Tecnologia
L'obiettivo della sicurezza delle macchine è quello di ridurre il rischio di lesioni alle persone e di danni alle attrezzature. Questo è possibile adottando le misure seguenti:
- Evitare i rischi durante la fase di progettazione dell'impianto
- Costruire barriere fisiche
- Prevedere l'uso di segnaletica e la formazione degli operatori
- Utilizzare dispositivi di sicurezza funzionali come sensori di sicurezza, barriere e griglie fotoelettriche
Sicurezza funzionale
Poiché nell’industria di processo non esiste un rischio zero, è importante valutare il rischio e portarlo ad un livello accettabile. La "sicurezza funzionale" consiste nel determinare la quantità di danni che una situazione può causare e nel controllarli con l'ausilio di dispositivi di sicurezza.
ifm non può effettuare una valutazione dei rischi delle applicazioni, ma fornisce barriere e griglie fotoelettriche che soddisfano i più elevati requisiti di sicurezza:
- tipo 4
- SIL 3
- SIL CL 3
- PL e
Ci sono diverse norme sulla sicurezza delle macchine.
- La IEC 61508 è uno standard internazionale per lo sviluppo di sistemi elettrici, elettronici ed elettronici programmabili e definisce i requisiti che i sistemi devono soddisfare in termini di progettazione, funzionamento e manutenzione per raggiungere un certo Safety Integrity Level (SIL, ossia livello di riduzione del rischio garantito). È intesa come norma di riferimento da cui derivano altre norme specifiche del settore.
- La norma ISO 13849-1 definisce i requisiti del Performance Level (PL) per i sistemi elettrici, elettronici ed elettronici programmabili specifici per le macchine.
- La norma IEC 62061 definisce i requisiti per i sistemi elettrici, elettronici ed elettronici programmabili così come per i sistemi non elettrici, come le macchine idrauliche e pneumatiche in relazione al limite di rivendicazione SIL (Safety Integrity Level claim limit, SIL cl).
- La norma IEC 61511 definisce i requisiti SIL per l'automazione di processo.
- Le IEC 61496-1 e -2 definiscono i requisiti specifici per i dispositivi optoelettronici come barriere e griglie fotoelettriche (tipo).
Terminologia
Barriere e griglie fotoelettriche di sicurezza a confronto
Come le fotocellule a barriera, le barriere fotoelettriche di sicurezza hanno un trasmettitore e un ricevitore. Diversi raggi di luce infrarossa circondano la zona pericolosa. Se vengono interrotti, la barriera fotoelettrica invia un segnale al circuito di arresto di emergenza della macchina. Una barriera fotoelettrica è costituita da più raggi disposti l’uno vicino all’altro (14...90 mm di distanza a seconda della risoluzione), mentre una griglia fotoelettrica è costituita da pochi raggi (2, 3 o 4) che sono molto più distanti tra loro (300...500 mm). A seconda della risoluzione, le barriere fotoelettriche possono essere utilizzate per la protezione delle dita, delle mani o del corpo, mentre le griglie fotoelettriche vengono utilizzate esclusivamente per la protezione del corpo.
Differenze tra le barriere e le griglie fotoelettriche di tipo 2 e 4
Se il sistema di sicurezza funzionale utilizzato è un dispositivo optoelettronico come una barriera o una griglia fotoelettrica (al contrario di un sensore di prossimità induttivo), il termine "tipo" viene utilizzato per definire i requisiti in conformità alla IEC 61496-1 e -2.
| tipo 2 | tipo 4 | |
|---|---|---|
| Autodiagnosi | Verifica della presenza di errori durante l'avvio o il riavvio. | Autocontrollo continuo degli errori. |
| Angolo di apertura effettivo (EAA) |
5° EAA. Se installato vicino a superfici lucide, il raggio di luce può prendere un percorso alternativo non sicuro, chiamato anche "cortocircuito ottico". | 2,5° EAA. Un angolo di apertura effettivo inferiore riduce il rischio di un cortocircuito ottico. |
| Progettazione di circuiti ridondante | Non è necessario. | Include doppi componenti critici e circuiti per fornire un sistema di backup in caso di guasto del sistema primario. |
| Livello di sicurezza accessibile |
SIL cl 1 e PL c. | Soddisfa i più alti requisiti SIL ottenibili secondo IEC61496: SIL cl 3 e PL e. |
| Costi | Costi ridotti. | Normalmente i costi sono più elevati, ma il prezzo delle barriere fotoelettriche di tipo 4 di ifm è paragonabile al prezzo delle barriere fotoelettriche di tipo 2. |
Altezza e larghezza del campo protetto
L'altezza del campo protetto non si riferisce alla lunghezza totale della barriera o griglia fotoelettrica di sicurezza, ma all'area tra il primo e l'ultimo raggio. ifm fornisce barriere fotoelettriche di sicurezza con altezze del campo protetto comprese tra 160 e 1810 mm in passi di 150 mm e griglie fotoelettriche di sicurezza con altezze del campo protetto comprese tra 500 e 900 mm.
La larghezza del campo protetto è la distanza tra emettitore e ricevitore. Si può anche definire portata. Tutte le nostre barriere e griglie fotoelettriche di sicurezza possono essere azionate con un'elevata potenza luminosa, che ne aumenta la portata. Questa caratteristica può essere configurata tramite il cablaggio. Vedi sotto per i dettagli.
Differenza tra protezione dell’accesso e protezione della zona pericolosa
Il termine protezione dell’accesso si riferisce alle barriere fotoelettriche che vengono installate nelle immediate vicinanze di una macchina per proteggere l'accesso alle aree pericolose. Il termine protezione della zona pericolosa si riferisce a barriere o griglie fotoelettriche disposte attorno alla macchina per salvaguardare l'accesso all'intera area.
Risoluzione
La risoluzione è la somma del diametro di una lente e della distanza tra i centri di lenti adiacenti. Gli oggetti che superano la risoluzione non possono passare attraverso l'area protetta senza causare un errore. Più bassa è la risoluzione, più piccolo è l'oggetto rilevabile dalla barriera fotoelettrica.
Applicazioni di muting
Con il muting, la funzione di protezione viene temporaneamente bypassata. Nelle applicazioni tipiche, il materiale da produrre può passare attraverso la barriera o griglia fotoelettrica, mentre alle persone viene negato l'accesso all'area non sicura. La funzione di muting si ottiene combinando le barriere fotoelettriche ifm con il relè di sicurezza G2001S.
Un sistema di pallettizzazione posiziona un pallet con fusti su un nastro trasportatore. I sensori di muting sono attivati e il pallet può lasciare l'area (nell'immagine si muove da destra a sinistra). Se un operatore cerca di entrare nell'area di pallettizzazione, la barriera fotoelettrica rileva la sua presenza e interrompe l'alimentazione della macchina.
Applicazioni di blanking
Il blanking annulla il monitoraggio di max. tre raggi adiacenti senza interrompere il circuito di sicurezza. Questo tipo di barriera fotoelettrica è tipicamente utilizzata per l'alimentazione o l’uscita di materiale. Con il blanking mobile (floating blanking), un oggetto può muoversi liberamente nel campo protetto mentre la macchina rimane in funzione. Altri raggi sono attivi e garantiscono la protezione delle persone. Con il blanking fisso, un oggetto può rimanere permanentemente nell'area protetta senza interrompere il circuito di sicurezza. La modalità operativa delle barriere fotoelettriche di ifm con funzione di blanking può essere selezionata tramite il cablaggio.
Le lamiere d'acciaio vengono trasportate ad una punzonatrice. La parte inferiore dei raggi può essere attivata senza interrompere il circuito di sicurezza. Tuttavia, se un operatore cerca di accedere alla pressa, la macchina si ferma immediatamente.
Applicazioni a cascata
Diverse barriere fotoelettriche possono essere collegate in serie in applicazioni a cascata. ifm non ha attualmente barriere fotoelettriche a cascata nella gamma di prodotti. Ogni barriera fotoelettrica richiede il proprio relè di sicurezza.
Una barriera fotoelettrica può essere montata verticalmente davanti alla macchina, una seconda orizzontalmente davanti alla macchina.