S©curit© des machines et des ©quipements de travail - INRS

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  • Scurit des machineset des quipements de travailCircuits de commande et de puissance.

    Principes dintgration des exigences de scurit

  • LInstitut national de recherche et de scuritLInstitut national de recherche et de scurit (INRS) est une association dclare sans butlucratif (loi du 1er juillet 1901), constitue sous lgide de la Caisse nationale de lassurance maladie. Il est plac sous la tutelle des pouvoirs publics et le contrle financier de ltat. Son conseil dadministration estcompos en nombre gal de reprsentants du Mouvement des entreprises de Franceet des organisations syndicales de salaris.

    LINRS apporte son concours aux services ministriels, la Caisse nationale de lassurance maladie, aux Caisses rgionales dassurance maladie, aux comits dhygine, de scurit et des conditions de travail, aux entreprises, enfin toute personne, employeur ou salari, qui sintresse la prvention. LINRS recueille,labore et diffuse toute documentation intressant lhygine et la scurit du travail :brochures, dpliants, affiches, films,renseignements bibliographiques... Il forme des techniciens de la prvention et procde en son centre de recherche de Nancy aux tudes permettant damliorer les conditions de scurit et lhygine de travail.

    Les publications de l'INRS sont distribues par les Caisses rgionales d'assurance maladie. Pour les obtenir, adressez-vous au service prvention de la Caisse rgionale de votre circonscription, dont vous trouverez ladresse en fin de brochure.

    Les Caisses rgionales dassurance maladieLes Caisses rgionales dassurance maladie disposent, pour diminuer les risques professionnels dans leur rgion,dun service prvention compos dingnieurs-conseils et de contrleurs de scurit. Par les contacts frquents que ces derniers ont avec les entreprises, ils sont mme non seulement de dceler les risques professionnels particuliers chacune delles,mais galement de prconiser les mesures prventives les mieux adaptes aux diffrents postes dangereux et dapporter, par leurs conseils, par la diffusion de la documentation dite par lInstitut national de recherche et de scurit, une aide particulirementefficace laction des comits dhygine,de scurit et des conditions de travail.

    Toute reprsentation ou reproduction intgrale ou partielle faite sans le consentement de lINRS, de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite.

    Il en est de mme pour la traduction, ladaptation ou la transformation, larrangement ou la reproduction, par un art ou un procd quelconque (article L. 122-4 du code de la proprit intellectuelle). La violation des droits dauteur constitue une contrefaon punie dun emprisonnement de deux ans et dune amende de 150 000 euros (article L. 335-2 et suivants du code de la proprit intellectuelle).

    INRS, 2003. Conception graphique et schmas Atelier F. Causse. Illustration de couverture Bernard Chadebec.

  • Scurit des machineset des quipements de travailCircuits de commande et de puissance.

    Principes dintgration des exigences de scurit

    J. Marsot, R. KleinLaboratoire sret des machines et composants

    Ingnierie des quipements de travail, INRS

    D. Pagliero, D. Dei-SvaldiLaboratoire sret des systmes lectroniques

    Ingnierie des quipements de travail, INRS

    ED 913

  • Sommaire

    2

    Avant-propos 5

    Chapitre 1SYSTME DE COMMANDE1.1 Gnralits 6

    1.2 Circuits de commande et de puissance/stratgie

    de rduction du risque 7

    Chapitre 2INTGRATION DE LA SCURIT AU NIVEAU DU CIRCUIT DE COMMANDE2.1 Aspect rglementaire 9

    2.2 Aspect normatif 9

    2.3 Choix dune catgorie 10

    2.4 Catgorie 1 13

    2.4.1 Circuit lectromcanique 13

    2.4.2 Circuit hydraulique/pneumatique 14

    2.5 Catgorie 2 14

    2.5.1 Circuit lectromcanique 15

    2.6 Catgorie 3 15

    2.6.1 Circuit lectromcanique 15

    2.6.1.1 Circuit redondant sans dtection de dfaut 15

    2.6.1.2 Circuit redondant avec dtection de dfaut 17

    2.6.2 Circuit hydraulique/pneumatique 17

    2.7 Catgorie 4 18

    2.7.1 Circuit lectromcanique 18

    2.7.2 Circuit hydraulique/pneumatique 19

    2.8 Blocs logiques de scurit 20

  • 3

    Chapitre 3INTGRATION DE LA SCURIT AU NIVEAU DU CIRCUIT DE PUISSANCE3.1 Circuit de puissance lectrique 22

    3.2 Circuit de puissance pneumatique 23

    3.3 Circuit de puissance hydraulique 24

    Chapitre 4EXEMPLE DE CONCEPTION DUN AUTOMATISME 4.1 Partie relative la scurit 27

    4.1.1 Traitement de diverses fonctions 28

    4.2.1 Principe de fonctionnement 28

    Chapitre 5ANNEXES5.1 Action mcanique positive (NF EN 609457-5-1) 30

    5.2 Actionnement suivant le mode positif (NF EN 292-1) 30

    5.3 Relais contacts lis ou guids (NF EN 50205) 30

    5.4 Distributeur recouvrement larrt positif 31

    5.5 Sorties statiques 31

    Lexique 33

    Bibliographie 35

  • 5

    Cette brochure traite des circuits de commande des

    quipements de travail pour lesquels la mise en scurit

    du personnel est obtenue par l'immobilisation et le main-

    tien l'arrt des lments dangereux 1. Elle a pour but

    daider les concepteurs et/ou les intgrateurs de ces

    quipements, quils soient neufs ou en cours de rnova-

    tion, en attirant leur attention sur la ncessit de prvoir,

    pour les parties puissance et commande d'un auto-

    matisme, une architecture et des fonctions capables

    d'intgrer des moyens de prvention (barrages immat-

    riels, arrt durgence, dispositifs de verrouillage, etc.). Elle

    est un complment de la brochure ED 807 [1] relative au

    moyen de protection contre les risques mcaniques.

    Il est bien entendu que d'autres mesures de prvention

    peuvent tre mises en uvre pour amliorer la scurit

    des oprateurs sur machines. Il s'agit essentiellement :

    des mesures d'organisation (amnagement des

    postes de travail, adaptation des modes opra-

    toires, etc.),

    de la formation et de l'information des oprateurs,

    de l'emploi, en dernier recours, de protections indi-

    viduelles.

    Le premier chapitre de ce recueil prsente de faon

    gnrale les circuits de commande et les prescriptions

    qui leur sont applicables ds lors quils contribuent au

    processus de rduction du risque.

    Les chapitres suivants prsentent limpact de lintgra-

    tion de la scurit au niveau des circuits de commande

    et de puissance dun automatisme. Ils sont illustrs par

    des schmas de principe abondamment comments

    qui proviennent pour la plupart de la brochure 6/97 e du

    BIA 2 [2]. La technologie lectronique nest pas prsen-

    te dans ce document car elle fait lobjet de publica-

    tions spcifiques [3] [4].

    Ces schmas ne sont en aucun cas des schmas de

    mise en uvre. Ils donnent uniquement des ides de

    ralisation dont il est possible de sinspirer. Pour la rali-

    sation et/ou la modification finale du circuit de com-

    mande dun quipement de travail, il est recommand

    de sappuyer sur les rfrences bibliographiques [5] [6]

    [7] [8].

    1 - Par consquent, elle ne concerne pas les systmes ncessitant lapoursuite de la mission mme en mode dgrad (chimie, ptrochimie,nuclaire, avionique, etc.).2 - BIA : Berufsgenossenschaftliches Institut fr Arbeitsschutz.

    vant-propos

    Ce document renvoie des normes. Seuls font foi les

    textes de ces normes dites par lAfnor dans leur ver-

    sion originale. Le lecteur peut se procurer ces normes

    auprs de lAfnor (adresse dans la bibliographie).

    Les normes cites dans cette brochure ne sont pas dap-

    plication obligatoire et elles ont t labores en vue de

    la conception dquipements de travail neufs ou consi-

    drs comme neufs. Certaines de ces normes sont

    ltat de projet (Pr), elles sont donc susceptibles de modi-

    fications. Nous estimons cependant que les informations

    techniques quelles contiennent peuvent aider utilement

    les personnes en charge de lamlioration des

    machines en service.

    La validit des informations contenues dans ce docu-

    ment sentend la date de son laboration, soit sep-

    tembre 2003.

    Les chiffres entre crochets renvoient la bibliographie

    en fin douvrage.

    Avertissement

    A

  • 6

    1 Systme de commande

    SYSTME DE COMMANDE

    Interface oprateur / machine

    Interface oprateur / machine

    Interface oprateur / machine

    SIGNALISATIONAFFICHAGE

    AVERTISSEMENTS

    ORGANES DE SERVICE

    APPAREILDE COMMANDE

    MMORISATION ET TRAITEMENTLOGIQUE OU ANALOGIQUE

    DES INFORMATIONS

    CAPTEURSDISPOSITIFS DE SCURIT

    PARTIEOPRATIVE

    SYSTMEDE

    COMMANDE

    PROTECTEURS

    PRACTIONNEURS(contacteurs,

    distributeurs, variateurs)

    ACTIONNEURS(moteurs, vrins, etc)

    LMENTS DETRANSMISSION

    Figure 1 Reprsentation schmatique gnrale d'une machine (NF EN 292-1 [9]).

    1.1 Gnralits

    Le systme de commande dun quipement de travail

    est constitu par les circuits qui laborent les ordres des-

    tins au processus ou la machine et l'oprateur

    (signalisation) partir des informations de la partie op-

    rative, des entres externes (consignes) et de l'tat du

    systme (cf. figure 1).

    Il comprend les dispositifs de signalisation, de com-

    mande (cran, pupitre, etc.), le systme traitant les infor-

    mations logiques ou analogiques (automate program-

    mable, micro-ordinateur, relais lectromcanique, etc.),

    les dispositifs de scurit (barrage immatriel, tapis sen-

    sible, scrutateur laser, dispositifs de verrouillage, etc.) et

    les capteurs. Il peut tre ralis par une combinaison

    des technologies suivantes :

    lectromcanique (relais, interrupteurs de position,

    etc.),

    pneumatiq