You probably do not come from: Poland. If necessary, change to: United States
Infolinia serwisowa +48 32 70 56 400
  1. Świetlne kurtyny bezpieczeństwa i bariery świetlne według zastosowań
  2. Technologia

Technologia

Zasadniczym celem zabezpieczeń maszynowych jest minimalizacja ryzyka potencjalnych urazów lub uszkodzenia sprzętu i elementów otoczenia. Można go osiągnąć poprzez:

  • Unikanie ryzyka w fazie projektowania sprzętu
  • Skonstruowanie barier fizycznych
  • Stosowanie oznakowania i przeszkolenie operatorów
  • Stosowanie urządzeń zapewniających bezpieczeństwo funkcjonalne, takich jak czujniki zbliżeniowe, kurtyny świetlne i bariery świetlne

Standardy bezpieczeństwa funkcjonalnego

W działalności produkcyjnej nie ma czegoś takiego jak ryzyko zerowe. Ryzyko można co najwyżej oceniać i obniżać do akceptowalnego poziomu. „Bezpieczeństwo funkcjonalne” obejmuje ocenę, do jakich szkód może dojść w określonej sytuacji oraz zastosowanie środków kontroli w postaci urządzeń zabezpieczających.

Firma ifm nie może dokonywać oceny ryzyka dla poszczególnych zastosowań. Zalecamy kurtyny i bariery świetlne o najwyższym stopniu zabezpieczenia:

  • Typ 4
  • SIL 3
  • SIL cl 3
  • PL e

Istnieje kilka standardów bezpieczeństwa maszynowego.

  • Norma IEC 61508 to międzynarodowy standard bezpieczeństwa funkcjonalnego urządzeń elektrycznych, elektronicznych i programowalnych urządzeń elektronicznych. Określa ona wymogi w zakresie projektowania, obsługi i konserwacji układów, mając na celu osiągnięcie określonego poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (Safety Integrity Level, SIL). IEC 61508 jest normą referencyjną, na której opierają się inne normy odnoszące się do poszczególnych sektorów.
  • Norma ISO 13849-1 określa wymogi poziomu zapewnienia bezpieczeństwa (Performance Level, PL) urządzeń elektrycznych, elektronicznych i programowalnych urządzeń elektronicznych stosowanych w maszynach.
  • Norma IEC 62061 określa wymogi dotyczące granicy osiągnięcia poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (Safety Integrity Level claim limit, SIL cl) dla urządzeń elektrycznych, elektronicznych i programowalnych urządzeń elektronicznych, a także maszyn nieelektrycznych, z napędem hydraulicznym i pneumatycznym.
  • Norma IEC 61511 określa wymogi dotyczące poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa (Safety Integrity Level, SIL) dla automatyzacji procesów.
  • Normy IEC 61496-1 oraz -2 określają wymogi dotyczące w szczególności urządzeń fotoelektrycznych takich jak kurtyny i bariery świetlne (Typ).
Chart showing the functional safety standard breakdown by IEC and ISO standards

Terminologia

Świetlne kurtyny bezpieczeństwa a świetlne bariery bezpieczeństwa

Posiadanie nadajnika i odbiornika to cechy łączące świetlną kurtynę bezpieczeństwa i jednokierunkowy czujnik fotoelektryczny. Liczne wiązki podczerwieni otaczają niebezpieczne miejsce, a w przypadku ich zakłócenia kurtyna świetlna wysyła sygnał do obwodu wyłącznika awaryjnego maszyny. Kurtyny świetlne posiadają kilka położonych blisko obok siebie wiązek światła (w odstępach od 14 do 90 mm, w zależności od rozdzielczości), podczas gdy bariery świetlne posiadają jedynie parę wiązek światła (2, 3 lub 4) rozmieszczonych w większej odległości od siebie (300…500 mm). Zależnie od rozdzielczości, kurtyny świetlne mogą służyć do ochrony palców, dłoni lub ciała, podczas gdy bariery świetlne stosuje się tylko do ochrony ciała.

Porównanie typu 2 kurtyn i barier świetlnych z typem 4

Kiedy stosuje się urządzenie fotoelektryczne takie jak np. kurtyna lub bariera świetlna jako urządzenia zapewniające bezpieczeństwo funkcjonalne, w odróżnieniu od indukcyjnego czujnika zbliżeniowego, określa się jego „Typ”, co pozwala wyszczególnić wymogi zgodnie z normami IEC 61496-1 oraz -2.

  Typ 2 Typ 4
Niezawodna kontrola Sprawdzanie błędów podczas załączania lub ponownego uruchamiania Stałe automonitorowanie pod kątem występowania błędów.
Efektywny kąt szczeliny
(Effective aperture angle, EAA)
5 EAA. W przypadku zamontowania w pobliżu błyszczących powierzchni może wystąpić tzw. zwarcie optyczne, tzn. wiązka światła może znaleźć sobie niebezpieczną ścieżkę alternatywną. 2,5° EAA. Mniejsza wartość efektywnego kąta szczeliny zmniejsza ryzyko wystąpienia zwarcia optycznego.
Obwody redundantne Nie wymagane. Obejmują zdublowane komponenty i obwody o znaczeniu krytycznym w celu zapewnienia układu zapasowego w razie awarii układu podstawowego.
Możliwy do osiągnięcia poziom bezpieczeństwa
poziom
SIL cl 1 oraz PL c. Spełnia wymogi najwyższego możliwego do osiągnięcia poziomu bezpieczeństwa zgodnie z normą IEC61496: SIL cl 3 oraz PL e.
Koszt Niższy koszt. Zazwyczaj wyższy koszt… jednakże ceny kurtyn świetlnych firmy ifm typu 4 są porównywalne z cenami kurtyn świetlnych typu 2.

Wysokość i szerokość pola ochronnego

Wysokość pola ochronnego nie stanowi ogólnej długości świetlnej kurtyny lub bariery bezpieczeństwa. Jest to raczej obszar mieszczący się pomiędzy pierwszą a ostatnią wiązką światła. Nasze świetlne kurtyny bezpieczeństwa zapewniają wysokość ochrony od 160 do 1810 mm, w odstępach co 150 mm, z kolei obszar wiązek naszych świetlnych barier bezpieczeństwa wynosi 500 do 900 mm.

Szerokość pola ochronnego stanowi odległość pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Można też rozumieć je jako zakres. Wszystkie nasze świetlne kurtyny i bariery bezpieczeństwa mogą działać w trybie wysokiej intensywności, co pozwala zwiększyć zakres. Można go wybrać poprzez okablowanie, szczegóły podano poniżej.

Zabezpieczenie przed dostępem a ochrona podstawowa

Zabezpieczenie przed dostępem odnosi się do kurtyn świetlnych umieszczonych w bezpośredniej bliskości maszyny, aby nie pozwolić na dostęp do niebezpiecznych miejsc. Ochrona podstawowa odnosi się do kurtyn lub barier świetlnych umieszczonych wokół obwodu maszyny, aby uniemożliwić dostęp do ogólnego obszaru.

Rozdzielczość

Rozdzielczość to suma średnicy soczewki oraz odległości pomiędzy środkami sąsiadujących ze sobą soczewek. Obiekty większe niż wartość rozdzielczości nie są w stanie przejść przez pole ochronne bez wywołania zakłócenia obwodu. Im mniejsza rozdzielczość, tym mniejsze obiekty jest w stanie wychwycić kurtyna świetlna.

Zastosowania funkcji mutingu (maskowania)

Funkcja mutingu pozwala na tymczasowe obejście funkcji bezpieczeństwa. Typowe zastosowania pozwalają, aby obiekty będące przedmiotem produkcji przechodziły przez kurtynę lub barierę świetlną, lecz uniemożliwiały operatorom dostęp do miejsc niebezpiecznych. Funkcja mutingu (maskowania) kurtyn i barier świetlnych ifm wymaga zastosowania przekaźnika bezpieczeństwa G2001S.

Paleciarka kompletuje paletę beczułek i stawia ją na przenośniku transportowym. Uruchamiają się czujniki mutingu, i paleta uzyskuje zezwolenie na opuszczenie terenu (przesunięcie od prawej do lewej na obrazie.) Jeśli operator spróbuje wejść w obszar działania paleciarki, kurtyna świetlna wykryje jego obecność i odetnie zasilanie od maszyny.

Zastosowania funkcji blankingu (wygaszania części wiązek)

Funkcja blankingu (wygaszania części wiązek) pozwala na przerwanie 1, 2 lub 3 położonych obok siebie wiązek bez przerwania obwodu bezpieczeństwa. Takie typy kurtyn świetlnych wykorzystywane są na ogół w zastosowaniach, gdzie materiał wchodzi do maszyny lub z niej wychodzi. Funkcja floating blanking (zmienne wygaszanie części wiązek) pozwala na losowe zakłócanie wiązek w polu ochronnym. Stały tryb wygaszania pozwala na stałą obecność obiektów w polu ochronnym bez przerywania obwodu bezpieczeństwa. Tryb działania kurtyn świetlnych ifm z zastosowaniem tej funkcji można wybrać poprzez okablowanie.

Kawałki blachy stalowej przenoszone są do wytłaczarki. Dolne części wiązek mogą zostać zakłócone bez przerywania obwodu bezpieczeństwa. Jeśli jednak operator spróbuje włożyć rękę pod prasę, maszyna natychmiast zatrzyma się.

Zastosowania kaskadowe

Łączenie kaskadowe umożliwia szeregowe połączenie wielu kurtyn świetlnych w celu utworzenia nietypowych kształtów. Firma ifm w chwili obecnej nie oferuje kurtyn bezpieczeństwa do połączenia kaskadowego. Każda kurtyna wymaga własnego przekaźnika bezpieczeństwa.

Kurtynę bezpieczeństwa można zainstalować pionowo przy maszynie, a drugą poziomo z przedniej strony.