IT202100006212A1 - Sistema di gestione automatizzata della sicurezza nei luoghi di lavoro. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un sistema di gestione automatizzata della sicurezza nei luoghi di lavoro.

E? noto che in molti ambiti produttivi sono predisposte aree destinate a macchine, attrezzature e pi? in generale installazioni il cui utilizzo ? riservato a personale dotato di speciali qualifiche od aree nelle quali la presenza di persone deve essere addirittura evitata. Ci? si verifica, ad esempio, in molti siti produttivi dove sono presenti aree che ospitano macchine automatiche, robot industriali, od anche laboratori, ovvero aree nelle quali, al fine di garantire l?incolumit? delle persone, il personale presente deve essere costituito unicamente da soggetti abilitati alla gestione dei rischi connessi alla conduzione di attivit? intrinsecamente pericolose, o addirittura la presenza degli operatori deve essere evitata. In tali aree possono essere immagazzinate sostanze od installate macchine od attrezzature che costituiscono fonte di rischio per l?incolumit? degli operatori data la presenza di organi in movimento o sostanze chimicamente attive o radianti od esplosive.

Attualmente, a tale scopo si utilizzano sistemi di contenimento variamente configurati. Ad esempio, si utilizzano barriere perimetrali con varchi di accesso nei quali sono predisposti porte o cancelli dotati di finecorsa di sicurezza, con o senza elettroserratura, realizzando accessi protetti da finecorsa che una volta aperti comandano l?arresto delle macchine installate nell?area controllata fino ad un?azione di reset, generalmente tramite pulsante, da parte di un operatore. Ancora, ad esempio, si utilizzano barriere fotoelettriche, costituite dispositivi elettro-fotosensibili che creano un accesso virtuale, costituito da raggi infrarossi, i quali una volta interrotti bloccano le macchine installate nell?area controllata fino ad un?azione di reset, generalmente tramite pulsante, da parte di un operatore. Si utilizzano anche tappeti sensibili, ovvero dispositivi elettro-pressosensibili dotati di uno o pi? sensori capaci di rilevare la sollecitazione alla pressione di calpestio di una o pi? persone che si avvicinano alle parti pericolose delle macchine installate nell?area controllata. Si utilizzano anche dispositivi Radar che rilevano il movimento delle persone all?interno dell?area controllata. Una tecnica meno sofisticata dal punto di vista tecnologico ma tuttora in uso prevede il ricorso a varchi di accesso con porte o cancelli con lucchetti la cui chiave ? disponibile unicamente al personale autorizzato ad accedere nell?area controllata. I sistemi attuali sopra elencati presentano l?inconveniente di non salvaguardare le persone rimaste ?intrappolate? all?interno dell?area pericolosa, specialmente se tali persone arrivano da altre zone o sono coperte da corpi ingombranti, ostacoli visivi, angoli ciechi, ecc. in quanto in talune condizioni ? comunque permesso il riavvio delle macchine installate nell?area e in ogni caso la presenza delle persone intrappolate nell?area stessa non viene segnalata.

Pi? in particolare, i sistemi di controllo delle aree pericolose che prevedono il ricorso a porte o cancelli di sicurezza con lucchetto, non salvaguardano i casi in cui siano presenti pi? persone entrate nell?area con il medesimo lucchetto o persone che sono nella stessa area attraverso accessi diversi. Pertanto la persona che rimuove il lucchetto pu? non accorgersi (a causa di corpi ingombranti, ostacoli visivi angoli ciechi, ecc.) di persone rimaste all?interno dell?area pericolosa e riavviare il macchinario od allontanarsi dall?area stessa. Le barriere fotoelettriche presentano sostanzialmente gli stessi limiti delle porte di sicurezza con lucchetto. I tappeti sensibili presentano limitazioni operative analoghe alle precedenti in quanto non consentono di rilevare la presenza di persone rimaste all?interno dell?area pericolosa perch? installati unicamente in corrispondenza dei varchi di accesso all?area. La predisposizione di tappeti sensibili alla pressione su tutta l?area controllata implicherebbe costi eccessivi, anche in relazione alla necessit? di realizzarli su misura e secondo sagome di volta in volta variabili in funzione del layout delle macchine installate nell?area controllata. I dispositivi Radar sono configurati per rilevare oggetti in movimento nell?area controllata ma non rilevano la presenza di persone che non sono in grado di muoversi o sono ferme per svolgere determinate operazioni; inoltre nella pratica i modelli pi? accurati sono affetti da disturbi dell?ambiente esterno soprattutto in presenza di metalli, pertanto sono di difficile regolazione e affetti dalla generazione di falsi allarmi. Inoltre, i sistemi che utilizzano dispositivi radar impongono complesse attivit? di configurazione e di validazione in funzione del software di controllo utilizzato, possono interferire con il funzionamento delle macchine presenti nell?area controllata e possono generare falsi allarmi.

Altri sistemi di controllo sono basati sull?impiego di laser-scanner che tuttavia presentano limitazioni operative connesse al loro posizionamento.

Lo scopo principale del presente trovato ? quello di fornire un sistema di controllo che consenta di eliminare, o comunque drasticamente ridurre, gli inconvenienti dei sistemi di controllo attuali.

A tale risultato si ? pervenuti, in conformit? del presente trovato, adottando l?idea di realizzare un sistema avente le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1. Altre caratteristiche del presente trovato sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. Un sistema in conformit? del presente trovato consente di determinare l?accesso di persone all?interno di un?area, con la possibilit? di individuarne il numero, la funzione aziendale e storicizzare, ove richiesto, gli accessi, anche con la loro identificazione. Il presente sistema tiene conto della presenza delle persone all?interno dell?area controllata, bloccando il riavvio di una macchina o di una qualunque attivit?/funzione controllabile.

Il presente sistema ? configurabile in modo tale da accertare l?assenza di persone all?interno dell?area controllata e, in funzione dell?identificazione operata sui singoli soggetti presenti nell?area controllata, concede o nega l?accesso a macchine o parti di macchine e/o inibisce o limita alcune modalit? di funzionamento di macchine o parti di macchine. In tal senso, ad esempio, il sistema pu? imporre velocit? di esercizio ridotte delle macchine, oppure pu? inibire l?impiego di particolari utensili oppure, in funzione del livello di pericolosit? delle attivit? svolte, pu? bloccare l?accesso ad ulteriori aree interne all?area controllata inibendo, ad esempio, lo sblocco di elettroserrature montate su una o pi? porte di accesso a dette aree interne.

Il presente sistema pu? essere configurato per eseguire il conteggio delle persone all?interno dell?area controllata grazie ai dati forniti da dispositivi che sorvegliano i flussi di persone in entrata e/o uscita attraverso i varchi di accesso all?area. Ad esempio, il presente sistema comprende dispositivi sensibili sui varchi che analizzano un elemento portato o indossato dalle persone che vi accedono, del tipo chip, tag, beacon, transponder ecc. contenenti informazioni riguardanti le persone stesse. Tali informazioni possono essere costituite da qualsiasi dato consentito, quali ad esempio nome, posizione o funzione aziendale, orari, ecc. Il sistema possiede anche come funzione intrinseca una miglior discriminazione delle persone rispetto a disturbi esterni che potrebbero alterare il conteggio, quali polvere, luce solare od altri fattori che in generale possono interferire con dispositivi di rilevazione basati su rilevazioni di tipo ottico.

In ambito industriale o cantieristico, ad esempio, oltre alla possibilit? di montare i dispositivi sensibili su indumenti o accessori vari, il presente sistema pu? essere configurato in modo da prevedere l?inserimento di un chip all?interno di una scarpa o direttamente dentro alla suola della stessa, o come ?accessorio? della scarpa montato direttamente dal magazziniere che consegna le scarpe da lavoro all?operatore autorizzato ad entrare nell?area controllata, preferibilmente in modo amovibile o distruttibile in caso di tentativo di rimozione. Questa scelta porterebbe i seguenti vantaggi: le scarpe da lavoro sono obbligatorie in ogni ambiente di lavoro che presenti rischi; le scarpe sono indumento personale, pertanto ? altamente improbabile uno scambio tra persone, con conseguente elevata improbabilit? di scambio di ruoli, identit? o autorizzazioni.

Il sistema proposto segue anche la metodologia LoTo; con la sigla LoTo, Lock out ? Tag out, si intende per Lock l?aspetto fisico che garantisce il bloccaggio dell?azione di chiusura, mentre per Tag l?aspetto visivo che identifica e certifica che l?azione di Lock sia stata attivata rendendola percettibile a tutti attraverso dispositivi idonei quali ad esempio lucchetti con diversi colori e chiave univoca.

In particolare, oltre ad adottare il principio LoTo, come gi? accennato, si accresce l?affidabilit? in termini di sicurezza in quanto nei sistemi attuali una volta che viene attivata una procedura LoTo, persone esterne hanno la possibilit? di entrare nell?area tramite altri accessi o tramite lo stesso che generalmente ? aperto in tale situazione. Quindi, in mancanza di visibilit? delle persone interne, una persona "esterna" pu? riavviare le funzioni creando situazioni di pericolo alle persone rimaste inavvertitamente all'interno. Il presente sistema di controllo, invece, tiene conto del ?conteggio netto? delle persone all?interno dell?area controllata riducendo drasticamente rischi connessi a possibili riavvii di macchine o parti di macchine in condizioni non sicure.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche del presente trovato saranno pi? e meglio compresi da ogni tecnico del ramo grazie alla descrizione che segue ed agli annessi disegni, forniti a titolo esemplificativo ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

- la Fig.1 rappresenta schematicamente un?area controllabile da un sistema in conformit? di una possibile forma di implementazione del presente trovato; - la Fig.2 rappresenta uno schema a blocchi semplificato relativo ad una possibile modalit? di interfacciamento dei dispositivi di riconoscimento individuale (6) con i sensori di riconoscimento (94);

- le Figg.3-4 rappresentano due possibili modalit? di associazione di un dispositivo di riconoscimento individuale ad una calzatura;

- le Figg.5-8 sono schemi semplificati nei quali sono rappresentate diverse modalit? di configurazione di un sistema in conformit? della presente invenzione;

- le Figg. 9-10 sono schemi a blocchi semplificati che illustrano possibili modalit? di integrazione di un sistema di monitoraggio in conformit? della presente invenzione in un sistema di gestione della sicurezza che utilizza dispositivi convenzionali.

Ridotto alla sua struttura essenziale e con riferimento ai disegni esemplificativi allegati, un sistema di controllo in conformit? del presente trovato ? un sistema di sicurezza configurato per controllare, conteggiare e identificare gli operatori (1) che entrano all?interno di un?area prestabilita (2) attraverso un varco (3), come schematicamente rappresentato ad esempio in Fig.1, dove l?area (2) ? delimitata perimetralmente da una barriera fisica (4) costituita da pannelli predisposti in modo tale che si possa accedere all?area (2) unicamente attraverso il varco (3). Su ciascun varco (3) ? predisposto un sensore (94) atto a rilevare il passaggio di un dispositivo di riconoscimento individuale (6) associato ad un indumento indossato dall?operatore (1), il quale dispositivo di riconoscimento individuale (6) ? a sua volta configurato per interfacciarsi in modalit? wireless con il sensore (94) al fine di trasmettere dati a quest?ultimo. Nell?esempio rappresentato in Fig.1, ciascun varco (3) ? altres? monitorato da sensori (5) di tipo noto, come ad esempio barriere a fotocellule, per rilevare anche l?eventuale passaggio, attraverso lo stesso varco, di soggetti che non indossano il dispositivo di riconoscimento individuale.

Ad esempio, il dispositivo di riconoscimento individuale (6) comprende un chip con una sezione di memoria (60) nella quale sono salvati dati (DR) di riconoscimento individuale ed una sezione trasmittente (61) mediante la quale tali dati sono trasmessi al sensore (94) in modalit? wireless (W), cio? senza fili, come schematicamente rappresentato in Fig.2. Ad esempio, i dati (DR) sono dati identificativi individualmente associati ad un operatore comprendenti, ad esempio, nome e cognome, matricola, ruolo ricoperto, autorizzazioni di accesso alle aree controllate ed abilitazioni conseguite. Ad esempio, un operatore pu? essere autorizzato ad accedere a tutte le aree controllate dal sistema o solo ad una parte di esse in funzione del suo ruolo o delle abilitazioni conseguite.

Ad esempio, il dispositivo di riconoscimento individuale (6) pu? essere associata ad una calzatura (7) indossata dall?operatore, come schematicamente rappresentato in Fig.3 e Fig.4. Il dispositivo di riconoscimento individuale (6) pu? essere inserito in qualsiasi punto idoneo della calzatura (7), come ad esempio la linguetta (70) o la suola (71).

Va da s? che se l?area controllata presenta pi? varchi, ad ogni varco ? associato un corrispondente sensore (94).

Nello schema di Fig. 1 ? rappresentata una unit? programmabile di sicurezza (8), di per s? nota, ad esempio un PLC di sicurezza, normalmente presente nell?impianto industriale comprendente l?area monitorata (2). L?unit? programmabile di sicurezza (8) ? configurata per controllare le macchine utensili (9) presenti nell?area (2) consentendone il regolare funzionamento, o rallentandole o inibendo una o pi? funzioni delle stesse. I sensori (94) sono collegati ad una unit? di controllo di area (20) che funge da interfaccia tra i sensori stessi ed il PLC di sicurezza (8). In tal modo, ? possibile integrare i sistemi di monitoraggio dei varchi attuali, come ad esempio le barriere a fotocellule, con un sistema di riconoscimento individuale in conformit? della presente invenzione.

Un sistema cos? realizzato elabora i dati rilevati dal sensore quando un dispositivo di riconoscimento individuale (6) passa attraverso un varco (3) e, in funzione dei dati cos? ricevuti, controlla le macchine (9) presenti nell?area (2) consentendone il regolare funzionamento, o rallentandole o inibendo una o pi? funzioni delle stesse. A tale scopo, l?unit? di controllo di area (20) dialoga con il PLC di sicurezza (8) che a sua volta controlla le macchine (9) come schematicamente rappresentato in Fig.1.

Ad esempio, se il sistema rileva la presenza di un operatore all?interno dell?area (2) e tale operatore non ? autorizzato ad essere presente nell?area quando le macchine sono in funzione (ad esempio, si tratta di un addetto alle pulizie oppure di un addetto all?esecuzione di operazioni di manutenzione in ambienti a rischio ridotto), il funzionamento delle macchine viene inibito per essere successivamente ripristinato solo quando l?operatore sar? uscito dall?area (2).

In pratica, un sistema in conformit? della presente invenzione consente di rilevare, attraverso i dispositivi di riconoscimento individuali (6), varie informazioni dell?operatore che si accinge ad entrare all?interno dell?area, e permette altres? di diversificare il livello degli accessi in base alle mansioni dei singoli operatori: come spesso richiesto nelle attivit? industriali, il sistema permette di concedere, ad esempio, l?accesso ad un manutentore con alcuni movimenti del macchinario in funzione, per effettuare le necessarie regolazioni o manutenzioni; invece l?accesso di un operatore di produzione potrebbe essere consentito soltanto con la macchina completamente ferma.

Un sistema in conformit? della presente invenzione pu? essere implementato secondo una molteplicit? di configurazioni. Gli schemi delle Figg.5-8 rappresentano, appunto, diverse modalit? di implementazione del presente sistema.

Secondo la configurazione rappresentata nello schema di Fig.5, il sensore (94) ? associato ad una porta o barriera di sicurezza (5) del tipo noto e ad un dispositivo (10), anch?esso del tipo noto, comprendente mezzi foto-ricetrasmettitori o. trasmissivi con antenne elettromagnetiche per rilevare la direzione di attraversamento del varco (3). Secondo la configurazione rappresentata nello schema di Fig.6, il varco (3) ? controllato da una porta o barriera di sicurezza (5) del tipo noto e da due sensori (94), collocati a monte e a valle del varco (3), i quali identificano i soggetti dotati del dispositivo di riconoscimento individuale (6) rilevandone anche la direzione di attraversamento del varco (in funzione della sequenza temporale di attraversamento rilevata prima da un sensore 94 e successivamente dall?altro sensore 94).

La configurazione di Fig.7 corrisponde allo schema di Fig.1

Nella configurazione di Fig.8 il varco (3) ? controllato da due sensori (94) predisposti uno a monte ed uno a valle del varco stesso analogamente alla configurazione di Fig.6 ma senza la barriera (5).

Resta inteso i singoli varchi (3) potranno essere monitorati secondo una qualsiasi delle configurazioni precedentemente descritte, anche combinate tra loro. Pertanto, ad esempio, nel caso di un?area (2) con due varchi (3), uno di questi potr? essere controllato dal sistema configurato come in Fig.5 o Fig.6 e l?altro potr? essere controllato dal sistema configurato come in Fig.7 o Fig.8. Oppure, ad esempio, nel caso di un?area (2) con quattro varchi (3), un primo varco potr? essere controllato come rappresentato in Fig.5, un secondo varco potr? essere controllato come rappresentato in Fig.6, un terzo varco potr? essere controllato come rappresentato in Fig.7 ed un quarto varco potr? essere controllato come rappresentato in Fig.8. Va da s? che, in funzione del numero dei varchi (3), il sistema di controllo potr? essere configurato, se richiesto, secondo diverse combinazioni di configurazioni diverse.

Come schematicamente rappresentato in Fig. 9 e Fig.10, un sistema di controllo in conformit? della presente invenzione pu? vantaggiosamente integrarsi con dispositivi di sicurezza noti e normalmente agenti sulle macchine presentii nell?area monitorata. Ad esempio, con riferimento allo schema a blocchi di Fig.9, l?unit? di controllo area (20) ? inserita in una catena di dispositivi di sicurezza diversi come ad esempio due funghi di sicurezza (FS) predisposti uno a monte ed uno a valle della stessa unit? di controllo area (20), a monte di un PLC di sicurezza (8) che controlla l?arresto in sicurezza delle macchine (AS).

Ancora, ad esempio, con riferimento allo schema a blocchi di Fig.10, l?unit? di controllo area (20) ? collegata al PLC di sicurezza (8) in parallelo ai funghi di sicurezza (FS).

Dalla descrizione che precede risulta evidente che un sistema in conformit? della presente invenzione pu? efficacemente integrarsi in sistemi di sicurezza gi? esistenti e configurati secondo architetture tradizionali ampliandone le funzionalit? ma senza richiedere complessi interventi di integrazione. Allo stesso modo, tuttavia, un sistema in conformit? della presente invenzione pu? essere implementato gi? in fase di realizzazione dell?area da monitorare, ovvero in fase di realizzazione del sistema di monitoraggio ex novo.

I sensori (94) possono essere montati su pannelli laterali dei varchi (3) su una o pi? altezze prestabilite e/o su pedane predisposte in corrispondenza dei varchi stessi per poter interagire con i dispositivi di riconoscimento individuale (6) in qualsiasi modo indossati dagli operatori che accedono all?area (2).

Dalla descrizione che precede risulta evidente che un sistema di gestione automatizzata della sicurezza nei luoghi di lavoro in conformit? della presente invenzione ? un sistema comprendente sensori (94) predisposti in corrispondenza di uno o pi? varchi (3) di un?area (2) monitorata nella quale sono predisposte una o pi? unit? funzionali (9) capaci di assumere pi? stati operativi diversi ed alle quali un operatore pu? accedere, in funzione dello stato operativo delle stesse unit? funzionali (9), solo se possiede requisiti prestabiliti, in cui i detti sensori (94) sono configurati per interagire con dispositivi di riconoscimento individuali (6) indossati dagli operatori leggendo, in modalit? di trasmissione wireless, dati (DR) di riconoscimento contenuti nei detti dispositivi di riconoscimento individuali (6), i detti sensori essendo altres? configurati per inviare i detti dati ad una unit? di controllo programmabile (20) la quale elabora i dati cos? ricevuti e controlla lo stato operativo delle unit? funzionali (9) in funzione degli stessi dati.

Negli esempi precedentemente descritti, le unit? funzionali (9) sono macchine utensili, restando inteso che per unit? funzionale, nel contesto della presente invenzione, pu? ugualmente intendersi qualsiasi altro tipo di dispositivo il cui stato operativo possa essere controllato affinch? esso risulti unicamente accessibile a, o utilizzabile da, operatori in possesso dei requisiti richiesti. Ad esempio, una unit? funzionale pu? anche essere un laboratorio od un deposito accessibili unicamente a personale che soddisfa determinati requisiti e, in tal caso, l?unit? di controllo (20) pu? abilitare, limitare o negare l?accesso all?unit? funzionale attraverso la completa o limitata attivazione dei dispositivi presenti nel laboratorio o delle porte di accesso al deposito o disabilitando del tutto tali dispositivi o lasciando bloccate le porte di accesso le quali, in questo caso, sono esse stesse delle unit? funzionali.

Vantaggiosamente, come descritto in precedenza, l?unit? di controllo (20) pu? essere configurata per interagire con un dispositivo di sicurezza (8) il quale ? collegato alle unit? funzionali (9) e ne controlla lo stato operativo realizzando, in tal modo, un controllo delle unit? funzionali (9) per il tramite del dispositivo di sicurezza (8). Ad esempio, come precedentemente descritto, l?unit? di controllo (20) pu? essere inserita in una catena di dispositivi di sicurezza diversi come ad esempio due o pi? funghi di sicurezza (FS) predisposti a monte ed a valle della stessa unit? di controllo (20), a monte di un PLC di sicurezza (8) che a sua volta controlla lo stato operativo delle unit? funzionali (9). Oppure, ad esempio, l?unit? di controllo (20) pu? essere collegata ad un PLC di sicurezza (8) in parallelo ad uno o pi? funghi di sicurezza (FS).

Risulta altres? evidente che l?unit? di controllo (20) ed il dispositivo di sicurezza (8) potranno anche essere associati in una stessa entit? fisica.

In pratica i particolari di esecuzione possono comunque variare in modo equivalente per ci? che attiene ai singoli elementi descritti e illustrati, senza per questo uscire dall?idea di soluzione adottata e perci? restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto in conformit? delle rivendicazioni che seguono.

Claims (5)

RIVENDICAZIONI

1) Sistema di gestione automatizzata della sicurezza nei luoghi di lavoro caratterizzato dal fatto che comprende sensori (94) predisposti in corrispondenza di uno o pi? varchi (3) di un?area (2) monitorata nella quale sono predisposte una o pi? unit? funzionali (9) capaci di assumere pi? stati operativi diversi ed alle quali un operatore pu? accedere, in funzione dello stato operativo delle stesse unit? funzionali (9), solo se possiede requisiti prestabiliti, in cui i detti sensori (94) sono configurati per interagire con dispositivi di riconoscimento individuali (6) indossati dagli operatori leggendo, in modalit? di trasmissione wireless, dati (DR) di riconoscimento contenuti nei detti dispositivi di riconoscimento individuali (6), i detti sensori essendo altres? configurati per inviare i detti dati ad una unit? di controllo programmabile (20) la quale elabora i dati cos? ricevuti e controlla lo stato operativo delle unit? funzionali (9) in funzione degli stessi dati.

2) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che, l?unit? di controllo (20) ? configurata per interagire con un dispositivo di sicurezza (8) il quale ? collegato alle unit? funzionali (9) e ne controlla lo stato operativo realizzando, in tal modo, un controllo delle unit? funzionali (9) per il tramite del dispositivo di sicurezza (8).

3) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l?unit? di controllo (20) ? essere inserita in una catena di dispositivi di sicurezza diversi (FS) predisposti a monte ed a valle della stessa unit? di controllo (20), a monte di un PLC di sicurezza (8) che a sua volta controlla lo stato operativo delle unit? funzionali (9).

4) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto l?unit? di controllo (20) ? essere collegata ad un PLC di sicurezza (8) in parallelo ad uno o pi? funghi di sicurezza (FS).

5) Sistema secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che l?unit? di controllo (20) ed il dispositivo di sicurezza (8) sono associati in una stessa entit? fisica.