Introduction à la norme (EN) ISO 14119 « Dispositifs de verrouillage

Introduction à la norme
(EN) ISO 14119
« Dispositifs de verrouillage
associés à des protecteurs »
Derek Jones – Directeur Développement (Ingénieur Sécurité fonctionnelle – TÜV Rheinland)
David Reade – Consultant Développement (Expert Sécurité fonctionnelle – TÜV Rheinland)
De nombreux types de machines utilisent des barrières de protection, ou
protecteurs, verrouillées pour assurer la sécurité. La norme qui fournit des
conseils quant à la conception et au choix des dispositifs de verrouillage
de sécurité a subi d’importantes révisions.
La nouvelle norme, (EN) ISO 14119 « Dispositifs de verrouillage associés aux protecteurs – Principes
de conception et de choix », a été acceptée par vote en août 2013. Cette norme et la version
précédente (EN 1088/ISO 14119:1998) se chevaucheront pendant une période de dix-huit mois, mais
il serait prudent de se familiariser dès que possible avec la nouvelle édition. Sa publication pourrait
avoir de nouvelles implications sur la conception de certains systèmes de verrouillage de protecteur.
La norme concerne les concepteurs de systèmes de verrouillage (par exemple, constructeurs de
machines, intégrateurs) ainsi que les fabricants de dispositifs de verrouillage. Il importe de savoir que
cette norme s’applique à la conception des nouvelles machines. Les installations existantes ne sont
pas nécessairement affectées ; mais, il existe certaines exigences ayant trait à la maintenance, aux
tests fonctionnels et au remplacement des composants.
La nouvelle norme apporte des éclaircissements sur de nombreuses « zones d’ombre » existantes et
tient compte des technologies modernes utilisées dans le domaine de la conception des interrupteurs
de sécurité. Cette communication est destinée à récapituler les modifications par rapport à l’édition
précédente.
Comment la norme (EN) ISO 14119 vous affectera-t-elle donc ?
Présentation
Installation (distance minimale de sécurité)
La norme clarifie un point généralement mal compris à propos des protecteurs de sécurité. Ce point
concerne la distance minimale entre le protecteur et le danger. Les protecteurs verrouillés sont tenus
d’être installés à une distance minimale telle qu’une personne ne peut pas accéder au danger avant
qu’il ne soit contrôlé (autrement dit, que la machine ne soit arrêtée).
Il se peut donc que les protecteurs verrouillés exigent une gâche de sécurité. La distance minimale est
calculée conformément à la norme ISO 13855.
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Contacts à potentiel libre (c.-à-d. électromécaniques) connectés en série
Le masquage des défauts, ou « zone d’ombre », et le risque d’un réarmement inopiné suite à un
défaut ont toujours posé problème dans les systèmes de sécurité comportant de multiples dispositifs
avec des contacts à potentiel libre (électromécaniques) câblés en
série. La nouvelle norme pose clairement que l’effet sur le taux
de couverture des tests de diagnostic (DC) et le niveau de
Cette nouvelle norme et la
performance (PL) ou niveau d’intégrité de sécurité (SIL) résultant
version précédente
doit être pris en compte lors du calcul de ces paramètres dans le
cadre de la norme (EN) ISO 13849 ou CEI 62061. Cette question
(EN 1088/ISO 14119:1998) se
sera traitée dans le détail dans un rapport technique (TR) ISO
chevaucheront pendant une
informatif distinct, en cours d’élaboration.
période de dix-huit mois, mais
il serait prudent de se
familiariser dès maintenant
avec la nouvelle édition.
Il était généralement admis jusqu’à présent que les verrouillages
comportant des contacts simples à potentiel libre connectés en
série pouvaient atteindre un taux DC de 60 % et un niveau PLd,
mais pas PLe. Le rapport technique doit confirmer la restriction
en ce qui concerne le niveau PLe et fournir de plus des conseils
quant à la détermination du taux DC maximum possible. En
fonction des caractéristiques de l’application, cette nouveauté
pourrait impliquer la modification de certains systèmes. Il est
possible que, dans certains cas, des systèmes auparavant considérés comme atteignant le taux DC
de 60 % et le niveau de performance PLd soient à l’avenir considérés comme atteignant uniquement
un taux DC de zéro % et un niveau PLc.
Il importe de signaler que cette question a uniquement trait à la connexion en série des dispositifs de
verrouillage avec contacts simples à potentiel libre. Les dispositifs de verrouillage intégrant une
fonction d’auto-surveillance et des sorties à semi-conducteurs (par ex., des interrupteurs sans contact
RFID SensaGuard™) peuvent atteindre un niveau de performance maximum de PLe même lorsque de
multiples dispositifs sont connectés en série.
Évaluation des défauts
Restriction à PLd pour l’exclusion de défaut à un seul point de défaillance
La norme explique clairement que les dispositifs de verrouillage qui font appel à « l’exclusion de
défaut » parce qu’ils ont un seul point de défaillance sont généralement limités au niveau maximum
PLd. La défaillance unique peut si situer au niveau de la clavette (broche) ou d’une certaine partie de
la transmission mécanique. Une telle défaillance unique risque d’entraîner l’émission d’un signal
erroné par les deux contacts électriques. Les contacts seront toujours en accord – que ce soit vrai ou
faux.
Le risque qu’une défaillance mécanique unique puisse conduire à la perte de la fonction de sécurité
peut être évité en utilisant une technologie de verrouillage sans contact à double voie. Par exemple,
l’association d’un SensaGuard et d’un TLSZ-GD2 de Rockwell Automation®, intégrant fonction d’autosurveillance et sorties à semi-conducteurs, parvient à la performance PLe et n’est pas assujettie à de
telles considérations sur l’exclusion de défaut
Famille SensaGuard d’interrupteurs de sécurité
SensaGuard à verrou intégré
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Remarque : une exception autorisée à la restriction à PLd pour l’exclusion de défaut est la fonction
de verrouillage qui peut alors, dans certains cas, parvenir au niveau PLe (voir plus loin la rubrique
« Exclusion de défaut pour la gâche de sécurité »).
Dispositifs de verrouillage utilisés peu fréquemment
Pour certains types de dispositifs de verrouillage de protecteur, ce dernier doit être ouvert pour
déclencher les tests de dépistage de défauts non détectés jusqu’à présent.
Les situations décrites ci-dessus sont clarifiées dans la nouvelle norme et lorsque c’est le cas et que
le protecteur est peu fréquemment utilisé, il est nécessaire de réaliser un test fonctionnel au moins
une fois par mois pour le niveau PLe et au moins tous les ans pour que niveau PLd détecte une
accumulation possible de défauts. Le test fonctionnel doit normalement comprendre l’ouverture et la
fermeture du protecteur.
Résistance au contournement
La nouvelle norme fournit des informations précises quant aux mesures à prendre pour atténuer la
possibilité de contournement des dispositifs de verrouillage. Une telle mesure consiste à utiliser des
dispositifs codés à haut niveau (par ex. gâche de sécurité TLSZ-GD2 et interrupteurs de sécurité
sans contact SensaGuard). Trois niveaux de codage de dispositif sont définis, à savoir : bas niveau
(<10 codes), niveau moyen (entre 10 et 1000 codes), et haut niveau (>1000 codes).
La norme donne également aux concepteurs de machine une méthode leur permettant d’identifier les
raisons possibles motivant le contournement des dispositifs de verrouillage de manière à ce que le
contournement puisse être évité ou tout au moins rendu plus difficile.
Dispositifs de verrouillage avec gâche de sécurité
Fonctionnalité séparée renforcée, par ex. surveillance de porte, surveillance de verrou,
verrouillage
Il est couramment admis de considérer que les dispositifs de verrouillage n’assurent qu’une seule
fonction de sécurité mais la nouvelle norme nous encourage à regarder plus loin. Par exemple, un
dispositif de verrouillage avec gâche de sécurité peut assurer une fonction de surveillance de la
position du protecteur ainsi qu’une fonction de verrouillage de ce protecteur. Chacune de ces fonctions
exige un niveau PL différent.
D’après la norme, les dispositifs de verrouillage sont tenus d’avoir un nouveau symbole indiquant que
la fonction de verrouillage est surveillée.
Techniques de verrouillage bistable
Les méthodes (Alimenter-pour-verrouiller et Alimenter-pour-débloquer) sont reconnues et reçoivent
le même statut préférentiel que le principe Alimenter-pour-débloquer pour les applications dont la
fonction de verrouillage est liée à la sécurité.
Verrouillage électromagnétique
Le principe (Alimenter-pour-verrouiller) est également reconnu mais il doit désormais satisfaire à des
exigences supplémentaires particulières. Par exemple, la force de maintien doit être continuellement
surveillée et des mesures doivent être prises pour dissuader le contournement par forçage. Pour la
plupart des verrous électromagnétiques, les dispositions du principe Alimenter-pour-débloquer doivent
également être prises en compte (voir la rubrique suivante – « Principe Alimenter-pour-débloquer »).
Principe Alimenter-pour-débloquer
La norme explicite clairement le fait que la perte de l’alimentation conduira au déblocage du
protecteur. Dans une application pour laquelle la fonction de verrouillage a des répercussions liées à
la sécurité (voir « Installation – distance minimale de sécurité »), la norme stipule qu’il faut assurer un
niveau de sécurité équivalent aux principes de verrouillage Alimenter-pour-débloquer ou Bistable. Pour
certaines applications, cette disposition peut faire obstacle à la mise en place d’une solution Alimenterpour-débloquer.
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Déblocage auxiliaire, de secours et d’urgence
Certaines applications peuvent exiger une fonction de déblocage supplémentaire de la gâche de
sécurité. Lorsque le dispositif de verrouillage est fourni avec une fonction de déblocage, voici les
exigences qui doivent être satisfaites :

Si un déblocage auxiliaire est fourni :
a. le déblocage doit exiger le recours à un outil,
b. le réarmement doit exiger le recours à un outil ou à une mesure appropriée du
système de commande.

Si un déblocage de secours (pour s’échapper de l’intérieur de l’espace protégé) est
fourni :
a. le déblocage doit être possible sans outils

Si un déblocage d’urgence (pour accéder à l’intérieur de l’espace protégé) est fourni :
a. le déblocage doit être possible sans outils
b. le réarmement doit exiger le recours à un outil ou à une mesure appropriée du
système de commande.
Test de la force de maintien du verrouillage
Un nouveau test a été introduit avec un coefficient de sécurité de 130 %. Par exemple, un dispositif
dont la force de maintien maximum spécifiée (FZh) est de 1000 N est tenu de réussir un test de force
(F1max) à 1300 N.
Force maximum du protecteur
Une annexe fournit des directives quant aux forces statiques maximales qu’une personne peut exercer
sur un protecteur. C’est une indication très utile pour déterminer la valeur exigée pour la force de
maintien spécifiée (FZh) d’un dispositif de verrouillage dans une application.
Exclusion de défaut pour gâche de sécurité
Le niveau PL ou SIL pour la fonction de la gâche de sécurité n’est pas nécessairement limité par
l’utilisation de l’exclusion de défaut en cas de cassure d’un verrou de fermeture si des exigences
particulières sont satisfaites. Cela signifie que la force de maintien spécifiée (FZh) de la gâche de
sécurité doit être suffisante pour résister aux forces statiques exercées sur le verrou de fermeture et
se prémunir de tous les effets sur le dispositif, provenant des forces dynamiques provoquées par le
mouvement du protecteur.
Dans certaines applications par exemple, les dispositifs Guardmaster® 440G-TLSZ et 440G-LZ
atteindront le niveau PLe à la fois pour la fonction de surveillance du protecteur et la fonction de
verrouillage. La norme précise cependant que dans certains cas, le niveau PL requis pour la fonction
de surveillance du verrouillage peut être inférieur au niveau PL requis de la fonction de surveillance
du protecteur.
Systèmes à clé captive
Le domaine d’application de la norme explique que les exigences qu’elle contient ne fournissent pas
nécessairement toutes les exigences particulières relatives aux dispositifs et systèmes à clé captive.
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Classification des dispositifs de verrouillage
Un nouveau système de classification s’applique aux dispositifs de verrouillage qui sont désignés
comme relevant des types 1 à 4 (voir tableau 1 ci-dessous). Ces « types » ne sont pas hiérarchiques
et ne doivent pas être confondus avec d’autres « types » de produit, tels que les barrières
immatérielles.
RÉSUMÉ
Produit
L’un des aspects les plus importants de la nouvelle édition de la norme (EN) ISO 14119 est qu’elle
prend en compte les dispositifs de verrouillage faisant appel à des techniques modernes et donne des
conseils utiles sur la conception et le choix de ces dispositifs, incluant l’utilisation des technologies
électroniques et programmables complexes telles que le codage RFID. Rockwell Automation propose
une gamme de produits incorporant les fonctions décrites dans (EN) ISO 14119. Les familles de
gâches de sécurité TLSZ-GD2 et 440G-LZ par exemple, sont les derniers produits sortis.
Outils
Rockwell Automation dispose d’une gamme d’outils puissants qui permet aux concepteurs de
quantifier les économies et gains de productivité réalisés par les investissements dans le domaine
de la sécurité, de déterminer l’efficacité de votre installation à améliorer continuellement la sécurité
via des bibliothèques de fonctions de sécurité, la planification des systèmes de sécurité, le choix du
produit et l’analyse de système.
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Safety Automation Builder par exemple, aide les utilisateurs à concevoir, valider et mettre en œuvre la
conception d’un système de sécurité, incluant la qualification du niveau de performance du système
ainsi qu’une nomenclature complète. La bibliothèque des fonctions de sécurité (Safety Functions
Library) offre une panoplie de fonctions de sécurité prédéfinies et donne au système les données
nécessaires à l’entrée, la logique et l’actionnement de la fonction requise. Les schémas de connexion
et le choix du produit sont également inclus.
D’autres outils comme Safety Accelerator Toolkits aident à la conception, au développement et à la
livraison des systèmes de sécurité
Compétence
Rockwell Automation est fier d’avoir une importante équipe d’ingénieurs en sécurité fonctionnelle TÜV
Rheinland prête à vous assister sur des questions aussi diverses que la législation et le choix du
produit, et disposée à dispenser des consultations gratuites si nécessaire, dans la mesure de leur
disponibilité.
Guardmaster, Rockwell Automation et SensaGuard sont des marques commerciales de Rockwell Automation, Inc.
Numéro de publication : SAFETY-WP019A-FR-P
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