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MICROCONTROLLORI
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- ELETTRONICA OGGI 442 - GENNAIO/FEBBRAIO 2015
La sicurezza funzionale
degli apparecchi
a controllo elettronico
I
meccanismi di controllo di natura elettronica sono sempre
più diffusi – sia a bordo dell’auto, in produzione, in ambien-
te domestico, sia persino all’interno del corpo umano. Ciò
che era in passato collegato tramite una connessione mecca-
nica, oggi è regolato da sensori, dispositivi di controllo, bus di
segnale, connessioni radio e azionamenti elettrici. In passato
la sicurezza funzionale era garantita dal progetto e dal dimen-
sionamento dei componenti meccanici. E oggi?
Per tutelare la vita e la salute umana, i dispositivi elettronici
programmabili devono essere in grado di individuare in
tempo reale e in modo affidabile eventuali errori e, in caso di
guasto, ripristinare una condizione di sicurezza in un lasso
di tempo prestabilito. Questo è ciò che richiedono le norme
basate sullo standard IEC 61508. Tra le applicazioni tipiche,
nelle quali la sicurezza rappresenta un aspetto critico, si
possono segnalare montacarichi, controlli dei bruciatori nei
sistemi di riscaldamento, airbag, sistemi X-by-wire e così via.
Essi sono classificati secondo diverse classi di rischio, in base
al potenziale danno provocato in caso di guasto, che sono
denominate, in relazione alla norma di riferimento, ad esempio
Livello di Integrità della Sicurezza (SIL – Safety Integrity Level)
o Livello di Prestazioni.
Per tutte le norme vale il seguente concetto: per soddisfare i
requisiti è necessaria l’implementazione di una funzione di
sicurezza in grado di rilevare gli errori in modo affidabile e
una strategia per riportare il sistema condizioni di sicurezza in
un tempo prestabilito in caso di guasto.
Parallelamenteaciò,deveesserecreatounmodellomatematico
per l’affidabilità, con il quale calcolare la probabilità di guasto
del sistema e l’affidabilità della funzione di sicurezza. Le
normative di riferimento, come ad esempio IEC61508, o altre
norme per un settore specifico derivate da queste ultime,
come ISO 13849, definiscono un valore minimo ben preciso
della funzione di sicurezza, affinchè possa definirsi affidabile.
Il rispetto di questi valori deve essere dimostrato da un ente di
certificazione, ad esempio il TUV.
Per il modello matematico dell’affidabilità sono necessari i
valori dei tassi di guasto dei componenti del sistema (FIT –
Guasti nel Tempo), oltre alla copertura del test di autodiagnosi,
per garantire l’individuazione tempestiva dei guasti.
I valori empirici dei tassi di guasto sono ad esempio reperibili
nella norma SN 29500 di Siemens e sono a disposizione
dei produttori di componenti. Partendo da questi ultimi, il
modello matematico dell’affidabilità del sistema fornisce
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Nel caso di applicazioni critiche è necessaria
l’implementazione di una funzione di sicurezza
in grado di rilevare gli errori in modo
affidabile e una strategia atta a riportare il
sistema in condizioni di sicurezza in un tempo
prestabilito in caso di guasto