< Previous40AUTOMATYKAPRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY STEROWNIKI I PRZEKAŹNIKI BEZPIECZEŃSTWAPRODUCENTOMRONPILZSICKMODELNX-SPNOZELOGFLEXI CLASIC UE410-GU4Rodzajsterownik bezpieczeństwaprzekaźnik bezpieczeństwasterownik bezpieczenstwaTypmoduł głównymoduł podstawowymoduł głównyZastosowaniasystemy rozproszonemonitoring wyłączników awaryjnych, systemów ryglowania i kurtyn świetlnychglobalne zatrzymanie awaryjneWejścia32 programowalne wejścia/wyjścia2 wejścia czujników bezpieczeństwa4 wejścia bezpieczeństwa, 2 wejścia sterujące, 2 wejścia globalnej funkcji zatrzymania awaryjnegoWyjścia8 wyjść przekaźników bezpieczeństwa (w zależności od podłączonych modułów)2 wyjścia przekaźników bezpieczeństwa + wyjście półprzewodnikowe1 wyjście bezpieczeństwa, 2 wyjścia testowe, 1 wyjście sygnalizacyjne, 2 wyjścia globalnej funkcji zatrzymania awaryjnego !" ! - ' --4 '& - 4 4 '-4 - - '\ - 1' - J'4 #stwarzałoby to zagrożenie zranienia czy pozbawienia życia pracownika. Auto-matyczne lub ręczne zatrzymywanie części ruchomych nie może zostać za-kłócone. Istotne jest też to, aby elemen-ty systemu bezpieczeństwa zapewniały skuteczną ochronę lub wysyłały polece-nie zatrzymania, a elementy układu ste-rowania związane z bezpieczeństwem działały w sposób spójny w całym ze-spole maszyn, linii technologicznych, gniazd lub maszyn nieukończonych. Maszyna spełniająca wymienione kryteria musi legitymować się spe-cjalnym oświadczeniem producenta, tzw. Deklaracją zgodności, stwierdzają-cą na jego wyłączną odpowiedzialność, że wyrób, proces wytwórczy lub usłu-ga są zgodne z określoną normą lub innym dokumentem normatywnym.Układy sterowania Elementem nadrzędnym dla systemu bezpieczeństwa jest układ sterowa-nia, którego zadaniem jest połączenie poszczególnych elementów systemu bezpieczeństwa w funkcjonalną ca-łość. Wyróżnia się cztery podstawowe grupy systemów:• maszyny i urządzenia z lokalnym systemem sterowania, który realizu-je funkcje bezpieczeństwa w oparciu o przekaźniki bezpieczeństwa,• maszyny lub urządzenia z lokalnym albo globalnym systemem sterowa-nia wykorzystującym programowal-ne przekaźniki bezpieczeństwa,• maszyny oraz systemy z rozproszo-nymi czujnikami bezpieczeństwa i elementami wykonawczymi wyko-rzystującymi przemysłowe systemy transmisji danych,• maszyny, urządzenia lub linie stero-wane globalnie z rozbudowanymi funkcjami bezpieczeństwa.W większości maszyn i systemów przemysłowych wystarczają podstawo-we, lokalnie zaimplementowane funk-cje bezpieczeństwa, które odnoszą się do takich zdarzeń, jak stop awaryjny, kontrola osłony barier i kurtyn świetl-nych, sterowanie dwuręczne, kontrola mat naciskowych, prędkości, stanu zatrzymania. Początkowo, do końca lat 80. ubiegłego wieku, w tym celu stosowano kombinację przekaźników i styczników. W przypadku wystąpie-nia niebezpiecznej sytuacji, element wykonawczy był po prostu izolowany od źródła energii. Niestety tego rodzaju układ mógł być łatwo odłączony, ulec awarii lub zostać przypadkowo omi-nięty (np. skleiły się styki stycznika), co sprawiało, że maszyna pozbawiona była funkcji bezpieczeństwa, ale jej pra-ca wciąż była możliwa. Rozwiązaniami, które miały ogra-niczyć sytuacje, gdy maszyna czy li-nia produkcyjna pozbawiona byłaby przypadkowo lub celowo (sic!) funkcji ochrony, stały się specjalne obwo-dy przekaźników. Wykorzystywano tu m.in. kombinacje trójstykowe czy kaskadowe, gdzie do istniejącego stycznika równolegle dołączano drugi, a napięcia sterujące elementami wyko-nawczymi doprowadzano szeregowo przez styki obydwu styczników.411-2/2020PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYbezpieczeństwa. Przekaźniki tego typu umożliwiają szyb-ką i prostą realizację pod-stawowych, wymienionych wcześniej funkcji bezpie-czeństwa i nie wymagają od użytkownika umiejętności programistycznych. Programowalne przekaźniki bezpieczeństwaObecnie do nieco bardziej skompliko-wanych zadań wykorzystuje się pro-gramowalne przekaźniki bezpieczeń-stwa. Dobrym przykładem mogą być urządzenia SIRIUS 3SK2 i PNOZmulti. Pozwalają one użytkownikom na swo-bodne definiowanie zadań i samodziel-ne zaprogramowanie sterujących nimi algorytmów. Innymi słowy, przekaźniki programowalne pozwalają na znaczne uproszczenie projektowanej aplikacji i zmniejszenie liczby przekaźników bezpieczeństwa w systemie, które re-alizują tylko pojedyncze zadania, a co za tym idzie, na obniżenie całkowitych kosztów instalacji systemu bezpie-czeństwa. Warto zwrócić uwagę, że do standardowych funkcji monitoringu re-alizowanych przez przekaźniki progra-mowalne należą: kontrola zatrzymania awaryjnego, kontrola przesunięcia/wy-chylenia/obrotu, kontrola mat czujni-kowych, kontrola kurtyn świetlnych czy kontrola łączników lub rygli. Bardziej zaawansowane przekaźniki bezpieczeństwa, np. Schneider Electric XPS MC32ZP czy Omron NX, oferują rozbudowaną diagnostykę, sporą licz-bę wejść (zwykle od 8 do 32, niekiedy nawet do 256) oraz parametryzację. W większości przypadków istnieje moż-liwość przyłączenia ich do nadrzędnego systemu automatyki (np. przez Profibus lub Profinet), w tym do systemów wizu-alizacji czy interfejsów HMI. Dzięki temu możliwa jest realizacja rozbudowanych aplikacji wykorzystujących wiele funkcji bezpieczeństwa – np. muting dla kur-tyn świetlnych, monitorowanie osłon, z i bez funkcji ryglowania, jak również realizacja funkcji stop awaryjny. Dzięki modułowej i rozszerzalnej konstrukcji tego typu przekaźnika moż-na stopniowo rozbudowywać system w celu elastycznego dostosowania go do wykonywanych zadań, aż do osiągnięcia najwyższego poziomu bezpieczeństwa.Sterowniki bezpieczeństwaOddzielną grupą urządzeń bezpieczeń-stwa są sterowniki. Sterownik bezpie-czeństwa to, najprościej rzecz ujmując, specjalizowany sterownik PLC, nazywa-ny też sterownikiem safety PLC, w któ-rym zaimplementowane są specjalne certyfikowane bloki programowania służące do obsługi podstawowych urządzeń stosowanych w technice bezpieczeństwa. Podstawową różnicą między sterownikami bezpieczeństwa a standardowymi sterownikami PLC jest ich konstrukcja. Urządzenia bezpie-czeństwa bazują na redundantnej ar-chitekturze, w której sygnały wejściowe i wyjściowe analizowane są w dwóch oddzielnych torach. Taka konstrukcja pozwala na zachowanie bezpieczeń-stwa w przypadku, gdy jeden z kanałów funkcjonuje niepoprawnie lub mamy do czynienia z różnicą sygnałów wej-ściowych na obu kanałach. Sterowniki bezpieczeństwa wyposa-żone są w co najmniej dwa procesory analizujące i porównujące sygnały. Inną cechą takiego sterownika jest wzajem-ne monitorowanie stanu pracy przez procesory. Tego typu architekturę sto-suje się po to, aby zapewnić jak najwięk-szą niezawodność działania maszyny czy linii produkcyjnej, a w przypadku awarii – aby je zatrzymać lub zapew-SIEMENS3RK3 SIRIUS przekaźnik bezpieczeństwamoduł podstawowydiagnostyka parametrów bezpieczeństwa i zatrzymanie8 wejść czujników bezpieczeństwa1 wyjście przekaźnika bezpieczeństwa, 1 wyjście półprzewodnikowe związane z bezpieczeństwemRozwój tego typu systemów do-prowadził do skonstruowania na po-czątku lat 90. pierwszego przekaźnika bezpieczeństwa, za który uznaje się przekaźnik PNOZ niemieckiej firmy Pilz. Warto zwrócić w tym miejscu uwagę na fakt, że przekaźniki bezpie-czeństwa muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby zarówno błąd urzą-dzenia, jak i usterka spowodowana przyczyną zewnętrzną, np. czujnikiem lub elementem wykonawczym nie po-wodowały ograniczenia funkcji bezpie-czeństwa, oczywiście pod warunkiem prawidłowego ich podłączenia.Obecnie do prostej implementacji funkcji bezpieczeństwa w maszynach czy na liniach produkcyjnych stosuje się dość proste przekaźniki bezpieczeń-stwa, takie jak urządzenia wspomnia-nej firmy Pilz: PNOZcompact, PNOZpo-wer, PNOZelog czy bardzo popularne przekaźniki Siemens SIRIUS 3SK1 lub SIRIUS 3RM1. Co ciekawe, ten ostatni to układ hybrydowy pełniący jednocze-śnie funkcję sterowania i przekaźnika '- - 1' - 3& +]@ 7 3&42AUTOMATYKAPRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYnić bezpieczny stan urządzenia. Ana-liza sygnałów nie jest skomplikowana i jest znacznie prostsza niż w przypadku standardowych sterowników PLC. Z wy-jątkiem najnowszych, eksperymental-nych rozwiązań, gdzie wprowadza się algorytmy sztucznej inteligencji i ucze-nia maszynowego, nie ma tutaj mowy o skomplikowanych algorytmach. Re-alizacja programu ogranicza się zazwy-czaj do porównania faktycznych stanów z urządzeń wejściowych (różnych czuj-ników bezpieczeństwa, kurtyn świetl-nych, wyłączników E-stop) do stanów, które zostały zapisane w pamięci urzą-dzenia i ewentualnej analizy odchyleń w sytuacjach niestandardowych.Cechą, która odróżnia sterownik bezpieczeństwa od sterownika PLC jest dostęp do funkcji programowania i kon-trola wprowadzanych zmian. Podobnie jak w przypadku systemów IT, dostęp do funkcji programowania zabezpieczony jest hasłem, a oprogramowanie steru-jące korzysta z sum kontrolnych, które zmieniają się w chwili wprowadzenia ja-kiejkolwiek modyfikacji w ustawieniach urządzenia. Co więcej, zmiany te zawsze rejestrowane są w logach, które można w dowolnej chwili przejrzeć. Tego typu mechanizmy mają za zadanie zabezpie-czyć system przed nieautoryzowanymi zmianami programu realizowanego przez sterownik, a tym samym zwięk-szyć bezpieczeństwo maszyny. Ciekawą opcją w nowoczesnych sterownikach bezpieczeństwa jest możliwość nie tyle samego przeglądania logów, ale gene-rowania na ich podstawie raportów do-tyczących zdarzeń i zmian w projekcie bezpieczeństwa. Sterowniki bezpieczeństwa stoso-wane są wszędzie tam, gdzie wymaga-ny jest wyższy poziom niezawodności aplikacji i monitorowana jest większa liczba funkcji bezpieczeństwa, czyli tam, gdzie stosowanie jednofunkcyjnych przekaźników bezpieczeństwa, w tym przekaźników programowalnych, staje się nieopłacalne. Wpływ na stosowa-nie sterowników bezpieczeństwa ma też konieczność komunikacji z innymi elementami układu sterowania, w tym ze standardowymi sterownikami PLC, panelami HMI czy globalnym systemem sterowania całą linią produkcyjną lub przemysłową infrastrukturą IT. Nawet najprostsze programowalne sterowniki bezpieczeństwa oferują dziś wymianę danych, korzystając z najpopularniej-szych przemysłowych standardów ko-munikacyjnych, jak EtherNet/IP, Profi-bus, Profinet, Modbus/TCP, EtherCAT, CC-Link i innych.Co ważne, większość dostępnych na rynku sterowników bezpieczeństwa to urządzenia, które można rozbudować. Modułowa konstrukcja z podziałem na jednostkę główną oraz moduły rozsze-rzeń pozwala na elastyczne budowanie systemu bezpieczeństwa dla całych linii technologicznych, które mogą być za-rządzane z jednego centralnego punk-tu, z opcją rozproszenia funkcji bezpie-czeństwa. Dodanie nowych modułów pozwala uzyskać nie tylko dodatkowe bezpieczne wejścia i wyjścia, ale także umożliwia na dołożenie specyficznych dla danej aplikacji funkcji. Zostawmy jednak sterowanie na boku i przejdźmy do urządzeń wykonawczych, czyli wy-łączników i czujników bezpieczeństwa.Elektromagnetyczne czujniki bezpieczeństwaCzujniki bezpieczeństwa są stosowane w najróżniejszych obszarach związanych z bezpieczeństwem maszyn i produkcji. Dobrym przykładem jest otwarcie osłon maszyny, które powinno skutkować za- ELEKTROMAGNETYCZNE CZUJNIKI BEZPIECZEŃSTWAPRODUCENTEATONPILZSCHMERSALMODELRS2R-12-C10PSEN 1.1-20/22BNS 303 Zakres przełączania [mm]5815/18* Zalecany odstęp [mm]8–1955/8* Zasada działaniaindukcyjnymagnetycznymagnetyczny Częstotliwość przełączania/czas reakcji [ms]2–10260 Rodzaj obudowyplastik/metal, IP67/IP69Kplastik, IP67plastik, IP67^ - MN & # !# ! - ' --4 '& - 4 4 '-4 & 4 #C - 1' - J'4 #431-2/2020PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYtrzymaniem niebezpiecznych ruchów podzespołów maszyny, a jednocześnie uniemożliwić jej ponowne uruchomie-nie. Oczywiście nie wolno dopuszczać do omijania ani nieuprawnionego mani-pulowania osłonami. Niektóre aplikacje wymagają również zablokowania drzwi ochronnych aż do zakończenia niebez-piecznego procesu produkcyjnego. Po-dobnie ma się sytuacja z wtargnięciem człowieka w obszar działania robota przemysłowego. Robot musi być wów-czas natychmiast zatrzymany.Najczęściej stosowanymi w prze-myśle czujnikami bezpieczeństwa są czujniki elektromagnetyczne, bezdo-tykowe. Działanie tego rodzaju czujni-ków polega na wykorzystaniu zjawiska magnetyzmu i indukcji magnetycznej. Służą one przede wszystkim do monito-rowania położenia osłon stosowanych w maszynach, bramek w ogrodzeniach bezpieczeństwa, drzwi oraz pokryw rolowanych – wszystko zgodnie z wy-maganiami normy PN-EN 60947-5-3. Co ważne, czujniki tego typu z powo-dzeniem mogą być używane również do monitorowania pozycji przesuw-nych, uchylnych i zdejmowanych osłon ochronnych dowolnych urządzeń sza-fek sterujących. Można je także wykorzy-stać do standardowego monitorowania położenia elementów ruchomych. Bar-dzo często są to te same czujniki, które wykorzystuje się w systemach sterowa-nia automatyki, ale charakteryzują się nieco inną, bardziej odporną na czyn-niki zewnętrzne budową, ze względu na zadania, jakie wykonują.Oprócz kontroli zamknięcia osłon czy innych elementów stref bezpieczeń-stwa, elektromagnetyczne czujniki bez-pieczeństwa mogą być stosowane tam, gdzie wymaga się wysokich standardów dotyczących higieny – np. w przemyśle spożywczym, opakowaniowym lub far-maceutycznym. Wiele modeli, zwłasz-cza wykorzystujących obudowy ze stali nierdzewnej, jest dopuszczonych do użytku w obszarach zagrożonych wybuchem, zgodnie z dyrektywą ATEX. Elektromagnetyczne czujniki bezpie-czeństwa zapewniają bezkontaktową, bezpieczną rejestrację zarówno pozycji, jak i położenia krańcowego monitoro-wanych obiektów istotnych ze względu na bezpieczeństwo pracującej maszyny. Charakteryzują się odległością przełą-czania wynoszącą, w zależności od mo-delu, 2–10 mm. Najczęściej urządzenia tego typu pochwalić się mogą również stopniem ochrony IP65 lub IP67 i dużą wytrzymałością w przypadku ekstremal-nie wysokiej lub niskiej temperatury. Są też trwałe pod względem mecha-nicznym, dzięki sporej odporności na wibracje i uderzenia. Warto zauważyć, że w sprzedaży dostępne są modele za-równo z komunikacją przewodową, jak i bezprzewodową, co pozwala dostoso-wać je do zadań w konkretnej aplikacji.Bariery i kurtyny świetlneDrugim z najczęściej stosowanych w przemyśle rozwiązań bezpieczeń-stwa są kurtyny oraz bariery świetl-ne. Pozwalają one zabezpieczyć po-tencjalnie niebezpieczną strefę, np. wspomniane wcześniej zrobotyzowane gniazdo obróbcze czy obszar roboczy prasy hydraulicznej przed wtargnię-ciem człowieka lub włożeniem przez niego rąk czy palców w przestrzeń, w której wykonywane są operacje pro-dukcyjno-technologiczne.Podstawową różnicą między kurty-nami świetlnymi i barierami jest to, że bariery świetlne emitują tylko kilka do kilkunastu promieni, zaś kurtyny od kil-kunastu do kilkudziesięciu, a nawet kil-kuset wiązek światła, tworząc większą przestrzeń ochronną. Zasada działania obu typów urządzeń jest praktycznie taka sama. Szczegółowe wymagania dotyczące barier i kurtyn świetlnych określa norma PN-EN 61496-1:2014-02 – Bezpieczeństwo maszyn – Elektroczu-łe wyposażenie ochronne – Część 2: Wymagania szczegółowe dotyczące wyposażenia wykorzystującego ak-tywne optoelektroniczne urządzenia ochronne (AOPD).Bariery świetlne jako proste czujni-ki bezpieczeństwa stosuje się przede wszystkim do nadzorowania niebez-piecznych stref w otoczeniu maszyn, gniazd oraz linii produkcyjnych. Tworzą one niewidoczną barierę, po przekro-czeniu której włączany jest alarm, a ma-szyna zostaje zatrzymana. Wykorzystu-je się je też jako zabezpieczenie wejścia do zautomatyzowanych przestrzeni magazynowych czy stref zagrożonych wybuchem. Bariery świetlne chroniące daną strefę mogą mieć od jednego do kilku promieni, w zależności od potrzeb określonych w ramach analizy ryzyka.SCHNEIDER ELECTRICSICKSTEUTEPREVENTAIN4000 DIRECTEX AZ 16-3D84–209,58–205,5brak danychmagnetycznyindukcyjnyzewnętrzny aktywator mechaniczny105010plastik, IP67plastik/metal, IP67/IP69Kplastik, IP65, EX 2244AUTOMATYKAPRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYKurtyny świetlne, jako urządzenia dysponujące szeregiem wiązek światła, które mogą być umieszczone na listwie nawet co kilka milimetrów, stosowane są najczęściej do nadzorowania strefy, która bezpośrednio przylega do obszaru roboczego maszyny. Monitorują przekro-czenie tej strefy w niewielkim obszarze, chroniąc w ten sposób pracownika np. przed przypadkowym włożeniem rąk w obszar roboczy prasy lub dłoń opera-tora przed sięgnięciem w strefę działania ostrzy struga stolarskiego. Kurtyny świetlne mają przeważnie postać listew, jednej z diodami lasero-wymi, drugiej z czujnikami. Można je montować zarówno w pionie, jak i po-ziomie. Montowane pionowo wykrywa-ją m.in. czy wspomniana ręka operatora została wsunięta w strefę zagrożenia. Taki układ kurtyn jest powszechnie sto-sowany w maszynach obsługiwanych ręcznie. Montaż kurtyny w poziomie zapewnia detekcję powierzchni przed niebezpiecznym ruchem maszyny.Jak wspomniano, bariery składają się z dwóch głównych elementów – na-dajnika i odbiornika światła. Najczęściej stosowane są równoległe wiązki pro-mieniowania podczerwonego. Wiązki te modulowane są ze ściśle określoną częstotliwością, a odbiornik jest czuły tylko na wiązki wysyłane przez nadaj-nik, który ma ściśle określone parame-try. Dzięki temu inne źródła światła nie zakłócają prawidłowego działania ba-riery. Dostępne na rynku bariery i kur-tyny świetlne różnią się zestawem do-stępnych funkcji i zastosowanej w nich technologii. Najważniejsze z nich to blanking, czyli funkcja umożliwiająca wyłączenie żądanych wiązek promieni. Opcja multiscanning umożliwia wielo-krotną detekcję wiązki w ściśle określo-nej jednostce czasu. Jest to kolejny me-chanizm pozwalający wyeliminować wpływ zewnętrznych źródeł światła. Najważniejszym parametrem, zarów-no barier, jak i kurtyn świetlnych jest czas reakcji. Określa on czas od chwili prze-rwania wiązki, aż do momentu reakcji, tj. zatrzymania maszyny. W standardowych rozwiązaniach zwykle wynosi on około 2 ms, co jest wystarczające, aby zapobiec nieszczęściu. Warto też wspomnieć o funkcji mu-ting. Pozwala ona na przejście obiektu o zdefiniowanych znanych wymiarach przez chronioną strefę bez uruchomienia alarmu. Dzięki temu można na przykład automatycznie dostarczać komponenty czy surowce do produkcji bez wszczyna-nia alarmu, a maszyna zatrzymana zo-stanie dopiero w chwili wtargnięcia do chronionej strefy człowieka.W wielu zastosowaniach istotna może być też funkcja pracy cyklicznej, pozwalająca uruchamiać kurtynę tylko na określony czas, skorelowany z dzia-łaniami maszyny – na technologiczny czas zatrzymania robota w chronionym obszarze zrobotyzowanego gniazda. W przypadku kurtyn oraz barier wielo-wiązkowych istotna może być też roz-dzielczość, czyli odległość między pro-mieniami świetlnymi – najczęściej jest to 14 mm, choć (jak już wspomniano) niektóre modele charakteryzują się roz-dzielczością rzędu 2–5 mm.Laserowe skanery bezpieczeństwaInnym coraz częściej stosowanym zabez-pieczeniem są laserowe skanery bezpie-czeństwa. To urządzenia, które przypo-minają pod względem działania kurtyny świetlne, ale nie wymagają oddzielnej listwy z odbiornikami, gdyż ta jest zin-tegrowana z nadajnikiem. Wiązka lase-rowa wysłana z emitera poprzez system KURTYNY I BARIERY ŚWIETLNEPRODUCENTBALLUFFLEUZEOEM AUTOMATICMODELBLGMLCGUARDSHIELD TYPE 4Typ urządzeniakurtyna świetlnakurtyna świetlnakurtyna świetlnaLiczba strumieni świetlnychod 24 do 48*od 15 do 102*od 8 do 176*ŚwiatłoIR 870 nmIR 850 nmIR 870 nmRozdzielczość [mm]3,5–714, 20, 30, 40 lub 90*14 lub 30Wysokość strefy chronioinej [mm]100–300od 150 do 3000*160–1760*Zasięg [m]2,1od 4,8 do 20*7 lub 18*^ - MN & # !$ ! - ' --4 '& - 4 4 '-4 # 1 N- 4 J'4 #451-2/2020PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYlusterek trafia na wirujące zwierciadło, które rozprowadza ją w określonej strefie. Promienie laserowe odbite od obiektu wracają do odbiornika. Lokalizacja wy-krywanego obiektu odbywa się na zasa-dzie pomiaru czasu powrotu promieni oraz kąta padania wiązki względem odbiornika – jest to dokładnie ta sama zasada działania, jak w przypadku lida-rów stosowanych w samochodach au-tonomicznych.Laserowe skanery bezpieczeństwa wykorzystuje się jako kontrolę wejścia w strefę niebezpieczną, przede wszyst-kim w strefę działania robota prze-mysłowego. Wzorem samochodów autonomicznych służą też do kontroli przestrzeni wokół automatycznych wózków transportowych. Dlaczego są coraz chętniej stosowane? Otóż lase-rowe skanery bezpieczeństwa wykry-wają obecność osoby zbliżającej się do obszaru nawet ze znacznej odległości. W ten sposób jeden skaner bezpieczeń-stwa może obejmować zasięgiem sporą część zrobotyzowanej hali fabrycznej. Co więcej, w przypadku wejścia do obszaru ostrzegawczego następuje kontrolowa-ne wyhamowanie niebezpiecznych ru-chów maszyny, a w przypadku wejścia pracownika już bezpośrednio do obszaru chronionego następuje jej zatrzymanie. Dostępne w sprzedaży skanery lase-rowe pozwalają na obserwację obszaru w szerokim kącie widzenia dochodzącym do 190–275°. Skanery chronią strefę wo-kół siebie – zazwyczaj o promieniu 2–6 m, a w promieniu do 10–20 m definiują do-datkową strefę ostrzegawczą. W zależ-ności od urządzenia możliwy jest jedno-czesny monitoring od trzech do pięciu zdefiniowanych oddzielnych stref, a tak-że możliwe jest łączenie kilku skanerów w system obejmujący całą halę. Dywaniki i maty bezpieczeństwaOstatnim standardowo używanym typem czujników bezpieczeństwa są maty i dywaniki, które stosuje się bezpośrednio przy stanowiskach roboczych, miejscach kontrolnych i przejściach. Ich zaletą jest łatwość instalacji oraz wyraźne oznaczenie strefy ochronnej. Działanie mat bez-pieczeństwa, w przeciwieństwie do zabezpieczeń optoelektronicznych, takich jak kurtyny i bariery świetl-ne, nie jest zakłócane przez dym lub opad drobnych ciał, np. wiórów w strefie ochrony. Urządzenia te charakteryzują się również brakiem reakcji na fałszywe sygnały wywoły-wane np. upadkiem drobnych przed-miotów. Mat i dywaników nie należy stosować tam, gdzie spadać mogą na nie przedmioty duże, ciężkie i ostre. Zasada działania maty bezpie-czeństwa jest wyjątkowo prosta. Mata składa się z dwóch przewodzących warstw, które oddzielone są od siebie separatorami. Wejście człowieka na matę sprawia, że pod jego ciężarem separatory zostają ściśnięte i dwie warstwy przewodzące stykają się ze sobą, powodując alarm i zatrzymanie maszyny. Maty i dywaniki różnią się od siebie wielkością obszaru detekcji. Dywaniki są znacznie mniejsze.Każda mata musi charakteryzo-wać się pełną zdolnością detekcji na całej przewidzianej do tego celu powierzchni – często jest to cala powierzchnia maty. Użyte do jej produkcji tworzywa muszą, co oczy-wiste, mieć wytrzymałą konstrukcję SCHMERSALTURCKSLGPVAbariera świetlnabariera świetlnaod 2 do 4*od 5 do 16*IR 880 nmIR22525500–800*100–375*122$ & M# # 1' - ' @ 7 _#46AUTOMATYKAPRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYmechaniczną i być odporne na oleje, szczególnie, jeśli mata chroni obszar roboczy wokół maszyny do obróbki skrawaniem. Najważniejszymi pa-rametrami maty są obszar detekcji oraz ciężar, jaki powoduje ściśnięcie separatorów, istotna też może być minimalna powierzchnia nacisku, wywołująca zadziałanie maty.Maty stosuje się jako urządzenie lub dodatkowy system zabezpiecza-jący służący do natychmiastowego zatrzymania maszyny. Kasowanie może odbyć się ręcznie lub auto-matycznie, w zależności od rodzaju aplikacji. Jeżeli istnieje jakiekolwiek ryzyko, że operator może przedostać się z maty w strefę zagrożenia, należy zawsze stosować kasowanie ręczne. W przypadku maty pełniącej rolę wtórnego zabezpieczenia, jej zada-niem jest uniemożliwienie ponowne-go uruchomienia maszyny, gdy ktoś znajduje się w strefie ochrony zasad-niczej, czyli w strefie ryzyka. Bardzo często maty współpracują z kurtyna-mi świetlnymi, które są głównym za-bezpieczeniem, a mata chroni przed ponownym uruchomieniem maszy-ny, jeśli operator wciąż znajduje się w strefie ryzyka.Awaryjne wyłączniki bezpieczeństwaNajbardziej znanym typem awaryj-nego wyłącznika bezpieczeństwa (wyłączników E-stop) są popularne grzybki. Wyłączniki te używane są jako ręcznie wyzwalane urządzenia stopu awaryjnego i charakteryzują się dużym czerwonym przyciskiem w kształcie grzybka, który jest do-brze widoczny na tle żółtej obudowy wyłącznika. Gdy wyłącznik zostanie naciśnięty, w określonym położeniu następuje jego zablokowanie, często nazywane „zatrzaśnięciem”. Zatrza-śnięcie to sprawia, że przycisk musi być ręcznie kasowany. Co ważne, czynność kasowania nie może się przyczynić do wywołania sytuacji nie-bezpiecznej, a reset przycisku może być wykonany przez jego obrót bądź wyciągnięcie. Tego typu wyłączniki awaryjne mogą występować w wersji z kluczykiem lub specjalnym kołnie-rzem zabezpieczającym, zapobiegają-cym przypadkowej ich aktywacji. Nie-które najnowsze modele wyłączników zatrzymania awaryjnego oferują funk-cję samonadzorowania. Taki przycisk wyposażony jest w dodatkowy zestyk, którego zadaniem jest nadzorowanie, czy elementy z tyłu panelu wciąż znaj-dują się na swoich miejscach. Wyłączniki grzybkowe dostępne są zarówno w wersjach panelowych, do montażu na panelach sterujących maszyn i urządzeń, jak i montowa-nych powierzchniowo. Oczywiście do-stępne są specjalne wersje wyłączni-ków umożliwiające ich użycie również w przypadku bardzo wymagających środowisk, w tym stref zagrożonych wybuchem, a więc w wersjach iskro-bezpiecznych. Często wyłączniki grzybkowe są podświetlane, mogą być też wyposażone w widoczną z daleka diodę LED, co ma szczegól-ne znaczenie w miejscach o dużym stopniu zapylenia. Dioda taka może dodatkowo pełnić funkcję informacyj-ną – gdy styki wyłącznika są zamknię-te, dioda świeci na zielono, a w chwili KURTYNY I BARIERY ŚWIETLNEPRODUCENTIDECOMRONPILZMODELSE1LOS32CPSENSCAN Strefa bezpieczeństwa [m]243,0 lub 5,5* Strefa ostrzegawcza [m]101520 Kąt skanowania/widzenia [°]190270275 Liczba stref bezpieczeństwa3 (16 przełączalnych konfiguracji)3 (70 przełączalnych konfiguracji)3 (70 przełączalnych konfiguracji) Rozdzielczość [mm]30/50/7030/40/50/70/15030/40/50/70/150 Czas reakcji [ms]3010060 Optykapulsacyjna dioda laserowa 905 nmbrak danychbrak danych^ - MN & # !% ! - ' --4 '& - 4 4 '-4 - 1' - J'4 #471-2/2020PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYzadziałania wyłącznika zaczyna migać na czerwono. Dodatkowym wzmoc-nieniem sygnału awaryjnego może być zastosowanie brzęczka z sygna-łem dźwiękowym.Do zatrzymywania awaryjnego maszyn służą również wyłączniki lin-kowe, które mogą być uruchamiane z dowolnego miejsca, przez które przebiega linka. W urządzeniach tego typu stosowana jest stalowa linka, którą przypina się do wyłącznika za-trzaskowego. W wyniku zerwania lin-ki lub pociągnięcia jej w dowolnym kierunku przez operatora następuje uruchomienie wyłącznika i dochodzi do awaryjnego zatrzymania maszyny.Co ważne, wyłączniki linkowe mu-szą wykrywać zarówno pociągnięcie linki, jak również jej poluzowanie. Oczywiście w wyniku chwycenia linki w dowolnym miejscu musi nastąpić aktywacja wyłącznika i odłączenie zasilania od maszyny, natomiast dzięki funkcji wykrywania luzu linki mamy pewność, że nie doszło do jej przerwania i że przełącznik zadziała. Linkowe wyłączniki bezpieczeństwa stosowane są w maszynach i przy ciągach produkcyjnych wtedy, gdy niemożliwe jest zamontowanie od-powiednich osłon. Są one z powodze-niem wykorzystywane do zabezpie-czenia maszyn na długich odcinkach, np. taśmociągów, lub wzdłuż całej strefy zagrożenia linii produkcyjnej. Warto zauważyć, że jednym wyłączni-kiem linkowym można zabezpieczyć strefę o długości ponad stu metrów.Obudowa wyłącznika linkowego może być wykonana z różnego ro-dzaju materiałów. Na rynku dostęp-ne są również wyłączniki wykonane ze stali nierdzewnej, które doskona-le sprawdzają się w bardzo trudnych warunkach przemysłowych oraz tam, gdzie mamy do czynienia z podwyż-szonymi wymaganiami higieniczny-mi, np. w przemyśle spożywczym. Oczywiście dostępne są też wyłączni-PANASONICSICKSD3S3000 PROFESSIONAL44,0; 5,5; 7,0*154919019088 (24 przełączalnych konfiguracji)30/40/50/70/15030/40/50/70/1508060laser klasy 1laser klasy 1, 905 nmki w wykonaniu beziskrowym zgodne z dyrektywą ATEX. Wyłączniki linkowe często są wy-posażone w diodę LED, która sygna-lizuje stan pracy wyłącznika, a także w wyłącznik E-Stop, dzięki czemu operator będzie mógł zatrzymać maszynę, gdy znajdzie się w pobliżu wyłącznika, a ma utrudniony dostęp do linki.PodsumowanieOstatnio wiele firm zajmujących się produkcją urządzeń bezpieczeństwa pracuje nad implementacją w nich algorytmów sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Sterowniki bezpieczeństwa korzystające z tego typu rozwiązań są obecnie w stadium testów i mogą być podłączone nie tyl-ko bezpośrednio do czujników bez-pieczeństwa, ale również do syste-mów automatyki przemysłowej oraz urządzeń Przemysłowego Internetu Rzeczy. Sterowniki tego typu uczą się pra-widłowych zachowań systemu, a tak-że niewielkich odstępstw w sygnałach od normy, które nie świadczą jeszcze o awarii czy uszkodzeniu. Dzięki temu nie są wszczynane przypadkowe alar-my, a zatrzymanie maszyny nastąpi dopiero w chwili wykrycia nieprawi-dłowości, nawet w sytuacji, gdy stan-dardowe systemy bezpieczeństwa nie zadziałają. Jak uważają analitycy, systemy bezpieczeństwa z zaimple-mentowanymi algorytmami sztucznej inteligencji wejdą do powszechnego użytku w najbliższych kilku latach. K 1' - 5 *3$ &CK 4 K /&J 17 J & - K - 4 # &M - C4 ''- N J @ 7 B 48AUTOMATYKAPRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYBlokady bezpieczeństwa monto-wane są najczęściej na drzwiach w systemach wygrodzeń lub na ruchomych osłonach maszyn (zasuwa-nych, uchylnych lub zdejmowanych). Ich zadaniem jest np. uniemożliwienie wtargnięcia pracowników lub niepo-wołanych osób do stref potencjalnie niebezpiecznych w zakładach pro-dukcyjnych i magazynach. Stosuje się je także m.in. w systemach transportu bliskiego, do których można zaliczyć windy towarowe. Blokady pozostają zaryglowane do momentu ustania niebezpiecznego ruchu robotów, urzą-dzeń pakujących itp., ale też m.in. pił tarczowych i podzespołów obrabiarek. Po zatrzymaniu urządzenia układ steru-jący odryglowuje blokadę, co pozwa-la na swobodne otwarcie osłony bądź drzwi. W praktyce stosuje się często dodatkowy przycisk odryglowania, obsługiwany przez operatora maszy-ny i znajdujący się w bezpośredniej bliskości urządzenia. Co niezwykle istotne, blokady elektromagnetyczne mogą być ryglowane przez wbudowa-ną sprężynę, a odryglowywane przez podanie napięcia na elektromagnes lub przeciwnie – po odłączeniu zasi-lania. Dzięki temu można je dostoso-wać precyzyjnie do konkretnej aplikacji bezpieczeństwa. W przypadku blokad pneumatycznych istnieje tylko jedna opcja — urządzenie jest ryglowane sprężyną, natomiast odryglowanie następuje przez podanie ciśnienia do zabudowanego cylindra.Na uwagę zasługuje też fakt, że fir-ma steute, jako jedna z nielicznych na Niemiecka firma steute jest dobrze znana na rynku jako dostawca szerokiej gamy ''- &- #- & 1' -. powszechnie stosowanych - '&N 7 / - \X &M & - '#& 1 1' -. #MK &7 7 # J'# # / 1' 47 & '(Elektromagnetyczne i pneumatyczneblokady bezpieczeństwa steute PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURYPROMOCJA491-2/2020PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY@ 7 # REKLAMArynku, może zaoferować blokady elektromagnetyczne i pneumatyczne przeznaczone do pracy w strefach zagro-żonych wybuchem gazów i pyłów Ex 2 i 22 i jest być może jedyną, która oferuje wersje do wykorzystania w strefach Ex 1 i 21. Otwiera to szerokie pole zastosowań w przemy-śle petrochemicznym, chemicznym, nawozowym, drzew-nym, spożywczym, medycznym i wielu innych. Oferta steuteFirma steute ma w ofercie trzy podstawowe typoszeregi blokad bezpieczeństwa: STM 295 (do lżejszych zastoso-wań), wprowadzony do oferty w 2019 r. Ex STM 298-3G/D (zaprojektowany z myślą o montażu na profilach aluminio- wych) oraz AZM/AZP 415 („heavy duty” – przeznaczony do najcięższych zastosowań). Seria STM 295 dostępna jest zarówno w wykonaniu standardowym, jak i prze-ciwwybuchowym, natomiast Ex STM 298-3G/D oraz Ex AZM/AZP 415 przeznaczone są do pracy w strefach zagrożonych wybuchem. Ex STM 298-3G/D – nowość w ofercieNowe urządzenie o oznaczeniu Ex STM 298-3G/D (fot. 1) cechuje się bardzo zwartą, smukłą obudową, dzięki czemu doskonale nadaje się do montażu na profilach aluminiowych oraz w miejscach o ograniczonej prze-strzeni. Obudowa z odlewanego aluminium skrywa solidny układ mechaniczny, zapewniający bezpieczne zamknięcie drzwi ochronnych. Można uzyskać duże siły blokujące, do 3000 N. Nowa blokada jest bardzo uniwersalna, ponieważ może być dostarczana z wieloma typami aktywatorów (prostych, kątowych lub uchylnych), a także dlatego, że głowicę blokady można obracać w sposób krokowy co 90°. Użytkownicy mogą również wybrać konfigurację zestyków. Ponadto blokada Ex STM 298-3G/D nadaje się do aplikacji charakteryzujących się wysoką częstotliwo-ścią aktywacji oraz niekorzystnymi warunkami środowi-skowymi, gdzie wymagany jest stopień ochrony do IP67. Urządzenia są certyfikowane do pracy w strefach Ex 2 i 22. STM 295 – do mniej wymagających zastosowańBlokada typoszeregu STM 295 (fot. 2) to podstawowy mo-del do mniej wymagających zastosowań – przeznaczona jest do lżejszych aplikacji i stanowi najkorzystniejsze ce-nowo tego typu rozwiązanie w ofercie. Charakteryzuje się stosunkowo niewielkimi gabarytami, a termoplastyczna obudowa jest w dużym stopniu odporna na udary me-chaniczne. Osiągnięto też wysoki stopień ochrony — IP67. Urządzenie ma dwie pary zestyków: jedna para współ-pracuje z aktywatorem (zworą) wtykanym w blokadę, druga natomiast ze sworzniem ryglującym. W ofercie są dwie zwory – prosta i kątowa. Dostępne są wersje z odblokowaniem awaryjnym (przy użyciu klucza trój-kątnego). W przypadku tego typoszeregu oferowane są trzy wersje: standardowa, do stref Ex 2 i 22 oraz do stref Ex 1 i 21. steute Extreme// BEZPIECZNE STEROWANIEW EKSTREMALNYCH WARUNKACHZS 92 S ExtremeWyłącznik linkowy bezpieczeństwado pracy w ekstremalnych warunkach ǩ Wysoka odporność na korozję i uszkodzenia mechaniczne ǩ Długość linki do 2 x 100 m ǩ Różne opcje montażuǩ 9 konfiguracji dźwigni wyłącznika ǩ Wysoki stopień ochrony IP66/67Więcej informacji: www.steute.pl/extremewww.wylaczniki-linkowe.plNext >