Kwestia bezpieczeństwa jest obecnie traktowana równie priorytetowo jak np. wydajność czy efektywność nowych aplikacji przemysłowych. Nic więc dziwnego, że przy ich konstruowaniu ważnym elementem są różnego rodzaju systemy bezpieczeństwa, które mają chronić operatorów maszyn, ale również inne przypadkowe osoby, które mogą znaleźć się w niebezpiecznej strefie. Z drugiej strony odgrodzenie niepowołanej osoby od maszyny minimalizuje także ryzyko jej uszkodzenia.

Powszechne w użyciu są różnego rodzaju osłony, których integralnym podzespołem są urządzenia ryglujące, dzięki którym możliwe jest otwarcie osłony i wejście do chronionej strefy. Systemy ryglowania do zabezpieczenia wejścia uniemożliwiają bowiem otwarcie osłony przez człowieka, dopóki nie zakończy się stwarzający potencjalne niebezpieczeństwo proces maszyny, którego nie można przerwać. Urządzenia tego typu są stosowane do różnego typu osłon – przesuwnych bądź uchylnych drzwi, klap, wygrodzeń czy innych rodzajów.

Normy i przepisy

Osłony z systemami ryglującymi, podobnie jak wszystkie elementy bezpieczeństwa w procesach produkcyjnych, podlegają określonym normom i przepisom. Dotyczą one zarówno nowych, po raz pierwszy wprowadzanych na rynek maszyn i urządzeń, jak i używanych.

Przepisy dotyczące osłon sprzężonych z urządzeniami blokującymi znajdziemy z normie PN-EN ISO 14119:2014-03 "Bezpieczeństwo maszyn – Urządzenia blokujące sprzężone z osłonami – Zasady projektowania i doboru", która zastąpiła wcześniej stosowaną normę EN 1088. Norma ta ściśle określa zasady projektowania i doboru – niezależnie od rodzaju źródła energii – urządzeń blokujących sprzężonych z osłonami.

Przy projektowaniu systemów bezpieczeństwa opartych o osłony z urządzeniami ryglującymi konieczne jest jednak przestrzeganie wszystkich norm obejmujących kwestie bezpieczeństwa produkcji w związku ze stosowanymi maszynami. Przykładem mogą być normy ISO 13849-1 oraz IEC 62061, które regulują zasady działania systemów sterowania maszyn i urządzeń ryglujących, blokujących otwarcie osłony.

Zasada działania

Blokady bezpieczeństwa w osłonach maszyn działają w połączeniu z elementami sterującymi tymi maszynami (np. modułem kontroli ruchu). System oparty o czujnik oraz aktywator w momencie otwarcia osłony generuje odpowiedni sygnał do sterownika maszyny, w którego następstwie zostaje ona zatrzymana i nie ma możliwości jej przypadkowego uruchomienia. Jednak samo wyłączenie zasilania nie zawsze powoduje natychmiastowe zatrzymanie się maszyny – sam proces zatrzymania może jeszcze potrwać jakiś czas (wynikający np. z ruchów bezwładnych lub procesów, których nie można przerwać), podczas którego wciąż istnieje potencjalne zagrożenie dla osoby, która pojawi się w strefie niebezpiecznej. Rozwiązaniem tego problemu są właśnie urządzenia ryglujące, które nie dopuszczają do otwarcia osłony, mimo że teoretycznie została ona odblokowana. Ryglowanie jest zwalniane (np. w wyniku wytworzenia odpowiedniego napięcia na cewce elektromagnetycznej urządzenia ryglującego), gdy zostanie uzyskane potwierdzenie, że nastąpiło całkowite zatrzymanie maszyny.

W praktyce można spotkać dwa typy warunkowego odryglowania. W pierwszym odryglowanie następuje dopiero w momencie, gdy do czujnika znajdującego się w układzie sterowania mechanizmem ryglowania dotrze informacja o całkowitym zaniku zagrożenia w związku np. z zaprzestaniem pracy danego urządzenia. Druga możliwość (tzw. warunek czasowy) dopuszcza wcześniejsze zwolnienie blokady. Jest to jednak możliwe tylko w sytuacji, gdy znany jest czas całkowitego zaniku zagrożenia od chwili aktywowania sygnału wyłączenia, który powinien być definiowany każdorazowo dla każdej instalacji. Następnie musi zostać określony czas dostępu do maszyny przez operatora. Odryglowanie osłony może więc nastąpić tylko wówczas, gdy nie będzie możliwe dotarcie do maszyny przed jej całkowitym zatrzymaniem.

Przykłady zastosowań

Oferta rynkowa urządzeń ochronnych z funkcją ryglowania jest dość spora i z pewnością do każdej aplikacji i do różnych warunków pracy można znaleźć odpowiednie rozwiązanie. W ofercie firmy Sick znajdziemy np. rodzinę produktów TR10 Lock, czyli urządzeń ryglujących bezpieczeństwa z kontrolą RFID o wysokim poziomie kodowania aktywatora, a także TR110 Lock z funkcją kontroli przy użyciu transpodera.

Firma Pilz udostępnia natomiast trzy modułowe systemy ryglowania do zabezpieczenia osłon (PSENslock, PSENmlock i PSENsgate), które można dostosować do najbardziej zróżnicowanych aplikacji przemysłowych. Najnowsza wersja systemu PSENmlock, zaprezentowana w ubiegłym roku na targach Hannover Messe, z możliwością łączenia szeregowego umożliwia ekonomiczną instalację dzięki ograniczeniu prac związanych z okablowaniem. Funkcja zwolnienia awaryjnego dostępna jest jako akcesorium dodatkowe w dwóch wersjach.

Ciekawym rozwiązaniem jest również system bezpiecznej klamki firmy Pizzato z serii P-Kube z najnowszym wyłącznikiem ryglowanym elektrycznie serii NG. Elektrorygiel wyposażony jest w elektroniczny system wykrywania elementu aktywującego oparty na technologii RFID o wysokim stopniu kodowania. Wyłączniki mogą być połączone szeregowo w maksymalnej liczbie 32 sztuk, utrzymując najwyższy poziom bezpieczeństwa PLe i SIL 3. Elektrorygle zamontowane na wygrodzeniach przemysłowych opcjonalnie mogą być wyposażone w przycisk typu anty-panic, który wychodzi z głowicy elektrorygla i znajduje się w strefie niebezpiecznej.

Przy każdorazowym doborze osłony bezpieczeństwa z systemem ryglującym należy uwzględniać wszystkie potencjalne zagrożenia mechaniczne i wynikające z nich możliwe obrażenia, warunki, w których będą użytkowane maszyny, wymagany poziom Performance Level PL oraz wspomniany wyżej czas do całkowitego zatrzymania maszyny. Tylko dokładna analiza wszystkich uwarunkowań wraz z zapisami wspomnianej wyżej normy zapewni optymalne działanie wybranego systemu i najwyższy poziom bezpieczeństwa.