Оптоелектронни средства за защита

Начало > Автоматизация > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 7, 2006

ПОДОБНИ СТАТИИ

Комбинирани машини за щанцоване и лазерно рязане

Същност, видове, избор и тенденции в развитието

Безопасността на машините и техническото оборудване е сред областите, на които в държавите от Европейския съюз се обръща много сериозно внимание. Присъединявайки се към европейската общност след малко повече от месец, българските предприятия ще попаднат под ударите на строгата система от директиви и прилежащи стандарти, чрез които е регламентирана европейската концепция за безопасност на производственото оборудване.

Тъй като съобразяването с действащата в европейските държави законова, нормативна и стандартизационна уредба е единственият път за успешно развитие на българския бизнес в рамките на съюза, в миналия брой на сп. Инженеринг ревю стартирахме цикъл от статии, посветени на машинната безопасност. Материалът в настоящия брой е посветен на един от основните видове средства за осигуряване безопасността на машините и производственото оборудване - оптоелектронните. В следващи броеве на списанието ще продължим с разглеждането на други видове средства за защита като принцип на работа, специфики при избора и монтажа им, приложна област и др.

Директиви и стандарти

Две са директивите, отнасящи се до безопасността на машините - Директива за машинно оборудване 97/32 и Директива за здравеопазване и безопасност 89/655. И двете директиви имат задължителен характер. Първата се отнася за нови и използвани машини, предназначени за продажба, отдаване под наем или преместване. Втората директива се отнася до всички работници и наличния в предприятието машинен парк. Прилежащите към директивите стандарти са три основни типа - А, В и С.

Групи оптоелектронни средства

Основно направление в развитието на електрическите средства за защита, което придобива все по-голяма актуалност през последните години, се формира от т.нар. оптоелектронни защитни устройства или AOPD (Active Opto-electronic Protective Device). Категорията на AOPD обхваща три основни групи средства за защита - светлинни бариери, скенери и завеси. Съществена разлика в принципа на действие на изброените групи оптоелектронни средства за защита няма. Критерий за класификацията им е гъстотата на създаваната светлинна решетка. Най-елементарни като конструкция са светлинните бариери, които функционират на базата на светлинна решетка с до пет лъча. Най-голяма разделителна способност имат светлинните завеси. Прието е като скенери да се определят средства за защита, формиращи решетка от над 5 светлинни лъча.

Принцип на работата им

В съответствие с европейските норми EN 61496 и EN 999, светлинните бариери, скенери и завеси се наричат още електрочувствителни защитни устройства или ESPE (Electro Sensitive Protective Equipment). Принципът на работа на този тип средства за защита се базира на създаване на светлинна решетка с определена гъстота, съответстваща на изпълняваните защитни функции, спецификите на конкретното приложение и направлението на навлизане в опасната зона. В случай на преминаване в предварително дефинираната опасна зона, светлинната решетка се прекъсва, което води до генериране на електрически сигнал в чувствителния елемент на системата за защита. Сигналът се подава към средство за управление, генериращо съответен управляващ сигнал към превключвател, който изключва електрозахранването на машината или част от нея, с цел предотвратяване на човешка травма. Често режимът “стоп машина” е комбиниран със съответна светлинна и/или звукова сигнализация. Оптичната система, приемниците и предавателите в конструкцията на електрочувствителните защитни устройства се избират в съответствие с европейската норма EN 61496.

Основни елементи

Всяка оптоелектронна система за защита се изгражда от следните основни елементи:

l чувствително устройство;

l средства за управление и/или мониторинг;

l превключватели.

Превключвателите са компонент на светлинните бариери/скенери и завеси, които свързват системата за управление с машината. Във функцията на превключвателите често се използват контролни релета с механичен контакт.

Избор на светлинна бариера

Основен критерий за оценка на оптоелектронните средства за защита е т.нар. стопираща характеристика, която се дефинира като периода от време Т, необходим за прекъсване на опасното движение на машината от момента на задействане на сензора. Времето Т представлява сума от две съставни - времето за реакция на сензора t1 и максималното време за отговор на машината t2, т.е. T = t1 + t2. Обикновено времезакъснениято в реакцията на средството за защита се компенсира от физическото разстояние между сензора и опасната зона. Минималното разстояние до опасната зона за монтаж на оптоелектронните защитни приспособления се изчислява по формулата S = (K x T) + C, където S е минималното разстояние в mm, K е параметър, определян в mm/s, който се получава от данните за скоростта, с която човекът или защитаваната част от тялото му се приближава до опасната зона; T е стопиращата характеристика на средството за защита; C e допълнително разстояние в mm, с което се отчита навлизането в опасната зона, преди задействането на средството за защита. В зависимост от направлението, в което тялото или защитаваната част от него навлиза в опасната зона, зависимостта, по която се изчислява минималното допустимо разстояние, се прецизира (в съответствие с EN 999).

Посоки в развитието

Сред техническите тенденции в развитието на оптоелектронните средства за защита е налагането на модулен принцип при конструирането на приемниците и излючвателите. От друга страна, вече се предлагат средства с осигурена възможност за временно или постоянно изключване на защитните функции, изпълнявани от определен модул на устройството. Съвременните модели оптоелектронни устройства разполагат със сериен (RS 232 или RS 485) или инфрачервен порт, което позволява конфигурирането им от PC. Сред налаганите през последните години тенденции от големите производители на средства за защити е разработването на устройства, комуникиращи по SafetyBUS, което дава широки възможности за изграждане на мащабни децентрализирани системи за безопасност.

Вижте още от Автоматизация