido por meio de duas cortinas de luz uma na vertical e outra na horizontal e uma estação de acionamento bimanual de modo que o movimento descendente do martelo só ocorra com os feixes da cortina de luz desobstruídos e com o acionamento do bimanual Para instalação da cortina de luz vertical realizaramse testes com a prensa para determinação do tempo total de parada do martelo chegandose ao valor de 190 milissegundos ou 019 segundos o que resulta numa distância de segurança de 380 mm entre a cortina e a face da placa da mesa considerandose a utilização de uma cortina com resolução de 14 mm e 500 mm para uma cortina com resolução de 30 mm conforme a ABNT NBR ISO 138552013 Por motivos ergonômicos optouse por utilizar a cortina com 14 mm de resolução Para detecção de um trabalhador entre a cortina de luz na vertical e a estrutura da máquina foi instalada uma cortina de luz na horizontal posicionada adjacentemente à parte inferior da cortina vertical com resolução 30 mm de modo a tornar impossível o acesso de qualquer parte do corpo do trabalhador à zona perigosa de prensagem sem provocar a obstrução dos feixes de ao menos uma das cortinas As saídas de segurança das cortinas de luz tipo 4 com autoteste confome a norma IEC 6149612012 Safety of machinery Electrosensitive protective equipment Part 1 General requirements and tests estão ligadas a um relê de segurança modelo XYZ4 do fabricante XXX que atinge até categoria 4 conforme especificação do fabricante em função da corrente necessária para desligar as válvulas monitoradas que interrompem o movimento descendente do martelo O correto funcionamento das válvulas é verificado por meio dos sensores interligados ao êmbolo da válvula cujos sinais estão ligados à entrada de monitoramento de dispositivos externos no relê de segurança de forma que quando a função de segurança é requerida por exemplo quando a zona de prensagem é acessada através da cortina de luz o movimento do martelo é paralisado e em caso de falha em qualquer uma das válvulas o relê de segurança impede o próximo ciclo 56 62 Validação do sistema de segurança Conforme a ABNT NBR 141532022 a finalidade da validação é a determinação do nível de conformidade da especificação das partes relacionadas à segurança do sistema de comando com referência aos requisitos de segurança especificados para a máquina A validação consiste na execução de testes e aplicação de análises de acordo com o plano de validação Ainda conforme ABNT NBR 141532022 a validação deve demonstrar que as partes relacionadas à segurança atingem todos os requisitos da categoria especificada as características de segurança especificadas para a parte como definido nos princípios de projeto O relatório de validação deve conter os seguintes elementos seleção da estratégia de validação um plano de validação gerenciamento e execução de atividades de validação especificação de ensaios procedimentos de ensaio procedimentos de análises documentação relatórios auditáveis de todas as atividades de validação e decisões E conforme escopo da ABNT NBR ISO 1384922019 a validação especifica os procedimentos e condições a serem seguidos para a validação por análise e teste das funções de segurança especificadas a categoria alcançada e o nível de desempenho alcançado pelas partes relacionadas à segurança de um sistema de controle SRPCS projetadas de acordo com a ABNT NBR ISO 1384912019 A título de sugestão segue um exemplo de relatório de validação com a zona de perigo e os riscos avaliados a medida de segurança especificada o sistema de segurança instalado e sua categoria as exclusões de defeitos e os testes e análises realizados 57 621 Exemplo de validação dos sistemas de segurança instalados em prensa hidráulica 1 Zona de perigo avaliada zona de prensagem acesso frontal 11 Risco avaliado esmagamento de membros superiores durante a produção quando o trabalhador acessa a zona de prensagem 12 Função de segurança especificada na apreciação de riscos ao ter a zona de prensagem acessada o movimento de descida do martelo deve ser interrompido antes que o trabalhador alcance a ferramenta 13 Sistema de segurança instalado conforme categoria 4 131 Dispositivo de detecção cortina de luz tipo 4 modelo XYZ fabricante ABC 132 Dispositivo lógico CLP de segurança categoria 4 modelo DEF fabricante GHI 133 Dispositivo de saída válvulas direcionais monitoradas montadas em série que bloqueiam o fluxo de óleo impedindo a descida do martelo 134 Válvula para prevenção de multiplicação de pressão 135 Tubulação rígida entre o bloco e atuador 14 Exclusões de defeitos 141 Queda do martelo ou da ferramenta por ruptura mecânica de seus elementos de fixação 142 Defeitos provocados por manutenção inadequada ou mau uso do equipamento tais como realização inadequada dos serviços de manutenção preventiva e corretiva aumento da pressão máxima do circuito hidráulico etc 15 Testes e verificações 151 Tempo total de parada do martelo 1511 Materiais utilizados Osciloscópio digital de 40 MHz por canal para leitura da posição do martelo Régua potenciométrica com resolução de 001 mm 1512 Método de teste 58 As saídas de segurança da cortina de luz foram conectadas ao primeiro canal do osciloscópio e a posição da régua foi conectada ao segundo canal Após a interrupção do feixe iniciase a parada do martelo e quando este atinge velocidade zero realizase a leitura do tempo decorrido entre a queda do sinal da cortina e o tempo decorrido até que o martelo pare 1513 Resultados Medição Tempo s 1ª 0301 2ª 0324 3ª 0321 4ª 0298 5ª 0347 6ª 0341 7ª 0338 8ª 0324 9ª 0340 10ª 0341 Média 0327 Desvio padrão 0017 Considerandose o resultado encontrado e somandose o tempo de resposta especificado no catálogo do fabricante da cortina que é de 50 milissegundos obtémse o valor do tempo total de parada 0378 segundos 152 Distância entre a cortina e o ponto de esmagamento considerandose o tempo total de parada a resolução da cortina de luz e utilizandose a equação da ABNT NBR ISO 138552013 chegase ao resultado de 605 mm Como a cortina está posicionada a 630 mm o requisito é atendido 153 Posicionamento e dimensões da cortina em relação ao acesso a abertura de acesso possui 850 mm e está posicionada a 630 mm do piso e a ferramenta mais crítica tem suas faces posicionadas a 840 mm do piso e a cortina de luz possui comprimento útil de 900 mm posicionada a 600 mm do piso portanto cobrindo todo acesso 59 154 Comportamento em relação a falhas 1541 Falha em um dos canais da cortina o relê de segurança desliga suas saídas desligando as válvulas monitoradas e interrompendo a descida do martelo 1542 Falha de alimentação de energia os componentes são desligados e o martelo interrompe seu movimento 1543 Falha de cada uma das válvulas isoladamente o relê de segurança detecta a falha e interrompe o próximo ciclo A falha forçada desconexão do monitoramento de cada válvula simula as seguintes falhas travamento do êmbolo da válvula na posição acionada queima de um dos sensores indutivos de monitoramento das válvulas e do cabo do sensor 155 Zona morta da cortina de luz vertical considerando que a distância de instalação da cortina de luz até a estrutura da máquina é maior que 75 mm conforme norma do tipo C de prensas foi instalada uma cortina de luz horizontal monitorando este espaço 156 Verificação de acesso pelas laterais direita esquerda e pelo lado traseiro há proteções fixas que atendem às distâncias de segurança conforme a ABNT NBR ISO 138572021 Os desenhos ilustram as especificações da proteção e posicionamento em relação à zona de risco o desenho não foi mostrado neste exemplo 60 7 Dúvidas frequentes Quando se fala de partes de sistemas de comando relacionadas à segurança há algumas dúvidas que são recorrentes entre os profissionais da área Sem a intenção de esgotálas são apresentadas a seguir repostas para algumas delas 71 Intertravamento sem bloqueio por meio de dispositivos de intertravamento Tipo 1 ou 2 conforme a ABNT NBR ISO 14119 Em categoria 3 é possível a utilização de dois dispositivos de intertravamento de canal único ou um dispositivo de intertravamento com duplo canal Neste último caso a apreciação de riscos deve relatar a exclusão de defeito mecânico do dispositivo de intertravamento por exemplo na ligação mecânica entre o atuador e um elemento de contato com base em critérios de seleção dimensionamento instalação e utilização do dispositivo inclusive condições ambientais e influencias externas esperadas Em categoria 4 devem ser utilizados dois dispositivos de intertravamento Para mais informações sobre exclusão de defeitos ver item 85 da ABNT NBR ISO 141192021 72 Intertravamento com bloqueio por meio de dispositivos de intertravamento Tipo 1 ou 2 conforme a ABNT NBR ISO 14119 Em categoria 3 pode ser utilizado um dispositivo de intertravamento com bloqueio com duplo canal e ser relatada na apreciação de riscos a exclusão de defeito mecânico do dispositivo de intertravamento e do bloqueio Em categoria 4 é possível a utilização de um dispositivo de intertravamento com bloqueio e um dispositivo de intertravamento com canal único para a redundância elétrica e mecânica do intertravamento devendo ser relatada na apreciação de riscos 61 a exclusão de defeito mecânico do bloqueio Podese optar pela não exclusão de defeito mecânico devendose neste caso utilizar dois dispositivos de intertravamento com bloqueio Para mais informações sobre exclusão de defeitos ver item 85 da ABNT NBR ISO 141192021 73 Ligação em série de dispositivos de intertravamento Tipo 1 2 3 ou 4 conforme a ABNT NBR ISO 14119 A ligação em série de dispositivos de intertravamento de diferentes proteções móveis pode ser feita em algumas situações item 12561 da NR12 a depender da apreciação de riscos respeitadas as disposições da ABNT ISOTR 241192022 Segurança de máquinas Avaliação de mascaramento de defeitos em conexões em série de dispositivos de intertravamento associados a proteções com contatos elétricos livres de potencial que ilustra princípios de mascaramento de defeitos em aplicações em que diversos dispositivos de intertravamento com contatos livres potenciais são conectados em série a uma unidade lógica que faz o monitoramento Ressaltamos que caso sejam utilizados dispositivos de intertravamento que não possuam monitoramento específico para impedir o mascaramento de defeitos a sua ligação em série não atinge categoria 4 e que os critérios definidos na ABNT ISOTR 241192022 devem ser seguidos para que se atinja categoria 3 Somente dispositivos de intertravamento que possuem monitoramento específico para impedir o mascaramento de defeitos como sensor transponderRFID podem atingir categoria 4 quando ligados em série na mesma entrada da interface de segurança 62 74 Redundância de dispositivos responsáveis pela prevenção de partida inesperada e pela função de parada relacionada à segurança Em categorias 3 e 4 é necessária a redundância e monitoramento de dispositivos responsáveis pelo cumprimento das funções de segurança Isso não significa que sempre haverá dois dispositivos mas sim redundância e monitoramento mesmo que pertencentes a um único invólucro 75 Partida estrelatriângulo Quando utilizada partida estrelatriângulo para o comando de motores elétricos é desnecessário o acréscimo de outros contatores em série ao circuito além dos existentes para a referida partida Mesmo em sistemas que devam atender às categorias 3 e 4 a redundância necessária na saída do sistema é atendida pelos contatores principal triângulo e estrela que devem ser monitorados Alternativamente ao monitoramento dos contatores principal triângulo e estrela nas categorias 3 e 4 podese instalar mais um contator a montante dos contatores principal e triângulo para a redundância no desligamento do motor e neste caso deve se monitorar o contator inserido e o principal Para mais detalhes consultar exemplos práticos 816 e 825 do capítulo 8 deste manual 76 Redundância de dispositivos responsáveis pelo comando de atuadores hidráulicos e pneumáticos Em alguns sistemas de segurança em categoria 3 a depender do tipo da máquina geralmente com o atuador na horizontal do processo e conforme a apreciação de riscos podese utilizar uma válvula monitorada e outra sem 63 monitoramento geralmente uma direcional sendo que a falha dessa última por exemplo o seu travamento na posição que permite o avanço ou o recuo do atuador impediria a continuidade do processo facilmente identificada pelo operador 77 Válvula de segurança e blocos de segurança A NR12 define em seu glossário o conceito de válvula e bloco de segurança como componente conectado à máquina ou equipamento com a finalidade de permitir ou bloquear quando acionado a passagem de fluidos líquidos ou gasosos como ar comprimido e fluidos hidráulicos de modo a iniciar ou cessar as funções da máquina ou equipamento Deve possuir monitoramento para a verificação de sua interligação posição e funcionamento impedindo a ocorrência de falha que provoque a perda da função de segurança Convém esclarecer que diversos componentes integram as partes de um sistema de controle relacionado à segurança em inglês safety related part of control system SRPCS cumprem funções de segurança e possuem características construtivas específicas que os tornam mais apropriados para aplicações de segurança com alto nível de desempenho tais como relês de segurança cortinas de luz válvulas pneumáticas com monitoramento dinâmico Há porém componentes que podem cumprir funções de segurança e sua robustez em relação a falhas características construtivas e a possibilidade de detecção das falhas tornarão o circuito no qual está inserido mais ou menos confiável Entre esses componentes podemos citar válvulas direcionais e de retenção hidráulicas ou pneumáticas que são utilizadas para cumprir funções de segurança e a presença de sensores capazes de detectar seu correto funcionamento por exemplo a posição do êmbolo é que faz com que sua falha no posicionamento seja detectada O parágrafo acima é muito importante para esclarecer que um sistema de segurança é composto de diversos componentes e que nem todos foram construídos para aplicações específicas de segurança mas que podem cumprir com bastante 64 confiabilidade as funções de segurança a depender de sua vida útil possibilidade de detecção de falhas perigosas e prevenção de falhas por causas comuns Uma máquina possui sistemas relacionados ou não à segurança portanto é bastante comum encontrar os componentes dentro do mesmo painel ou no caso de circuitos pneumáticos ou hidráulicos numa mesma plataforma Assim nem sempre haverá um bloco específico para a função de segurança mas sim um circuito que cumpra a função de segurança 78 Tempo total de parada O tempo total de parada do sistema é definido pela ABNT NBR ISO 138552013 como tempo decorrido entre a atuação do dispositivo de proteção e o término dos movimentos de risco ou até que a máquina assuma uma condição segura compreendendo um mínimo de duas fases tempo máximo entre a atuação da função sensora e a comutação do sinal de saída do dispositivo de proteção para o estado desligado e tempo de resposta máximo da máquina ou seja o tempo requerido para parar a máquina ou remover os riscos após receber o sinal de saída do dispositivo de proteção é influenciado por vários fatores por exemplo temperatura tempo de comutação de válvulas contatores relês desgaste de componentes e inércia Toda máquina ou equipamento que possui movimentos mecânicos possui inércia e o tempo total de parada do movimento dependerá de sua massa sua velocidade e das forças atuantes no conjunto mecânico no instante em que se demandou o início da função de segurança Portanto é importante que o projetista do sistema de segurança conheça exatamente as características do sistema para que possa selecionar as medidas de segurança apropriadas para redução do risco Exemplo 1 um motor elétrico que aciona por meio de uma transmissão uma grande massa girante provavelmente terá um grande tempo de parada e portanto 65 requererá um sistema de segurança que impeça o acesso antes da parada da massa girante Exemplo 2 um motor elétrico que aciona um fuso de transporte que impulsiona uma grande massa tende a parar seu movimento rapidamente pois o atrito do material transportado e o parafuso de transporte contribuem para sua desaceleração Porém se o fuso de transporte eventualmente for acionado sem material devese considerar na apreciação de riscos a importância de considerar o tempo de parada nessa situação Exemplo 3 um atuador hidráulico controlado por meio de uma válvula direcional com centro fechado tende a parar rapidamente após o desligamento da válvula devido à característica de baixa compressibilidade do óleo Portanto é muito importante que o projetista do sistema de segurança conheça os sistemas controlados sua inércia suas características construtivas e seu tempo total de parada nas diversas condições de operação para selecionar adequadamente a medida de segurança para prevenção do acesso A Figura 14 ilustra o conceito de tempo total de parada Figura 14 Gráfico do tempo total de parada Fonte ABNT NBR 135362016 66 79 Diversidade de componentes tecnologias e instalação As partes do sistema de controle relacionadas à segurança podem ter diferentes formas construtivas elétricas eletrônicas mecânicas hidráulicas e pneumáticas Os diferentes meios de controle e comando podem atingir a mesma eficácia na realização das funções de segurança Os exemplos abaixo ilustram algumas dessas formas construtivas sistemas totalmente elétricos nos quais a entrada a lógica a saída e o monitoramento são realizados por componentes elétricos sistemas totalmente eletrônicos nos quais a entrada a lógica a saída e o monitoramento são realizados por componentes eletrônicos sistemas eletrohidráulicos nos quais a entrada a lógica e o monitoramento são realizados por componentes elétrico ou eletrônicos e a saída por componentes hidráulicos sistemas pneumáticos nos quais a entrada a lógica e a saída são realizadas por componentes pneumáticos Em sistemas redundantes é possível a combinação de diferentes meios de controle e comando Por exemplo em partes de sistema de comando relacionados à segurança de duplo canal podese ter um eletromecânico e outro hidráulico um eletromecânico e outro pneumático um eletrônico e outro eletromecânico ou dois eletromecânicos um com contato NA normalmente aberto e outro NF normalmente fechado 67 710 Uso de dispositivo temporizador para o desbloqueio de uma proteção móvel Quando usado um dispositivo temporizador para o desbloqueio de uma proteção móvel bloqueada que deva atender aos requisitos das categorias 3 ou 4 conforme a ABNT NBR 141532022 ou a ABNT ISO 1384912019 não deve ser possível a redução do tempo de desbloqueio devido a uma falha do temporizador pois este integra as partes do sistema de comando relacionadas à segurança 711 Uso de freios eletromagnéticos ou frenagem DC ou freios eletromecânicos para parada de movimentos perigosos de máquinas Quando utilizado freio eletromagnético ou frenagem DC para a parada de movimentos perigosos ocasionada pela abertura de uma proteção móvel intertravada sem bloqueio em situações de elevado risco e em que não haja a possibilidade de evitar o perigo devido a uma falha do sistema é recomendável que seja previsto o fornecimento alternativo de energia ao freio eletromagnético em caso de interrupção da alimentação elétrica da máquina Quando utilizado freio eletromecânico para a parada de movimentos perigosos ocasionada pela abertura de uma proteção móvel intertravada sem bloqueio devese realizar a manutenção periódica do freio de modo a garantir que o tempo de parada definido no projeto seja mantido Quando utilizado um dispositivo temporizador para o desbloqueio de uma proteção móvel bloqueada e freio eletromecânico para a parada de movimentos perigosos devese realizar a manutenção periódica do freio de modo a garantir que o tempo de parada definido no projeto seja mantido Considerandose a participação do freio na redução do tempo de parada o projetista deve levar em conta em seu dimensionamento as condições mais severas de solicitação tais como maior massa eou velocidade e validar por meio de ensaios 68 712 Dispositivos de parada de emergência É importante considerar fatores que vão desde as características da máquina ou equipamento e do processo bem como as tecnologias oferecidas pelos dispositivos acionadores blocos de contatos interfaces de segurança etc utilizados o projeto e instalação do sistema de comando da máquina ou equipamento e a sua resistência a falhas perigosas De fato dentre as possíveis falhas perigosas dos dispositivos de parada de emergência está a não abertura de contatos quando de seu acionamento por exemplo por desconexão do bloco de contatos o que pode ser evitado por engates resistentes à desconexão detectado por contatos adicionais fixação mecânica do bloco de contatos etc específicos para essa ocorrência Curtoscircuitos também podem provocar falhas perigosas e podem ser evitados por exemplo pela seleção e utilização de dispositivos com conectores que previnam essa ocorrência e pelo projeto e instalação adequada do sistema de comando especialmente o agrupamento posicionamento e isolamento da fiação elétrica É permitida a ligação em série de diversos dispositivos de parada de emergência na mesma interface de segurança desde que respeitadas as características e recomendações do fabricante dos dispositivos em questão 69 8 Exemplos de Aplicações Práticas Os exemplos apresentados neste capítulo do manual não esgotam as possibilidades de projeto de sistemas de segurança seja pela tecnologia utilizada nas partes de sistemas de comando relacionadas à segurança seja na forma como podem ser interligados seja pela diversidade de tipos de máquina e situações de risco ou ainda pelas categorias ou performance level PL que devem ser atingidas pelas funções de segurança para redução dos riscos Assim fazse necessário uma análise detalhada dos riscos das fases de utilização da máquina das partes de sistemas de comando relacionadas à segurança seus modos de falha e possíveis causas e a partir destas informações cabe ao projetista dos sistemas de segurança elaborar o projeto com o objetivo de atingir a redução de riscos especificada na apreciação de riscos Os exemplos a seguir ilustram sistemas conforme as categorias previstas na ABNT NBR 141532022 e ABNT NBR ISO 1384912019 Não foram demonstrados os cálculos do PL alcançado pelos sistemas conforme ABNT NBR ISO 138492019 Partes 1 e 2 necessários caso se opte por projetar e instalar as partes de sistemas de comando relacionadas à segurança conforme estas normas ao invés da ABNT NBR 141532022 Importante destacar o item 12111 da NR12 As máquinas nacionais ou importadas fabricadas de acordo com a ABNT NBR ISO 13849 Partes 1 e 2 são consideradas em conformidade com os requisitos de segurança previstos nesta NR com relação às partes de sistemas de comando relacionadas à segurança Quando utilizada a ABNT NBR 141532022 pode acontecer de a apreciação de riscos indicar a necessidade de determinada categoria para uma função de segurança e caso utilizada a ABNT NBR ISO 138492019 Partes 1 e 2 um determinado 70 performance level requerido PLr com estrutura diferente categoria daquela obtida na primeira situação Isso ocorre porque o PL não considera apenas a estrutura das partes de sistemas de comando relacionadas à segurança como também a confiabilidade dos dispositivos e componentes utilizados Nos casos específicos de máquinas que possuem Anexo na NR12 mesmo que se opte por projetar e instalar as partes de sistemas de comando relacionadas à segurança conforme ABNT NBR ISO 138492019 Partes 1 e 2 deve ser respeitada a estrutura categoria requerida nestes Anexos 71 81 Monitoramento da parada do motor por tensão residual Figura 15 Circuito elétrico 72 Legenda A1 Relê de monitoramento de parada do motor K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico 811 Funções de segurança Monitoramento de parada do motor por tensão residual a ser utilizado por exemplo em proteções móveis dotadas de intertravamento com bloqueio 812 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria requerida foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F Para atender aos requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 A transmissão entre o motor e o movimento perigoso é realizada por elementos mecânicos adequadamente dimensionados que asseguram que a parada do motor implica na parada do movimento perigoso sendo portanto possível excluir o defeito de ruptura dos elementos da transmissão 813 Descrição funcional A Figura 15 ilustra o monitoramento de parada de um motor trifásico M1 por meio de tensão residual O relê de monitoramento de parada A1 realiza o monitoramento de movimento do motor M1 por meio da tensão gerada por sua força eletromotriz 73 Os contatos de segurança do relê A1 são ligados quando é detectada a parada do movimento do motor M1 permitindo por exemplo o acionamento de um solenoide de desbloqueio de um dispositivo de intertravamento não ilustrado O relê de monitoramento de parada A1 possui internamente contatos redundantes e mecanicamente unidos oferecendo a confiabilidade necessária para o sistema de segurança O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 O contator de potência K1 é responsável pelo comando do motor M1 e o seu acionamento depende de as condições de segurança terem sido atendidas 74 82 Monitoramento da parada do motor por meio de sensores de movimento sensores de pulso associados a roda dentada ou encoder Figura 16 Circuito elétrico 75 Legenda S1 e S2 Sensores de monitoramento de parada do motor o monitoramento do movimento perigoso também por ser realizado por meio de outras tecnologias como por exemplo encoder compatível com o relê de monitoramento do movimento A1 Relê de monitoramento de parada do motor K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico T Transmissão 821 Funções de segurança Monitoramento da parada do movimento por meio de sensores de pulsos a ser utilizado por exemplo em proteções móveis dotadas de intertravamento com bloqueio 822 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria requerida foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 823 Descrição funcional A Figura 16 ilustra o monitoramento de um movimento perigoso por meio de sensores de pulsos S1 e S2 76 O relê de monitoramento de parada A1 realiza o monitoramento do movimento perigoso por meio dos sensores de pulsos S1 e S2 instalados diretamente sobre o eixo do movimento perigoso O relê de monitoramento de parada A1 possui internamente contatos redundantes e mecanicamente unidos oferecendo a confiabilidade necessária para o sistema de segurança Se os sensores de pulsos S1 e S2 forem instalados num eixo acoplado ao eixo do movimento perigoso medidas adicionais são necessárias para assegurar a integridade da transmissão entre o eixo do movimento perigoso e o eixo de acionamento dos sensores por exemplo monitoramento do acoplamento por roda dentada Caso a transmissão entre o eixo do movimento perigoso e o eixo onde estão instalados os sensores de pulsos S1 e S2 seja realizada por meio de elementos mecânicos adequadamente dimensionados que assegurassem a integridade do acoplamento é possível excluir o defeito de ruptura desses elementos de transmissão O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 O contator de potência K1 é responsável pelo comando de acionamento do motor M1 e o seu acionamento depende de as condições de segurança terem sido atendidas 77 83 Partida estrelatriângulo do motor Figura 17 Circuito elétrico da partida estrelatriângulo Legenda KM1 Contator de potência KM2 Contator de potência fechamento triângulo KM3 Contator de potência fechamento estrela 78 831 Descrição funcional A partida estrelatriângulo utiliza três contatores de potência para conectar as bobinas de um motor trifásico Para fins didáticos na Figura 17 estão representados apenas os contatores KM1 KM2 KM3 e as bobinas do motor M1 com 6 pontas tendose excluído o dispositivo de proteção e o circuito de temporização Para que haja corrente circulando pelas bobinas e consequentemente geração de campo magnético é necessário que os polos pontas das bobinas sejam conectados o que significa dizer que a desconexão de uma das extremidades da bobina provoca a interrupção do circuito e por consequência cessa a corrente Figura 18 Circuito elétrico fechamento estrela 79 No fechamento em estrela Figura 18 os contatores de potência KM1 e KM3 são acionados e com isso a corrente passa a circular pelas bobinas Caso um dos dois contatores não seja acionado o circuito ficará aberto e o motor não partirá Figura 19 Circuito elétrico fechamento triângulo No fechamento em triângulo Figura 19 os contatores KM1 e KM2 são acionados e com isso a corrente passa a circular pelas bobinas Caso um dos dois contatores não seja acionado o circuito ficará aberto e o motor não partirá Para categorias 3 e 4 os contatores de potência KM1 KM2 e KM3 devem possuir contatos mecanicamente unidos conforme a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F e ser monitorados 80 832 Conclusão Um circuito de partida estrelatriângulo necessariamente requer que ao menos dois contatores estejam acionados para que o motor funcione Desse modo é possível obter categorias 3 ou 4 caso se monitore o correto funcionamento dos três contatores Alternativamente ao monitoramento dos contatores KM1 KM2 e KM3 para obtenção das categorias 3 e 4 podese instalar mais um contator a montante de KM1 e KM2 para obtenção da redundância no desligamento do motor e neste caso devese monitorar o contator inserido e KM1 81 84 Partida direta do motor e parada de emergência ou proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 Figura 20 Circuito elétrico Legenda S1 Botão de emergência ou dispositivo mecânico de intertravamento com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga 82 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 21 Representação de blocos da figura 20 parada relacionada à segurança ou parada de emergência Figura 22 Circuito elétrico com contator auxiliar 83 Legenda S1 Botão de emergência ou dispositivo mecânico de intertravamento com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga KA1 Contator auxiliar K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 23 Representação de blocos da figura 22 parada relacionada à segurança ou parada de emergência 841 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança ou de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura e a atuação do botão de partida S3 842 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 ou dispositivo de intertravamento S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F 84 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 843 Descrição funcional A Figura 20 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de um contator de potência K1 A Figura 22 ilustra o circuito para partida de um motor trifásico M1 por meio de um contator auxiliar KA1 que comanda um contator de potência K1 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se o dispositivo S1 for acionado resultando no desligamento do contator de potência K1 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contator de potência K1 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 844 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figura 20 e 22 o sistema atinge categoria 1 para a função de parada relacionada à segurança ou de emergência pois uma falha no dispositivo S1 ou no contator auxiliar KA1 ou no contator de potência K1 leva à perda da função de segurança 85 85 Partida estrelatriângulo do motor e parada de emergência conforme categoria 1 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 24 Circuito elétrico 86 Legenda S1 Botão de emergência com contato com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos fechamento triângulo K3 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos fechamento estrela K4 Relê temporizado Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 25 Representação de blocos parada de emergência 851 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e a atuação do botão de partida S3 852 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados 87 O botão de emergência S1 tem contato com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F Para atender aos requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 853 Descrição funcional A Figura 24 ilustra o circuito para a partida estrelatriângulo de um motor trifásico M1 comandado por um contator de potência K1 com fechamento estrelatriângulo por outros dois contatores de potência K2 e K3 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 ou K3 O relê temporizado K4 realiza o chaveamento entre os contatores de potência K2 e K3 comutando o fechamento do motor de estrela para triângulo O intertravamento no acionamento de K2 e K3 é realizado para reduzir a probabilidade de curtocircuito durante o chaveamento estrelatriângulo do motor M1 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 ou K3 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 88 854 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 24 o sistema atinge categoria 1 para a função de parada de emergência pois uma falha no dispositivo S1 leva à perda da função de segurança Quanto à saída do sistema há a necessidade de acúmulo da falha dos contatores K1 e K2 ou K3 para a perda da função mas a ausência de monitoramento do seu funcionamento não permite o alcance de categorias superiores 89 86 Partida do motor com dispositivo semicondutor e parada de emergência ou proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 26 Circuito elétrico 90 Legenda S1 Botão de emergência ou dispositivo mecânico de intertravamento com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga KA1 Contator auxiliar G1 Dispositivo semicondutor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 27 Representação de blocos parada relacionada à segurança ou parada de emergência 861 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança ou de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura a atuação do botão de partida S3 e o comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 a partir do CLP de automação não ilustrado 862 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 ou dispositivo de intertravamento S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K O dispositivo semicondutor G1 atende aos requisitos da norma IEC 61800512016 91 O contator auxiliar KA1 serve para intermediar o comando do dispositivo semicondutor G1 uma vez que a linha de comando do botão liga S3 opera em extrabaixa tensão e a linha de comando Liga motor opera em baixa tensão Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 863 Descrição funcional A Figura 26 ilustra o circuito para a partida de um motor trifásico M1 por meio de um dispositivo semicondutor G1 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 que também sinaliza o desligamento ao CLP de automação O movimento perigoso é interrompido se o dispositivo S1 for acionado resultando no desligamento do contator auxiliar KA1 e consequente desligamento do sinal Gira no dispositivo semicondutor G1 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contator auxiliar KA1 provocando a abertura do contato de selo e do dispositivo semicondutor G1 Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 864 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 26 o sistema atinge categoria 1 para a função de parada relacionada à segurança ou de emergência pois uma falha no dispositivo S1 ou no contator auxiliar KA1 ou no dispositivo semicondutor G1 leva à perda da função de segurança 92 87 Partida do motor por contator e dispositivo semicondutor e parada de emergência ou proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 28 Circuito elétrico 93 Legenda S1 Botão de emergência ou dispositivo mecânico de intertravamento com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos G1 Dispositivo semicondutor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 29 Representação de blocos parada relacionada à segurança ou parada de emergência 871 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança ou de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura a atuação do botão de partida S3 e o comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 a partir do CLP de automação não ilustrado 872 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 ou dispositivo de intertravamento S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K 94 Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O contator de potência K1 foi utilizado para maior confiabilidade do sistema uma vez que o dispositivo semicondutor G1 utilizado atende apenas à categoria B Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 873 Descrição funcional A Figura 28 ilustra o circuito para a partida de um motor trifásico M1 por meio de um dispositivo semicondutor G1 e de um contator de potência K1 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 que também sinaliza o desligamento ao CLP de automação O movimento perigoso é interrompido se o dispositivo S1 for acionado resultando no desligamento do contator de potência K1 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contator de potência K1 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 874 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 28 o sistema atinge categoria 1 para a função de parada relacionada à segurança ou de emergência pois uma falha no dispositivo S1 ou no contator de potência K1 leva à perda da função de segurança 95 88 Desligamento do motor por contator e desbloqueio de proteção móvel por tempo conforme categoria 1 Figura 30 Circuito elétrico 96 Legenda S7 Dispositivo de intertravamento com bloqueio e seu solenoide para desbloqueio S1 Contatos NA para energização do solenoide e NF para intertravamento do dispositivo S7 S5 Chave comutadora para desbloqueio do solenoide S7 S3 Botão liga S4 Botão desliga K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K4 Relê temporizado com atraso na desenergização Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 31 Representação de blocos prevenção de acesso antes de cessar o movimento 881 Funções de segurança Função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento a proteção móvel pode ser aberta somente após o tempo para a parada total do movimento perigoso Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento e bloqueio da proteção móvel e a atuação do botão de partida S3 882 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado conforme a ABNT NBR ISO 141192021 97 O solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio possui a característica de desbloqueio na energização ou seja o atuador de S7 somente realiza o desbloqueio quando sua bobina está energizada Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O tempo ajustado no relê temporizado K4 deve ser superior ao tempo total de parada do movimento perigoso considerandose as piores condições de inércia maiores massa e velocidade Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 883 Descrição funcional A Figura 30 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de um contator de potência K1 e o bloqueio de acesso ao movimento perigoso com o desbloqueio controlado por tempo A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 resultando no desligamento do contator de potência K1 O acesso somente é liberado após decorrido o tempo ajustado em K4 cujo contato fecha com retardo após o acionamento da chave comutadora S5 energizando o solenoide S7 e permitindo o desbloqueio da proteção Só é possível nova partida do motor se a proteção estiver fechada e bloqueada O contato normalmente aberto S1 não permite que o solenoide S7 seja desenergizado com a proteção aberta O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contator de potência K1 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 98 884 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 30 o sistema atinge categoria 1 para a função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento considerando que o temporizador está corretamente configurado pois uma falha mecânica no dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 no relê temporizado K4 ou no contator de potência K1 leva à perda da função de segurança 99 89 Partida direta do motor com freio eletromecânico para auxílio da parada e proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 Figura 32 Circuito elétrico Legenda S1 Dispositivo mecânico de intertravamento com contato com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga 100 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos Y1 Freio eletromecânico Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 33 Representação de blocos parada relacionada à segurança 891 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura da proteção móvel deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento da proteção móvel e a atuação do botão de partida S3 892 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento S1 tem contato com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado respeitandose o princípio da ação mecânica direta conforme a ABNT NBR ISO 141192021 Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 101 893 Descrição funcional A Figura 32 ilustra o circuito para o desligamento de um motor trifásico M1 por meio de um contator de potência K1 e o acionamento de um freio eletromecânico Y1 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se a proteção móvel intertravada pelo dispositivo S1 for aberta resultando no desligamento do contator de potência K1 e acionamento do freio Y1 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contator de potência K1 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 894 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 32 o sistema atinge categoria 1 para a função de parada relacionada à segurança pois uma falha no dispositivo de intertravamento S1 ou uma falha do contator de potência K1 leva à perda da função de segurança Nota Na solução exemplificada na Figura 32 o freio eletromecânico reduz o tempo de parada do movimento perigoso quando a função de segurança é ativada e com isso o tempo de acesso à zona de perigo é reduzido Todavia há que se considerar o desgaste do freio e consequente aumento no tempo de frenagem Portanto a eficácia deste sistema depende da manutenção das condições operacionais do freio devendo se estabelecer medidas administrativas procedimentos para assegurar o correto funcionamento do sistema de frenagem 102 810 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 Neste exemplo assumiuse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 1201 e que o atuador 1301 por razões de processo deve permanecer pressurizado mesmo que a função de segurança tenha sido requerida Um exemplo deste tipo de situação são máquinas com mais de um atuador em que um dos atuadores fixa a peça 1301 e o outro 1201 aciona o movimento do carro de uma ferramenta de usinagem Neste tipo de máquina a abertura da proteção deve interromper o movimento do atuador de translação do carro mas a peça não deve ser liberada pois há o risco desta ser projetada contra o trabalhador Figura 34 Circuito elétrico 103 Figura 35 Circuito hidráulico Legenda A1 CLP de automação S1 Dispositivo mecânico de intertravamento com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão de início de ciclo 701 Válvula direcional do movimento de avanço e retorno do atuador 1201 801 Válvula de ventagem 601 Válvula limitadora de pressão 301 Filtro 501 Trocador de calor 104 Figura 36 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8101 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura da proteção móvel deve interromper o movimento do atuador 1201 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 1201 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura fechamento da proteção móvel e a atuação do botão de início S3 8102 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado respeitandose o princípio da ação mecânica direta conforme a ABNT NBR ISO 141192021 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção do travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados 105 Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 501 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 601 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A válvula de ventagem 801 quando em repouso venta o fluxo da bomba para o tanque e quando acionada direciona o fluxo de óleo para as válvulas direcionais 701 e 901 A válvula direcional 901 que comanda o atuador 1301 possui duplo solenoide com detente para evitar que comute de posição indesejadamente como no caso de queda da energia A pressão máxima no atuador 1301 é reduzida por meio da válvula redutora de pressão 1401 e é mantida pelo acumulador 1501 O pressostato 1601 monitora a pressão no atuador 1301 de modo que se houver uma queda abaixo do limite mínimo capaz de manter a peça fixa a operação da máquina é interrompida 8103 Descrição funcional A Figura 35 ilustra um circuito com os atuadores hidráulicos horizontais 1201 e 1301 sendo o primeiro responsável pelo movimento perigoso 106 A Figura 34 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 701 que comanda o atuador horizontal 1201 O CLP A1 controla a automação do processo Para iniciar os movimentos é requerido o sinal de proteção fechada através de contato normalmente fechado do dispositivo S1 e o acionamento do botão de início de ciclo S3 O movimento perigoso é interrompido se a proteção móvel intertravada pelo dispositivo S1 for aberta resultando no desligamento da válvula direcional 701 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para voltar a mover o atuador 1201 prevenindo a partida inesperada 8104 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 34 e 35 o sistema atinge categoria 1 para a função de parada relacionada à segurança pois uma falha no dispositivo de intertravamento S1 ou na válvula 701 leva à perda da função de segurança 107 811 Atuador hidráulico na vertical e proteção móvel intertravada por dispositivo mecânico conforme categoria 1 Neste exemplo assumiuse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 2001 e que o atuador 2501 por razões de processo deve permanecer pressurizado mesmo que a função de segurança tenha sido requerida Um exemplo deste tipo de situação são máquinas com mais de um atuador em que um dos atuadores fixa a peça 2501 e o outro 2001 aciona o movimento de uma ferramenta de usinagem Neste tipo de máquina a abertura da proteção deve interromper o movimento do atuador de descida da ferramenta mas a peça não deve ser liberada pois há o risco desta ser projetada contra o trabalhador Figura 37 Circuito elétrico 108 Figura 38 Circuito hidráulico 109 Legenda A1 CLP de automação S1 Dispositivo mecânico de intertravamento com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão de início de ciclo 1001 Válvula direcional do movimento de subida e descida do atuador 2001 901 Válvula de ventagem 801 Válvula limitadora de pressão 301 Filtro 701 Trocador de calor Figura 39 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8111 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura da proteção móvel deve interromper o movimento do atuador 2001 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 2001 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura fechamento da proteção móvel e a atuação do botão de início S3 8112 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado 110 respeitandose o princípio da ação mecânica direta conforme a ABNT NBR ISO 141192021 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção do travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 701 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 801 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A válvula de ventagem 901 quando em repouso venta o fluxo da bomba para tanque e quando acionada direciona o fluxo de óleo para as válvulas direcionais 1001 e 1101 A válvula direcional 1101 que comanda o atuador 2501 possui duplo solenoide com detente para evitar que comute de posição indesejadamente como no caso de queda de energia A pressão máxima no atuador 2501 é reduzida por meio da válvula redutora de pressão 1401 e é mantida pelo acumulador 1201 O pressostato 1301 monitora a pressão no atuador 2501 de modo que se houver uma queda abaixo do limite mínimo capaz de manter a peça fixa a operação da máquina é interrompida 111 8113 Descrição funcional A Figura 38 ilustra um circuito com o atuador hidráulico vertical 2001 responsável pelo movimento perigoso e o atuador hidráulico horizontal 2501 A Figura 37 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 1001 que comanda o atuador vertical 2001 Para prevenção da queda da carga suspensa fixada no atuador 2001 há uma válvula de retenção pilotada 1501 que bloqueia o fluxo de óleo que sai do atuador quando a válvula 1001 é desligada O CLP A1 controla a automação do processo Para iniciar os movimentos é requerido o sinal de proteção fechada através de contato normalmente fechado do dispositivo S1 e o acionamento do botão de início de ciclo S3 O movimento perigoso é interrompido se a proteção móvel intertravada pelo dispositivo S1 for aberta resultando no desligamento da válvula direcional 1001 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para voltar a mover o atuador 2001 prevenindo a partida inesperada 8114 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 37 e 38 o sistema atinge categoria 1 para a função de parada relacionada à segurança pois uma falha no dispositivo de intertravamento S1 ou na válvula 1001 ou na válvula 1501 leva à perda da função de segurança 112 812 Desligamento do motor por contator e desbloqueio de proteção móvel por tempo conforme categoria 2 Figura 40 Circuito elétrico 113 Legenda S7 Dispositivo de intertravamento com bloqueio e seu solenoide para desbloqueio S1 Contato de intertravamento do dispositivo S7 com manobra positiva de abertura S8 Contato de monitoramento do bloqueio do dispositivo S7 S3 Botão liga S2 Botão desliga KS Relê de segurança conforme categoria 2 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos K3 Relê temporizador com retardo de desligamento Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico OTE Sinalizador de falha Figura 41 Representação de blocos prevenção de acesso antes de cessar o movimento Figura 42 Representação de blocos prevenção de partida inesperada Figura 43 Representação de blocos sinalização de teste da função de segurança 114 8121 Funções de segurança Função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento a proteção móvel pode ser aberta somente após o tempo para a parada total do movimento perigoso Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento e bloqueio da proteção móvel e a atuação do botão de partida S3 8122 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 2 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado conforme a ABNT NBR ISO 141192021 Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 2 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8123 Descrição funcional A Figura 40 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de um contator de potência K1 e o bloqueio de acesso ao movimento perigoso com o desbloqueio controlado por tempo A partida do motor se dá pelo acionamento do botão S3 que aciona o contator auxiliar K2 e o relê temporizador com retardo de desligamento K3 115 Para que seja possível abrir a proteção é necessário acionar o botão de parada S2 resultando no desligamento do contator auxiliar K2 que por sua vez desliga o contator de potência K1 O solenoide S7 que controla o desbloqueio da proteção só é energizado se o contator de potência K1 efetivamente desligar acionando o relê de segurança KS e após ter decorrido o tempo de retardo de desligamento do relê K3 A falha do contator de potência K1 impede do desbloqueio da proteção O movimento perigoso é impedido se o contato de intertravamento S1 ou o contato de monitoramento do bloqueio S8 do dispositivo S7 estiver aberto mantendo desligadas a saída do relê de segurança KS até o fechamento e bloqueio da proteção móvel Em caso de curtocircuito na bobina do solenoide S7 ocorrerá o desbloqueio do dispositivo S7 iniciando a parada do motor pela abertura do contator de potência K1 e possibilitando a abertura da proteção móvel mesmo que o motor ainda não tenha parado completamente Uma sinalização por exemplo um sinal luminoso ou sonoro OTE será emitida indicando a perda da função de segurança Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contator auxiliar K2 e do contator de potência K1 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8124 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 40 o sistema atinge categoria 2 para a função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento pois uma falha mecânica no dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 ou curtocircuito na bobina do solenoide S7 leva à perda da função de segurança esta última sinalizada pelo OTE e o próximo ciclo é impedido 116 813 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivo magnético conforme categoria 2 Neste exemplo assumiuse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 1201 e que o atuador 1301 por razões de processo deve permanecer pressurizado mesmo que a função de segurança tenha sido requerida Um exemplo deste tipo de situação são máquinas com mais de um atuador em que um dos atuadores fixa a peça 1301 e o outro 1201 aciona o movimento do carro de uma ferramenta de usinagem Neste tipo de máquina a abertura da proteção deve interromper o movimento do atuador de translação do carro mas a peça não deve ser liberada pois há o risco desta ser projetada contra o trabalhador Figura 44 Circuito elétrico 117 Figura 45 Circuito hidráulico Legenda A1 CLP de automação S1 Dispositivo magnético de intertravamento codificado S3 Botão de início de ciclo KS Relê de segurança conforme categoria 2 118 801 Válvula direcional do movimento de avanço e retorno do atuador 1201 B801 Sensores de monitoramento da válvula 801 701 Válvula de ventagem 601 Válvula limitadora de pressão 301 Filtro 501 Trocador de calor Figura 46 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8131 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura da proteção móvel deve interromper o movimento do atuador 1201 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 1201 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura fechamento da proteção móvel e a atuação do botão de início S3 8132 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 2 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo magnético de intertravamento codificado S1 está conforme a ABNT NBR ISO 141192021 119 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 2 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção do travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 501 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 601 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A válvula de ventagem 701 quando em repouso venta o fluxo da bomba para tanque e quando acionada direciona o fluxo de óleo para as válvulas direcionais 801 e 1401 A válvula direcional 1401 que comanda o atuador 1301 possui duplo solenoide com detente para evitar que comute de posição indesejadamente como no caso de queda de energia A pressão máxima no atuador 1301 é reduzida por meio da válvula redutora de pressão 1501 e é mantida pelo acumulador 1601 O pressostato 901 monitora a pressão no atuador 1301 de modo que se houver uma queda abaixo do limite mínimo capaz de manter a peça fixa a operação da máquina é interrompida 120 8133 Descrição funcional A Figura 45 ilustra um circuito com os atuadores hidráulicos horizontais 1201 e 1301 sendo o primeiro responsável pelo movimento perigoso A Figura 44 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 801 que comanda o atuador horizontal 1201 O movimento perigoso é interrompido se a proteção móvel intertravada pelo dispositivo S1 for aberta resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desenergização dos solenoides da válvula direcional 801 A falha na válvula direcional 801 é detectada pelos sensores B801a e B801b A cada energização o sistema é testado e caso uma falha seja detectada o início do ciclo é impedido pelo relê de segurança KS O CLP A1 solicita que seja realizado o teste periódico do sistema de segurança conforme o intervalo definido no programa Caso a função de segurança seja requisitada e a válvula direcional 801 apresente falha por exemplo o travamento em uma das posições a saída de sinalização OTE luminosa eou sonora é acionada e o próximo ciclo interrompido mas há perda da função de segurança Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para voltar a mover o atuador 1201 prevenindo a partida inesperada 8134 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 44 e 45 o sistema atinge categoria 2 para a função de parada relacionada à segurança pois a ocorrência de uma falha na válvula direcional 801 leva à perda da função de segurança mas esta falha é detectada e o reinício do próximo ciclo é impedido 121 814 Atuador hidráulico na vertical e proteção móvel intertravada por dispositivo magnético conforme categoria 2 Neste exemplo assumiuse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 2001 e que o atuador 2501 por razões de processo deve permanecer pressurizado mesmo que a função de segurança tenha sido requerida Um exemplo deste tipo de situação são máquinas com mais de um atuador em que um dos atuadores fixa a peça 2501 e o outro 2001 aciona o movimento de uma ferramenta de usinagem Neste tipo de máquina a abertura da proteção deve interromper o movimento do atuador de descida da ferramenta mas a peça não deve ser liberada pois há o risco desta ser projetada contra o trabalhador Figura 47 Circuito elétrico 122 Figura 48 Circuito hidráulico Legenda A1 CLP de automação S1 Dispositivo magnético de intertravamento codificado 123 S3 Botão de início de ciclo KS Relê de segurança conforme categoria 2 1001 Válvula direcional do movimento de subida e descida do atuador 2001 1501 Válvula de retenção pilotada e seu sensor B1501 901 Válvula de ventagem 801 Válvula limitadora de pressão 301 Filtro 701 Trocador de calor Figura 49 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8141 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura da proteção móvel deve interromper o movimento de descida do atuador 2001 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 2001 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura fechamento da proteção móvel e a atuação do botão de início S3 Nota Neste exemplo somente a descida do atuador 2001 foi considerada um risco ao trabalhador Foram adotadas medidas adicionais para prevenção de danos durante o movimento de subida do atuador 2001 124 8142 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 2 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo magnético de intertravamento codificado S1 está conforme a ABNT NBR ISO 141192021 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 2 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção do travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 701 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 801 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A válvula de ventagem 901 quando em repouso venta o fluxo da bomba para tanque e quando acionada direciona o fluxo de óleo para as válvulas direcionais 1001 e 1101 125 A válvula direcional 1101 que comanda o atuador 2501 possui duplo solenoide com detente para evitar que comute de posição indesejadamente como no caso de queda de energia A pressão máxima no atuador 2501 é reduzida por meio da válvula redutora de pressão 1401 e é mantida pelo acumulador 1201 O pressostato 1301 monitora a pressão no atuador 2501 de modo que se houver uma queda abaixo do limite mínimo capaz de manter a peça fixa a operação da máquina é interrompida 8143 Descrição funcional A Figura 48 ilustra um circuito com o atuador hidráulico vertical 2001 responsável pelo movimento perigoso e o atuador hidráulico horizontal 2501 A Figura 47 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 1001 que comanda o atuador vertical 2001 Para prevenção da queda da carga suspensa fixada no atuador 2001 há uma válvula de retenção pilotada 1501 que bloqueia o fluxo de óleo que sai do atuador quando a válvula 1001 é desligada O movimento perigoso é interrompido se a proteção móvel intertravada pelo dispositivo S1 for aberta resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desenergização dos solenoides da válvula 1001 que faz com que a válvula de retenção 1501 se feche impedindo a descida do atuador A falha na válvula 1501 é detectada pelo seu sensor B1501 A cada energização o sistema é testado e caso uma falha seja detectada o início do ciclo é impedido pelo relê de segurança KS O CLP A1 solicita que seja realizado o teste periódico do sistema de segurança conforme o intervalo definido no programa Caso a função de segurança seja requisitada e a válvula 1501 apresente falha por exemplo o travamento na posição que permite a passagem do fluido a saída de sinalização OTE luminosa eou sonora é acionada e o próximo ciclo interrompido mas há perda da função de segurança 126 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para voltar a mover o atuador 2001 prevenindo a partida inesperada 8144 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 47 e 48 o sistema atinge categoria 2 para a função de parada relacionada à segurança pois a ocorrência de uma falha na válvula direcional 1001 ou na válvula de retenção 1501 leva à perda da função de segurança mas esta falha é detectada e o reinício do próximo ciclo é impedido 127 815 Partida direta do motor e proteções móveis intertravadas por dispositivos magnéticos conforme categoria 3 Figura 50 Circuito elétrico 128 Legenda S1 Dispositivo magnético de intertravamento codificado da proteção 1 S2 Dispositivo magnético de intertravamento codificado da proteção 2 S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor Trifásico Figura 51 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8151 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura de qualquer uma das proteções móveis deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento de ambas as proteções móveis e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 129 8152 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados Os dispositivos magnéticos de intertravamento codificados S1 e S2 estão conforme a ABNT NBR ISO 141192021 e a ABNT ISOTR 241192022 Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8153 Descrição funcional A Figura 50 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de dois contatores de potência K1 e K2 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se qualquer uma das proteções intertravadas pelos dispositivos S1 ou S2 for aberta resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento dos contatores de potência K1 e K2 Após a atuação de um dos dispositivos de intertravamento S1 ou S2 é necessária a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS O curtocircuito entre os canais dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais dos dispositivos de intertravamento S1 ou S2 o relê de segurança KS desliga os contatores de potência K1 e K2 e o desligamento do motor é mantido até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado 130 A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8154 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 50 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada relacionada à segurança pois os dispositivos de intertravamento S1 e S2 estão ligados em série conforme a ABNT ISOTR 241192022 e há possibilidade de mascaramento da defeitos em algumas situações como a abertura das proteções móveis simultaneamente Nota Mesmo que o relê de segurança KS atendesse aos requisitos da categoria 4 o sistema de segurança apresentado ainda seria classificado como categoria 3 por causa da ligação em série dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 131 816 Partida estrelatriângulo do motor e proteções móveis intertravadas por dispositivo magnético conforme categoria 3 Arquitetura recomendada em casos em que não é possível monitorar diretamente o contator de potência K1 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 52 Circuito elétrico 132 Legenda S1 Dispositivo magnético de intertravamento codificado da proteção 1 S2 Dispositivo magnético de intertravamento codificado da proteção 2 S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos fechamento triângulo K3 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos fechamento estrela K4 Relê temporizado KA1 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 53 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8161 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura de qualquer uma das proteções móveis deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento de ambas 133 as proteções móveis e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 8162 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados Os dispositivos magnéticos de intertravamento codificados S1 e S2 estão conforme a ABNT NBR ISO 141192021 e a ABNT ISOTR 241192022 Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F Os contatos do contator auxiliar são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo L O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8163 Descrição funcional A Figura 52 ilustra o circuito para a partida estrelatriângulo de um motor trifásico M1 comandado por um contator de potência K1 com fechamento estrelatriângulo por outros dois contatores de potência K2 e K3 O intertravamento no acionamento de K2 e K3 é realizado para reduzir a probabilidade de curtocircuito durante o chaveamento estrelatriângulo do motor M1 O relê temporizado K4 realiza o chaveamento entre os contatores de potência K2 e K3 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se qualquer uma das proteções intertravadas pelos dispositivos S1 ou S2 for aberta resultando no desligamento das saídas do 134 relê de segurança KS e consequente desligamento dos contatores de potência K1 e K2 Após a atuação de um dos dispositivos de intertravamento S1 ou S2 é necessária a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS O curtocircuito entre os canais dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais dos dispositivos de intertravamento S1 ou S2 o relê de segurança KS desliga os contatores de potência K1 e K2 ou K3 e o desligamento do motor é mantido até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K2 e K3 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho A falha no desligamento do contator de potência K1 é detectada indiretamente pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio do contato normalmente fechado NF do contator auxiliar KA1 Caso ocorra a desconexão da alimentação da bobina do contator auxiliar KA1 seu contato normalmente aberto NA ligado em série no selo da partida desliga os contatores de potência K1 e K2 ou K3 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 ou K3 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8164 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 52 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada relacionada à segurança pois a falha no contator de potência K1 é detectada de forma indireta pelo contator auxiliar 135 KA1 aumentando a possibilidade de não detecção das falhas Os dispositivos de intertravamento S1 e S2 estão ligados em série conforme a ABNT ISOTR 241192022 e há possibilidade de mascaramento da defeitos em algumas situações Nota Mesmo que o relê de segurança KS atendesse aos requisitos da categoria 4 o sistema de segurança apresentado ainda seria classificado como categoria 3 por causa da ligação em série dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 136 817 Partida do motor por contator e dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 3 Figura 54 Circuito elétrico Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 KS1 Relê de monitoramento de parada relê de velocidade zero KA1 Relê temporizador com um contato de ação instantânea e outro com retardo no desligamento K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos 137 G1 Dispositivo semicondutor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 55 Representação de blocos parada de emergência 8171 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 8172 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos 138 Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O dispositivo semicondutor G1 é um dispositivo convencional ou standard que não possui entradas para funções de segurança e está de acordo com a norma IEC 61800512016 A entrada Habilita do dispositivo G1 não é uma entrada relacionada à segurança O desligamento do sinal Gira provoca a desaceleração controlada do motor M1 e em seguida sua parada O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 e possui também saídas com retardo de desligamento offdelay ajustável Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8173 Descrição funcional A Figura 54 ilustra o circuito para a partida de um motor trifásico M1 por meio de um dispositivo semicondutor G1 e de um contator de potência K1 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 que desliga o relê temporizador KA1 resultando no desligamento instantâneo do sinal Gira no dispositivo semicondutor G1 que inicia a desaceleração Decorrido o tempo ajustado em KA1 seu contato com retardo desliga o contator de potência K1 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento imediato do sinal Gira no dispositivo semicondutor G1 e decorrido o tempo ajustado no relê de segurança KS no desligamento do contator de potência K1 Caso não houvesse o retardo no desligamento do contator de potência K1 o motor M1 pararia por inércia pois o dispositivo semicondutor G1 não seria capaz de realizar uma parada controlada Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS 139 O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos contatos do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga o contator de potência K1 e o sinal Gira no dispositivo semicondutor G1 O desligamento do motor é mantido até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento do contator de potência K1 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seu contatoespelho A falha no desligamento do dispositivo semicondutor G1 é detectada indiretamente pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio do relê de monitoramento de parada relê de velocidade zero KS1 que monitora a presença de tensão residual na saída de G1 fechando os contatos O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do contator de potência K1 provocando a abertura do contato de selo e do dispositivo semicondutor G1 Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8174 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 54 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada de emergência pois o monitoramento da parada do dispositivo semicondutor G1 é realizado de forma indireta por meio do relê de monitoramento de parada KS1 quando o dispositivo semicondutor G1 desliga seus transistores de potência 140 818 Partida do motor por dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 3 Figura 56 Circuito elétrico 141 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 G1 Dispositivo semicondutor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 57 Representação de blocos parada de emergência 8181 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 e o comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 8182 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados 142 O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos O dispositivo semicondutor G1 possui funções de segurança SS1 safe stop 1 e STO safe torque off classificadas como categoria 3 e está de acordo com as normas IEC 61800512016 e IEC 61800522016 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8183 Descrição funcional A Figura 56 ilustra o circuito para a partida de um motor trifásico M1 por meio de um dispositivo semicondutor G1 A parada funcional é realizada pelo desligamento do comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento da saída do relê de segurança KS e consequente desligamento do dispositivo semicondutor G1 por meio das entradas que ativam a função de segurança SS1 safe stop 1 e após um retardo a função STO safe torque off Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga as entradas do dispositivo semicondutor G1 que ativam a função de segurança SS1 safe stop 1 e após um retardo a função STO safe torque off O 143 desligamento do motor é mantido até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do relê de segurança KS e do dispositivo semicondutor G1 Após o reestabelecimento da energia é necessário que o botão reset S6 seja atuado e que o dispositivo semicondutor G1 receba o comando para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8184 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 56 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada de emergência pois o dispositivo semicondutor G1 possui funções de segurança classificadas pelo fabricante conforme categoria 3 144 819 Desligamento do motor por contatores e desbloqueio de proteção móvel por monitoramento da parada do motor conforme categoria 3 Exemplo 819a Intertravamento e bloqueio realizados por um dispositivo de intertravamento com bloqueio e monitoramento dos dois contatos do bloqueio Figura 58 Circuito elétrico 145 Legenda S7 Dispositivo de intertravamento com bloqueio seus contatos para intertravamento e monitoramento do bloqueio e seu solenoide para desbloqueio S5 Chave comutadora para desbloqueio do solenoide S7 S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos A1 Relê de monitoramento de parada do motor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico 8191 Funções de segurança Função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento a proteção móvel pode ser aberta somente após a parada total do motor M1 movimento perigoso Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento e bloqueio da proteção móvel e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 8192 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado conforme a ABNT NBR ISO 141192021 O solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio possui a característica de desbloqueio na energização ou seja o atuador de S7 somente realiza o desbloqueio quando sua bobina está energizada 146 O mecanismo de bloqueio à prova de falhas do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 da proteção evita mecanicamente a comutação do mecanismo de bloqueio e consequentemente de seus contatos para a posição bloqueada caso a proteção esteja aberta prevenindo a partida inesperada A mola que impulsiona o mecanismo de bloqueio da proteção é um componente bem testado e em conformidade com os requisitos da ABNT NBR ISO 1384922019 Tabela A3 podendose excluir seu defeito A força de retenção do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 foi adequadamente dimensionada para suportar as cargas estática e dinâmicas e as condições do ambiente A proteção móvel é construída de modo a assegurar que o atuador do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 não sofra danos durante seu fechamento Excluise o defeito de ruptura mecânica no interior do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 pela sua forma construtiva e instalação Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8193 Descrição funcional A Figura 58 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de dois contatores de potência K1 e K2 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 resultando no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 A energização do solenoide S7 que desbloqueia a proteção ocorre após a detecção da parada do motor M1 por meio do relê de monitoramento de parada A1 que possui contatos internos mecanicamente unidos 147 Com o desbloqueio da proteção móvel são desligadas as saídas do relê de segurança KS interrompendo o circuito de comando dos contatores de potência K1 e K2 O movimento perigoso é impedido se um dos contatos do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 estiver aberto mantendo desligadas as saídas do relê de segurança KS até o fechamento e bloqueio da proteção móvel e a atuação do botão reset S6 O monitoramento da atuação do solenoide S7 é realizado por meio de contatos mecanicamente unidos acionados pelo núcleo do solenoide e ligados nas entradas da interface de segurança KS O curtocircuito entre os canais do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos contatos do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8194 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 58 o sistema atinge categoria 3 para a função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento pois uma simples falha nos dispositivos da entrada lógica ou saída não leva à perda da função de segurança considerada a exclusão de defeitos 148 Nota No exemplo da Figura 58 em que é realizado o monitoramento dos contatos mecanicamente unidos ao solenoide do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 é fundamental que este seja construído e instalado de modo que o elemento de bloqueio somente entre na posição bloqueado quando a proteção estiver na posição fechada 149 Exemplo 1819b Intertravamento e bloqueio realizados por um dispositivo de intertravamento com bloqueio e monitoramento de um contato do intertravamento e outro do bloqueio Figura 59 Circuito elétrico 150 Legenda S7 Dispositivo de intertravamento com bloqueio seu contato para monitoramento do bloqueio e seu solenoide para desbloqueio S1 Contato de intertravamento do dispositivo S7 com manobra positiva de abertura S5 Chave comutadora para desbloqueio do solenoide S7 S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos A1 Relê de monitoramento de parada do motor Q1 Disjuntor motor M1 Motor Trifásico 8195 Funções de segurança Função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento a proteção móvel pode ser aberta somente após a parada total do motor M1 movimento perigoso Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento e bloqueio da proteção móvel e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 8196 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado conforme a ABNT NBR ISO 141192021 151 O solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio possui a característica de desbloqueio na energização ou seja o atuador de S7 somente realiza o desbloqueio quando sua bobina está energizada O dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 possui mecanismo de bloqueio que permite sua comutação mesmo com a proteção aberta e consequentemente é necessária a ligação de seu contato de intertravamento S1 em uma das entradas do relê de segurança KS e na outra entrada do contato de monitoramento do bloqueio S7 para prevenção da partida inesperada A mola que impulsiona o mecanismo de bloqueio da proteção é um componente bem testado e em conformidade com os requisitos da ABNT NBR ISO 1384922019 Tabela A3 podendose excluir seu defeito A força de retenção do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 foi adequadamente dimensionada para suportar as cargas estática e dinâmicas e as condições do ambiente A proteção móvel é construída de modo a assegurar que o atuador do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 não sofra danos durante seu fechamento Excluise o defeito de ruptura mecânica no interior do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 pela sua forma construtiva e instalação Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8197 Descrição funcional A Figura 59 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de dois contatores de potência K1 e K2 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 resultando no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 152 A energização do solenoide S7 que desbloqueia a proteção ocorre após a detecção da parada do motor M1 por meio do relê de monitoramento de parada A1 que possui contatos internos mecanicamente unidos Com o desbloqueio e abertura da proteção móvel são desligadas as saídas do relê de segurança KS interrompendo o circuito de comando dos contatores de potência K1 e K2 O movimento perigoso é impedido se o contato de intertravamento S1 ou o contato de monitoramento do bloqueio do dispositivo S7 estiver aberto mantendo desligadas as saídas do relê de segurança KS até o fechamento e bloqueio da proteção móvel e a atuação do botão reset S6 O contato de intertravamento S1 do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 está ligado a uma das entradas da interface de segurança KS O monitoramento da atuação do solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio é realizado por meio de um contato mecanicamente unido acionado pelo núcleo do solenoide e ligado à outra entrada da interface de segurança KS O curtocircuito entre os canais do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha do contato de intertravamento S1 ou do contato de monitoramento do bloqueio do dispositivo S7 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 153 8198 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 59 o sistema atinge categoria 3 para a função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento pois uma simples falha nos dispositivos da entrada lógica ou saída não leva à perda da função de segurança considerada a exclusão de defeitos Nota 1 No exemplo da Figura 59 a ligação de um contato de intertravamento S1 do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 em uma das entradas do relê de segurança KS se faz necessária em virtude da possibilidade de comutação de seus contatos de monitoramento do bloqueio para a posição bloqueada mesmo com a proteção aberta Nota 2 No exemplo da Figura 59 sempre que ocorrer o desbloqueio da proteção o relê de segurança KS desligará suas saídas e só será rearmado caso a proteção seja aberta e fechada novamente 154 820 Partida direta e desligamento do motor por disjuntor e contator e parada de emergência conforme categoria 3 Esta solução é aceitável quando inviável economicamente adicionar mais um contator de potência ou um dispositivo semicondutor que permita o monitoramento de suas falhas perigosas Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 60 Circuito elétrico 155 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator auxiliar Q1 Disjuntor motor com bobina de mínima tensão M1 Motor trifásico Figura 61 Representação de blocos parada de emergência 8201 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 atuação do botão reset S6 e rearme do disjuntor Q1 e a atuação do botão de partida S3 156 8202 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos do contator de potência são mecanicamente unidos de acordo com ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor com bobina de mínima tensão que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8203 Descrição funcional A Figura 60 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de um contator de potência K1 e de um disjuntor motor Q1 comandado remotamente desligamento por uma bobina de mínima tensão A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento do contator de potência K1 e do disjuntor motor Q1 por meio da bobina de mínima tensão Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado 157 A falha no desligamento do contator de potência K1 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seu contatoespelho A falha no desligamento do disjuntor motor Q1 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio do monitoramento indireto do contator auxiliar K2 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do disjuntor motor Q1 e do contator de potência K1 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 rearmar o disjuntor motor Q1 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8204 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 60 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada de emergência pois uma simples falha nos dispositivos da entrada lógica ou saída não leva à perda da função de segurança A falha no disjuntor motor Q1 é detectada de forma indireta pelo contator auxiliar K2 cuja falha nem sempre é detectada Nota A solução exemplificada na Figura 60 é aplicável para circuitos específicos que não exijam elevada frequência de manobra nas funções de segurança tais como motores de grande porte e circuitos de média tensão A inconveniência desta solução é terse que rearmar o disjuntor motor Q1 a cada parada bem como o limite máximo de manobras admissíveis pela especificação do dispositivo 158 821 Atuador hidráulico na horizontal e parada de emergência conforme categoria 3 Neste exemplo assumiuse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 1201 e que o atuador 1301 por razões de processo deve permanecer pressurizado mesmo que a função de segurança tenha sido requerida Um exemplo deste tipo de situação são máquinas com mais de um atuador em que um dos atuadores fixa a peça 1301 e o outro 1201 aciona o movimento do carro de uma ferramenta de usinagem Neste tipo de máquina a abertura da proteção deve interromper o movimento do atuador de translação do carro mas a peça não deve ser liberada pois há o risco desta ser projetada contra o trabalhador Figura 62 Circuito elétrico 159 Figura 63 Circuito hidráulico Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos 160 KA1 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos KA2 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos M1 Motor trifásico 1501 Válvula direcional do movimento de avanço e retorno do atuador 1201 901 Válvula monitorada e seu sensor B901 Figura 64 Representação de blocos parada de emergência desligamento das válvulas Figura 65 Representação de blocos parada de emergência desligamento do motor 8211 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve interromper o movimento do atuador 1201 e desligar o motor M1 da bomba hidráulica Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 e a parada do atuador 1201 estes só devem partir com o reestabelecimento da 161 condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 a atuação do botão de partida S3 e o comando das válvulas 1501 e 901 8212 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos dos contatores de potência e auxiliares são mecanicamente unidos de acordo com ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 A falha de curtocircuito entre os cabos foi excluída em virtude de estarem protegidos e os componentes por eles ligados estarem no interior do gabinete Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 501 162 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 601 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A válvula direcional 701 que comanda o atuador 1301 possui duplo solenoide com detente para evitar que comute de posição indesejadamente como no caso de queda de energia A pressão máxima no atuador 1301 é reduzida por meio da válvula redutora de pressão 1401 e é mantida pelo acumulador 801 O pressostato 1601 monitora a pressão no atuador 1301 de modo que se houver uma queda abaixo do limite mínimo capaz de manter a peça fixa a operação da máquina é interrompida 8213 Descrição funcional A Figura 63 ilustra um circuito com os atuadores hidráulicos horizontais 1201 e 1301 sendo o primeiro responsável pelo movimento perigoso A Figura 62 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 1501 e da válvula monitorada 901 que comandam o atuador horizontal 1201 e dos contatores de potência K1 e K2 que comandam o motor M1 da bomba hidráulica O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento dos contatores de potência K1 e K2 e dos contatores auxiliares KA1 e KA2 que desenergizam os solenoides da válvula direcional 1501 e da válvula monitorada 901 163 O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga os contatores de potência K1 e K2 e as válvulas 901 e 1501 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 e dos contatores auxiliares KA1 e KA2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho A falha na válvula 901 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seu sensor B901 A falha na válvula direcional 1501 por exemplo travamento de seu êmbolo em uma de suas três posições provoca a interrupção do processo pela impossibilidade de realizar o movimento contrário O conceito de monitoração pela falha do processo é explicado na ABNT NBR ISO 1384912019 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides dos contatores auxiliares KA1 e KA2 das válvulas e dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 e o comando das válvulas 1501 e 901 para voltar a mover o atuador 1201 prevenindo a partida inesperada 8214 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 62 e 63 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada de emergência pois uma simples falha nos dispositivos da entrada lógica ou saída não leva à perda da função de segurança Uma falha na válvula 1501 é percebida devido à impossibilidade de continuação do processo pois o atuador hidráulico permanecerá avançado ou recuado após o reinício do ciclo 164 822 Atuador hidráulico na vertical e parada de emergência conforme categoria 3 Neste exemplo considerouse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 2001 e que o atuador 2501 não representa riscos ao trabalhador Figura 66 Circuito elétrico 165 Figura 67 Circuito hidráulico 166 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 3 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos KA1 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos KA2 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos M1 Motor trifásico 1401 Válvula direcional do movimento de subida e descida do atuador 2001 1301 Válvula monitorada e seu sensor B1301 Figura 68 Representação de blocos parada de emergência desligamento das válvulas Figura 69 Representação de blocos parada de emergência desligamento do motor 167 8221 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve interromper o movimento do atuador 2001 e desligar o motor M1 da bomba hidráulica Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 e a parada do atuador 2001 estes só devem partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 a atuação do botão de partida S3 e o comando das válvulas 1401 e 1301 8222 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos dos contatores de potência e auxiliares são mecanicamente unidos de acordo com ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 A falha de curtocircuito entre os cabos foi excluída em virtude de estarem protegidos e os componentes por eles ligados estarem no interior do gabinete Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados 168 Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 701 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 801 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A interligação entre a câmara inferior do atuador 2001 e o bloco hidráulico onde estão instaladas as válvulas é realizada por meio de tubulação adequadamente dimensionado para as cargas estática e dinâmica do processo usandose conexões positivas isto é flangeadas soldadas ou conformadas quando soldada esta deve ser feita por um profissional devidamente qualificado e certificado 8223 Descrição funcional A Figura 67 ilustra um circuito com o atuador hidráulico vertical 2001 responsável pelo movimento perigoso e o atuador hidráulico horizontal 2501 A Figura 66 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 1401 e da válvula monitorada 1301 que comandam o atuador vertical 2001 e dos contatores de potência K1 e K2 que comandam o motor M1 da bomba hidráulica O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento dos contatores de potência K1 e K2 e dos contatores auxiliares KA1 e 169 KA2 que desenergizam os solenoides da válvula direcional 1401 e da válvula monitorada 1301 O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga os contatores de potência K1 e K2 e as válvulas 1401 e 1301 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho A falha na válvula 1301 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seu sensor B1301 A falha na válvula direcional 1401 por exemplo travamento de seu êmbolo em uma de suas três posições provoca a interrupção do processo pela impossibilidade de realizar o movimento contrário O conceito de monitoração pela falha do processo é explicado na ABNT NBR ISO 1384912019 Pela configuração do êmbolo da válvula monitorada 1301 também ocorre a despressurização da câmara do atuador 2001 responsável pela aplicação da pressão no sentido descendente do movimento Para prevenção da ocorrência de intensificação da pressão durante o bloqueio da válvula monitorada a válvula limitadora de pressão 1101 está ajustada para abertura com pressão de aproximadamente 10 acima da pressão máxima de trabalho do circuito tendo sido observados os limites de resistência mecânica dos componentes sujeitos a esse aumento de pressão como o atuador inclusive suas vedações a tubulação as conexões as válvulas e também a estrutura da máquina A descida da massa suspensa é prevenida pela válvula de retenção pilotada 1001 e pela válvula de contrabalanço 1601 que possuem estanqueidade considerandose que as válvulas direcionais possuem um pequeno vazamento interno mesmo em bom estado de conservação 170 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides dos contatores auxiliares KA1 e KA2 das válvulas e dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 e o comando das válvulas 1301 e 1401 para voltar a mover o atuador 2001 prevenindo a partida inesperada 8224 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 66 e 67 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada de emergência pois uma simples falha nos dispositivos da entrada lógica ou saída não leva à perda da função de segurança Uma falha na válvula direcional 1401 é percebida devido à impossibilidade de continuação do processo pois o atuador hidráulico permanecerá avançado ou recuado após o reinício do ciclo As válvulas de retenção 1001 e de contrabalanço 1601 apesar de contribuírem para a realização da função de segurança não são monitoradas Portanto sua falha somada a outras falhas pode levar à perda da função de segurança 171 823 Atuador hidráulico na vertical e scanner óptico conforme categoria 3 Neste exemplo considerouse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 2001 e que o atuador 2501 não representa riscos ao trabalhador Figura 70 Circuito elétrico 172 Figura 71 Circuito hidráulico 173 Legenda B6 Scanner óptico tipo 3 conforme a norma IEC 6049612012 KS Relê de segurança conforme categoria 3 1401 Válvula direcional do movimento de subida e descida do atuador 2001 1301 Válvula monitorada e seu sensor B1301 Figura 72 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8231 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a atuação do scanner B6 deve interromper o movimento do atuador 2001 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 2001 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura liberação da área protegida pelo scanner B6 e o comando das válvulas 1401 e 1301 8232 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O scanner B6 atende aos requisitos da norma IEC 6049612014 e possui classe de proteção a laser conforme a norma IEC 6082512014 Safety of laser products Part 1 Equipment classification and requirements 174 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 A falha de curtocircuito entre os cabos foi excluída em virtude de estarem protegidos e os componentes por eles ligados estarem no interior do gabinete O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 701 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 801 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A interligação entre a câmara inferior do atuador 2001 e o bloco hidráulico onde estão instaladas as válvulas é realizada por meio de tubulação adequadamente dimensionado para as cargas estática e dinâmica do processo usandose conexões positivas isto é flangeadas soldadas ou conformadas quando soldada esta deve ser feita por um profissional devidamente qualificado e certificado 8233 Descrição funcional A Figura 71 ilustra um circuito com o atuador hidráulico vertical 2001 responsável pelo movimento perigoso e o atuador hidráulico horizontal 2501 175 A Figura 70 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 1401 e da válvula monitorada 1301 que comandam o atuador vertical 2001 O movimento perigoso é interrompido se o scanner B6 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desenergização dos solenoides da válvula direcional 1401 e da válvula monitorada 1301 Em caso de falha de um dos canais do scanner B6 o relê de segurança KS desliga as válvulas 1401 e 1301 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos A falha na válvula 1301 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seu sensor B1301 A falha na válvula direcional 1401 por exemplo travamento de seu êmbolo em uma de suas três posições provoca a interrupção do processo pela impossibilidade de realizar o movimento contrário O conceito de monitoração pela falha do processo é explicado na ABNT NBR ISO 1384912019 Pela configuração do êmbolo da válvula monitorada 1301 também ocorre a despressurização da câmara do atuador 2001 responsável pela aplicação da pressão no sentido descendente do movimento Para prevenção da ocorrência de intensificação da pressão durante o bloqueio da válvula monitorada a válvula limitadora de pressão 1101 está ajustada para abertura com pressão de aproximadamente 10 acima da pressão máxima de trabalho do circuito tendo sido observados os limites de resistência mecânica dos componentes sujeitos a esse aumento de pressão como o atuador inclusive suas vedações a tubulação as conexões as válvulas e também a estrutura da máquina A descida da massa suspensa é prevenida pela válvula de retenção pilotada 1001 e pela válvula de contrabalanço 1601 que possuem estanqueidade considerandose que as válvulas direcionais possuem um pequeno vazamento interno mesmo em bom estado de conservação Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário o comando das válvulas 1301 e 1401 para voltar a mover o atuador 2001 prevenindo a partida inesperada 176 8234 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 70 e 71 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada relacionada à segurança pois uma simples falha nos dispositivos da entrada lógica ou saída não leva à perda da função de segurança Uma falha na válvula direcional 1401 é percebida devido à impossibilidade de continuação do processo pois o atuador hidráulico permanecerá avançado ou recuado após o reinício do ciclo As válvulas de retenção 1001 e de contrabalanço 1601 apesar de contribuírem para a realização da função de segurança não são monitoradas Portanto sua falha somada a outras falhas pode levar à perda da função de segurança 177 824 Partida direta do motor e parada de emergência conforme categoria 4 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 73 Circuito elétrico 178 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 4 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 74 Representação de blocos parada de emergência 8241 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 179 8242 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8243 Descrição funcional A Figura 73 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de dois contatores de potência K1 e K2 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento dos contatores de potência K1 e K2 Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado 180 A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8244 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 73 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada de emergência pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 181 825 Partida estrelatriângulo do motor e parada de emergência conforme categoria 4 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 75 Circuito elétrico 182 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 4 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos fechamento triângulo K3 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos fechamento estrela K4 Relê temporizado Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 76 Representação de blocos parada de emergência 8251 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 183 8252 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8253 Descrição funcional A Figura 75 ilustra o circuito para a partida estrelatriângulo de um motor trifásico M1 comandado por um contator de potência K1 com fechamento estrelatriângulo por outros dois contatores de potência K2 e K3 O intertravamento no acionamento de K2 e K3 é realizado para reduzir a probabilidade de curtocircuito durante o chaveamento estrelatriângulo do motor M1 O relê temporizado K4 realiza o chaveamento entre os contatores de potência K2 e K3 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento dos contatores de potência K1 e K2 ou K3 Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS 184 O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 K2 e K3 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 ou K3 provocando a abertura do contato de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8254 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 75 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada de emergência pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 185 826 Partida do motor por contatores e dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 4 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 77 Circuito elétrico 186 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 4 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos G1 Dispositivo semicondutor Q1 Disjuntor motor M1 Motor Trifásico Figura 78 Representação de blocos parada de emergência 8261 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 e o comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 187 8262 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O dispositivo semicondutor G1 está de acordo com a norma IEC 61800512016 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 e possui também saídas com retardo de desligamento offdelay ajustável Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8263 Descrição funcional A Figura 77 ilustra o circuito para a partida de um motor trifásico M1 por meio de um dispositivo semicondutor G1 e de dois contatores de potência K1 e K2 A parada funcional é realizada pelo desligamento do comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento imediato de uma das saídas do relê de segurança KS provocando a desaceleração e parada do dispositivo semicondutor G1 e no desligamento com retardo de outras duas saídas desligando os contatores de potência K1 e K2 Caso não houvesse o retardo no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 o motor pararia por inércia pois o dispositivo semicondutor G1 188 seria desenergizado imediatamente não sendo capaz de realizar uma parada controlada O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga os contatores de potência K1 e K2 e o desligamento do motor é mantido até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário que o botão reset S6 seja atuado e que o dispositivo semicondutor G1 receba o comando para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8264 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 77 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada de emergência pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 189 827 Partida do motor por dispositivo semicondutor e parada de emergência conforme categoria 4 Neste exemplo não se levou em consideração a inércia do conjunto acionado pelo motor M1 A atuação do dispositivo de parada de emergência deve provocar a parada da operação ou processo perigoso em período de tempo tão reduzido quanto tecnicamente possível sem provocar riscos suplementares conforme requerido na NR12 Figura 79 Circuito elétrico 190 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 4 G1 Dispositivo semicondutor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico Figura 80 Representação de blocos parada de emergência 8271 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar o motor M1 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 e o comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 8272 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados 191 O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos O dispositivo semicondutor G1 possui funções de segurança SS1 safe stop 1 classificada como categoria 3 e STO safe torque off classificada como categoria 4 e está de acordo com as normas IEC 61800512016 e IEC 61800522016 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 A falha de curtocircuito entre os cabos que desligam as entradas relacionadas à segurança do dispositivo semicondutor G1 e o positivo da alimentação foi excluída pela proteção dos cabos e pelo fato destes estarem no mesmo gabinete Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8273 Descrição funcional A Figura 79 ilustra o circuito para a partida de um motor trifásico M1 por meio de um dispositivo semicondutor G1 A parada funcional é realizada pelo desligamento do comando Liga motor no dispositivo semicondutor G1 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento dos sinais de segurança do dispositivo semicondutor G1 fazendo com que o dispositivo desacelere o motor por meio da função SS1 safe stop 1 e em seguida ative a função STO safe torque off removendo a energia do motor M1 Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado 192 O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento do relê de segurança KS e do dispositivo semicondutor G1 Após o reestabelecimento da energia é necessário que o botão reset S6 seja atuado e que o dispositivo semicondutor G1 receba o comando para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8274 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 79 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada de emergência pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 193 828 Atuador hidráulico na horizontal e parada de emergência conforme categoria 4 Neste exemplo considerouse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 1201 e que o atuador 1301 não representa riscos ao trabalhador Figura 81 Circuito elétrico 194 Figura 82 Circuito hidráulico 195 Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 4 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos KA1 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos KA2 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico 801 Válvula direcional monitorada do movimento de avanço e retorno do atuador B801 Sensores de monitoramento da válvula 801 701 Válvula monitorada B701 Sensor de monitoramento da válvula 701 Figura 83 Representação de blocos parada relacionada à segurança desligamento das válvulas Figura 84 Representação de blocos parada relacionada à segurança desligamento do motor 196 8281 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve interromper o movimento do atuador 1201 e desligar o motor M1 da bomba hidráulica Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 e a parada do atuador 1201 estes só devem partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 o comando Liga motores e o comando das válvulas 701 e 801 8282 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 A falha de curtocircuito entre os cabos foi excluída em virtude de estarem protegidos e os componentes por eles ligados estarem no interior do gabinete Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados 197 Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 501 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 601 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo 8283 Descrição funcional A Figura 82 ilustra um circuito com os atuadores hidráulicos horizontais 1201 e 1301 sendo o primeiro responsável pelo movimento perigoso A Figura 81 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional monitorada 801 e da válvula monitorada 701 que comandam o atuador horizontal 1201 e dos contatores de potência K1 e K2 que comandam o motor M1 da bomba hidráulica O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento dos contatores de potência K1 e K2 e dos contatores auxiliares KA1 e KA2 que desenergizam os solenoides da válvula direcional 801 e da válvula monitorada 701 Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS 198 Em caso de falha de um dos contatos do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga os contatores de potência K1 e K2 e as válvulas 701 e 801 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 e dos contatores auxiliares KA1 e KA2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatos mecanicamente unidos A falha nas válvulas 801 e 701 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus sensores B801 e B701 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores auxiliares KA1 e KA2 dos solenoides das válvulas e dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e o comando para religar o motor M1 e o comando das válvulas 701 e 801 para voltar a mover o atuador 1201 prevenindo a partida inesperada 8284 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 81 e 82 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada de emergência pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 199 829 Multiplicação de contatos e parada de emergência conforme categoria 4 Figura 85 Circuito elétrico de comando 200 Figura 86 Circuito elétrico de potência Legenda S1 Botão de emergência com contatos com manobra positiva de abertura S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 4 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K3 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K4 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K5 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K6 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K7 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K8 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos 201 KA1 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos KA2 Contator auxiliar com contatos mecanicamente unidos Q1 Disjuntor motor Q2 Disjuntor motor Q3 Disjuntor motor Q4 Disjuntor motor M1 Motor trifásico M2 Motor trifásico M3 Motor trifásico M4 Motor trifásico Figura 87 Representação de blocos parada de emergência 8291 Funções de segurança Função de parada de emergência a atuação do dispositivo S1 deve desligar os motores M1 M2 M3 e M4 Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento dos motores M1 M2 M3 e M4 estes só devem partir com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo S1 e atuação do botão reset S6 e os comandos Liga motores M1M2 e M3M4 202 8292 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O botão de emergência S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K Foi instalado um botão de emergência S1 que impede mecanicamente a desconexão entre seu atuador e o bloco de contatos Os contatores de potência K1 K2 K3 e K4 e contatores auxiliares KA1 e KA2 possuem contatos mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 609474 12018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 A falha de curtocircuito entre os cabos foi excluída em virtude de estarem protegidos e os componentes por eles ligados estarem no interior do gabinete Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito disjuntores motores que estão de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 8293 Descrição funcional A figura 85 ilustra o circuito para a partida de quatro motores trifásicos M1 M2 M3 e M4 os dois primeiros por meio dos contatores de potência K1 K2 K3 e K4 e os dois últimos por meio dos contatores auxiliares KA1 e KA2 que comandam os contatores de potência K5 K6 K7 e K8 O movimento perigoso é interrompido se o botão de emergência S1 for acionado resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento direto de quatro contatores de potência K1 K2 K3 e K4 e indireto de outros quatro contatores de potência K5 K6 K7 e K8 por meio de dois contatores auxiliares KA1 e KA2 203 Após a atuação do botão de emergência S1 é necessário o seu desacionamento e a atuação do botão reset S6 para o rearme do relê de segurança KS O curtocircuito entre os canais do botão de emergência S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do botão de emergência S1 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento de cada um dos contatores de potência e auxiliares é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatos mecanicamente unidos Os disjuntores Q1 Q2 Q3 e Q4 realizam as funções de proteção de sobrecarga e sobrecorrente ocorrendo um dos eventos mencionados os dispositivos irão interromper a alimentação dos motores M1 M2 M3 e M4 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 K2 K3 e K4 dos contatores auxiliares KA1 e KA2 e dos contatores de potência K5 K6 K7 e K8 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário que o botão reset S6 seja atuado os comandos para religar os motores M1M2 e M3M4 prevenindo a partida inesperada 8294 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 85 e 86 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada de emergência pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 204 830 Desligamento do motor por contatores e desbloqueio de proteção móvel por monitoramento de movimento conforme categoria 4 Exemplo 830a Intertravamento e bloqueio realizados por um dispositivo de intertravamento com bloqueio um dispositivo de intertravamento e uma interface de segurança Figura 88 Circuito elétrico 205 Legenda S7 Dispositivo de intertravamento com bloqueio seu contato para monitoramento do bloqueio e seu solenoide para desbloqueio S5 Chave comutadora para desbloqueio do solenoide S7 S1 Dispositivo mecânico de intertravamento com contato com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga S6 Botão reset KS Relê de segurança conforme categoria 4 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos A1 Relê de monitoramento de parada do motor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico 8301 Funções de segurança Função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento a proteção móvel pode ser aberta somente após a parada total do motor M1 movimento perigoso Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento e bloqueio da proteção móvel e atuação do botão reset S6 e a atuação do botão de partida S3 8302 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento S1 tem contato com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado respeitandose o princípio da ação mecânica direta conforme a ABNT NBR ISO 141192021 206 O dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado conforme a ABNT NBR ISO 141192021 O solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio possui a característica de desbloqueio na energização ou seja o atuador de S7 somente realiza o desbloqueio quando sua bobina está energizada O mecanismo de bloqueio à prova de falhas do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 da proteção evita mecanicamente a comutação do mecanismo de bloqueio e consequentemente de seus contatos para a posição bloqueada caso a proteção esteja aberta prevenindo a partida inesperada A mola que impulsiona o mecanismo de bloqueio da proteção é um componente bem testado e em conformidade com os requisitos da ABNT NBR ISO 1384922019 Tabela A3 podendose excluir seu defeito A força de retenção do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 foi adequadamente dimensionada para suportar as cargas estática e dinâmicas e as condições do ambiente A proteção móvel é construída de modo a assegurar que o atuador do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 não sofra danos durante seu fechamento Excluise o defeito de ruptura mecânica no interior do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 pela sua forma construtiva e instalação Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 207 8303 Descrição funcional A Figura 88 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de dois contatores de potência K1 e K2 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 resultando no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 A energização do solenoide S7 que desbloqueia a proteção ocorre após a detecção da parada do motor M1 por meio do relê de monitoramento de parada A1 que possui contatos internos mecanicamente unidos Com o desbloqueio e abertura da proteção móvel são desligadas as saídas do relê de segurança KS interrompendo o circuito de comando dos contatores de potência K1 e K2 O movimento perigoso é impedido se o contato do dispositivo mecânico de intertravamento S1 ou o contato de monitoramento do bloqueio do dispositivo S7 estiver aberto mantendo desligadas as saídas do relê de segurança KS até o fechamento e bloqueio da proteção móvel e a atuação do botão reset S6 O contato do dispositivo de intertravamento S1 está ligado a uma das entradas da interface de segurança KS O monitoramento da atuação do solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio é realizado por meio de um contato mecanicamente unido acionado pelo núcleo do solenoide e ligado à outra entrada da interface de segurança KS O curtocircuito entre os canais do dispositivo mecânico de intertravamento S1 e do dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha do dispositivo mecânico de intertravamento S1 ou do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 o relê de segurança KS desliga suas saídas até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatosespelho 208 O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário atuar o botão reset S6 e acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8304 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 88 o sistema atinge categoria 4 para a função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança Nota No exemplo da Figura 88 sempre que ocorrer o desbloqueio da proteção o relê de segurança KS desligará suas saídas e só será rearmado caso a proteção seja aberta e fechada novamente 209 Exemplo 830b Intertravamento e bloqueio realizados por um dispositivo de intertravamento com bloqueio um dispositivo de intertravamento e duas interfaces de segurança Figura 89 Circuito elétrico 210 Legenda S7 Dispositivo de intertravamento com bloqueio seus contatos para monitoramento do bloqueio e seu solenoide para desbloqueio S6 Contato de intertravamento do dispositivo S7 com manobra positiva de abertura S5 Chave comutadora para desbloqueio do solenoide S7 S1 Dispositivo mecânico de intertravamento com contato com manobra positiva de abertura S3 Botão liga S4 Botão desliga KS1 Relê de segurança conforme categoria 4 KS2 Relê de segurança conforme categoria 4 K1 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos K2 Contator de potência com contatos mecanicamente unidos A1 Relê de monitoramento de parada do motor Q1 Disjuntor motor M1 Motor trifásico 8305 Funções de segurança Função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento a proteção móvel pode ser aberta somente após a parada total do motor M1 movimento perigoso Função de prevenção de partida inesperada após o desligamento do motor M1 este só deve partir com o reestabelecimento da condição segura fechamento e bloqueio da proteção móvel e a atuação do botão de partida S3 8306 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento S1 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado respeitandose o princípio da ação mecânica direta conforme a ABNT NBR ISO 141192021 211 O dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 tem contatos com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado conforme a ABNT NBR ISO 141192021 O solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio possui a característica de desbloqueio na energização ou seja o atuador de S7 somente realiza o desbloqueio quando sua bobina está energizada O dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 possui mecanismo de bloqueio que permite sua comutação mesmo com a proteção aberta e consequentemente é necessário o monitoramento independente dos contatos de intertravamento S1 e S6 e dos contatos do bloqueio S7 por meio de dois relês de segurança KS1 e KS2 para a prevenção da partida inesperada A mola que impulsiona o mecanismo de bloqueio da proteção é um componente bem testado e em conformidade com os requisitos da ABNT NBR ISO 1384922019 Tabela A3 podendose excluir seu defeito A força de retenção do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 foi adequadamente dimensionada para suportar as cargas estática e dinâmicas e as condições do ambiente A proteção móvel é construída de modo a assegurar que o atuador do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 não sofra danos durante seu fechamento Excluise o defeito de ruptura mecânica no interior do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 pela sua forma construtiva e instalação Os contatos dos contatores de potência são mecanicamente unidos de acordo com a ABNT NBR IEC 60947412018 Anexo F Os relês de segurança KS1 e KS2 satisfazem todos os requisitos da categoria 4 Para atender os requisitos de proteção contra sobrecarga e curtocircuito conforme a ABNT NBR IEC 6020412020 utilizouse neste circuito um disjuntor motor que está de acordo com a ABNT NBR IEC 6094722013 212 8307 Descrição funcional A Figura 89 ilustra o circuito para a partida direta de um motor trifásico M1 por meio de dois contatores de potência K1 e K2 A parada funcional é realizada pela abertura do contato do botão S4 resultando no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 A energização do solenoide S7 que desbloqueia a proteção ocorre após a detecção da parada do motor M1 por meio do relê de monitoramento de parada A1 que possui contatos internos mecanicamente unidos Com o desbloqueio e abertura da proteção móvel são desligadas as saídas dos relês de segurança KS1 e KS2 interrompendo o circuito de comando dos contatores de potência K1 e K2 O movimento perigoso é impedido se o contato do dispositivo mecânico de intertravamento S1 ou o contato de intertravamento S6 do dispositivo S7 ou um dos contados de monitoramento do bloqueio do dispositivo S7 estiver aberto mantendo desligadas as saídas dos relês de segurança KS1 e KS2 até o fechamento e bloqueio da proteção móvel e a atuação do botão reset S6 O contato do dispositivo de intertravamento S1 está ligado a uma das entradas da interface de segurança KS1 O contato de intertravamento S6 do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 está ligado à outra entrada da interface de segurança KS1 O monitoramento da atuação do solenoide S7 do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 é realizado por meio de contatos mecanicamente unidos acionados pelo núcleo do solenoide e ligados nas entradas da interface de segurança KS2 O curtocircuito entre os canais do dispositivo mecânico de intertravamento S1 e do dispositivo mecânico de intertravamento com bloqueio S7 é detectado pelos relês de segurança KS1 e KS2 Em caso de falha do dispositivo mecânico de intertravamento S1 ou do dispositivo de intertravamento com bloqueio S7 os relês de segurança KS1 e KS2 desligam os contatores de potência K1 e K2 e o desligamento do motor é mantido até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos e o botão reset S6 seja atuado 213 A falha no desligamento dos contatores de potência K1 e K2 é detectada pelos relês de segurança KS1 e KS2 pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus contatos mecanicamente unidos O disjuntor Q1 realiza as funções de proteção contra sobrecarga e curtocircuito Ocorrendo um destes eventos o dispositivo interrompe a alimentação do motor M1 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos contatores de potência K1 e K2 provocando a abertura dos contatos de selo Após o reestabelecimento da energia é necessário acionar o botão S3 para religar o motor M1 prevenindo a partida inesperada 8308 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 89 o sistema atinge categoria 4 para a função de prevenção de acesso antes de cessar o movimento pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança Nota No exemplo da Figura 89 a instalação do relê de segurança KS2 se faz necessária em virtude da possibilidade de comutação dos contatos de monitoramento do bloqueio do dispositivo S7 para a posição bloqueada mesmo com a proteção aberta 214 831 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivo magnético conforme categoria 4 Neste exemplo considerouse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 1201 e que o atuador 1301 não representa riscos ao trabalhador Figura 90 Circuito elétrico 215 Figura 91 Circuito hidráulico 216 Legenda S1 Dispositivo magnético de intertravamento codificado KS Relê de segurança conforme categoria 4 801 Válvula direcional monitorada do movimento de avanço e retorno do atuador 1201 B801 Sensor de monitoramento da válvula 801 701 Válvula monitorada B701 Sensor de monitoramento da válvula 701 Figura 92 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8311 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura da proteção móvel deve interromper o movimento do atuador 1201 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 1201 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura fechamento da proteção móvel e o comando das válvulas 701 e 801 8312 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo magnético de intertravamento codificado S1 está conforme a ABNT NBR ISO 141192021 217 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 A falha de curtocircuito entre os cabos foi excluída em virtude de estarem protegidos e os componentes por eles ligados estarem no interior do gabinete O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 501 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 601 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo 8313 Descrição funcional A Figura 91 ilustra um circuito com os atuadores hidráulicos horizontais 1201 e 1301 sendo o primeiro responsável pelo movimento perigoso A Figura 90 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional monitorada 801 e da válvula monitorada 701 que comandam o atuador horizontal 1201 O movimento perigoso é interrompido se a proteção móvel intertravada pelo dispositivo S1 for aberta resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento das válvulas monitoradas 801 e 701 218 O curtocircuito entre os canais do dispositivo de intertravamento S1 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos canais do dispositivo de intertravamento S1 o relê de segurança KS desliga as válvulas monitoradas 701 e 801 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos A falha nas válvulas 701 e 801 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus sensores B701 e B801 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário o comando das válvulas 701 e 801 para voltar a mover o atuador 1201 prevenindo a partida inesperada 8314 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 90 e 91 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada relacionada à segurança pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 219 832 Atuador hidráulico na vertical e cortina de luz conforme categoria 4 Neste exemplo considerouse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 2001 e que o atuador 2501 não representa riscos ao trabalhador Figura 93 Circuito elétrico 220 Figura 94 Circuito hidráulico 221 Legenda B1 Cortina de luz tipo 4 conforme a norma IEC 6149612012 KS Relê de segurança conforme categoria 4 1001 Válvula direcional do movimento de subida e descida do atuador 2001 1301 Válvula monitorada e seu sensor B1301 1401 Válvula monitorada e seu sensor B1401 Figura 95 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8321 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a obstrução dos feixes da cortina de luz B1 deve interromper o movimento do atuador 2001 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 2001 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura desobstrução dos feixes da cortina de luz B1 e o comando das válvulas 1001 1301 e 1401 8322 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados 222 A cortina de luz tipo 4 atende aos requisitos da norma IEC 6149612012 e foi instalada a uma distância mínima da zona de perigo conforme a ABNT NBR ISO 138552013 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 A falha de curtocircuito entre os cabos foi excluída em virtude de estarem protegidos e os componentes por eles ligados estarem no interior do gabinete O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 701 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 801 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo A interligação entre a câmara inferior do atuador 2001 e o bloco hidráulico onde estão instaladas as válvulas é realizada por meio de tubulação adequadamente dimensionado para as cargas estática e dinâmica do processo usandose conexões positivas isto é flangeadas soldadas ou conformadas quando soldada esta deve ser feita por um profissional devidamente qualificado e certificado 223 8323 Descrição funcional A Figura 94 ilustra um circuito com o atuador hidráulico vertical 2001 responsável pelo movimento perigoso e o atuador hidráulico horizontal 2501 A Figura 93 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 1001 e das válvulas monitoradas 1301 e 1401 que comandam o atuador vertical 2001 O movimento perigoso é interrompido se os feixes da cortina de luz B1 forem obstruídos resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento da válvula direcional 1001 e das válvulas monitoradas 1301 e 1401 Em caso de falha de um dos canais da cortina de luz o relê de segurança KS desliga as válvulas 1001 1301 e 1401 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos A falha nas válvulas 701 e 801 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus sensores B701 e B801 Pela configuração dos êmbolos das válvulas monitoradas 701 e 801 também ocorre a despressurização da câmara do atuador 2001 responsável pela aplicação da pressão no sentido descendente do movimento Para prevenção da ocorrência de intensificação da pressão durante o bloqueio das válvulas monitoradas a válvula limitadora de pressão 1101 está ajustada para abertura com pressão de aproximadamente 10 acima da pressão máxima de trabalho do circuito tendo sido observados os limites de resistência mecânica dos componentes sujeitos a esse aumento de pressão como o atuador inclusive suas vedações a tubulação as conexões as válvulas e também a estrutura da máquina A descida da massa suspensa é prevenida pela válvula de contrabalanço 1601 que possui estanqueidade considerandose que as válvulas direcionais possuem um pequeno vazamento interno mesmo em bom estado de conservação Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário o comando das válvulas 1001 1301 e 1401 para voltar a mover o atuador 2001 prevenindo a partida inesperada 224 8324 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 93 e 94 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada relacionada à segurança pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança Nota Caso a válvula 1001 seja monitorada uma das válvulas 1301 ou 1401 pode ser eliminada mantendose a categoria 4 para as funções de segurança especificadas no exemplo 225 833 Atuador pneumático na vertical com bimanual e parada de emergência pneumáticos conforme categoria 1 Figura 96 Circuito pneumático 226 Legenda 101 Válvula direcional 32 vias com acionamento manual bloqueio e exaustão 201 Conjunto de preparação de ar com regulador de pressão 301 Válvula direcional 32 vias com acionamento manual acionamento bimanual 302 Válvula direcional 32 vias com acionamento manual acionamento bimanual 401 Válvula pneumática com função E 501 Válvula pneumática com função OU 601 Válvula reguladora de fluxo 701 Reservatório de ar temporizador pneumático 801 Válvula direcional 32 vias com acionamento pneumático 901 Válvula de alívio rápido 1001 Válvula direcional 52 vias com acionamento pneumático 1101 Válvula de retenção pilotada 1201 Válvula reguladora de fluxo 1301 Válvula reguladora de fluxo 1401 Atuador pneumático 1501 Válvula direcional 32 vias dispositivo de parada de emergência com retenção 1601 Válvula de partida suave 1701 Válvula direcional 32 vias com acionamento manual com detente habilitação 8331 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança o desacionamento de qualquer um dos atuadores 301 ou 302 do dispositivo bimanual deve interromper o movimento descendente do atuador 1401 Função de parada de emergência a atuação do dispositivo 1501 deve interromper o movimento do atuador 1401 Função de prevenção de partida inesperada o movimento descendente do atuador 1401 só deve ocorrer com o reestabelecimento da condição segura desacionamento do dispositivo de emergência 1501 e o acionamento simultâneo dos atuadores 301 e 302 do dispositivo bimanual Nota Neste exemplo somente a descida do atuador 1401 foi considerada um risco ao trabalhador Foram adotadas medidas adicionais para prevenção de danos durante o movimento de subida do atuador 1401 227 8332 Características do projeto Princípios de segurança comprovados e componentes bem testados foram utilizados e os requisitos da categoria B foram aplicados Os acessos laterais e traseiro à zona de perigo foram protegidos por meio de proteções fixas O acesso frontal à zona de perigo possui abertura máxima de 500 mm A máquina foi concebida para operação com apenas um trabalhador O posto de acionamento do dispositivo bimanual foi posicionado conforme a ABNT NBR ISO 138552013 O projeto do circuito pneumático atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44142012 Transmissão pneumática de potência Regras gerais e requisitos de segurança para sistemas e seus componentes Todas os componentes são amplamente utilizados em circuitos pneumáticos Não se recomenda a construção do circuito pneumático do dispositivo de acionamento bimanual pelo usuário em razão da dificuldade de se alcançar precisão do tempo de sincronismo de acionamento bem como de se prevenir a burla do tempo ajustado A válvula de partida suave 1601 está instalada para prevenção de uma partida brusca em caso realimentação de ar comprimido A válvula com acionamento manual 1701 comuta a válvula de partida suave 1601 quando acionada habilitando a alimentação do circuito Para prevenção da queda da massa suspensa fixada à haste do atuador há uma válvula de retenção pilotada 1101 A válvula 101 bloqueia e despressuriza o circuito pneumático quando acionada para realização de serviços de manutenção O conjunto de preparação de ar 201 foi instalado para a prevenção do travamento das válvulas por contaminantes sólidos presença de água na linha de ar comprimido ou desgaste prematuro por falta de lubrificação quando necessária 228 8333 Descrição funcional A Figura 96 ilustra um circuito totalmente pneumático com o atuador pneumático vertical 1401 responsável pelo movimento descendente perigoso Para o comando do movimento de descida do atuador 1401 as válvulas 301 e 302 dispositivos de acionamento bimanual devem ser acionadas simultaneamente A válvula pneumática 401 elemento E requer o acionamento simultâneo das válvulas 301 e 302 para que haja pressão de pilotagem para comandar a válvula direcional 1001 Caso uma das válvulas 301 ou 401 seja liberada e apenas a outra permaneça acionada manualmente durante o movimento descendente do atuador 1401 a válvula 801 despressuriza a linha de pilotagem e faz com que o atuador 1401 suba A válvula 1501 dispositivo de parada de emergência quando atuada bloqueia e despressuriza o circuito interrompendo os movimentos de descida e subida do atuador 1401 Em caso de queda de energia ar comprimido ocorre o desacionamento da válvula 1001 pela falta de pressão de pilotagem Após o retorno do ar comprimido é necessário o acionamento simultâneo das válvulas 301 e 401 para voltar a mover o atuador 1401 prevenindo a partida inesperada 8334 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado na Figura 96 o sistema atinge categoria 1 para as funções de parada relacionada à segurança e parada de emergência pois uma falha nas válvulas 801 1001 ou 1501 leva à perda da função de segurança 229 834 Atuador pneumático na horizontal e cortina de luz conforme categoria 3 Figura 97 Circuito elétrico 230 Figura 98 Circuito pneumático 231 Legenda B1 Cortina de luz tipo 4 conforme a norma IEC 6149612012 KS Relê de segurança conforme categoria 3 901 Válvula direcional 53 vias 401 Válvula direcional 32 vias 801 Válvula direcional 32 vias 301 Válvula de retenção pilotada 601 Válvula de retenção pilotada 501 Pressostato 502 Pressostato 201 Conjunto de preparação de ar Figura 99 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8341 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a obstrução dos feixes da cortina de luz B1 deve interromper o movimento do atuador 701 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 701 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura desobstrução dos feixes da cortina de luz B1 e o comando das válvulas 801 e 901 232 8342 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados A cortina de luz tipo 4 atende aos requisitos da norma IEC 6149612012 e foi instalada a uma distância mínima da zona de perigo conforme a ABNT NBR ISO 138552013 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 3 O projeto do circuito pneumático atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44142012 Todas os componentes são amplamente utilizados em circuitos pneumáticos A válvula 101 bloqueia e despressuriza o circuito pneumático quando acionada para realização de serviços de manutenção O conjunto de preparação de ar 201 foi instalado para a prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas por contaminantes sólidos presença de água na linha de ar comprimido ou desgaste prematuro por falta de lubrificação quando necessária As válvulas de retenção pilotadas 301 e 601 utilizadas possuem sistema de guia das partes móveis e molas que tornam a possibilidade de travamento na posição aberta improvável conforme informações do fabricante permitindo a exclusão de defeito conforme a ABNT NBR ISO 1384922019 Tabela B4 8343 Descrição funcional A Figura 98 ilustra um circuito com o atuador pneumático horizontal 701 responsável pelo movimento perigoso A Figura 97 ilustra o circuito de desligamento das válvulas direcionais 901 801 e 401 que comandam o atuador horizontal 701 O movimento perigoso é interrompido se os feixes da cortina de luz B1 forem obstruídos resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento da válvula 901 de controle da direção do atuador 701 233 da válvula 801 ocasionando o fechamento das válvulas de retenção 301 e 601 e da válvula 401 bloqueando a alimentação e despressurizando o circuito Em caso de falha de um dos canais da cortina de luz o relê de segurança KS desliga as válvulas direcionais 901 801 e 401 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos O correto funcionamento das válvulas direcionais 401 e 801 é monitorado indiretamente pelo relê de segurança KS por meio dos pressostatos 501 e 502 ajustados para fecharem seu contato quando a linha é despressurizada Para realização de testes periódicos do funcionamento das válvulas de retenção 301 e 601 a válvula 801 pode ser desligada por meio do CLP de processo o que as fecharia e em seguida acionada a válvula 901 O atuador 701 não deve se mover Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário o comando das válvulas 801 e 901 para voltar a mover o atuador 701 prevenindo a partida inesperada 8344 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 97 e 98 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada relacionada à segurança pois uma simples falha nas válvulas 401 801 ou 901 ou na cortina de luz não leva à perda da função de segurança Nota 1 A válvula 401 e o pressostato 501 que monitora indiretamente seu funcionamento foram adicionados para prevenir um possível desbalanceamento de pressão no atuador em caso de falha na válvula 901 ocasionando um pequeno deslocamento do atuador durante a parada Nota 2 Mesmo com duas válvulas monitoradas o sistema não atinge categoria 4 pois há possibilidade de falha na monitoração do correto funcionamento das válvulas 401 e 801 por meio dos pressostatos 501 e 502 por exemplo caso a tubulação do pressostato se rompa ou os contatos do pressostato soldem 234 835 Atuador pneumático na horizontal e cortina de luz conforme categoria 4 Figura 100 Circuito elétrico 235 Figura 101 Circuito pneumático 236 Legenda B1 Cortina de luz tipo 4 conforme a norma IEC 6149612012 KS Relê de segurança conforme categoria 4 101 Válvula direcional 32 vias com acionamento manual bloqueio e descompressão 201 Conjunto de preparação de ar com regulador de pressão 301 Válvula pneumática 32 vias redundante monitorada para alívio e bloqueio 401 Válvula direcional 53 vias de controle do movimento do atuador 701 Válvula de retenção operada pneumaticamente 801 Válvula de retenção operada pneumaticamente 501 Atuador pneumático 8351 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a obstrução dos feixes da cortina de luz B1 deve interromper o movimento do atuador 501 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 501 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura desobstrução dos feixes da cortina de luz B1 e o comando das válvulas 301 e 401 8352 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 4 foram aplicados A cortina de luz tipo 4 atende aos requisitos da norma IEC 6149612012 e foi instalada a uma distância mínima da zona de perigo conforme a ABNT NBR ISO 138552013 O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 Todas os componentes são amplamente utilizados em circuitos pneumáticos O projeto do circuito pneumático atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44142012 A válvula redundante monitorada 301 bloqueia e despressuriza o circuito quando desligada interrompendo os movimentos de avanço e retorno do atuador 237 A válvula direcional 401 com centro fechado deve ser acionada a cada ciclo para realizar o movimento de avanço e retorno do atuador As válvulas de retenção operadas pneumaticamente 701 e 801 interrompem o fluxo para o atuador quando a válvula redundante monitorada 301 é desligada A válvula 101 bloqueia e despressuriza o circuito pneumático quando acionada para realização de serviços de manutenção O conjunto de preparação de ar 201 foi instalado para a prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas por contaminantes sólidos presença de água na linha de ar comprimido ou desgaste prematuro por falta de lubrificação quando necessária 8353 Descrição funcional A Figura 101 ilustra um circuito com o atuador pneumático horizontal 501 responsável pelo movimento perigoso A Figura 100 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 401 e da válvula redundante monitorada 301 que comandam o atuador horizontal 501 O movimento perigoso é interrompido se os feixes da cortina de luz B1 forem obstruídos resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desligamento da válvula direcional 401 e da válvula redundante monitorada 301 ocasionando o fechamento das válvulas de retenção 701 e 801 A falha na válvula redundante monitorada 301 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seus sensores B3011 e B3012 Em caso de falha em um dos canais da válvula redundante monitorada 301 a função de segurança ainda é cumprida e o próximo ciclo é impedido pelo relê de segurança KS Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário o comando da válvula 401 para voltar a mover o atuador 501 prevenindo a partida inesperada 238 8354 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 100 e 101 o sistema atinge categoria 4 para a função de parada relacionada à segurança pois uma falha isolada em qualquer dessas partes não leva à perda da função de segurança e a falha isolada é detectada antes ou durante a próxima atuação sobre a função de segurança 239 836 Atuador hidráulico na horizontal e proteção móvel intertravada por dispositivos mecânicos conforme categoria 3 Neste exemplo considerouse que a fonte de perigo é o movimento do atuador 1201 e que o atuador 1301 não representa riscos ao trabalhador Figura 102 Circuito elétrico 240 Figura 103 Circuito hidráulico 241 Legenda S1 Dispositivo de intertravamento com contato NA S2 Dispositivo de intertravamento com contato NF abertura positiva KS Relê de segurança conforme categoria 4 701 Válvula monitorada e seu sensor B701 801 Válvula direcional de controle da direção do atuador 1201 Figura 104 Representação de blocos parada relacionada à segurança 8361 Funções de segurança Função de parada relacionada à segurança a abertura da proteção móvel deve interromper o movimento do atuador 1201 Função de prevenção de partida inesperada o atuador 1201 deve permanecer parado até o reestabelecimento da condição segura fechamento da proteção móvel e o comando das válvulas 701 e 801 8362 Características do projeto Princípios de segurança comprovados foram utilizados e os requisitos da categoria B e da categoria 3 foram aplicados Dispositivos de proteção por exemplo disjuntores foram instalados O dispositivo mecânico de intertravamento S1 tem contato com manobra positiva de abertura de acordo com a ABNT NBR IEC 60947512020 Anexo K e foi instalado 242 respeitandose o princípio da ação mecânica direta conforme a ABNT NBR ISO 141192021 O dispositivo mecânico de intertravamento S2 tem contato normalmente aberto NA com abertura por ação de mola e foi instalado de modo não direto para prevenir a burla concomitante dos dois dispositivos de intertravamento conforme a ABNT NBR ISO 141192021 Os dispositivos mecânicos de intertravamento S1 e S2 estão protegidos de modo a dificultar a burla O sistema de guia mecânica da proteção móvel é rigidamente fixado na estrutura da máquina para prevenção do desalinhamento na atuação dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 Os cames que atuam os dispositivos mecânicos de intertravamento S1 e S2 estão rigidamente fixados na proteção móvel Para prevenção de desgaste nos atuadores mecânicos dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 suas roldanas são fabricadas em metal O relê de segurança KS atende aos requisitos da categoria 4 O projeto do circuito hidráulico atende aos requisitos da ABNT NBR ISO 44132022 Para prevenção de falhas de causa comum como o travamento das válvulas devido à presença de contaminantes sólidos no fluido há um filtro 301 com capacidade de retenção de partículas compatível com os tipos de componentes utilizados Medidas administrativas como a manutenção preventiva dos atuadores inclusive suas vedações troca do elemento filtrante e verificação periódica do ensujamento e das características físicoquímicas do fluído são prescritas no manual da máquina Para manter a temperatura do óleo dentro dos limites especificados pelo fornecedor e evitar sua degradação há um trocador de calor 501 As mangueiras tubulações e conexões utilizadas para interligação do circuito foram adequadamente dimensionadas para suportar as condições operacionais da máquina Para verificação e ajuste do limite máximo de pressão há um manômetro instalado na saída da bomba 243 Para proteção contra sobrepressão há uma válvula limitadora de pressão 601 ajustada no valor máximo previsto pelo projeto Os atuadores hidráulicos foram adequadamente dimensionados para suportar as cargas estáticas e dinâmicas durante o processo 8363 Descrição funcional A Figura 103 ilustra um circuito com os atuadores hidráulicos horizontais 1201 e 1301 sendo o primeiro responsável pelo movimento perigoso A Figura 102 ilustra o circuito de desligamento da válvula direcional 801 e da válvula monitorada 701 que comandam o atuador horizontal 1201 O movimento perigoso é interrompido se a proteção móvel intertravada pelos dispositivos S1 e S2 for aberta resultando no desligamento das saídas do relê de segurança KS e consequente desenergização dos solenoides da válvula direcional 801 e da válvula monitorada 701 O curtocircuito entre os sinais dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 é detectado pelo relê de segurança KS Em caso de falha de um dos dispositivos de intertravamento S1 e S2 o relê de segurança KS desliga as válvulas 701 e 801 até que os sinais dos dois canais sejam reestabelecidos A falha na válvula 701 é detectada pelo relê de segurança KS pelo menos a cada solicitação da função de segurança por meio da monitoração dinâmica de seu sensor B701 A falha na válvula direcional 801 por exemplo travamento de seu êmbolo em uma de suas três posições provoca a interrupção do processo pela impossibilidade de realizar o movimento contrário O conceito de monitoração pela falha do processo é explicado na ABNT NBR ISO 1384912019 Em caso de queda de energia ocorre o desligamento dos solenoides das válvulas Após o reestabelecimento da energia é necessário o comando das válvulas 701 e 801 para voltar a mover o atuador 1201 prevenindo a partida inesperada 244 8364 Conclusão Pela estrutura e comportamento do sistema de segurança apresentado nas Figuras 102 e 103 o sistema atinge categoria 3 para a função de parada relacionada à segurança pois uma simples falha nos dispositivos da entrada lógica ou saída não leva à perda da função de segurança Nota Considerando que o relê de segurança KS utilizado atende aos requisitos da categoria 4 o sistema de segurança exemplificado poderia atingir categoria 4 caso a válvula 801 também possuísse monitoramento da posição do êmbolo o que permitiria a detecção de sua falha quando a função de segurança fosse requisitada 245 9 Referências ABNT NBR 141532022 Segurança de máquinas Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança Classificação por categorias de segurança ABNT NBR ISO 44132022 Sistemas de fluidos hidráulicos Regras gerais e requisitos de segurança para sistemas e seus componentes ABNT NBR ISO 44142012 Transmissão pneumática de potência Regras gerais e requisitos de segurança para sistemas e seus componentes ABNT NBR ISO 1021812018 Robôs e dispositivos robóticos Requisitos de segurança para robôs industriais Parte 1 Robôs ABNT NBR ISO 1021822018 Robôs e dispositivos robóticos Requisitos de segurança para robôs industriais Parte 2 Sistemas robotizados e integração ABNT NBR ISO 121002013 Segurança de máquinas Princípios gerais de projeto Apreciação e redução de riscos ABNT NBR ISO 1384912019 Segurança de máquinas Partes do sistema de comando relacionadas à segurança Parte 1 Princípios gerais de projeto ABNT NBR ISO 1384922019 Segurança de Máquinas Partes de sistemas de comando relacionadas à segurança Parte 2 Validação ABNT NBR ISO 138502021 Segurança de máquinas Função de parada de emergência Princípios para projeto ABNT NBR ISO 138552013 Segurança de máquinas Posicionamento dos equipamentos de proteção com referência à aproximação de partes do corpo humano 246 ABNT NBR ISO 138572021 Segurança de Máquinas Distâncias de segurança para impedir o acesso a zonas de perigo pelos membros superiores e inferiores ABNT NBR ISO 141182022 Segurança de máquinas Prevenção de partida inesperada ABNT NBR ISO 141192021 Segurança de máquinas Dispositivos de intertravamento associados às proteções Princípios de projeto e seleção ABNT ISOTR 1412122018 Segurança de máquinas Apreciação de riscos Parte 2 Guia prático e exemplos de métodos ABNT ISOTR 241192022 Segurança de máquinas Avaliação de mascaramento de defeitos em conexões em série de dispositivos de intertravamento associados a proteções com contatos elétricos livres de potencial ABNT NBR IEC 6020412020 Segurança de máquinas Equipamentos elétricos de máquinas Parte 1 Requisitos gerais ABNT NBR IEC 6094722013 Dispositivo de manobra e comando de baixa tensão Parte 2 Disjuntores ABNT NBR IEC 60947412018 Dispositivos de manobra e comando de baixa tensão Parte 41 Contatores e chaves de partidas de motores Contatores e chaves de partidas de motores eletromecânicos ABNT NBR IEC 60947512020 Dispositivos de manobra e controle de baixa tensão Parte 51 Dispositivos e elementos de comutação para circuitos de comando Dispositivos eletromecânicos para circuito de comando 247 IEC 608252014 Safety of laser products Part 1 Equipment classification and requirements IEC 6149612012 Safety of machinery Electrosensitive protective equipment Part 1 General requirements and tests IEC 61800512016 Adjustable speed electrical power drive systems Part 51 Safety requirements Electrical thermal and energy IEC 61800522016 Adjustable speed electrical power drive systems Part 52 Safety requirements Functional