Przykłady urządzeń zapewniających bezpieczeństwo stanowiska przemysłowego

Na rynku wykorzystuje się różne rodzaje urządzeń strzegących bezpieczeństwa pracowników produkcji. Są to między innymi: przyciski zatrzymania awaryjnego (tzw. E-Stop), ryglowane zamki, kurtyny, skanery oraz wszelkiego rodzaju czujniki monitorujące, czy dany proces nie zagraża w żaden sposób obsłudze stanowiska.

Jednak żadne z tych urządzeń nie byłoby w stanie samodzielnie realizować swoich zadań bez elementu interpretującego wysyłany przez nie sygnał. Takim urządzeniem jest przekaźnik bezpieczeństwa lub sterownik bezpieczeństwa. Każde z nich jest w stanie obsłużyć szereg funkcji ochronnych, jednak wybór pomiędzy jednym a drugim będzie zależał od danej aplikacji.

Przekaźnik bezpieczeństwa

Posiada szereg funkcji ochronnych i mechanizmów bezpieczeństwa. Oto niektóre z nich:

• Awaryjne zatrzymanie maszyny. Po wciśnięciu przycisku stopu awaryjnego przekaźnik odcina zasilanie obwodów, które w razie krytycznej sytuacji mogą bezpośrednio zagrażać obsłudze urządzenia.
• Monitoring wyznaczonej strefy przy użyciu kurtyn świetlnych, skanerów, zamków czy mat bezpieczeństwa
• Obniżenie prędkości części ruchomych maszyny poprzez użycie czujników mierzących częstotliwość wirowania napędu lub pomiar napięcia resztkowego.
• Wymuszenie na operatorze obsługi maszyny oburącz w celu zapobiegnięcia możliwości włożenia jednej ręki w miejsce niebezpieczne podczas uruchamiania maszyny drugą ręką (tzw. dwustart)

Logika działania każdej z ww. funkcji jest realizowana tylko i wyłącznie poprzez monitorowanie i porównywanie sygnałów elektrycznych podawanych na wejściu przekaźnika i w przypadku zaniku któregoś z nich realizowane jest zadziałanie odpowiedniej funkcji. Istnieją przekaźniki, które są w stanie samodzielnie obsłużyć jedną funkcję (jest to jeden z najczęściej używanych rodzajów przekaźników bezpieczeństwa), a także takie, które mogą zrealizować do trzech funkcji jednocześnie. Z tego powodu są przeznaczone raczej do mniejszych aplikacji.

Dodatkowo jeśli wymagana jest informacja o potwierdzeniu zadziałania przekaźnika, należy wyprowadzić od każdego z nich dodatkowy sygnał na wejście sterownika PLC. Do bardziej złożonych aplikacji zalecane jest, a w wielu przypadkach konieczne, zastosowanie sterownika bezpieczeństwa.

Sterownik bezpieczeństwa

Główną zaletą stosowania sterowników bezpieczeństwa jest możliwość programowania logiki działania układu, dzięki czemu żadna z modyfikacji nie wymaga zmian połączeń elektrycznych w maszynie. E-stopy, kurtyny, czy skanery wpinane są raz na wejście sterownika, a za pomocą programu definiowane jest zachowanie wyjść. Ponadto jeżeli zachodzi potrzeba rozbudowy systemu, możliwe jest dołożenie dodatkowego modułu wejść i/lub wyjść i zdefiniowanie w programie funkcji, jakie ma wykonywać. Cały program można zabezpieczyć hasłem przed nieautoryzowaną modyfikacją. Sterownik ma także możliwość sprawdzenia sumy kontrolnej, która daje informację o różnicach między programem znajdującym się na maszynie, a tym na komputerze.

Przykładem zastosowania sterownika może być wydzielenie w danej maszynie stref, które mają zostać rozłączone w przypadku wciśnięcia E-stopu znajdującego się w którejś z nich, nie rozłączając przy tym pozostałych stref. Usprawnia to działanie maszyny, ponieważ nie wyłącza jej całej, a tylko obszar, w którym wystąpiła niebezpieczna sytuacja.

Możliwa jest również wymiana sygnałów pomiędzy sterownikiem Safety a sterownikiem PLC poprzez użycie jednego ze standardowych protokołów komunikacyjnych jak np. Profibus czy Profinet. Eliminuje to konieczność wykorzystywania zwykłych wejść cyfrowych do uzyskania informacji o zadziałaniu którejś z funkcji systemu.

Przekaźniki bezpieczeństwa – zalety, zastosowanie i cena

Podsumowując, przekaźniki bezpieczeństwa znajdą zastosowanie raczej w małych, stosunkowo nieskomplikowanych aplikacjach, w których konieczne jest obsłużenie do 3-4 funkcji. Ich cena wacha się od kilkuset złotych do około tysiąca złotych. Cena sterowników bezpieczeństwa zaczyna się od około dwóch tysięcy złotych i rośnie wraz z liczbą kolejnych dołożonych modułów. Znajdą zastosowanie w bardziej złożonych aplikacjach, w których potrzebny jest nadzór nad wieloma funkcjami maszyny i ich obsługa w sposób niezależny.