S rostoucím stupněm automatizace procesů strojů, které se stávají stále rychlejšími, flexibilnějšími a výkonnějšími je třeba zabezpečit bezpečnost obsluhy a techniků. Díky tomu se vyvíjí i bezpečnostní systémy jakými jsou prostředky pro bezpečnostní optickou detekci.
V tradičním pojetí byly bezpečnostní systémy implementovány odděleně od automatizačních systémů a fungovaly nezávisle na nich, často paralelně. Důvodem bylo to, že bezpečnostní systém musí být k dispozici za všech okolnosti. Chyba nebo neočekávaný stav během činnosti stroje nesmí mít vliv na bezpečnostní opatřeni.
Požadavky norem a směrnic
Požadavky na bezpečný provoz stale častěji závisí na momentální činnosti stroje nebo na jeho okamžitém stavu. Bezpečnostní systém tedy musí komunikovat s řídicím systémem. Díky tomu musíme znovu uvažovat o tom, jak dosáhnout nezávislosti a integrity bezpečnostního systému. Jedním z nejdůležitějších výsledků tohoto procesu je vytváření norem nazývaných „Normy funkční bezpečnosti“, tou nejdůležitější je EN ISO 13849-1: Bezpečnost strojních zařízení - Bezpečnostní části ovládacích systémů - Část 1: Všeobecné zásady pro konstrukci a dále nová strojírenská směrnice EU 2006/42/EC.
Základním pravidlem je, že rizikové oblasti obklopující pracovní prostor stroje musí být trvale bezpečně hlídány a pohybující se části stroje musí být od těchto oblastí spolehlivě odděleny. K hlídání mohou být využity bezpečnostní optické ochrany, které jsou vždy součástí bezpečnostních řídicích systémů strojů a strojních zařízení a proto se na ně vztahují požadavky normy EN ISO 13849-1 z hlediska rozdělení do úrovně vlastností (PL ). Do nejvyšší úrovně PLe patří redundantní systémy s automatickou kontrolou vlastní funkce zabraňující ztrátě bezpečnostní funkce.
Bezpečnostní optické záclony, závěsy, závory a mříže
Jejich hlavním úkolem je chránit obsluhu, techniky a popřípadě jiné osoby před nebezpečnými pohyby stroje a zabránit tak úrazu. Proto musí zajistit včasné automatické vypnutí stroje při vniknutí osoby do chráněného prostoru a to třeba jen částí těla (ruka, prsty).
Bezpečnostní optická závora se skládá ve většině případů z vysílací a přijímací jednotky mezi kterými vzniká tzv. ochranné pásmo. Vysílací jednotka je zpravidla vybavena řadou zářičů na vlnové délce infračerveného světla, který cyklicky vysílají krátké impulzy dopadající na fotocitlivé snímače na přijímací jednotce. Vnikne-li do ochranného pásma předmět a dojde k přerušení světelného paprsku, přijímací jednotka vygeneruje signál, který je povelem k zastavení pohybu stroje, nebo k uvedení stroje do bezpečné polohy. Výška ochranného pole je daná výškou závory a šířka je určena maximálním vzdáleností (dosahem) mezi vysílací a přijímací jednotkou.
Dalším parametrem je rozlišení, neboli vzdálenost sousedních světelných paprsků. Čím je rozlišení menší, tím menší vnikající objekt může světelná záclona zjistit. Rozlišení musí odpovídat požadovanému stupni ochrany.
Důležitou součástí přijímací jednotky je vyhodnocovací elektronika pro spínací výstup, která při přerušení světelného paprsku okamžitě aktivuje výstupní spínací člen OSSD, který ovládá vnější výkonová relé nebo stykače v proudovém okruhu stroje. Ve většině případů jsou k dispozici dva výstupní spínací členy s komplementární funkcí. Tyto výstupy mohou výkonové prvky ovládat přímo , nebo pomocí externího bezpečnostního přístroje. Podle zvoleného výstupního módu závory obvykle pracují ve dvou režimech – vypnutí a zablokování. V režimu vypnutí zůstanou po přerušení výkonová relé či stykače rozepnuta jenom po dobu přerušení světelného paprsku a jakmile dojde k opuštění vniknutého předmětu z chráněné oblasti, ihned dojde k jejich opětovnému sepnutí (automatický reset). V režimu zablokování naproti tomu zůstane přerušení pracovního cyklu stroje trvale zablokováno až do obnovení původního stavu resetovacím prvkem (manuální reset).
Pro signalizaci a diagnostiku provozních a poruchových stavů se často používají LED prvky, nebo dokonce LCD zobrazovače, které umožňují podrobnější rozlišení stavů.
Další důležitou funkcí je tzv. EDM (external device monitoring), což je externí monitoring zařízení, díky kterému se zabrání poruše zařízení, které by mohlo ohrozit správnou funkci bezpečnostní závory. Jedná se vlastně o kontrolu stykačů přes vstup zpětné vazby bez nutnosti zapojení vlastního vyhodnocovacího bezpečnostního modulu. Tam, kde tuto funkci závora neobsahuje, je nutnost použít externí vyhodnocovací bezpečnostní modul, který tuto funkci přebírá.
Z dalších funkcí, které světelné závory mohou obsahovat jsou např. MUTING, funkce která dokáže potlačit ochranné funkce za určitých bezpečnostních podmínek. BLANKING, je funkce, která umožňuje naprogramování optické závory tak, aby ignorovala jeden objekt definovaných rozměrů, který může být vyšší ,než je její rozlišení. MASTER / SLAVE je spojení dvou (či více) světelných závor do kaskády, všechny výstupy jsou řízeny pouze jednou z nich (master).
Přehled produktů na trhu
Pro lepší orientaci na trhu v oblasti bezpečnostní optické detekce vám přinášíme přehled nabídky na českém a slovenském trhu. V přehledu jsou uspořádány nejdůležitější parametry závor. V případě více informací popřípadě nabídky konkrétních řešení neváhejte kontaktovat dodavatele.
