SR EN 60204-1: 10 cele mai importante principii

Știi câte pericole pot apărea într-o mașină cu o instalație electrică aparent simplă? O protecție aleasă greșit împotriva electrocutării sau conductoare marcate incorect pot duce nu doar la defecțiuni, ci și la un risc grav pentru sănătatea și viața operatorilor. Tocmai de aceea standardul armonizat SR EN 60204-1 formulează atât de precis cerințele privind echiparea electrică a mașinilor. Scopul este asigurarea funcționării sigure, fiabile și eficiente a mașinilor în mediul industrial. Mai jos găsești o prezentare detaliată a celor zece principii esențiale de proiectare a mașinilor „din perspectiva electrică”, cu exemple practice și un comentariu despre cum se reflectă acestea în exploatarea de zi cu zi.

Diferența dintre starea de defect și avarie – de ce trebuie asigurată protecția în starea de defect?

În industrie, starea de defect este adesea confundată cu avaria, deși sunt noțiuni cu natură diferită și cu consecințe importante pentru siguranță:

1. Stare de defect – mașina are deja o deteriorare ascunsă, de exemplu un conductor cu izolația compromisă. Totuși, acest lucru poate să nu producă simptome evidente în funcționarea zilnică. Mașina continuă să lucreze, iar operatorul nu observă neapărat nereguli. Este o situație deosebit de periculoasă, deoarece există o sursă potențială de electrocutare, incendiu sau alte riscuri, iar în același timp lipsesc semnalele clare de avertizare.
2. Avarie – echipamentul încetează să funcționeze, se oprește sau afișează un mesaj de eroare clar. Nu de puține ori, din perspectiva lucrătorului, se întâmplă „brusc”, deși cauza a fost o problemă neobservată anterior (starea de defect menționată).

De ce trebuie protejată mașina încă din etapa de defect? Pentru că, atunci când defectul nu se manifestă în utilizarea curentă, crește probabilitatea ca problema să evolueze într-o avarie mai gravă – iar, mai rău, poate duce la un accident. Un cablu cu izolația deteriorată este exemplul clasic: nimeni nu observă o fisură mică, deoarece mașina funcționează normal. Abia contactul direct cu conductorul poate avea consecințe tragice, de la electrocutarea lucrătorului până la scurtcircuit și incendiu în dulapul de comandă. De aceea este atât de importantă luarea în calcul a posibilelor stări de defect ascunse în sistemul de protecții, precum și efectuarea de verificări periodice, pentru a depista defectele înainte ca acestea să se transforme într-o avarie cu efecte ireversibile.

1. Marcarea conductoarelor și a componentelor

Unul dintre elementele de bază ale proiectării instalațiilor electrice la mașini este marcarea corectă a conductoarelor și a componentelor. Standardul face trimitere la IEC 60445, care definește codurile de culoare și simbolurile de identificare.

• Conductor de protecție (PE): galben-verde.
• Conductor neutru (N): albastru.
• Conductoare de fază (L): cel mai frecvent negre, maro sau gri (în funcție de numărul de faze și de regulile adoptate).

Lipsa unei marcări clare poate duce la erori în timpul intervențiilor de service, mai ales când mașina este deservită de persoane diferite sau când mașina face parte dintr-un ansamblu de mașini (de exemplu, o linie de asamblare alcătuită din mai multe module). Să ne imaginăm o situație în care tehnicianul primește o schemă care nu corespunde culorilor reale ale conductoarelor – riscul de eroare crește exponențial, ceea ce poate duce la deteriorarea elementelor de automatizare industrială sau chiar la electrocutarea operatorului.

2. Protecția împotriva electrocutării

Obiectivul de bază al standardului SR EN 60204-1 este să garanteze că utilizatorii mașinilor sunt protejați împotriva electrocutării. În acest context, un rol important îl au:

• Izolația de bază: la conductoare și componente care pot ajunge sub tensiune.
• Izolația întărită: utilizată, de exemplu, în condiții deosebit de periculoase.
• Dispozitivele de protecție diferențială (RCD): sunt recomandate tipuri adaptate corespunzător caracterului rețelei și al echipamentelor (de exemplu, tipul B la acționări cu convertizor de frecvență).

De exemplu, la o mașină de ambalat produse alimentare, izolația unui conductor se poate uza din cauza vibrațiilor intense. Dacă sistemul de protecție diferențială este ales corect, alimentarea va fi întreruptă rapid, protejând persoana împotriva electrocutării și prevenind avarii mai grave.

3. Circuite de oprire de urgență

Butoanele de oprire de urgență, numite adesea „ciuperci de urgență”, trebuie să fie ușor accesibile și vizibile. În standardul SR EN 60204-1 se găsesc trimiteri la ISO 13850, care stabilește, printre altele, cerințe privind ergonomia.

• Cromatică: de regulă, buton roșu pe fundal galben.
• Amplasare: la îndemâna operatorului; este posibilă și distribuirea butoanelor în diferite zone ale mașinii.

Imposibilitatea de a reacționa rapid în caz de avarie se poate traduce prin incidente grave, mai ales pe liniile de producție, unde utilajele funcționează automatizat și la un ritm ridicat. Un comandă bimanuală proiectată corect este, de asemenea, esențială la utilaje deosebit de periculoase (de exemplu prese sau mașini pentru prelucrarea lemnului).

4. Împământare și egalizarea potențialelor

Fără o împământare corectă și fără egalizarea potențialelor, este greu de vorbit despre siguranța funcțională a mașinilor. Orice parte conductoare a mașinii cu care o persoană ar putea intra în contact trebuie conectată la sistemul de împământare.

• Exemplu practic: la o mașină CNC care generează perturbații electromagnetice puternice, o împământare incorectă provoacă erori în citirile senzorilor, ceea ce se reflectă într-o calitate slabă a prelucrării.
• În plus: aceste perturbații se pot transmite și către alte echipamente din fabrică, creând un efect de domino al problemelor tehnologice.

Egalizarea potențialelor este importantă și în contextul compatibilității electromagnetice (EMC), fiind unul dintre pilonii normei pentru mașini privind siguranța instalației electrice.

5. Protecții împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinilor

Fiecare circuit dintr-o mașină trebuie protejat cu o protecție la supracurent aleasă corespunzător (de exemplu, o siguranță fuzibilă sau un întreruptor automat). O selecție greșită a protecțiilor poate duce la:

• Deconectarea accidentală a instalației la suprasarcini mici (ceea ce generează opriri).
• Nedecuplarea circuitului la scurtcircuit, ceea ce, în cazuri extreme, poate duce la incendiu.

Să presupunem o mașină tipografică ipotetică, cu mai multe motoare de acționare – dacă protecțiile nu sunt alese corect, un scurtcircuit într-un motor poate avaria întregul tablou de distribuție și poate expune compania la pierderi mari. În contextul cerințelor minime de securitate și sănătate în muncă pentru mașini și echipamente tehnice, regulamentul prevede și sancțiuni pentru lipsa protecției adecvate.

6. Documentație electrică completă

Fără o documentație tehnică riguroasă și actualizată, este dificil să menții mașina într-o stare tehnică corespunzătoare. Documentația ar trebui să includă:

• Scheme electrice (care conțin marcajele conductorilor și ale componentelor).
• Liste de piese (de exemplu tipuri de relee, contactoare, senzori de siguranță).
• Instrucțiuni de operare și mentenanță (care indică ce trebuie făcut în caz de avarie sau la înlocuirea subansamblelor).

În practică, lipsa unei documentații complete înseamnă opriri îndelungate atunci când se încearcă diagnosticarea problemei, precum și riscul de nerespectare a reglementărilor. Pentru companiile care se ocupă de modernizarea mașinilor sau de auditul de siguranță, absența unor informații clare despre subansamblele originale poate prelungi semnificativ întregul proces.

7. Ergonomie și claritatea instalației

Standardul SR EN 60204-1 subliniază că instalația electrică trebuie proiectată astfel încât să asigure acces facil la componente și să minimizeze riscul de erori umane. Această ergonomie este influențată, printre altele, de:

• Dispunerea elementelor în dulapul de comandă: spațiu suficient pentru conductori, ventilarea componentelor, gruparea logică a aparatajului.
• Etichetarea aparatajului: descrieri lizibile pentru butoane, contactoare, relee de siguranță sau module I/O.
• Traseul cablurilor: evitarea împletirii cablurilor de alimentare și a celor de semnal în același canal.

Ultimul punct este deosebit de important dacă în mașină există cabluri de putere mare (de exemplu pentru alimentarea motoarelor, a convertizoarelor) și conductori de măsurare de la senzori. Semnalele puternice din cablurile de alimentare sau ale motoarelor pot introduce perturbații în cablurile de comandă și de măsurare, provocând citiri eronate și opriri neplanificate. Conform principiilor de proiectare și de siguranță a mașinilor:

• Cablurile de alimentare și cele de semnal trebuie trase în canale de cablu separate sau pe niveluri diferite ale canalelor.
• Pentru semnalele de curent mic se utilizează ecranare adecvată, iar ecranul cablului trebuie împământat corect.
• Trebuie păstrate distanțe minime între cablurile de putere și cablurile de semnal, mai ales la frecvențe ridicate (de exemplu în sisteme cu invertoare).

Ignorarea acestor reguli poate duce la alarme „inexplicabile”, funcționarea incorectă a senzorilor și, în final, la decizii greșite de comandă (de exemplu oprirea mașinii pe baza unei indicații eronate, sau chiar la situații care pun în pericol siguranța operatorilor).

8. Iluminarea interiorului mașinilor

Un aspect adesea trecut cu vederea, dar extrem de important, este iluminarea interiorului mașinilor (de exemplu, camera de lucru, zonele de operare). Standardul indică faptul că, în locurile unde sunt necesare reglaje sau operațiuni de mentenanță, trebuie asigurat un nivel de iluminare de cel puțin 300 lx.

• Lipsa unui iluminat suficient înseamnă un risc mai mare de eroare la schimbarea sculelor, ajustarea parametrilor sau evaluarea gradului de uzură al componentelor.
• Exemplu: într-un reactor chimic (parte a unei instalații de proces), iluminarea slabă poate duce la o apreciere greșită a nivelului substanței și, în consecință, la o scurgere.

Un iluminat proiectat corect nu înseamnă doar respectarea cerințelor din standarde, ci și un element suplimentar care crește siguranța și eficiența muncii.

9. Protecția împotriva perturbațiilor electromagnetice (EMC)

În contextul automatizării pe scară largă și al rețelelor de comunicații utilizate pe scară largă (de exemplu, protocoale de comunicare în automatizarea industrială de tip PROFIBUS, EtherCAT sau SAFETYNET), proiectarea corectă și protecția împotriva perturbațiilor electromagnetice sunt indispensabile.

• Filtrele EMC și cablurile ecranate ajută la minimizarea interferențelor.
• Segmentarea traseelor de cabluri (separarea cablurilor de alimentare de cele de semnal) previne cuplarea perturbațiilor.

În practică, la mașinile cu sistem de detecție a defectelor, rutarea incorectă a cablurilor poate provoca citiri eronate ale senzorilor, ceea ce duce la clasificarea greșită a produselor finite. De asemenea, trebuie reținut că directiva privind compatibilitatea electromagnetică (EMC) impune ca fiecare mașină să respecte anumite limite de emisii și de imunitate la perturbații.

10. Testarea și verificarea instalației electrice

Ultimul pas, dar nu mai puțin important, este testarea temeinică a întregii instalații înainte de introducerea mașinii pe piață sau de repunerea în funcțiune după modificări. Aceasta include:

• Măsurarea rezistenței de izolație și a continuității conductoarelor de protecție.
• Verificarea funcționării protecțiilor (întreruptoare diferențiale, protecții la supracurent, releu de siguranță etc.).
• Simulări de avarie (de exemplu, apăsarea butonului de oprire de urgență și evaluarea reacției sistemului).

Omiterea acestor teste poate duce la situația în care primul scurtcircuit serios scoate la iveală erori ascunse, culminând cu un incident periculos. În plus, dacă se urmărește obținerea certificării CE a mașinilor sau derularea procesului de evaluare a conformității mașinilor, protocoalele corecte de testare constituie documentația care confirmă îndeplinirea cerințelor.

Exploatare sigură și conformitate cu reglementările

Respectarea principiilor din standardul SR EN 60204-1 nu este doar o cerință formală asociată cu directiva privind mașinile sau cu noul Regulament UE privind mașinile 2023/1230, ci mai ales o garanție a siguranței operatorilor și a fiabilității mașinilor. O instalație electrică bine proiectată și documentată:

1. Protejează sănătatea și viața oamenilor – prin minimizarea riscurilor asociate electrocutării sau defectării sistemului de alimentare.
2. Asigură eficiența – datorită organizării corecte a cablurilor, alegerii adecvate a protecțiilor și împământării corecte, mașinile funcționează mai stabil și sunt mai ușor de întreținut.
3. Reduce costurile – mai puține opriri ale producției și un risc mai mic de reparații costisitoare sau de revendicări.

Implementarea recomandărilor de mai sus merită susținută prin instruiri și consultanță cu experți în domeniul proiectării și construcției de mașini, mai ales în cazul tehnologiilor mai avansate. O echipă de ingineri bine pregătită poate anticipa încă din etapa de concept cele mai frecvente capcane, ceea ce se traduce printr-un timp de implementare mai scurt și o atingere mai rapidă a obiectivelor de business.

Rețineți – respectarea standardelor SR EN 60204-1 este o investiție în siguranță, într-o producție eficientă și într-o imagine pozitivă a brandului. Dacă există neclarități, merită luată în calcul efectuarea unui audit de siguranță, consultarea unui reprezentant autorizat al producătorului (în cazul mașinilor importate) sau realizarea unei analize de risc suplimentare. Astfel, avem certitudinea că mașina noastră nu este doar conformă din punct de vedere legal, ci, mai presus de toate, este sigură în exploatarea de zi cu zi.