Połączenie optymalne – a zarazem bezpieczne

Zgodnie z prawem międzynarodowym producenci maszyn są zobowiązani wprowadzać do obrotu wyłącznie bezpieczne maszyny. W związku z tym należy uprzednio przeprowadzić i udokumentować analizę zagrożeń wraz z oceną ryzyka. Ocena ryzyka stanowi następnie podstawę dla koncepcji bezpieczeństwa dla danej maszyny lub urządzenia.

Konstruktorzy maszyn, którzy z reguły są odpowiedzialni za dobór bezpiecznych komponentów, mają do wyboru cały szereg czujników. Różne zasady działania czujników umożliwiają realizację różnorodnych koncepcji projektowych. Wyzwaniem staje się więc połączenie wydajności produkcji i bezpieczeństwa z łatwością obsługi. 
 

Jeśli maszyna nie jest przyjazna w obsłudze, można przyjąć za pewnik próby manipulacji urządzeniami zabezpieczającymi. To zaś oznacza, że w przypadku błędu obsługi, który zawsze zdarza się raz na tysiąc wykonywanych czynności, powstaje zagrożenie dla operatora. Właśnie w sytuacjach krytycznych, jak np. praca pod presją czasu, z łatwością może dojść do wypadków. Dlatego też zadaniem konstruktora jest również rozpoznanie możliwych przyczyn manipulacji i wyeliminowanie ich w sposób zapobiegawczy już w fazie projektowania maszyn.
 

Aby zdecydować, jakie komponenty są optymalne do bezpiecznego nadzorowania ruchomych urządzeń zabezpieczających zgodnie z normą EN 60947-5-3, należy określić, co i w jakiej formie ma być chronione:

• Czy są to np. drzwi, osłona lub klapa, które są często otwierane i zamykane?
• Czy oprócz człowieka konieczna jest również ochrona procesu?
• Jakie są warunki otoczenia?
• Czy w powietrzu znajdują się metalowe cząstki lub opiłki?
• Czy komponenty są narażone na silne zanieczyszczenia, wibracje, ekstremalne temperatury lub też funkcjonują w obszarach zagrożonych wybuchem?
   

W przypadku prostych zastosowań drzwi ochronnych bez podwyższonych wymagań w odniesieniu do zabezpieczenia przed manipulacją i obejściem wciąż jeszcze stosowane są w szerokim zakresie mechaniczne wyłączniki drzwi ochronnych. Dzięki zwiększonej sile wyciągania włącznika mechaniczne wyłączniki bezpieczeństwa PSENmech zapobiegają niezamierzonemu otwarciu drzwi ochronnych, osłony lub klapy. Jednakże niezbędne są do tego zawsze dwa wyłączniki, co może przyczynić się do szybkiego wzrostu koniecznych prac inżynierskich.
 

W przypadku wysokiego poziomu zanieczyszczenia w krótkim czasie na czujniku osadzają się opiłki, które trudno jest usunąć. W bardzo trudnych warunkach otoczenia lub jeśli drzwi ochronne z biegiem czasu opadają, okres żywotności wyłącznika ulega szybkiemu skróceniu. W takich przypadkach optymalnym uzupełnieniem mechanicznych wyłączników bezpieczeństwa PSENmech są zasuwy bezpieczeństwa PSENbolt: zapewniają one kompletne rozwiązanie, złożone w wyłącznika bezpieczeństwa, uchwytu drzwi i blokady.
 

W przypadku trudnych do regulacji drzwi ochronnych w obszarach, w których drzwi ochronne są często otwierane i zamykane, urządzenia PSENbolt nadają się do zastosowania w sposób szczególny, ponieważ podczas wsuwania w przycisk włączający wyłącznika bezpieczeństwa włącznik wprowadzany jest w sposób mechaniczny. Dzięki temu można zagwarantować, że podczas zamykania urządzenia zabezpieczającego włącznik zostanie wprowadzony prawidłowo w wyłącznik bezpieczeństwa. Zapewnia to także mechaniczne zabezpieczenie wyłącznika.

W dalszym ciągu pozostaje jednak problem: wyłączniki mechaniczne zapewniają ochronę przed manipulacją jedynie w ograniczonym zakresie.
 

Dla obrotowych i uchylnych drzwi i klap dostępne są alternatywnie bezpieczne wyłączniki zawiasowe PSENhinge. Dzięki nim użytkownik może cieszyć się znacznie większym poziomem dostępności urządzeń. Urządzenia PSENhinge są zabezpieczone przed manipulacją, ponieważ są wbudowane w sposób ukryty w urządzenie zabezpieczające – mianowicie w zawias, a przy tym zajmują niewiele miejsca.
 

Wyłączniki PSENhinge, zaprojektowane jako jednolite elementy funkcyjne i montażowe, zapewniają dużą swobodę podczas montażu, podłączania i regulacji. Umożliwiają one konstruowanie systemów z ogranicznikami z prawej i z lewej strony dla zapewnienia optymalnego przeprowadzenia przewodów, a przy tym również dowolnie ustawiany i regulowany punkt włączania w zakresie od 0° do 270°.
 

Bezkontaktowe wyłączniki bezpieczeństwa zyskują w coraz większym stopniu uznanie rynku przede wszystkim w przypadku maszyn o częstych cyklach uruchamiania i narażonych na duże wibracje. Dzięki najczęściej dużej tolerancji reakcji wyłączniki te można łatwo i elastycznie instalować w maszynach. Ponadto bezkontaktowe wyłączniki bezpieczeństwa nadają się do zastosowań o podwyższonych wymogach w odniesieniu do stopnia ochrony (IP67 / IP69K).
 

W przypadku bezkontaktowych wyłączników bezpieczeństwa rozróżnia się dwie zasady działania: magnetyczne wyłączniki bezpieczeństwa o normalnym i kodowane wyłączniki bezpieczeństwa o wysokim stopniu zabezpieczenia przed manipulacją. Obydwa typy wyłączników oferowane są przez firmę Pilz w tej samej obudowie, dzięki czemu również w czasie późniejszym można szybko i efektywnie przeprowadzić wymianę. 
 

Stosując bezkontaktowe, magnetyczne wyłączniki bezpieczeństwa PSENmag, konstruktor może stworzyć system zoptymalizowany pod względem kosztów. Wtyczki i kable do wszystkich kierunków montażu i najazdu, jak również zapewniony odstęp styków rzędu 3 lub 8/19 mm umożliwiają elastyczny montaż oraz szybką i wygodną instalację.

Czujniki, których wtyczki kątowe skierowane były w niewłaściwą stronę, przechodzą w ten sposób do przeszłości. Zwarta konstrukcja umożliwia również montaż ukryty, co stanowi od samego początku ważne kryterium podczas projektowania maszyn.

Ale także w przypadku magnetycznych wyłączników bezpieczeństwa istnieją pewne trudności: nie nadają się one do stosowania tam, gdzie występują metalowe opiłki, ponieważ metaliczny pył osiada na magnesie wyłącznika, zakłócając w ten sposób jego działanie. Dlatego też użytkownicy sięgają wtedy po wyłączniki transponderowe.
 

W sytuacjach, gdy wymagany jest najwyższy poziom bezpieczeństwa przy równoczesnym zabezpieczeniu przed manipulacją, stosowane są kodowane wyłączniki bezpieczeństwa. Zastosowanie bezkontaktowych, kodowanych wyłączników bezpieczeństwa PSENcode otwiera możliwości wykorzystania najmniejszych kodowanych wyłączników bezpieczeństwa ze zintegrowanymi funkcjami analizy, a tym samym dobrego diagnozowania, oraz wbudowanego zabezpieczenia przed manipulacją i obejściem. Najwyższy poziom zabezpieczenia przed manipulacją osiągnięto w nich dzięki transmisji jednoznacznego kodu z włącznika do wyłącznika (zasada klucza i zamka).
 

Różne warianty kodowania umożliwiają zrealizowanie różnych poziomów zabezpieczenia przed manipulacją: począwszy od włączników kodowanych (wyłącznik PSENcode akceptuje każdy włącznik PSENcode) – poprzez całkowicie kodowane (wyłącznik PSENcode akceptuje tylko jeden włącznik PSENcode, który można zsynchronizować ponownie 8 razy) – aż po unikatowe włączniki całkowicie kodowane (wyłącznik PSENcode akceptuje tylko jeden włącznik PSENcode, ponowna synchronizacja nie jest możliwa).
 

Jeden wyłącznik bezpieczeństwa PSENcode wystarcza przy tym do osiągnięcia w aplikacjach poziomu PL e wg EN ISO 13849-1 oraz SIL 3 wg EN/IEC 62061, wzgl. kategorii bezpieczeństwa 4 wg EN 954-1. Zintegrowany w wyłączniku PSENcode moduł analizujący umożliwia ponadto zrezygnowanie z dodatkowego urządzenia analizującego.
 

Jeśli z powodów eksploatacyjnych lub montażowych drzwi, osłony lub klapy wymagają np. ciągłego otwierania, aby pracownicy obsługi mogli wejść do zabezpieczonego obszaru, należy sprawdzić, na ile możliwe jest również natychmiastowe zatrzymanie maszyny lub urządzenia w trakcie procesu produkcji.
 

Jeśli ograniczone warunki przestrzenne sprawiają, że urządzenia zabezpieczające muszą być umieszczone blisko miejsca niebezpiecznego ruchu, stosowane są odpowiednie zabezpieczające blokady techniczne. Wymaga to wtedy nie tylko bezpiecznego nadzorowania urządzeń zabezpieczających, ale też bezpiecznego blokowania dostępu. 
   

Tylko w ten sposób można bowiem zapewnić niezawodną ochronę pracownika przed niebezpiecznym ruchem dobiegu urządzenia. Ze względów bezpieczeństwa może być przy tym konieczne zwolnienie blokady wyłącznie w zależności od rozpoznania stanu bezpiecznego unieruchomienia lub bezpiecznego czasu opóźnienia.
 

Kolejne pole zastosowania bezpiecznych blokad to ochrona przebiegu procesu. Zwłaszcza w przemyśle obróbki drewna, produkcji samochodów oraz opakowań zastosowanie znajdują maszyny i urządzenia, które wymagają zabezpieczenia wykonywanych niebezpiecznych ruchów z fazą dobiegu, chłodzenia lub też utwardzania. W związku z tym np. proces klejenia nie może być przerywany w sposób zamierzony lub przypadkowy w dowolnym czasie, ponieważ może to spowodować obniżenie jakości.
 

Blokady mechaniczne mają jednakże tę wadę, że trudno jest je wyregulować, a czas ich żywotności jest stosunkowo krótki. Nowoczesne koncepcje drzwi ochronnych łączą z tego powodu zasadę działania bezkontaktowych wyłączników bezpieczeństwa z działaniem bezpiecznych blokad. Firma Pilz oferuje w tym zakresie bezpieczne systemy drzwi ochronnych PSENslock, bezkontaktowy, kodowany wyłącznik bezpieczeństwa z magnesem przytrzymującym 500 N lub 1000 N (BG GS-ET 19), zintegrowane w jednym systemie.
 

Takie połączenie bezpiecznego nadzorowania pozycji oraz blokady dostępu do procesu, jakie zapewnia PSENslock, oferuje bezpieczną alternatywę dla dotychczasowej technologii mechanicznej. Najwyższy poziom zabezpieczenia przed manipulacją i obejściem oraz niewielkie zużycie zapewniają długi okres żywotności i ochronę inwestycji.
 

Nowy bezpieczny system drzwi ochronnych PSENsgate firmy Pilz polega na połączeniu elektroniki i mechaniki. Za pomocą jednego systemu można osiągnąć najwyższą kategorię bezpieczeństwa. Bezpieczny system drzwi ochronnych łączy w sobie nadzorowanie drzwi ochronnych, bezpieczną blokadę oraz elementy sterownicze, wraz z funkcjami takimi jak zatrzymanie awaryjne z odblokowaniem dróg ucieczki i wyjść pomocniczych.
 

Ponieważ ułamanie trzpienia i pęknięcie rygla rozpoznawane są w niezawodny sposób, system oferuje większy poziom bezpieczeństwa w przypadku maszyn o szczególnie wysokim potencjale zagrożenia. Tego typu kompleksowe systemy znajdują zastosowanie najczęściej w przypadku większych drzwi ochronnych, umożliwiających pracownikom obsługi dostęp do maszyny lub urządzenia.
 

PSENsgate oferuje kombinację urządzeń, które do tej pory użytkownik musiał kompletować oddzielnie: dopiero bowiem gotowy do montażu system zapewnia dostęp do wszystkich funkcji bezpieczeństwa i elementów obsługi. Wszystkie te czynniki wpływają na oszczędność czasu i kosztów podczas projektowania, konstruowania, przygotowywania dokumentacji, zakupu i montażu.
 

Kodowanie zapewnia najwyższy poziom zabezpieczenia przed manipulacją i obejściem. Ponadto za pomocą nawet pięciu kłódek na ryglu można zrealizować dodatkową blokadę bezpieczeństwa.
 

W przypadku wyposażenia maszyn w elementy techniki bezpieczeństwa nie chodzi wyłącznie o poszczególne komponenty, lecz także o ich współpracę: kompleksowe rozwiązania, z precyzyjnie dostosowanymi komponentami, obejmującymi bezpieczne czujniki i bezpieczną technikę sterowania zapewniają wysoki potencjał oszczędności w zakresie projektowania, konstrukcji, przygotowywania dokumentacji, zakupu i montażu.
 

Zakup czujników oraz jednostek analizujących od jednego producenta oznacza, że złącza komponentów są do siebie dostosowane. Jest to zaleta, jakiej zawsze warto poświęcić nieco uwagi: użytkownik nie musi już przeglądać arkuszy danych i skomplikowanych testów, aby upewnić się, że wybrane przez niego komponenty rzeczywiście będą współdziałać bez problemów.

Produkty firmy Pilz zapewniają oszczędność czasu i kosztów podczas implementacji wszystkich komponentów, włącznie z certyfikowanymi elementami techniki bezpieczeństwa.
 

Poszczególne komponenty firmy Pilz można łączyć w pakiety spełniające każde wymagania w dziedzinie automatyki. Kompleksowa oferta produktów pokrywa całe spektrum wymogów bezpieczeństwa, będących warunkiem optymalnego nadzorowania drzwi ochronnych.
 

Dzięki odpowiednim urządzeniom analizującym, konfekcjonowanym kablom – zwłaszcza dla połączeń szeregowych i rozproszonych urządzeń peryferyjnych – użytkownicy nie muszą już sobie zaprzątać głowy kablami połączeniowymi, czy też niezbędnymi materiałami montażowymi. 
 

Jednakże każdy produkt może być jedynie na tyle dobry, na ile odpowiednia jest wiedza, na podstawie której został wybrany, i aplikacja, w jakiej znalazł swoje zastosowanie. Dlatego też firma Pilz oferuje indywidualne doradztwo oraz kompleksową pomoc techniczną, a także inne usługi. Użytkownik może skompletować sobie zakres niezbędnych usług zgodnie z własnymi potrzebami:

począwszy od pojedynczych urządzeń, poprzez systemy złożone z dopasowanych wzajemnie komponentów, aż po doradztwo, wsparcie podczas montażu szaf sterowniczych lub też kompleksowe uruchomienie maszyny. Całość połączona optymalnie – i bezpiecznie.