Uchwyt Elesa+Ganter z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT i jednostką sterującą CN-SFT

W artykule przyjrzymy się bliżej zarówno samemu uchwytowi z wbudowanym czujnikiem kodowanym, jak i współpracującej z nim jednostce sterującej. Omówimy główne cechy i zasadę działania, a także możliwości zastosowania w różnych aplikacjach.

ESC-SFT – połączenie funkcji standardowego uchwytu z funkcją czujnika bezpieczeństwa

Uchwyt z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT (fot. 1) to rozwiązanie, łączące funkcję standardowego uchwytu przemysłowego z funkcją czujnika bezpieczeństwa typu 4 o niskim poziomie kodowania (zgodnie z wymaganiami normy EN ISO 14119). Sam uchwyt jest wykonany z samogasnącego technopolimeru (klasa palności V0 według normy UL94), wzmocnionego włóknami szklanymi. Podzespoły, takie jak płytki mocujące czy elementy łączące, wykonano ze stali nierdzewnej, co przekłada się na trwałość i odporność na korozję
w trudnych warunkach przemysłowych.

Kluczowym elementem uchwytu jest czujnik magnetyczny współpracujący z kodowanym magnesem umieszczonym w drugim segmencie uchwytu. Po zamknięciu drzwi lub osłony oba segmenty uchwytu stykają się, co powoduje rozpoznanie przez czujnik magnesu o określonym kodzie i przełączenie stanu styków. Taka forma blokady gwarantuje wysoki poziom bezpieczeństwa, ponieważ czujnik aktywuje się wyłącznie w obecności odpowiednio zakodowanego magnesu, a nie w obecności dowolnego pola magnetycznego.

Warto podkreślić różnicę między „blokowaniem” a „zaryglowaniem”, gdyż jest dość istotna. W rozumieniu normy EN ISO 14119, „blokowanie” odnosi się do funkcji jednostki sterującej, która uniemożliwia uruchomienie maszyny, dopóki osłona nie zostanie poprawnie zamknięta, a po otwarciu osłony maszyna automatycznie się zatrzymuje. Natomiast „zaryglowanie” to mechanizm ryglujący, który fizycznie uniemożliwia operatorowi otwarcie drzwi. To rozróżnienie wpływa na sposób projektowania systemów bezpieczeństwa, ponieważ każda z tych funkcji – elektroniczna kontrola uruchomienia oraz mechaniczne zabezpieczenie – wymaga innego podejścia przy analizie ryzyka i wdrażaniu zabezpieczeń.

Warianty i konstrukcja ESC-SFT

Uchwyt ESC-SFT oferowany jest w wersjach z różnymi układami styków:

• NC+NC (dwa styki bezpieczeństwa NC);
• NC+NO (jeden styk bezpieczeństwa NC i jeden NO).

Dodatkowo w każdej konfiguracji dostępny jest jeszcze jeden styk sygnalizacyjny NC do obsługi diody LED. Dioda w kolorze zielonym sygnalizuje prawidłowe zamknięcie osłony (prawidłową pozycję uchwytu), zgodnie z wymogami normy IEC 60204-1 (fot. 3).

Produkt składa się z dwóch części: rękojeści oraz korpusu z przewodem lub wtyczką, które łączą się za pomocą mechanicznego zamka zatrzaskowego. Mechanizm ten gwarantuje utrzymanie drzwi w pozycji zamkniętej, a otwarcie osłony wymaga przyłożenia siły rzędu około 2 kg, co zapobiega przypadkowemu otwarciu osłony na skutek wibracji.

Rękojeść wyposażona jest w mechaniczny system samocentrujący względem drugiej części uchwytu. System ten kompensuje ewentualne odchylenia drzwi od osi oraz ich wygięcia spowodowane ciężarem, co umożliwia precyzyjne działanie urządzenia zarówno przy drzwiach przesuwnych, jak i uchylnych.

Uchwyt ESC-SFT może być montowany na kilka sposobów, co wynika z dostępności różnych typów wyprowadzeń przewodu lub 8-pinowej wtyczki M12 (wyjście od góry, od dołu lub od tyłu), co przedstawia rys. 1. Ponadto konstrukcja uchwytu umożliwia zastosowanie go zarówno w drzwiach uchylnych, jak i drzwiach przesuwnych, dzięki czemu sprawdza się w rozmaitych aplikacjach: od niewielkich maszyn warsztatowych, aż po duże linie produkcyjne.

Zastosowania uchwytu

Zastosowania uchwytów z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT obejmują różne aplikacje, maszyny i systemy.

Aplikacje wymagające wysokiego poziomu bezpieczeństwa

Przy zastosowaniu certyfikowanej jednostki sterującej (np. CN-SFT) uchwyt ESC-SFT może współtworzyć system bezpieczeństwa spełniający wymogi kategorii 4 – PLe (EN ISO 13849-1) czy SIL3 (IEC 62061). Dzięki temu maszyna nie zostanie uruchomiona, dopóki wszystkie osłony nie są poprawnie zamknięte, a przy każdym naruszeniu stanu bezpieczeństwa system natychmiast rozłącza zasilanie maszyny.

Maszyny z drzwiami przesuwnymi

W systemach z drzwiami przesuwnymi, gdzie tradycyjne mechanizmy mogą mieć problem z precyzyjnym wykryciem stanu zamknięcia, uchwyt ESC-SFT zapewnia wyższą kontrolę. Elastyczność montażu pozwala na optymalne rozmieszczenie uchwytu, niezależnie od geometrii przesuwnych osłon.

Maszyny z dużymi drzwiami uchylnymi

W aplikacjach z dużymi drzwiami uchylnymi, gdzie trudniej o idealne dopasowanie elementów, zastosowanie uchwytu ESC-SFT może wpływać na większą precyzję detekcji otwarcia.

Systemy w środowiskach o podwyższonych wymaganiach higienicznych

ESC-SFT świetnie sprawdzi się również w takich branżach, jak przemysł spożywczy czy farmaceutyczny, gdzie wysoki poziom higieny i odporność na zanieczyszczenia są kluczowymi kwestiami. Konstrukcja o wysokiej klasie ochrony (IP67) oraz brak tradycyjnych mechanicznych elementów sprawia, że system jest mniej podatny na zużycie w wymagających warunkach.

Pozostałe obszary w automatyce przemysłowej

Uchwyt ESC-SFT może być stosowany również w innych obszarach automatyki, gdzie niezbędna jest ciągła kontrola stanu osłon bezpieczeństwa, np. na liniach produkcyjnych czy w systemach kontroli dostępu. Jego uniwersalność i możliwość integracji z różnymi certyfikowanymi jednostkami sterującymi sprawiają, że jest wszechstronnym rozwiązaniem, podnoszącym ogólny poziom bezpieczeństwa maszyn i instalacji.

Uchwyty ESC-SFT a zawiasy CFSW

Elesa+Ganter od lat oferuje także zawiasy z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa (CFSW). Warto wymienić kilka cech szczególnych obu tych rozwiązań:

• CFSW wykorzystuje przełączniki mechaniczne (pozytywne wymuszenie rozwarcia) wbudowane w zawias, natomiast ESC-SFT wykorzystuje czujniki magnetyczne w połączeniu z uchwytem,
• wyłącznik bezpieczeństwa w uchwycie (ESC-SFT) działa zawsze przy stałym kącie rozwarcia drzwi, również dla wyłącznika zamontowanego w zawiasie (CFSW). Jednak w przypadku wyłącznika zawiasowego szczelina, jaka powstaje przy uchyleniu drzwi o dany kąt jest zależna od długości ramienia drzwi,
• uchwyty ESC-SFT mogą być także montowane na osłonach przesuwnych,
• połączenie uchwytu ESC-SFT z zawiasem CFSW w jednym zastosowaniu dodatkowo podnosi poziom bezpieczeństwa systemu, ponieważ łączy się dwa różne typy czujników (mechaniczny i magnetyczny).

Jednostka sterująca CN-SFT

Uchwyt ESC-SFT jest tylko jednym z elementów układu zabezpieczeń. Aby zapewnić pełną kontrolę nad obwodem bezpieczeństwa, niezbędne jest zastosowanie odpowiedniej jednostki sterującej, takiej jak CN-SFT (fot. 2).

CN-SFT to jednostka sterująca zaprojektowana w celu zapewnienia automatycznego zatrzymania maszyn oraz monitorowania funkcji bezpieczeństwa, dzięki czemu można stworzyć bezpieczną strefę pracy i chronić personel przed potencjalnymi zagrożeniami.

Jednostka CN-SFT monitoruje stan dwóch styków, co pozwala na integrację z różnymi urządzeniami bezpieczeństwa, takimi jak:

• magnetyczne czujniki kontaktronowe,
• przyciski awaryjnego zatrzymania (E-STOP),
• mechaniczne wyłączniki bezpieczeństwa,
• blokady zabezpieczające ruchome osłony.

Jednostki CN-SFT są oferowane w kompaktowych obudowach z tworzywa PA (w dwóch standardowych wielkościach), przystosowanych do montażu na szynie DIN 35 mm. W zależności od wariantu, mogą obsługiwać konfigurację styków 1NC+1NO lub 2NC. Dzięki temu doskonale współpracują z uchwytami ESC-SFT (zarówno w wersji NC+NO, jak i NC+NC) oraz innymi produktami firmy Elesa+Ganter, takimi jak CFSW, CFSQ czy M.2000-SWM, tworząc kompleksowe systemy bezpieczeństwa dostosowane do indywidualnych potrzeb.

Aktywacja wyjść następuje po naciśnięciu i zwolnieniu przycisku START (reset) pod warunkiem, że:

• w wersji NO-NC: styk NO jest otwarty, a styk NC zamknięty,
• w wersji NC-NC: oba styki NC są zamknięte.

Zmiana stanu któregokolwiek z wejściowych styków powoduje przejście systemu w stan bezpieczny przez otwarcie wyjść bezpieczeństwa i uniemożliwienie ich ponownego zamknięcia, nawet po przywróceniu pierwotnego stanu styków.

Zastosowania

CN-SFT znajduje zastosowanie w różnych obszarach przemysłu, m.in.:

• kontroli zamknięcia osłon – zapewnia, że maszyna nie uruchomi się, dopóki wszystkie osłony nie są prawidłowo zamknięte,
• współpracy z czujnikami magnetycznymi – idealne rozwiązanie w środowiskach o wysokich wymaganiach higienicznych, w ograniczonej przestrzeni montażowej, przy obniżonej dokładności dopasowania elementów ruchomych czy w obecności pyłu i wilgoci,
• obsługi przycisków awaryjnego zatrzymania – szybkie i niezawodne wyłączanie maszyn w sytuacjach awaryjnych.

Dzięki swojej wszechstronności i zgodności z normami, CN-SFT stanowi niezawodne rozwiązanie w zakresie monitorowania i kontroli funkcji bezpieczeństwa w nowoczesnych systemach przemysłowych.

System bezpieczeństwa gwarantuje prawidłowe działanie tylko wtedy, gdy jest stosowany jako część kompletnego układu zabezpieczającego, w którym uchwyt współpracuje z certyfikowaną jednostką sterującą. Należy unikać wystawiania czujnika i aktywatora na silne pola magnetyczne, duże wibracje, wstrząsy oraz kontakt z opiłkami żelaza.

Kompleksowa oferta dla automatyków i konstruktorów

ESC-SFT oraz CN-SFT to nowe propozycje Elesa+Ganter dla automatyków i konstruktorów maszyn, którzy chcą podnieść poziom bezpieczeństwa w swoich aplikacjach. Uchwyty ESC-SFT doskonale sprawdzają się w sytuacjach, gdzie zawiasy z wyłącznikami bezpieczeństwa nie są optymalnym wyborem – zwłaszcza przy dużych lub przesuwanych osłonach. Z kolei jednostki sterujące CN-SFT stanowią nieodzowny element kompletnego systemu bezpieczeństwa, zapewniając pewne monitorowanie i sterowanie sygnałami z uchwytu (bądź innych czujników).

Wszystkie omawiane produkty spełniają wymagania podstawowych norm bezpieczeństwa (m.in. EN ISO 13849-1, EN 14119), a szczegółowe parametry techniczne oraz informacje na temat certyfikacji można znaleźć w kartach katalogowych produktów.

W razie pytań dotyczących doboru odpowiedniego wariantu ESC-SFT, konfiguracji CN-SFT czy innych kwestii związanych z bezpieczeństwem maszyn, zapraszamy do kontaktu z działem technicznym Elesa+Ganter Polska. 

source: Automatyka 4/2025