Quito Ecuador EXTRACTO

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Quito – Ecuador

NORMA TÉCNICA

ECUATORIANA

NTE INEN-ISO 13849-1

Primera edición 2014-01

SEGURIDAD DE LAS MÁQUINAS. PARTES DE LOS SISTEMAS DE MANDO RELATIVAS A LA SEGURIDAD. PARTE 1: PRINCIPIOS GENERALES PARA EL DISEÑO (ISO 13849-1:2006, IDT)

SAFETY OF MACHINERY. SAFETY-RELATED PARTS OF CONTROL SYSTEMS. PART 1:

GENERAL PRINCIPLES FOR DESIGN (ISO 13849-1:2006, IDT)

_____________________________________

Correspondencia:

Esta Norma Técnica Ecuatoriana es una traducción idéntica de la Norma Internacional ISO 13849- 1:2006

DESCRIPTORES: Seguridad, máquinas, sistemas de mando, diseño.

ICS: 13.110

96 Páginas

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Prólogo nacional

Esta Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN-ISO 13849-1 es una traducción idéntica de la Norma Internacional ISO 13849-1:2006, “Safety of machinery. Safety-related parts of control systems. Part 1:

General principles for design”, la fuente de la traducción es la norma adoptada por AENOR. El comité nacional responsable de esta Norma Técnica Ecuatoriana y de su adopción es el Comité Interno del INEN.

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- 5 - ISO 13849-1:2006

ÍNDICE

Página

PRÓLOGO ... 7

INTRODUCCIÓN ... 8

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ... 10

2 NORMAS PARA CONSULTA ... 10

3 TÉRMINOS, DEFINICIONES, SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS... 11

3.1 Términos y definiciones... 11

3.2 Símbolos y abreviaturas ... 15

4 CONSIDERACIONES RELATIVAS AL DISEÑO ... 17

4.1 Objetivos de seguridad en el diseño ... 17

4.2 Estrategia para la reducción del riesgo... 19

4.2.1 Generalidades... 19

4.2.2 Contribución a la reducción del riesgo mediante el sistema de mando... 19

4.3 Determinación del nivel de prestaciones requerido (PLr) ... 22

4.4 Diseño de las SRP/CS ... 22

4.5 Estimación del nivel de prestaciones obtenido y relación con el SIL ... 23

4.5.1 Nivel de Prestaciones PL ... 23

4.5.2 Tiempo medio hasta el fallo peligroso de cada canal (MTTFd)... 25

4.5.3 Cobertura del diagnóstico (DC)... 26

4.5.4 Procedimiento simplificado para la estimación de un PL ... 26

4.6 Requisitos para el soporte lógico de seguridad... 28

4.6.2 Soporte lógico integrado relativo a la seguridad (SRESW) ... 29

4.6.3 Soporte lógico de aplicación relativo a la seguridad (SRASW) ... 30

4.6.4 Parametrización basada en el soporte lógico... 33

4.7 Verificación de que el PL obtenido satisface el PLr... 34

4.8 Aspectos ergonómicos del diseño ... 34

5 FUNCIONES DE SEGURIDAD ... 34

5.1 Especificación de las funciones de seguridad... 34

5.2 Detalles de las funciones de seguridad ... 37

5.2.1 Función de parada relativa a la seguridad ... 37

5.2.2 Función de rearme manual ... 37

5.2.3 Puesta en marcha y nueva puesta en marcha... 38

5.2.4 Función de mando local... 38

5.2.5 Función de inhibición ... 38

5.2.6 Tiempo de respuesta ... 38

5.2.7 Parámetros relativos a la seguridad ... 39

5.2.8 Variaciones, pérdida y restablecimiento de la alimentación de energía... 39

6 CATEGORÍAS Y SU RELACIÓN CON LOS MTTFd DE CADA CANAL, DCavg Y CCF... 39

6.1 Generalidades... 39

6.2 Especificaciones de las categorías... 40

AENOR AUTORIZA EL USO DE ESTE DOCUMENTO A LAS PERSONAS AUTORIZADAS DEL MINISTERIO DE INDUSTRIAS Y PRODUCTIVIDAD

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6.2.2 Arquitecturas tipo... 40

6.2.3 Categoría B... 40

6.2.4 Categoría 1 ... 41

6.2.5 Categoría 2 ... 42

6.2.6 Categoría 3 ... 44

6.2.7 Categoría 4 ... 45

6.3 Combinación de SRP/CS para obtener un PL global ... 48

7 CONSIDERACIÓN DE DEFECTOS, EXCLUSIÓN DE DEFECTOS... 49

7.1 Generalidades... 49

7.2 Consideración de defectos ... 49

7.3 Exclusión de defectos ... 49

8 VALIDACIÓN ... 49

9 MANTENIMIENTO ... 50

10 DOCUMENTACIÓN TÉCNICA ... 50

11 INFORMACIÓN PARA LA UTILIZACIÓN... 50

ANEXO A (Informativo) DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE PRESTACIONES REQUERIDO (PLr) ... 52

ANEXO B (Informativo) MÉTODO DE LOS BLOQUES Y DIAGRAMA DE BLOQUES RELATIVO A LA SEGURIDAD ... 55

ANEXO C (Informativo) CÁLCULO VALORACIÓN DEL MTTFd PARA COMPONENTES INDIVIDUALES ... 57

ANEXO D (Informativo) MÉTODO SIMPLIFICADO PARA ESTIMAR EL MTTFd PARA CADA CANAL ... 65

ANEXO E (Informativo) ESTIMACIONES PARA LA COBERTURA DEL DIAGNÓSTICO (DC) PARA LAS FUNCIONES Y LOS MÓDULOS ... 67

ANEXO F (Informativo) ESTIMACIONES PARA LOS FALLOS DE CAUSA COMÚN (CCF) ... 71

ANEXO G (Informativo) FALLOS SISTEMÁTICOS... 73

ANEXO H (Informativo) EJEMPLO DE COMBINACIÓN DE VARIAS PARTES DEL SISTEMA DE MANDO RELATIVAS A LA SEGURIDAD (SRP/CS) ... 76

ANEXO I (Informativo) EJEMPLOS ... 79

ANEXO J (Informativo) SOPORTE LÓGICO ... 87

ANEXO K (Informativo) REPRESENTACIÓN NUMÉRICA DE LA FIGURA 5... 91

BIBLIOGRAFÍA... 94

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- 7 - ISO 13849-1:2006

PRÓLOGO

ISO (la Organización Internacional de Normalización) es una federación mundial de organismos nacionales de normalización (organismos miembros de ISO). El trabajo de preparación de las normas internacionales normalmente se realiza a través de los comités técnicos de ISO. Cada organismo miembro interesado en una materia para la cual se haya establecido un comité técnico, tiene el derecho de estar representado en dicho comité. Las organizaciones internacionales, públicas y privadas, en coordinación con ISO, también participan en el trabajo. ISO colabora estrechamente con la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en todas las materias de normalización electrotécnica.

Las normas internacionales se redactan de acuerdo con las reglas establecidas en la Parte 2 de las Directivas ISO/IEC.

La tarea principal de los comités técnicos es preparar normas internacionales. Los proyectos de normas internacionales adoptados por los comités técnicos se envían a los organismos miembros para su votación.

La publicación como norma internacional requiere la aprobación por al menos el 75% de los organismos miembros con derecho a voto.

Se llama la atención sobre la posibilidad de que algunos de los elementos de esta norma internacional puedan estar sujetos a derechos de patente. ISO no asume la responsabilidad por la identificación de cualquiera o todos los derechos de patente.

La Norma ISO 13849-1 ha sido preparada por el Comité Europeo de Normalización (CEN) Comité Técnico CEN/TC 114, Seguridad de máquinas, en colaboración con el Comité Técnico ISO/TC 199, Seguridad de máquinas, conforme al acuerdo de cooperación técnica entre ISO y CEN (Acuerdo de Viena).

Esta segunda edición anula y sustituye a la primera edición (ISO 13849-1:1999), que ha sido revisada técnicamente.

La Norma ISO 13849 consta de las partes siguientes, bajo el título general Seguridad de las máquinas.

Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad:

− Parte 1: Principios generales para el diseño.

− Parte 2: Validación.

− Parte 100: Directrices para el uso y la aplicación de ISO 13849-1 [Informe Técnico].

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INTRODUCCIÓN

La estructura de las normas en el ámbito de la seguridad de las máquinas es la siguiente:

a) Normas de tipo A (normas de seguridad fundamentales) que precisan nociones fundamentales, principios para el diseño y aspectos generales que pueden ser aplicados a todos los tipos de máquinas.

b) Normas de tipo B (normas de seguridad relativas a una materia) que tratan de uno o más aspectos de seguridad o de uno o más tipos de protecciones, que son válidas para una amplia gama de máquinas:

− normas de tipo B1, que tratan de aspectos particulares de la seguridad (por ejemplo, distancias de seguridad, temperatura superficial, ruido);

− normas de tipo B2, que tratan de protecciones (por ejemplo, mando a dos manos, dispositivos de enclavamiento, dispositivos sensibles a la presión, resguardos).

c) Normas de tipo C (normas de seguridad de las máquinas) que tratan de requisitos de seguridad detallados para una máquina particular o para un grupo de máquinas.

Esta parte de la Norma ISO 13849 es una norma de tipo B-1 tal como se establece en la Norma ISO 12100-1.

Si las especificaciones de una norma de tipo C son diferentes de las establecidas en las normas de tipo A o de tipo B, las especificaciones de la norma de tipo C tienen prioridad sobre las especificaciones de otras normas, para máquinas que se hayan diseñado y construido conforme a las especificaciones de la norma de tipo C.

Esta parte de la Norma ISO 13849 está prevista para guiar a aquellos que estén implicados en el diseño y evaluación de los sistemas de mando, así como a los Comités Técnicos que elaboran las normas de tipo B2 o de tipo C que se presumen conformes a los requisitos esenciales de seguridad del anexo I de la Directiva del Consejo 98/37/CE, Directiva Máquinas.

Esta norma no da orientaciones específicas para cumplir con otras Directivas CE.

Como parte de la estrategia global de reducción de riesgos de una máquina, un diseñador optará a menudo por conseguir alguna medida de reducción de riesgos mediante la aplicación de protecciones que emplean una o varias funciones de seguridad.

Las partes de los sistemas de mando de las máquinas que tienen asignado desempeñar funciones de seguridad se denominan partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad (SRP/CS) y pueden estar constituidas de soporte material (hardware) y de soporte lógico (software) y pueden estar separadas del sistema de mando de la máquina o ser una parte integral del mismo. Además de desempeñar las funciones de seguridad, las SRP/CS pueden desempeñar también funciones operativas (por ejemplo, dispositivos de mando a dos manos como medio para la puesta en marcha de un proceso).

La aptitud de las partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad para desempeñar una función de seguridad en condiciones previsibles, está clasificada en cinco niveles denominados niveles de prestaciones (PL). Estos niveles de prestaciones se definen en términos de probabilidad de fallo peligroso por hora (véase la tabla 3).

La probabilidad de fallo peligroso de una función de seguridad depende de varios factores, incluyendo la estructura del soporte material y del soporte lógico, la magnitud de los mecanismos de detección de defectos [cobertura del diagnóstico (DC)], la fiabilidad de los componentes [tiempo medio hasta un fallo peligroso (MTTFd), los fallos de causa común (CCF)], el proceso de diseño, los esfuerzos de funcionamiento, las condiciones ambientales y los procedimientos de trabajo.

Con el fin de ayudar al diseñador y facilitarle la evaluación del PL conseguido, este documento emplea una metodología basada en la categorización de estructuras conforme a criterios de diseño específicos y a comportamientos especificados en caso de defecto. Estas categorías se clasifican en cinco niveles, denominados Categorías B, 1, 2, 3 y 4.

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- 9 - ISO 13849-1:2006

Los niveles de prestaciones y las categorías se pueden aplicar a las partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad, tales como:

– dispositivos de protección (por ejemplo, dispositivos de mando a dos manos, dispositivos de enclavamiento), dispositivos de protección electrosensibles (por ejemplo, barreras fotoeléctricas), dispositivos sensibles a la presión;

– las unidades de mando (por ejemplo, un bloque lógico para funciones de mando, tratamiento de datos, control, etc.), y – elementos de mando de los accionadores (por ejemplo, relés, válvulas, etc.),

así como a los sistemas de mando que desempeñan funciones de seguridad en todo tipo de máquinas, desde las más sencillas (por ejemplo, pequeñas máquinas de cocina, o puertas y barreras automáticas) a instalaciones manufactureras (por ejemplo, máquinas de embalaje, máquinas de imprimir, prensas).

El objetivo de esta parte de la Norma ISO 13849 es proporcionar una base clara que permita evaluar el diseño y las prestaciones de cualquier aplicación de SRP/CS (y de la máquina), por una tercera parte o internamente o por un laboratorio de ensayo independiente, por ejemplo.

Información sobre la aplicación recomendada de la Norma IEC 62061 y esta parte de la Norma ISO 13849 La Norma IEC 62061 y esta parte de la Norma ISO 13849 especifican los requisitos para el diseño y la implementación de sistemas de mando relativos a la seguridad de las máquinas. La utilización de cualquiera de estas normas internacionales, de acuerdo con sus campos de aplicación, puede dar presunción de conformidad con los requisitos esenciales de seguridad pertinentes. La tabla siguiente resume los campos de aplicación de la Norma IEC 62061 y de esta parte de la Norma ISO 13849.

Tabla 1 – Aplicación recomendada de la Norma IEC 62061 y de la Norma ISO 13849-1 Tecnología que implementa

la(s) función(es) de mando relativa(s) a la seguridad

ISO 13849-1 IEC 62061

A No eléctrica, por ejemplo,

hidráulica X No cubierta

B Electromecánica, por ejemplo, relés y/o electrónica no compleja

Restringida a arquitecturas tipo^a y hasta un PL = e

Todas las arquitecturas y hasta un SIL 3

C Electrónica compleja, por ejemplo,

programable Restringida a arquitecturas tipo^a y

hasta un PL = d Todas las arquitecturas y hasta un SIL 3

D A combinada con B Restringida a arquitecturas tipo^a y

hasta un PL = e X^c

E C combinada con B Restringida a arquitecturas tipo

(véase la Nota 1) y hasta un PL = d Todas las arquitecturas y hasta un SIL 3

F C combinada con A, o C

combinada con A y B X^b X^c

X indica que este aspecto se trata en la norma internacional mostrada en el encabezamiento de la columna.

a En el apartado 6.2 se definen las arquitecturas tipo con el fin de dar una aproximación simplificada para la cuantificación del nivel de prestaciones.

b Para electrónica compleja: utilizar arquitecturas tipo de acuerdo con esta parte de la Norma ISO 13849 hasta un PL = d, o cualquier arquitectura de acuerdo con la Norma IEC 62061.

c Para tecnología no eléctrica, utilizar partes de acuerdo con esta parte de la Norma ISO 13849 como subsistemas.

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1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

Esta parte de la Norma ISO 13849 proporciona requisitos de seguridad y orientaciones sobre los principios para el diseño e integración de las partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad (SRP/CS), incluyendo el diseño del soporte lógico (software). Para estas partes especifica las características, incluyendo el nivel de prestaciones requerido, para desempeñar las funciones de seguridad. Se aplica a las SRP/CS de cualquier tipo de máquina, independientemente de la tecnología y del tipo de energía utilizadas (eléctrica, hidráulica, neumática, mecánica, etc.).

En ella no se especifican qué funciones de seguridad ni qué niveles de prestaciones se deben utilizar en un caso particular.

Esta parte de la Norma ISO 13849 proporciona requisitos específicos para SRP/CS que utilizan sistemas electrónicos programables.

En ella no se dan requisitos específicos para el diseño de componentes integrados en las SRP/CS. Sin embargo, se pueden utilizar los principios establecidos, tales como las categorías o los niveles de prestaciones.

NOTA 1 Ejemplos de componentes integrados en las SRP/CS: relés, electroválvulas, interruptores de posición, PLCs, unidades de control de motores, dispositivos de mando a dos manos, equipos sensibles a la presión. Para el diseño de dichos componentes, es importante remitirse a las normas internacionales específicas, por ejemplo, ISO 13851, ISO 13856-1 e ISO 13856-2.

NOTA 2 Para la definición de nivel de prestaciones requerido, véase el apartado 3.1.24.

NOTA 3 Los requisitos proporcionados en esta parte de la Norma ISO 13849 para sistemas electrónicos programables son compatibles con la metodología para el diseño y desarrollo de las partes de los sistemas de mando eléctricos, electrónicos y electrónicos programables, relativas a la seguridad de las máquinas, dadas en la Norma IEC 62061.

NOTA 4 Para soporte lógico embebido relativo a la seguridad en componentes con PLr = e, véase el capítulo 7 de la Norma IEC 61508-3:1998.

NOTA 5 Véase también la tabla 1.

2 NORMAS PARA CONSULTA

Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta).

ISO 12100-1:2003 Seguridad de las máquinas. Conceptos básicos, principios generales para el diseño. Parte 1:

Terminología básica. Metodología.

ISO 12100-2:2003 Seguridad de las máquinas. Conceptos básicos, principios generales para el diseño. Parte 2:

Principios técnicos.

ISO 13849-2:2003 Seguridad de las máquinas. Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad. Parte 2:

Validación.

ISO 14121¹⁾ Seguridad de las máquinas. Principios para la evaluación del riesgo.

IEC 60050-191:1990 Vocabulario electrotécnico internacional. Capítulo 191: Confiabilidad y calidad de servicio, y IEC 60050-191-mod1:1999 y IEC 60050-191-mod2:2002:1999 Modificación 1 y Modificación 2. Vocabulario electro- técnico internacional. Capítulo 191: Confiabilidad y calidad de servicio.

IEC 61508-3:1998 Seguridad funcional de los sistemas eléctricos/electrónicos/electrónicos programables relacionados con la seguridad. Parte 3: Requisitos del software (soporte lógico), y IEC 61508-3 Corr.1:1999, Corrigendum 1 Seguridad funcional de los sistemas eléctricos/electrónicos/electrónicos programables relacionados con la seguridad. Parte 3:

Requisitos del software (soporte lógico).

1) Pendiente de publicar (Revisión de la Norma ISO 14121:1999).

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INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Documento:

NTE INEN-ISO 13849-1

TÍTULO: SEGURIDAD DE LAS MÁQUINAS. PARTES DE LOS SISTEMAS DE MANDO RELATIVAS A LA SEGURIDAD.

PARTE 1: PRINCIPIOS GENERALES PARA EL DISEÑO (ISO 13849-1:2006, IDT)

Código: ICS 13.110

ORIGINAL:

Fecha de iniciación del estudio:

2013-11-25

REVISIÓN:

La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma

Oficialización con el Carácter de por Resolución No.

publicado en el Registro Oficial No.

Fecha de iniciación del estudio:

Fechas de consulta pública: 2013-11-27 al 2013-12-12 Comité Interno del INEN:

Fecha de iniciación: 2013-12-13 Fecha de aprobación: 2013-12-13 Integrantes del Comité Interno:

NOMBRES: INSTITUCIÓN REPRESENTADA:

Eco. Agustín Ortiz (Presidente) Ing. José Luis Pérez

Ing. Paola Castillo

DIRECCION EJECUTIVA

COORDINACIÓN GENERAL TÉCNICO DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

Ing. Tatiana Briones DIRECCIÓN DE VALIDACIÓN Y

CERTIFICACIÓN Ing. Laura González

Ing. Bolívar Cano

DIRECCIÓN DE METROLOGÍA DIRECCION DE REGLAMENTACIÓN Ing. Gonzalo Arteaga (Secretaría Técnica) DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

Otros trámites: Compromiso Presidencial N° 20549 del 08 de junio del 2013, para el fortalecimiento de normas del Instituto Ecuatoriano de Normalización – INEN

La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma

Oficializada como: Voluntaria Por Resolución No. 13532 de 2013-12-20 Registro Oficial No. 158 de 2014-01-09

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Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN - Baquerizo Moreno E8-29 y Av. 6 de Diciembre Casilla 17-01-3999 - Telfs: (593 2)2 501885 al 2 501891 - Fax: (593 2) 2 567815

Dirección Ejecutiva: E-Mail: [email protected] Dirección de Normalización: E-Mail: [email protected]

Regional Guayas: E-Mail: [email protected] Regional Azuay: E-Mail: [email protected] Regional Chimborazo: E-Mail: [email protected]

URL:www.inen.gob.ec