Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Bezpečnostní řešení společnosti Turck

Společnost Turck patří mezi přední dodavatele bezpečnostní a automatizační techniky. S rostoucí složitostí konstrukce jednoúčelových strojů vzrůstají opatření k eliminaci nebezpečí hrozícího obsluze. Úkolem konstruktérů je zabezpečit stroj takovým způsobem, aby riziko úrazu bylo co nejmenší. Pro základní zabezpečení stroje se nejčastěji používají mechanické ochranné kryty. Avšak tento způsob zabezpečení, vzhledem k funkcím strojů a požadavkům na ně, není vždy možné využít. Následně se používají elektronické bezpečnostní prvky, které splňují požadavky příslušných norem. Turck nabízí bezpečnostní produkty splňující bezpečnostní požadavky podle PL e a SIL 3 (ČSN EN ISO 13849-1, ČSN EN IEC 61508). Nejpoužívanější bezpečnostní prvky jsou uvedeny v následujících odstavcích. 

Bezpečnostní optoelektronická zařízení

Bezpečnostní optoelektronická zařízení mohou být jednopaprsková, nazývaná závory, několikapaprsková s roztečí více než 40 mm, nazývaná mříže, a mnohapaprsková zařízení s roztečí paprsků od 14 do 40 mm, zvaná optické závěsy či záclony. Rozteč paprsků je třeba volit podle toho, kterou část těla je nutné chránit (prst, dlaň, paži či celé tělo). Při umístění závor na stroji je třeba brát v úvahu bezpečnou vzdálenost podle doby doběhu stroje. Při aktivaci bezpečnostní funkce přerušením paprsku se totiž stroj nikdy okamžitě nezastaví, ale ještě nějakou dobu dobíhá. Bezpečná vzdálenost musí být taková, aby člověk, který zabezpečený prostor narušil, na stroj nikdy nedosáhl dříve, než se nebezpečný pohyb zastaví.

Bezpečnostní optoelektronická zařízení mají vždy vysílač a přijímač. Mohou být odrazná, u nichž je vysílač a přijímač v jednom pouzdru. Toto řešení se používá u jednopaprskových závor. Optické závěsy mají dvě pouzdra, jedno s vysílajícími LED a druhé s přijímacími fotocitlivými prvky. Stále častěji se objevují robustní optické závěsy, které jsou odolné proti nárazům a vibracím.

Společnost Turck nabízí velké spektrum typů a druhů optických závěsů od nejmenších s šířkou chráněného pole 160 mm po největší s šířkou 1 820 mm. Délka chráněného pole (dosah světelných paprsků) je podle typu závěsu až 12 m. Závěsy je možné propojit do kaskády a získat ještě větší délku, popř. zabezpečit složitější tvar bezpečnostní zóny (obr. 1).

Turck dodává optické závěsy řady LS typ 4 v provedení Full Feature Heavy-Duty s rozlišením 14, 23 nebo 40 mm. Jejich výhodou je, že nemají na koncích mrtvé zóny – detekují opravdu po celé šířce závěsu (obr. 2). Seřízení usnadňuje dobře viditelný indikátor správného ustavení vysílače a přijímače a integrované diagnostické funkce.

Druhým provedením téže řady jsou záclony LS typ 4 Basic Series Heavy-Duty, jež jsou stejně odolné i uživatelsky přívětivé jako předchozí typ, ale jednodušší a cenově výhodné, vhodné pro méně náročné úlohy (rozlišení je pouze 23 mm).

Záclony řady LP typ 4 jsou dodávány také ve dvou provedeních, Full Feature Compact a Basic Series Compact. Šířka záclony je do 690 mm, délka chráněné zóny až 4 m. Záclony v provedení Compact mají menší průřez a jsou vhodné tam, kde je omezené místo k montáži a nejsou tak velké požadavky na robustnost.

Ještě menší jsou závěsy SLC4. Šířka chráněné zóny je do 320 mm, délka do 2 m. Tyto závěsy jsou ideální pro ochranu vstupních míst stroje nebo pro malá a jednoduchá zařízení. Sortiment doplňují závěsy 14/30 typ 4 Traditional Heavy-Duty, záclony typu 2 pro úlohy s menším rizikem (PL c) a optické mříže SGS s až čtyřmi paprsky (obr. 3). 

Koncové spínače

Magnetické a RFID koncové spínače se umísťují na dveře a kryty. Při otevření se okamžitě vypne celý stroj nebo jeho nebezpečná část. Magnetické koncové spínače jsou dodávány v kvádrovém či válcovém provedení s vnějším závitem. Jsou vždy ze dvou částí: jedna musí být na pohyblivé části dveří, druhá na jejich pevném rámu.

Nevýhodou magnetických spínačů je náchylnost k elektromagnetickému rušení. Tam, kde jsou větší požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu, jsou vhodné koncové spínače s RFID (obr. 4). Další výhodou spínačů s RFID je jejich odolnost proti vibracím a možnost umístění s větší vzduchovou mezerou mezi oběma částmi spínače.

Mechanické koncové spínače a závěsy dveří (panty; obr. 5) s koncovými spínači mají stejné použití jako magnetické koncové spínače. Elektromechanické spínače často bývají součástí zámku s blokací závory: zámek není možné odemknout a dveře či kryt otevřít, dokud je stroj v chodu. 

Bezpečnostní skenery

Bezpečnostní skenery jsou často používaná bezpečnostní zařízení pro kontrolu pracovních prostorů. Lze je používat i pro mobilní stroje, např. k zajištění bezpečného provozu autonomních vozíků. V sortimentu firmy Turck jsou bezpečnostní laserové skenery řady SX (obr. 6). Jejich pozorovací úhel (úhel otevření) je 275°, je tedy možné jedním skenerem pokrýt velký prostor. Skenery SX umožňují nastavit bezpečné a varovné pole. Bezpečné pole je kruhová výseč o poloměru do 5,5 m, varovné do 40 m. Výhodou skenerů je možnost uložení až šesti bezpečných zón a dvou zón varovných a přepínání mezi nimi. Doba cyklu skenování je 30 ms. 

Bezpečnostní PLC

V sortimentu firmy Turck jsou bezpečnostní relé určená pro jednodušší úlohy a relé se speciálními funkcemi, např. pro dvouruční ovládání, pro světelné závěsy nebo k monitorování bezpečné rychlosti. Když bezpečnostních prvků na stroji přibývá, stává se úloha zajištění bezpečnostních funkcí komplikovanou a nepřehlednou. V tomto případě je namístě použít bezpečnostní PLC.

Bezpečnostní PLC řady SC26 jsou určená pro jednodušší úlohy – jsou vhodná tam, kde by jinak bylo nutné použít až tři bezpečnostní relé. Mohou monitorovat tlačítka nouzového zastavení, lankové spínače, povolovací zařízení, ochranné bezpečnostní spínače, spínače zámků dveří nebo bran, optické bezpečnostní spínače, dvouruční ovládání nebo bezpečnostní rohože. K dispozici jsou předem připravené funkční bloky, např. pro dvouruční ovládání, funkci muting u světelných závěsů nebo povolovací tlačítka, a navíc je možné vytvořit vlastní program v Booleově logice. Základní modul má dva bezpečnostní výstupy a 26 bezpečnostních vstupů, z nichž osm může být naprogramováno jako výstupy bez bezpečnostní funkce.

Bezpečnostní PLC XS26 (obr. 7) je rozšiřitelné a vhodné i pro složitější úlohy, kde by se jinak musela použít více než tři bezpečnostní relé. Připojitelná zařízení, funkční bloky a možnost programování jsou stejné jako u předchozí řady. Stejné je i to, že základní modul má dva páry bezpečnostních výstupů a 26 bezpečnostních vstupů, z nichž osm lze nakonfigurovat jako výstupy bez bezpečnostní funkce. Kromě toho je však možné systém doplnit o dalších až osm I/O modulů a zajistit tak jedním bezpečnostním PLC všechny bezpečnostní funkce i na rozsáhlých strojích. Rozšiřujících modulů je šest typů vhodných pro různé bezpečnostní vstupy, reléové bezpečnostní výstupy atd.

Displej na základní jednotce usnadňuje aktivní monitorování I/O kanálů a diagnostiku. 

Tlačítka nouzového zastavení

Správné používání tlačítka nouzového zastavení je bezpečnostní opatření, které výrazně zmenšuje nebezpečí spojené s obsluhou strojů a strojních zařízení. Tlačítka nouzového zastavení neboli tlačítka e-stop (emergency stop) jsou důležitou součástí každého zařízení. Tato červeno-žlutá tlačítka musí mít minimálně dva kontakty s nuceným vypnutím, které slouží pro nouzové zastavení stroje. Jejich funkce i provedení jsou dány normou ČSN EN ISO 13850 – v žádném případě je nelze nahradit např. běžným centrálním vypínačem.

Společnost Turck nabízí tlačítka nouzového zastavení s integrovanou signalizací a možností zapojení do série (obr. 8). V provedené s ochranným povlakem je možné tlačítka umístit do extrémních prostředí. 

Signalizační LED

Signalizační LED nepatří mezi bezpečnostní prvky, které vyžadují speciální certifikaci, avšak patří ke stroji jako nedílná součást indikace aktuálního stavu. V sortimentu Turck najdou konstruktéři světelné sloupky a majáky, jednotlivé signalizační LED různých barev a provedení, vhodné k přímému umístění na stroj, a to i do značně nepříznivých podmínek, barevné osvětlení, které umožňuje např. část stroje v poruše nasvítit červeně, in-line indikátory (obr. 9), které se montují jako dodatečný prvek mezi konektor na kabelu a konektor na přístroji a barevně indikují napájení a stav výstupu, prosvětlená tlačítka (včetně tlačítek nouzového zastavení) nebo indikační LED systému Pick-to-Light, který obsluhu navádí při montážních pracích nebo kompletaci zásilek. 

(Turck, s. r. o.)

Obr. 1. Optické závěsy LS zapojené do kaskády stroj chrání ze tří stran

Obr. 2. Optické závěsy LS nemají na konci mrtvou zónu – lze je tedy snadno skládat, je-li třeba zvětšit šířku chráněného prostoru nebo chránit složitější tvar zabezpečeného prostoru

Obr. 3. Optická mříž SGS na vstupu do paletizační linky

Obr. 4. Koncový spínač RFID řady SI-RF

Obr. 5. Závěs dveří s koncovým spínačem

Obr. 6. Laserový skener SX

Obr. 7. Rozšiřitelné bezpečnostní PLC XS26

Obr. 8. Bezpečnostní tlačítka instalovaná podél dopravníku; tlačítko, které bylo stisknuto, svítí červeně

Obr. 9. In-line indikátor napájení a stavu výstupu