Rozwiązania bezpieczeństwa dla przemysłu spożywczego
Przemysł spożywczy stawia wyjątkowo wysokie wymagania komponentom i systemom zapewniającym bezpieczeństwo maszyn. W zależności od aplikacji wymagania te dotyczą higieny, uszczelnień zapobiegających przenikaniu płynów i pyłu, spełniania przepisów branżowych, ochrony przeciwwybuchowej oraz odporności na szczególnie wysoką lub niską temperaturę. Dlatego zaleca się stosowanie urządzeń bezpieczeństwa, które zostały opracowane z uwzględnieniem tych szczególnych warunków.
Żaden konstruktor, zajmujący się urządzeniami bezpieczeństwa oraz doborem potrzebnych komponentów do maszyn i urządzeń, nie ma wątpliwości, że bezpieczeństwo maszyn jest niezwykle złożoną kwestią. Funkcjonuje wiele norm zharmonizowanych z dyrektywą maszynową, które określają m.in. dokładny sposób postępowania przy doborze komponentów. Istnieje również szereg możliwości zabezpieczenia poszczególnych niebezpiecznych obiektów.
Higiena stawia szczególne wymagania
W przypadku osłon bezpieczeństwa, stosowanych w maszynach przemysłu spożywczego, kryteria doboru są jeszcze bardziej rozbudowane, ponieważ oprócz ogólnie obowiązujących przepisów bezpieczeństwa maszyn należy spełnić w wielu przypadkach również wymagania w zakresie higieny. Obszar ten nie jest tak złożony, jak bezpieczeństwo maszyny, ale także wymaga szczególnej uwagi.
Fot. 2. CSS 30 S o cylindrycznej konstrukcji nadaje się m.in. do ukrytego montażu za osłonami ze stali szlachetnej. Wariant w obudowie z tworzywa sztucznego jest również dostępny jako CSS 300
Na początku należy określić, w której z czterech stref higieny ma być stosowane dobierane urządzenie bezpieczeństwa. W strefie suchej konieczna jest jedynie ochrona przed zanieczyszczeniami. W strefie rozbryzgów może dojść do skażenia lub skażeń krzyżowych, ponieważ personel dotyka zarówno artykułów spożywczych, jak i maszyny. W strefie mokrej istnieje wysokie ryzyko skażeń bakteryjnych. Z tego względu przeprowadzanie regularnego mycia niskociśnieniowego za pomocą substancji chemicznych lub czyszczenia na gorąco należy do zalecanych środków higieny.
Ryzyko skażenia jest jeszcze większe w strefie agresywnej, gdzie często odbywa się czyszczenie gorącą parą lub czyszczenie wysokociśnieniowe, za pomocą agresywnych środków czyszczących. Oznacza to, że stosowany tam osprzęt łączeniowy musi wytrzymać strumień wody o ciśnieniu 80 bar i temperaturze 80 °C.
Skuteczne uszczelnienie
Jest oczywiste, że w takich warunkach nie można stosować konwencjonalnych urządzeń bezpieczeństwa. Aby wymagania w zakresie higieny zostały spełnione, należy zadbać o dwie
kwestie.
Po pierwsze osprzęt łączeniowy musi wytrzymywać częste czyszczenie, co nie jest łatwe w przypadku komponentów elektrycznych lub elektromechanicznych i stawia wysokie wymagania w stosunku do doboru materiałów i uszczelnienia. Po drugie należy je konstruować zgodnie z zasadami „konstrukcji higienicznej”. Oznacza to wykluczenie możliwości tworzenia się obszarów zbierania zanieczyszczeń.
Norma EN 1672-2 („Maszyny dla przemysłu spożywczego – Ogólne zasady projektowania – Wymagania w zakresie higieny”) podaje odpowiednie wskazówki w tym zakresie. Wykluczone jest np. stosowanie konwencjonalnych elektromechanicznych wyłączników i blokad bezpieczeństwa, przynajmniej w strefie mokrej i w strefie agresywnej.
Osprzęt łączeniowy
Z wymienionych powodów budowa maszyn dla przemysłu spożywczego była pierwszą branżą, w której zamiast konwencjonalnych elektromechanicznych wyłączników bezpieczeństwa zastosowano czujniki bezpieczeństwa. Działają one bezdotykowo – zbliżeniowo – i można je łatwo czyścić. Wynika to z gładkiej powierzchni czujnika i aktywatora, a ponadto można je montować w sposób ukryty, np. za osłonami z tworzywa sztucznego.
Fot. 3. Zintegrowana technologia RFID elektronicznego czujnika bezpieczeństwa RSS 36 umożliwia zwiększenie ochrony przed nieautoryzowaną manipulacją
Do nowości w omawianym obszarze zastosowań należą magnetyczne wyłączniki bezpieczeństwa BNS 40 S (fot. 1). Zostały one przygotowane do najbardziej wymagających zastosowań, a konkretnie – w tym przypadku – do stosowania w strefach mokrych, w bezpośrednim sąsiedztwie produktu. Obudowa ze stali szlachetnej jest odporna na korozję i płyny czyszczące. Wąska konstrukcja o gładko wyszlifowanej powierzchni dobrze wpasowuje się w typową strukturę otoczenia maszyn dla przemysłu spożywczego.
Ponieważ wyłącznik BNS 40 S ma stopień ochrony IP69K, można go uważać za odporny na działanie myjek wysokociśnieniowych. Duża odległość zadziałania pozwala na ukryty montaż za niemagnetycznymi osłonami. Podczas projektowania szczególną uwagę zwrócono na uniemożliwienie tworzenia się obszarów zbierania zanieczyszczeń i przetestowano urządzenie,
zgodnie z Ecolab, pod kątem zgodności z używanymi środkami czyszczącymi.
Czujnik bezpieczeństwa z technologią CSS
CSS 30 S (fot. 2) został również opracowany w wersji do najbardziej wymagających zastosowań, ale w innym celu. Ten czujnik bezpieczeństwa o cylindrycznej konstrukcji wykorzystuje technologię CSS (Coded Safety Sensor), opracowaną i opatentowaną przez firmę Schmersal, służącą do dwukierunkowej komunikacji między czujnikiem i aktywatorem. Jej zaletą jest m.in. możliwość szeregowego połączenia do 31 czujników i ich kontroli przy użyciu tylko jednego modułu bezpieczeństwa. Również w przypadku takiego szeregowego połączenia możliwe jest tworzenie obwodów bezpieczeństwa, spełniających wymagania poziomu zapewnienia bezpieczeństwa „e” według wymagań normy EN 13849-1
(SIL 3, kategoria 4). Ponadto czujniki są w stanie wykryć przesunięcie osłon bezpieczeństwa i w odpowiednim czasie zaalarmować obsługę. Dzięki temu można uniknąć nieplanowanych przestojów maszyn.
CSS 30 S jest hermetycznie zamknięty w obudowie ze stali szlachetnej i ma stopień ochrony IP69K. Czujnik CSS został zmodyfikowany w taki sposób, że działa również przez osłony ze stali szlachetnej.
Alternatywę stanowi CSS 300 – bardziej ekonomiczny wariant, z obudową z tworzywa sztucznego.
Zintegrowane RFID
Innym czujnikiem bezpieczeństwa, który znalazł szerokie zastosowanie w budowie maszyn dla przemysłu spożywczego i w przemyśle opakowań, jest RSS 36 (fot. 3), obecnie dostępny także w wersji z wbudowanym interfejsem AS-i Safety. Oprócz technologii CSS, czujnik bezpieczeństwa jest wyposażony w chip RFID. Pozwoliło to stworzyć różne wersje kodowania w celu zwiększenia ochrony przed manipulacją.
Do innych właściwości czujnika RSS 36 należą wygodny montaż, duża odległość zadziałania i stopień ochrony IP69K. Ze względu na wytrzymałą konstrukcję czujnik ten może służyć jako ogranicznik ruchu małych drzwi i klap. Dzięki opcjonalnemu, wbudowanemu zatrzaskowi magnetycznemu, zamkniętemu w szczelnej obudowie z tworzywa sztucznego, można zrezygnować z dodatkowych zatrzasków odpowiednich do stref higieny.
Innowacyjna blokada bezpieczeństwa
Niedawno Grupa Schmersal wprowadziła na rynek nową elektromagnetyczną blokadę bezpieczeństwa AZM 300 (fot. 4). Urządzenie to nie zostało zaprojektowane specjalnie dla przemysłu spożywczego, ale mimo to znalazło w tym obszarze wiele zastosowań. Przyczyniły się do tego: nowy, bardzo elastyczny system ryglowania, wykonany w formie obrotowego krzyża maltańskiego, oraz wygodny montaż. Do standardowych właściwości należą możliwość kodowania, przy użyciu czujnika RFID, podobnie jak w RSS 36, oraz regulowana siła zatrzasku. Ponadto podczas projektowania przestrzegano zasad konstrukcji higienicznej, a dzięki stopniowi ochrony IP69K blokada AZM 300 nadaje się do stosowania w obszarach, w których ważne jest zachowanie higieny.
Fot. 4. Innowacyjna, elektromagnetyczna blokada bezpieczeństwa AZM 300 zapewnia szereg zalet użytkownikowi
Najnowsze technologie
Przedstawione w artykule urządzenia bezpieczeństwa pokazują, że budowa maszyn dla przemysłu spożywczego stawia bardzo specyficzne, dodatkowe wymagania komponentom i systemom, zapewniającym bezpieczeństwo maszyn. Można bez problemu spełnić te wymagania, gdy konstruktorzy będą dobierać podzespoły, które zostały opracowane zgodnie z zasadami konstrukcji higienicznej. Również w przypadku innych zastosowań w budowie maszyn dla przemysłu spożywczego – np. w przypadku aplikacji niskotemperaturowych i urządzeń do napełniania sproszkowanych materiałów, które podlegają wymaganiom ochrony przeciwwybuchowej – są dostępne urządzenia bezpieczeństwa wykorzystujące najnowszą technologię i zapewniające niezawodność oraz wysoką wydajność.
Co najmniej tak samo ważne, jak kompleksowa oferta branżowa, jest doradztwo dla klientów w obszarze budowy maszyn dla przemysłu spożywczego, prowadzone przez ekspertów o odpowiedniej wiedzy praktycznej. W firmie Schmersal dystrybucja jest wspomagana przez branżowych ekspertów, którzy mają dostęp do odpowiedniej fachowej wiedzy w dziedzinie techniki przetwórstwa spożywczego i ściśle z nią związanej techniki opakowań.
SCHMERSAL POLSKA
ul. Baletowa 29
02-867 Warszawa
tel. 22 250 88 00
fax 22 816 85 80
e-mail: info@schmersal.pl
www.schmersal.pl
source: Automatyka 4/2015