Przekaźniki bezpieczeństwa w robotach przemysłowych

21.11.2019

W czasach, gdy roboty przemysłowe coraz bardziej wypierają konkretne czynności prowadzone przez człowieka, warto zastanowić się nad czynnościami i bezpieczeństwem operatora czy osoby współpracującej z robotem. Roboty przemysłowe kojarzą nam się z ogromnymi maszynami, które przenoszą ciężkie ładunki. Jednak nic bardziej mylnego – w dzisiejszej erze produkcji maszyna bądź robot przemysłowy mogą przypominać małą drukarkę czy też trochę bardziej skomplikowane ludzkie ramię.

Powiązane firmy

Nieustający trend wsparcia mechanicznego dla człowieka na produkcji dał inżynierom ważne wyzwanie – bezpieczeństwo. W 2016 r. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) opublikowała specyfikację techniczną ISO/TS 15066, który rozszerza dokument ISO 10218, znany pod nazwą „Safety Requirements for Industrial Robots” (Wymagania bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych), o nowe zagadnienia dotyczące maszyn i robotów przemysłowych.

Przed wdrożeniem robota w środowisko produkcyjne istotnym elementem jest ocena ryzyka – zarówno wypadku, jak i awarii w danej aplikacji. Metodologia oceny ryzyka podana w normie PN-EN ISO 13849-1 ma postać jakościowego wykresu ryzyka, który jest ulepszoną wersją dobrze znanego wykresu ryzyka z normy PN-EN 954-1.

Wynik wykresu ryzyka wskazuje wymagany poziom nienaruszalności (a, b, c, d, e) i – co wyraźne – im większe ryzyko wystąpienia na zagrożenia, tym wyższa musi być nienaruszalność elementów kontroli bezpieczeństwa.

Punkty wspólne pomiędzy PN-EN 62061 i PN-EN ISO 13849-1

Istnieje wyraźna zgodność między SIL wymaganym zgodnie z PN-EN 62061 a PL wymaganym zgodnie z PN-EN ISO 13849-1, ponieważ wartości liczbowe dla “statystycznego prawdopodobieństwa wystąpienia niebezpiecznego błędu na godzinę” są w dużym stopniu takie same dla obu norm. Poziom integralności bezpieczeństwa SIL 1 odpowiada poziomowi niezawodności PL b oraz c, SIL 2 – PL d, a SIL 3 – PL e.

W celu podniesienia bezpieczeństwa możemy do aplikacji zastosować przekaźnik z serii 7S.

Powyższy schemat pokazuje możliwość zastosowania przekaźnika z wymuszonym prowadzeniem styków w aplikacji bezpieczeństwa. Jedna para zestyków NO jest połączona z cewką stycznika, druga para zestyków NC służy jako informacja zwrotna do PLC. Urządzenie wie, kiedy silnik jest załączony, a kiedy wyłączony. W przypadku awarii może odpowiednio zadziałać, rozłączając zasilanie.

Dlaczego seria 7S?

7S jest to przekaźnik, który posiada mechanicznie sprzężone zestyki. Daje nam to pewność, że w przypadku zlepienia jednej pary zestyków druga para nie wróci do swojego stanu. Dodatkowo seria 7S jest zgodna z klasą A normy EN 61810-3 (wcześniej EN 50205).

Różnorodność liczby par zestyków serii 7S zapewnia bardzo dużą możliwość zastosowań w aplikacjach bezpieczeństwa.

W kategorii SIL2 występują:
• 2 zestyki (1 Z + 1 R);
• 4 zestyki : (2 Z + 2 R) lub (3 Z + 1 R);
• 6 zestyków (4 Z + 2 R) lub (5 Z i 1 R);
• 3 zestyki (2 Z + 1 R).

Firma Finder niedawno wprowadziła przekaźnik z mechanicznie sprzężonym zestykiem w kategorii SIL3. Oznacza to, że styk „bezpieczeństwa” NC jest szeregowo połączony z drugim zestykiem NC – takie rozwiązanie daje większe prawdopodobieństwo bezpieczeństwa.

Na zakończenie warto napomknąć również o dyrektywie maszynowej wprowadzonej w 2006 r. (dyrektywa 2006/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie maszyn, zmieniającej dyrektywę 95/16/WE), która dotyczy właśnie bezpieczeństwa pracy robotów. W ramach tej dyrektywy zostały zaktualizowane i doprecyzowane normy ISO 10218-1, ISO 10218-2 i ISO 13849-1. Możemy zatem założyć, że jeżeli maszyna bądź robot przemysłowy spełnia powyższe normy, spełnia również wymagania dyrektywy maszynowej.

Źródło: Finder