Teknologi
Huvudsyftet med maskinsäkerhet är att minimera risken för eventuella personskador eller skador på utrustning och omgivning. Detta ändamål kan uppnås genom att:
- Undvika risken under utrustningens designfas
- Konstruera fysiska barriärer
- Använda skyltning och genomföra operatörsutbildning
- Använda funktionella säkerhetsenheter som t.ex. positionsgivare, ljusridåer och ljusbommar
Funktionella säkerhetsstandarder
Inom tillverkningsindustrin finns det inte något sådant som noll risk. Risk kan bedömas och reduceras till en tolererbar nivå. ”Funktionell säkerhet” innebär att man bestämmer hur mycket skada en situation kan orsaka och sedan kontrollerar detta med hjälp av säkerhetsrelaterade enheter.
ifm kan inte utföra riskbedömning på applikationer. Vi främjar användning av ljusridåer och ljusbommar med högsta skydd:
- Typ 4
- SIL 3
- SIL cl 3
- PL e
Det finns flera standarder för maskinsäkerhet.
- IEC 61508 är en internationell standard för funktionell säkerhet för elektriska, elektroniska och programmerbara elektroniska enheter. Standarden fastställer de krav vad gäller design, drift och underhåll av system som måste uppfyllas för att uppnå en viss SIL (Safety Integrity Level). Det är referensstandarden, men andra branschspecifika standarder härrör från IEC 61508.
- ISO 13849-1 fastställer kraven för PL (Performance Level) för elektriska, elektroniska och programmerbara elektroniska enheter inom maskineri.
- IEC 62061 fastställer kraven för SIL cl (Safety Integrity Level claim limit) för elektriska, elektroniska och programmerbara elektroniska enheter samt icke-elektriska maskiner såsom hydraulik och pneumatik.
- IEC 61511 fastställer kraven för SIL (Safety Integrity Level) för processautomation.
- IEC 61496-1 och -2 fastställer kraven specifikt för fotoelektriska enheter såsom ljusridåer och ljusbommar (Typ).
Terminologi
Ljusridåer vs. ljusbommar.
En ljusridå liknar en fotoelektrisk envägsavkännanande givare på det sättet att den har en sändare och mottagare. Flera strålar av infrarött ljus omger riskområdet och när de bryts skickar ljusridån en signal till maskinens E-Stop-krets. Ljusridåer har flera tättsittande ljusstrålar (14–90 mm mellan varandra beroende på upplösning) medan ljusbommar endast har ett par ljusstrålar (2, 3 eller 4) med större mellanrum (300–500 mm). Beroende på upplösningen kan ljusridåer användas för att skydda fingrar, händer eller hela kroppen, medan ljusbommar endast används för att skydda kroppen.
Typ 2 vs. Typ 4-ljusridåer och ljusbommar
När den funktionella säkerhetsenheten är en fotoelektrisk enhet, dvs. en ljusridå eller en ljusbom till skillnad mot en induktiv positionsgivare, används ”Typ” för att fastställa krav i enlighet med IEC 61496-1 och -2.
| Typ 2 | Typ 4 | |
|---|---|---|
| ”Control reliable” | Söker efter fel vid start och omstart. | Övervakar kontinuerligt sig själv och söker efter fel. |
| Effektiv bländaröppning vinkel (EAA) |
5 EAA. Ljusstrålen kan eventuellt finna osäkra alternativa vägar om den monteras i närheten av glänsande ytor, s.k. optisk kortslutning. | 2,5 EAA. Effektiv bländaröppning med snävare vinkel minskar risken för optisk kortslutning. |
| Redundanta kretsar | Krävs ej. | Innehåller dubbla kritiska komponenter och kretsar i syfte att tillhandahålla ett backup-system om det primära systemet inte fungerar. |
| Uppnåbar säkerhet nivå |
SIL cl 1 och PL c. | Uppfyller kraven för högsta maximal uppnåbar säkerhetsnivå enligt IEC61496: SIL cl 3 och PL e. |
| Kostnad | Lägre kostnad. | Vanligtvis högre kostnad ... men priserna för typ 4-ljusridåer från ifm är jämförbara med priserna för typ 2-ljusridåer. |
Skyddsfältets höjd och bredd
Skyddsfältets höjd är inte den totala längden hos ljusridån eller ljusbommen. Det är i stället fältet mellan den första och sista ljusstrålen. Våra ljusridåer erbjuder skyddad höjd från 160 till 1810 mm i steg om 150 mm, och våra ljusbommar har en höjd på mellan 500 och 900 mm.
Skyddsfältets bredd är avståndet mellan sändaren och mottagaren. Det kan även betraktas som räckvidd. Alla ljusridåer och ljusbommar kan användas i högintensitetsläge, vilket ökar räckvidden. Detta går att välja via ledning. Se nedan för mer information.
Åtkomsthinder vs. primärt skydd
Åtkomsthinder syftar på ljusridåer som placeras i närheten av maskinen för att förhindra åtkomst till riskområdena. Primärt skydd syftar på ljusridåer eller ljusbommar som positioneras runt omkring maskinen för att förhindra åtkomst till det generella området.
Upplösning
Upplösning är summan av linsens diameter och avståndet mellan närliggande linsers mittpunkter. Objekt som är större än upplösningen kan inte passera genom skyddsfältet utan att det orsakar ett fel. Ju mindre upplösningen är, desto mindre objekt kan ljusridån detektera.
Applikationer med muting
Muting förbikopplar temporärt säkerhetsfunktionen. Typiska applikationer gör att materialet som produceras släpps igenom ljusridån eller ljusbommen samtidigt som operatören nekas åtkomst till riskområdet. Muting kan uppnås med ljusridåer och ljusbommar från ifm genom att använda dem ihop med säkerhetsreläet G2001S.
En pallastare lastar en pall med tunnor och placerar den på ett transportband. Muting-givare utlöses och lastpallen tillåts lämna området (från höger till vänster på bilden). Om en operatör försöker gå in i pallastarens område kommer ljusridån att detektera dennes närvaro och bryta strömförsörjningen till maskinen.
Applikationer med blanking
Med blanking kan 1, 2 eller 3 strålar i följd brytas utan att det bryter säkerhetskretsen. Denna typ av ljusridåer används i allmänhet vid applikationer som avser matning och exit av material. Flytande blanking innebär att strålar kan brytas slumpvis inom skyddsfältet. Läget för permanent blanking innebär att ett objekt kan befinna sig permanent i skyddsfältet utan att säkerhetskretsen bryts. Driftläget hos ifm:s ljusridåer med blanking kan väljas via ledning.
Stålplattor transporteras till en stansmaskin. Strålarna nedtill kan utlösas utan att det bryter säkerhetskretsen. Om en operatör däremot försöker närma sig stansmaskinen kommer maskinen att stoppas omedelbart.
Applikationer med kaskadkoppling
Kaskadkoppling gör det möjligt att seriekoppla flera ljusridåer för att skapa anpassade formationer. ifm erbjuder inte ljusridåer med kaskadkoppling i nuläget. Varje ljusridå kräver sitt eget säkerhetsrelä.
En ljusridå kan monteras vertikalt intill en maskin, och ytterligare en ljusridå kan monteras horisontellt framför den.