Sensorteknologi og styring fra samme producent

Ostfildern, 15/10/2010

Maskinproducenter har i henhold til international ret pligt til kun at markedsføre sikre maskiner. Derfor skal der først gennemføres og dokumenteres en fareanalyse med risikovurdering. Ved hjælp af risikovurderingen finder man så sikkerhedskonceptet for den pågældende maskine eller det pågældende anlæg.

Konstruktører af maskiner, der normalt er ansvarlige for valget af sikkerhedskomponenter, har mange forskellige sensorer til rådighed. Forskellige sensorprincipper giver mange forskellige muligheder for udformning af implementeringen. Udfordringen består altså i at forene produktivitet med sikkerhed og brugervenlighed.

For hvis en maskine ikke er brugervenlig, vil der uvægerligt ske manipulationer af sikkerhedsanordningerne. Ved en fejlreaktion, som trods alt forekommer for hver tusind handlinger, er operatørens sikkerhed således i fare. Netop i kritiske situationer, som f.eks. under tidspres, kan der ske ulykker. Derfor er det også konstruktørens opgave at opdage mulige årsager til manipulationer og udelukke dem ved at være forudseende allerede under udviklingen af maskiner.

Valg af egnede sikkerhedskomponenter

Når det skal besluttes, hvilke komponenter der er optimale til sikker overvågning af bevægelige sikkerhedsafskærmninger med tvangskoblingsanordning i henhold til EN 60947-5-3, skal det fastlægges, hvad der skal beskyttes og på hvilken måde:

  • Er der f.eks. tale om en dør, en afskærmning eller en lem, der ofte åbnes og lukkes?
  • Skal ikke kun personalet, men også processen beskyttes?
  • Hvordan er de lokale forhold?
  • Slynges der metalliske dele eller spåner ud fra anlægget?
  • Er komponenterne udsat for kraftig tilsmudsning, kraftige vibrationer, ekstreme temperaturer eller måske endda eksplosionsfarlige områder?

Mekaniske sikkerhedsafbrydere – den tilsyneladende billigste løsning

Mekaniske beskyttelsesdørskontakter anvendes stadig ofte til enkle applikationer med beskyttelsesdøre, hvor der ikke stilles øgede krav til sikring mod manipulation og omgåelse. Ved at kræve en øget udtrækskraft fra operatøren forhindrer de mekaniske sikkerhedsafbrydere PSENmech utilsigtet åbning af beskyttelsesdøre, afskærmninger og lemme. Der kræves dog altid to afbrydere, hvilket gør, at de tekniske omkostninger stiger kraftigt.

Ved kraftig tilsmudsning afsætter der sig i løbet af kort tid spåner i sensoren, som kun vanskeligt kan fjernes. I belastende omgivelser, eller når beskyttelsesdørene efterhånden synker, slides en afbryder derfor hurtigt op. I disse tilfælde er sikkerhedsriglen PSENbolt et optimalt supplement til de mekaniske sikkerhedsafbrydere PSENmech: De giver en sikker, komplet løsning med sikkerhedsafbryder, dørgreb og rigel.

PSENbolt er især velegnet til beskyttelsesdøre, der er vanskelige at justere, eller til brug i områder, hvor beskyttelsesdørene ofte åbnes og lukkes igen, fordi aktuatoren ved indføring i afbryderens aktiveringsdel føres mekanisk frem. På denne måde sikres det, at aktuatoren føres korrekt ind i sikkerhedsafbryderen, når beskyttelsesanordningen lukkes. Dermed beskytter den afbryderen mekanisk.

Men ét problem findes stadig: Mekaniske afbrydere giver kun en ringe grad af beskyttelse mod manipulation.

Alternativ til dreje- og anslagsdøre samt -lemme: Sikre hængselafbrydere

Til dreje- og anslagsdøre samt -lemme fås der som alternativ de sikre hængselafbrydere PSENhinge. Dine anlæg bliver disponible i længere perioder. Hængselafbryderne PSENhinge er manipulationssikre, fordi de er monteret skjult og pladsbesparende i beskyttelsesindretningen – nemlig i hængslet.

PSENhinge er udformet som funktions- og monteringsenhed og giver dermed fleksibilitet ved montering, tilslutning og justering. De muliggør opbygning af systemer med anslag til højre eller venstre, så der opnås en optimal ledningsføring med mulighed for et frit indstilleligt og efterjusterbart omskiftningspunkt mellem 0° og 270°.

Berøringsfrit fungerende sikkerhedsafbrydere – maksimal sikkerhed til en lav pris

Men især til maskiner med hyppig aktivering og kraftige vibrationer anvendes der i dag i stigende grad berøringsfrit fungerende sikkerhedsafbrydere. Disse afbrydere kan på grund af deres oftest store aktiveringstolerance installeres enkelt og fleksibelt på maskinen. Derudover er berøringsfrie sikkerhedsafbrydere velegnede til applikationer med øgede krav i forbindelse med kapslingsklasse (IP67 / IP69K).

Ved berøringsfrit fungerende sikkerhedsafbrydere skelnes der mellem to funktionsprincipper: Magnetiske sikkerhedsafbrydere med en normal og kodede sikkerhedsafbrydere med en høj grad af beskyttelse mod manipulation. Pilz tilbyder begge typer i samme kabinet, således at der på et senere tidspunkt er mulighed for en hurtig og effektiv udskiftning.

Magnetiske sikkerhedsafbrydere – maksimal frihed ved installation

Med de berøringsfrie, magnetiske sikkerhedsafbrydere PSENmag vælger konstruktøren et omkostningsoptimeret system. Stik og kabler til alle monterings- og startretninger samt en sikret tasteafstand på 3 eller 8/19 mm giver mulighed for fleksibel montering samt en hurtig, bekvem installation.

Dermed hører sensorer, hvor vinkelstikkene peger i den forkerte retning, fortiden til. Den kompakte konstruktion muliggør også skjult indbygning. Et vigtigt kriterium allerede ved starten af udvikling af maskiner.

Men også magnetiske sikkerhedsafbrydere har en ulempe: I applikationer med metalspåner er de uegnede, fordi der på grund af magneten sætter sig metalstøv på afbryderen, og den derfor bliver sat ud af kraft. I stedet bør brugerne anvende transponderafbrydere.

Kodning, der giver en høj grad af beskyttelse mod manipulation – transponderafbrydere med integreret analysefunktion

Når retningslinjerne kræver maksimal sikkerhed og samtidig beskyttelse mod manipulation, anvendes der kodede sikkerhedsafbrydere. Med de berøringsfrie, kodede sikkerhedsafbrydere PSENcode gør du brug af den mindste, kodede sikkerhedsafbryder med integreret analysefunktion, dvs. god diagnose, samt indbygget beskyttelse mod manipulation og omgåelse. Den højeste grad af beskyttelse mod manipulation opnås ved at overføre en entydig kode fra aktuatoren til afbryderen (nøgle-lås-princippet).

Der kan opnås forskellige manipulationsniveauer ved hjælp af forskellige kodningsvarianter: Lige fra den kodede (PSENcode-afbryderen accepterer alle PSENcode-aktuatorer) – over den fuldkodede (PSENcode-afbryderen accepterer kun én PSENcode-aktuator, der kan omprogrammeres 8 gange) – til den fuldkodede, unikke aktuator (PSENcode-afbryderen accepterer kun en PSENcode-aktuator, omprogrammering ikke mulig).

Her er det allerede tilstrækkeligt med en sikkerhedsafbryder af typen PSENcode til applikationer indtil PL e i henhold til EN ISO 13849-1 og SIL 3 i henhold til EN/IEC 62061 samt kategori 4 i henhold til EN 954-1. Med den integrerede analysefunktion i PSENcode sparer man desuden den ekstra analyseenhed.

Procesbeskyttelse ved hjælp af berøringsfrie, kodede beskyttelsesdørssystemer

Hvis f.eks. døre, afskærmninger og lemme meget ofte skal åbnes af hensyn til drift eller montering, således at betjeningspersonalet kan træde ind i det sikrede område, skal det kontrolleres, om maskinen eller anlægget i processen også kan standses omgående.

Hvis trange pladsforhold medfører, at beskyttelsesanordninger skal placeres i nærheden af en farlig bevægelse, skal der anvendes sikkerhedstekniske tilholdere. I så fald skal beskyttelsesanordningerne nemlig ikke kun overvåges, men også være udført med sikre tilholdere.

Kun når disse betingelser er opfyldt, opnås der også en sikker beskyttelse af operatøren i tilfælde af en farlig efterløbsbevægelse. Af sikkerhedsmæssige årsager kan det desuden være nødvendigt kun at annullere tilholdernes funktion afhængigt af en sikker stilstandsregistrering eller en sikker forsinkelsesperiode.

Et andet område, hvor der kan anvendes sikre tilholdere, er ved beskyttelse af procesafvikling. Især inden for træbearbejdning, bilproduktion og emballageindustrien findes der maskiner og anlæg, hvor farlige bevægelser med efterløb, afkølings- eller hærdningsfaser osv. skal sikres. F.eks. bør en "klæbeproces" ikke afbrydes på et vilkårligt tidspunkt, uanset om det er tilsigtet eller utilsigtet, fordi det vil forringe kvaliteten.

Berøringsfrie beskyttelsesdørssystemer – sikker positionsovervågning med procestilholdere i et og samme system

Mekaniske tilholdere har dog den ulempe, at de er vanskelige at justere og har en kort levetid. Nye beskyttelsesdørskoncepter kombinerer princippet bag de berøringsfrie sikkerhedsafbrydere med den sikre tilholders funktion. Pilz tilbyder derfor de sikre beskyttelsesdørssystemer , en berøringsfri, kodet sikkerhedsafbryder med en sikker holdemagnet på 500 N eller 1000 N (BG GS-ET 19), i et og samme system.

Med denne kombination af sikker positionsovervågning og sikre procestilholdere er PSENslock et sikkert alternativ til den hidtidige mekaniske teknologi. Maksimal beskyttelse mod manipulation og omgåelse samt minimal slitage giver lang levetid og sikrer investeringen.

Spar tid og omkostninger med integrerede systemer til overvågning af beskyttelsesdøre

Også det nye sikre beskyttelsesdørssystem PSENsgate fra Pilz gør brug af en kombination af elektronik og mekanik. Den bedste sikkerhedskategori kan opnås med kun ét system. Det sikre beskyttelsesdørssystem samler overvågning af beskyttelsesdøre, sikre tilholdere og betjeningselementer, inklusive yderligere funktioner som nødstop samt flugtvejs- og hjælpeoplåsning, på minimal plads.

Da også boltafrivning og rigelbrud registreres sikkert, giver systemet et plus til sikkerheden på maskiner med et ekstra højt farepotentiale. Sådanne komplette systemer anvendes for det meste til større beskyttelsesdøre, der bruges af betjeningspersonalet for at få adgang til maskinen eller anlægget.

Med PSENsgate får du en kombination af enheder, som brugerne tidligere måtte sammensætte af separate moduler: Alle sikkerhedsfunktioner og betjeningselementer er nemlig til rådighed i kun ét indbygningsfærdigt system. Alt dette sparer tid og omkostninger ved projektering, konstruktion, dokumentation, anskaffelse og montering.

Ved hjælp af kodningen er der sikret maksimal beskyttelse mod manipulation og omgåelse. Derudover kan der også laves en låsespærring ved hjælp af op til fem hængelåse på riglen.

Fordele ved komplette løsninger

I forbindelse med maskiners sikkerhedstekniske udstyr kommer det ikke kun an på de enkelte komponenter, men også på, hvordan de spiller sammen: Komplette løsninger med sikre sensorteknologiske og styringstekniske komponenter, der er nøje tilpasset hinanden, giver dig store muligheder for besparelser i forbindelse med projektering, konstruktion, dokumentation, anskaffelse og montering.

Når du får sensor(er) og analyseenhed fra samme producent, betyder det, at grænsefladerne mellem komponenterne allerede er tilpasset hinanden. En fordel, som man under alle omstændigheder bør huske på: Brugeren behøver ikke at studere datablade og gennemlæse omfattende tests for at sikre sig, at de komponenter, som han udvælger, også rent faktisk fungerer problemfrit sammen.

Med Pilz-produkter sparer du tid og penge til implementering af alle komponenter, inklusive certificeret sikkerhed.

Resumé og facit

Enkeltkomponenter fra Pilz kan sammensættes til en pakke, der passer til alle behov inden for automation. Det omfattende produktprogram dækker hele spektret af sikkerhedskrav til optimal overvågning af beskyttelsesdøre.

Med passende analyseenheder, færdigfremstillede kabler – især til serieforbindelse og decentral periferi – skal brugerne ikke længere bekymre sig om forbindelseskabler og nødvendigt monteringsmateriale.

Et produkt kan imidlertid ikke blive bedre end den knowhow, hvormed det vælges og indsættes i en applikation. Derfor tilbyder Pilz individuel rådgivning og omfattende support samt serviceydelser. Brugerne sammensætter frit den ønskede ydelse ud fra deres behov:

Lige fra den enkelte enhed over et system med komponenter, der er afstemt til hinanden, til rådgivning, hjælp ved opbygning af styreskabe og komplet idrifttagning af en maskine. Netop optimalt kombineret – og sikkert.