Comment mettre en place une fonction de muting ou d’inhibition

Il est difficilement compréhensible que des personnes puissent sciemment s’introduire dans une zone dangereuse, mais dans la pratique, en cas d’incident pendant le convoyage d’objets par exemple, il est courant que des personnes tentent d’entrer dans la zone interdite malgré la présence de barrières immatérielles pour intervenir au plus vite et ainsi éviter l’arrêt d’urgence des machines industrielles. Il est donc indispensable de prévoir une sécurité supplémentaire sans que cela interfère avec la production pour prévenir des risques d’accident dans le secteur industriel.

Qu’est-ce que la fonction d’inhibition / muting ?

La fonction d’inhibition (ou muting) est l’interruption automatique et temporaire de la fonction de sécurité industrielle par les SRP/CS (parties de systèmes de commandes relatives à la sécurité).

La norme EN ISO 13849-1 exige que l’inhibition n’expose aucune personne à des situations dangereuses.

Durant le muting, les conditions de sécurité doivent être assurées par d’autres moyens et à la fin du muting, toutes les fonctions de sécurité des SRP/CS doivent être rétablies. Le niveau de performance des SRP/CS assurant la fonction d’inhibition doivent être sélectionné de façon à ce que l’inclusion de la fonction de muting ne diminue pas la sécurité requise de la fonction de sécurité correspondante.

La fonction d’inhibition sera, par exemple, utilisée pour permettre l’accès de matériau aux zones dites dangereuses.

Pendant le laps de temps où la fonction de sécurité sera inactive, des personnes peuvent s’introduire dans la zone dangereuse. C’est pourquoi, une évaluation des risques est indispensable pour permettre la mise en place des mesures nécessaires de façon fiables et conformes aux normes en vigueur (IEC 62046 et EN 61496-1).

Ces dernières exigent que l’initialisation de la fonction de muting soit réalisée par au moins 2 signaux indépendants et continus et elle doit s’effectuer par une séquence et/ou un séquencement temporel.

L’arrêt de l’inhibition doit se faire par au moins 2 signaux indépendants et s’exécuter dès que le premier des 2 signaux change d’état.

Les sources des signaux d’inhibition et d’arrêts peuvent être les mêmes.

Pour la mise en place de la fonction de muting sur les machines industrielles et ainsi permettre l’accès de matériau, il faut remplir 4 conditions :

1. Les conditions de sécurité sont-elles assurées pendant la neutralisation ?

2. La séquence d’inhibition garantit-elle la discrimination Charge transportée / Personne (objectif principal) ?

3. Pour les objets de taille / forme différentes, les conditions 1 et 2 sont-elles remplies ?

4. La séquence d’inhibition permet-elle un fonctionnement fluide sans arrêt de production ?

Mise en œuvre de l’inhibition de façon sûre

Il existe plusieurs moyens de mise en œuvre de la fonction d’inhibition (les capteurs sont identifiés S1, S2, S3 et S4) :

• 4 faisceaux parallèles

Les distances entre les capteurs d’inhibition sont calculées de façon à empêcher une personne d’entrer avant/après la charge, de passer sur les côtés ou même de déclencher la fonction d’inhibition en activant simultanément les capteurs par une jambe.

• 4 faisceaux parallèles avec commande temporelle

Le principe est de limiter dans un délai de 4 secondes maximum l’activation entre 2 capteurs. Si le temps est trop long, l’accès à la zone dangereuse est facilité.

Un durée d’inhibition la plus courte possible permet de renforcer les conditions de sécurité et ainsi d’empêcher le contournement. Une commande séquentielle et une détection sur la charge sont recommandées.

• 4 capteurs parallèles avec commande temporelle

Les capteurs sont en détection directe sur l’objet. Il est toujours mieux d’avoir l’inhibition sur la charge grâce à des capteurs optiques à élimination d’arrière-plan ou des capteurs inductifs si l’objet est réactif à ce type de technologie.

Les capteurs sont installés à l’opposé pour éviter l’activation avec des objets quelconques de la même taille que la charge.

• 2 capteurs avec faisceaux croisés

Il est possible de mettre 2 capteurs en croix mais il faut faire extrêmement attention que personne ne puisse passer par les côtés. C’est pourquoi, l’écart X doit être inférieur à 200 mm.

• 2 capteurs parallèles en zone de sortie uniquement

La fin de l’inhibition sera effective quand le signal de S1 reviendra au repos et que la charge sera sortie en moins de 4 secondes. Il faut donc faire le bon calcul entre la vitesse de convoyage et la distance pour sortir de la zone dangereuse.

Pour toutes ces applications, il faut pouvoir vérifier le niveau de fiabilité, c’est-à-dire que les capteurs sont toujours fonctionnels.

Il est donc indispensable de pouvoir effectuer :

• Le contrôle de la séquence (S1→S2→S3→S4)

• Le contrôle temporel : S1→S2=4s maxi

• Le contrôle de plausibilité : ajout d’un signal supplémentaire

• Éviter une inhibition continue : le seul moyen de vérifier le niveau de fiabilité des capteurs est de pouvoir détecter le changement d’état de ces derniers (repos/inhibition/repos)

Comment faire lorsque la charge se bloque au moment de passer la zone d’inhibition ?

Il peut arriver qu’un incident fasse que la charge qui entre dans la zone de danger se bloque pendant que la phase d’inhibition est activée. Il peut alors s’avérer difficile d’évacuer cette charge pour reprendre un mode de fonctionnement normal. Pour cela, il existe ce que l’on appelle la fonction de dégagement ou override.

La fonction de dégagement est définie par la norme ISO TS 62046 comme une fonction de commande manuelle permettant de dégager un matériau présent dans la zone de détection de l’ESPE en cours d’inhibition et est soumise à des obligations :

• L’activation de cette fonction doit se faire via un dispositif à action maintenue ou par un bouton poussoir à action momentanée. Elle ne peut en aucun cas être automatisée.

• La zone dangereuse doit être visible depuis le dispositif de commande manuelle pour s’assurer qu’aucune personne ne soit mise en danger pendant l’activation de l’override.

• L’arrêt automatique de cette fonction ne peut se faire que lorsque tous les signaux des capteurs d’inhibition sont à l’état inactif. Il est fortement conseillé que cet arrêt se fasse après expiration d’une limite de temps prédéterminé.

L’expertise SICK en fonction de vos contraintes

• Objets de longueur variable - inhibition sur le moyen de transport

Lorsque la palette est plus petite que les objets transportés, le contournement devient possible. Il faut donc veiller à ce que la durée d’inhibition ne soit pas trop longue. Nous conseillons dans ce cas d’effectuer la fin de l’inhibition à la libération de l’AOPD.

• Objets de largeur variable

Sur des charges plus petites, il devient possible de passer sur les côtés. Il sera recommandé d’ajouter des portes battantes flexibles, verrouillées ou tout autre dispositif permettant d’empêcher l’accès et ainsi éviter tout risque d’écrasement.

• Détection d’une personne sur une palette

Sur l’AOPD, on gardera le faisceau supérieur actif de façon à détecter un objet ce plus haut que la charge transportée.

Les alternatives aux solutions de muting

• Commutation de champs de scrutateurs laser de sécurité

Cette alternative permet un grand nombre de combinaisons et une grande flexibilité de forme d’objet. Les protections latérales faciles à réaliser sans recourir à des protecteurs verrouillés. Avantage décisif, le dispositif de protection est toujours actif.

SICK propose d’ailleurs une nouvelle application : SICK Safe Portal Solution qui est une solution de protection de portails avec des scrutateurs laser de sécurité avec fonction de protection intelligente.

• Protection horizontale ou reconnaissance d’objets

Cette application fonctionne avec des critères discriminants : on va tolérer un nombre d’objets dans le champ de protection. L’espace entre chaque objet doit être invariable (exemple les plots d’une palette) durant le passage dans le dispositif de protection. L’objet va couper le 1er faisceau jusqu’au dernier (séquences).

Les avantages de cette solution sont que le dispositif de protection est toujours actif, les accès latéraux sont protégés et le sens de passage est contrôlé.

• Reconnaissance d’objet modélisé avec contrôle de taille

Souvent utilisé dans l’industrie automobile. De 1 à 5 objets de taille définie sont autorisés simultanément dans le champ de protection. Le nombre d’objet maximum dépend de la taille du champ de protection.

Causes fréquentes des arrêts d’urgence de production

· Le capteur d’inhibition est inadapté à l’objet détecter (objet brillant, sombre…)

· Il y a des objets parasites dans le champ du barrage immatériel ou dans le faisceau des capteurs d’inhibition (morceau de film étirable qui dépasse de la palette)

· Espace entre les produits disposés sur la palette qui entraîne la discontinuité du signal d’inhibition. Ce défaut de séquence déclenchera alors l’arrêt

· Une mauvaise disposition des capteurs ou un changement de forme de l’objet sur la palette

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