Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Bezpečnostní systémy pro malé stroje s unikátně kódovanými transpondéry

Německá firma EUCHNER patří k předním světovým výrobcům komponent určených k zajištění bezpečnosti osob pracujících se strojními zařízeními. Již více než deset let vy­rábí také bezkontaktní bezpečnostní spínače a zámky na principu unikátně kódovaných transpondérů RFID. Firma nabízí nejen prvky s integrovanou elektronikou a polovodičo­vými výstupy, ale i zařízení se silovými výstupy plně nahrazující bezpečnostní relé, které je vhodné zejména pro malé stroje a zařízení.

 
Moderní bezpečnostní prvky už nepouží­vají mechanické aktuátory ve tvaru vidličky, které jsou kódované svým tvarem, ale aktuá­tory obsahující unikátně kódované transpon­déry (RFID). Přenos dat z aktuátoru do bez­pečnostního prvku je bezkontaktní, prvek také reaguje na jediný, během instalace pře­dem naučený aktuátor, čímž je zajištěna vy­soká odolnost proti neoprávněné manipulaci. Podle EN ISO 14119 jde o systémy s vyso­kou úrovní kódování, takže stačí jen aktuá­tor připevnit způsobem znemožňujícím de­montáž běžným nářadím. U spínačů a zámků s nízkou úrovní kódování (např. magnetic­kých či klasických elektromechanických) bude nutné již v blízké době provést doda­tečné úpravy popsané v této normě. Úpravy většinou spočívají v instalaci bezpečnostního prvku, k němuž nemá obsluha přístup a ne­může do něj vložit vlastní aktuátor. U ochran­ných oplocení je poměrně obtížné tyto prvky ukrýt, na rozdíl od krytování velkých strojů.
 
Moderní bezpečnostní systémy od firmy Euchner dosahují díky své konstrukci nej­vyšší úrovně bezpečnosti (kat. 4/PLe podle EN ISO 13849-1) a tolerují značné nepřes­nosti v seřízení dveří, podle typu až ±15 mm. To je důležité hlavně nyní, kdy bývají z důvo­du tlaku na úspory plotové systémy méně ro­bustní a snadno podléhají deformacím. Tyto deformace klasické „mechanické“ bezpeč­nostní techniky zvyšují náklady na seřizová­ní, někdy je dokonce nutná výměna poško­zených prvků.
 
Bezpečnostní bezkontaktní spínače s transpondéry jsou obvykle dodávány v provede­ní s integrovanou vyhodnocovací elektro­nikou, a proto mají polovodičové výstupy OSSD, které umožňují připojit je k běžným bezpečnostním PLC nebo relé. Pro men­ší stroje bez bezpečnostního PLC je nut­né výstupy uvedených prvků připojit k bez­pečnostnímu relé. Tak je možné získat silo­vé kontakty potřebné pro odpínání energie k akčním členům, je možné volit i jiný re­žim startu než automatický (zabránění star­tu zařízení ihned po zavření dveří nebo kry­tu) a rovněž lze k relé připojit zpětnou vaz­bu od silových stykačů (EDM).
 
Společnost Euchner však nabízí i jiné ře­šení, a to externí vyhodnocovací jednotky řady CES-AZ, které jsou určeny pro montáž na lištu DIN v rozváděči (obr. 1). Jed­notky CES-AZ mají silové reléové výstupy, možnost připojit tlačítko startu a zpětné vaz­by. Jsou vybaveny násuvnými konektory pro zrychlení výměny v případě problémů.
 
K jednotce lze (podle typu) připojit až čty­ři čtecí hlavy, přičemž elektronika je pro ně společná – s tím jsou spojeny značné úspo­ry, protože čtecí hlavy obsahují již jen anté­nu, a jsou tedy podstatně levnější než spínač s integrovanou elektronikou, která musí být v každém z nich. Díky tomu mohou být i je­jich rozměry menší. V těžkých provozech, kde je vysoké riziko mechanického poško­zení, je také levná hlava výhodná.
 
Čtecí hlavy jsou dodávány v různém me­chanickém provedení, ale jejich elektrické zapojení je shodné, a proto lze s jednou vy­hodnocovací jednotkou kombinovat několik typů hlav (obr. 2).
 
Sortiment firmy Euchner je velmi širo­ký: od miniaturních hlav v pouzdře M12 až po provedení s pracovním dosahem 30 mm. Oblíbené jsou hlavy LSP, určené k instalaci do hliníkových konstrukčních profilů – jejich anténa, transpondér i přívodní kabel se ve­jdou do středové drážky. Vyžaduje-li aplika­ce i zamykání ochranného krytu nebo dveří, lze použít zamykací hlavy CEM nebo CET. Hlava CEM zamyká pomocí vestavěného elektromagnetu s přídržnou silou 500 N a je určena pro ochranu procesu, tedy k zabráně­ní škod vlivem zastavení stroje při otevření krytu v nevhodném okamžiku. Konstrukce zamykací hlavy CET má výrazně vyšší blo­kovací sílu (až 6 500 N) a navíc ji lze díky bezpečnému monitorování uzamčení (PL e) použít i k ochraně osob. V podstatě jde o no­vou generaci bezpečnostních zámků, kde je mechanický aktuátor kódovaný svým tvarem nahrazen zamykacím kolíkem s integrovaným transpondérem, který zapadá do zamykací prohlubně vybavené čtecí anténou. Specialitou je klí­čový adaptér CKS: čtecí hlavy vytvarované do podoby čtečky elektronických klíčů, které ob­sahují, stejně jako ostatní typy aktuátorů, unikátně kódovaný transpondér. Adaptér CKS mo­hou využít např. údržbáři nebo servisní technici, kteří při vstu­pu do nebezpečného prostoru vy­táhnou klíč a vezmou si jej s se­bou. I přes např. nechtěné zavření bezpečnostních dveří a při poku­su zařízení spustit je to bez vlo­ženého klíče nemožné. Lze jej také použít k řízení práv zastavit výrobní proces: bez vloženého klíče nelze např. přivést napětí na solenoid zámku a tím zámek odemknout.
 
Absolutní novinkou v sortimentu firmy Euchner je konfigurovatelná vyhodnoco­vací jednotka CES-CB (obr. 3), která bude dostupná v létě tohoto roku. Stejně jako u CES-AZ jde o kombinaci bezpečnost­ního relé s elektronikou pro vyhodnocení transpondérů. Vyhovuje požadavkům normy EN ISO 14119, protože umí přímo vyhodno­covat prvky s vysokou úrovní kódování. Jed­notka CES-AB ale nabízí mnohem víc. Kro­mě čtyř vstupů pro čtecí hlavy je vybavena i bezpečnostními vstupy pro připojení běž­ných bezpečnostních prvků, např. elektrome­chanickým spínačů, tlačítek nouzového za­stavení, bezpečnostních rohoží, světelných závor, laserových skenerů apod. CES-CB obsahuje 25 přednastavených konfigurací, využívajících vstupy a výstupy různým způ­sobem, s mnoha logickými funkcemi (AND, OR, invertování). Pomocí paměťové kar­ty lze dodat až deset dalších uživatelských konfigurací, o jejichž naprogramování se po­starají odborníci firmy Euchner. Uživatel nic programovat nemusí, stačí jen vybrat vhod­nou konfiguraci pomocí ovládacího knof­líku a velkého displeje. Ten je také využí­ván k rychlému diagnostikování a odstra­ňování problémů s připojenými periferiemi. CES-CB má tři bezpečnostní výstupy, každý s individuálně nastavitelným časovým zpož­děním – může proto nahradit až tři bezpeč­nostní relé. Samozřejmostí jsou i monitoro­vací výstupy a vstupy pro připojení zpětné vazby, tlačítka startu, popř. přepínače pro servisní režim. Vzájemným propojení dvou jednotek CES-CB lze také ve složitějších in­stalacích vytvářet bezpečnostní zóny. Díky svým miniaturním rozměrům, jednoduché obsluze, mnoha funkčním možnostem a pří­znivé ceně představuje nová vyhodnocovací jednotka Euchner CES-CB ideální ochranu menších a středních strojů.
Obr. 1. Vyhodnocovací jednotka Euchner CES-AZ
Obr. 2. Čtecí hlavy CES, CEM, CET a CKS pro připojení k vyhodnocovacím jednotkám Euchner
Obr. 3. Konfigurovatelná vyhodnocovací jednotka Euchner CES-CB