Aktuální vydání

celé číslo

11

2021

Monitorování stavu zařízení, diagnostika, řízení údržby

Snímače a systémy řízení polohy a pohybu (motion control)

celé číslo

Automatizační technika Panasonic v souladu s bezpečnostními předpisy

Problematika bezpečnosti práce je natolik ožehavé téma, že spekulace o dodržování či nedodržování bezpečnostních norem v praxi nechám k diskusi mimo tento článek. Ovšem právě (ne)bezpečnost reálných průmyslových provozů mě přivádí k tomu, abych ukázal, jak by bylo možné, a hlavně jak v praxi opravdu lze zajistit bezpečnost strojů a strojních zařízení využitím odpovídající automatizační techniky.
 
Dodavatelé pro automobilový průmysl i samotní výrobci automobilů patří k největ­ším zákazníkům společnosti Panasonic. Na popud zákazníků právě z tohoto odvětví za­čal v minulosti vývoj bezpečnostních světel­ných závor. Například Toyota v současnosti používá bezpečnostní světelné závory Pana­sonic ve všech svých továrnách po celém svě­tě. To je možné jen proto, že jsou v souladu s mezinárodními bezpečnostními standardy závaznými pro výrobce strojů i s regionální­mi předpisy – např. v rámci Evropské unie mají označení shody CE.
 

Bezpečnostní světelné závory

 
Bezpečnostní závory Panasonic nacházejí uplatnění nejen v náročném automobilovém průmyslu, ale ve všech oborech průmyslové výroby. Pouzdro z eloxovaného hliníku, kry­tí IP67, funkce jako např. muting, blanking, overriding, velmi krátká doba odezvy a jed­noduchost zapojení jsou atributy, díky kte­rým jsou tyto bezpečnostní prvky vhodné téměř pro každou úlohu. Nejnovější závory řady SF4C jsou nejtenčí bezpečnostní závo­ry na světě (obr. 1). Další výhodou jsou uži­vatelsky nastavitelné červené a zelené LED vestavěné přímo do těla závory pro okamžitou zpětnou vazbu informující o aktuálním stavu závory. Dva bezpečnostní vstupy, prostřed­nictvím nichž lze komunikovat s dalšími bez­pečnostními zařízeními, ještě rozšiřují mož­nosti uplatnění, a eliminují tak nutnost použít samostatný bezpečnost­ní modul – bezpečnostní funkci plní přímo řídicí jednotka závory (obr. 2).
 

Bezpečnostní skener SD3-A1

 
Bezpečnostní lasero­vý skener SD3-A1, je­hož funkce je založena na osvědčeném princi­pu měření doby letu vy­slaného světelného im­pulzu, používá polovo­dičovou laserovou diodu s infračerveným světlem pracující v nejnižší la­serové třídě 1. Pomocí skeneru SD3-A1 je možné zabezpečit ochranné pole, které má přibližně tvar rozevřeného vějíře s polomě­rem až 4 m a vrcholovým úhlem 190°. Přes­ný tvar a rozměry monitorovaných oblas­tí (7 + 1 ochranných a varovných polí) lze pohodlně upravit na požadovanou velikost. Ochranná a varovná pole jsou parametri­zována a chyby jsou diagnostikovány soft­warem, který je součástí dodávky skeneru. Program pracuje na počítači, jenž je ke ske­neru připojen sériovým rozhraním. Uživatel má k dispozici dva bezpečné spínací tranzis­torové výstupy PNP. Bezpečnostní laserové skenery řady SD3-A1 jsou zkoušeny podle normy IEC 61496-1/-2 (Bezpečnost strojních zařízení – Elektrická snímaochranná zaří­zení) a vyhovují požadavkům bezpečnostní kategorie 3 podle normy EN ISO 13849-1 (Bezpečnost strojních zařízení – Bezpečnost­ní části ovládacích systémů). Skenery pracují s provozním napětím 24 V DC a mohou být používány v prostředí s teplotou okolí 0 až +50 °C. Stupeň jejich krytí je IP65.
 
Používají se především k zajištění nebez­pečných míst a zón např. u lisů, ohýbaček, vstřikovacích strojů a jiných výrobních zaří­zení ve strojírenství nebo u průmyslových ro­botů, automaticky řízených vozíků (obr. 3) či v automatizovaných výrobních buňkách např. v automobilovém průmyslu, kde ochranu bez­pečnostními světelnými závorami a závěsy nelze zajistit buď vůbec, nebo jenom s nepři­měřeně vysokými náklady.
 

Bezpečnostní modul FP Safe

 
Výrobní stroje a linky jsou zpravidla říze­ny programovatelnými automaty (PLC). Pro splnění požadavků bezpečnostních norem vyvinul Panasonic rozšiřující bezpečnost­ní modul FP Safe, který běžný PLC rozšíří o bezpečnostní funkce, avšak při zachová­ní všech řídicích funkcí v „rukou“ existují­cího PLC.
 
Modul FP Safe stojí méně než bezpeč­nostní PLC a je kompatibilní se všemi řa­dami PLC Panasonic. Zdarma je k dispozici FP Safe Configurator, intuitivní konfigurá­tor, který lze integrovat do programové­ho prostředí FP Win Pro. Zůstává zacho­ván programovací komfort, shoda s IEC 61131-3, možnost použít všechny dosa­vadní knihovny a naprogramované projekty a navíc je možné zajistit úroveň bezpeč­nosti zařízení SIL 3.
 
PLC sice dostává z modulu FP Safe všechny povely a informace o bezpečnost­ních stavech, avšak veškeré bezpečnostní funkce jsou vykonávány zcela nezávisle, jak to předepisuje ČSN EN 62061 (Bezpečnost strojních zařízení – Funkční bezpečnost elektrických, elektronických a programo­vatelných elektronických řídicích systémů souvisejících s bezpečností). V modulu FP Safe stačí předem připravené bezpečnostní funkce pomocí softwarového nástroje jen vybrat a parametrizovat (např. dvouruč­ní ovládání podle EN 574, nouzové zasta­vení, monitorování pohybu, monitorování blokovacích zařízení, blokování opětného zapnutí apod.).
 

Rozšiřující moduly FP Safe

 
Základním modulem FP Safe lze konfi­gurovat až pět bezpečnostních funkcí a jeho použitelnost lze ještě rozšířit širokým sorti­mentem externích modulů. Obsahují předem specifikované, snadno konfigurovatelné bez­pečnostní funkce.
 
Centrální bezpečnostní modul má šest­náct bezpečnostních digitálních vstupů, čty­ři bezpečnostní polovodičové výstupy s pozitivním spínáním bezpečnostní kategorie 4, dva volně programovatelné polovodičo­vé výstupy s pozitivním spínáním, čtyři dal­ší nezávislé reléové výstupy a obvod moni­torování klidového stavu a otáček pro dvě osy. Navíc má uživatel k dispozici něko­lik externích modulů, kterými lze zařízení modulárně rozšiřovat. Jde o I/O modul pro rozšíření počtu digitálních vstupů a výstu­pů a realizaci dvou dalších bezpečnostních okruhů s osmi digitálními vstupy a deseti polovodičovými výstupy s pozitivním spí­náním, reléový modul se čtyřmi výstupními relé celkem s osmi spínacími a dvěma roz­pínacími kontakty a jednotku pro rozšíření reléových výstupů centrálního bezpečnost­ního modulu se čtyřmi bezpečnostními re­léovými výstupy, každý se dvěma bezpeč­nými kontakty a jedním signalizačním (ná­věstním) kontaktem.
 
Programovatelné automaty Panasonic s in­tegrovanými bezpečnostními funkcemi před­stavují nejjednodušší způsob, jak splnit nové bezpečnostní standardy. Uživatelům přitom přinesou zejména možnosti diagnostiky, snad­nou výměnu dat mezi standardními a bezpeč­nostními PLC a možnost kombinovaného po­užití bezpečnostních a standardních kompo­nent na jedné sběrnici.
 

Závěr

 
Pro zajištění bezpečnosti výrobních pro­vozů mohou být použity pouze ty systémy, jejichž všechny komponenty splňují poža­davky stanovené normou ČSN EN 62061. Panasonic Electric Works nabízí bezpečnost­ní systémy sestavené výhradně z komponent značky Panasonic. To zajišťuje jejich bezpro­blémovou komunikaci a krátkou dobu im­plementace.
Luděk Barták,
 
Obr. 1. Světelná závora SF4C
Obr. 2. Řídicí jednotka světelné závory SF-C11
Obr. 3. Pro zabezpečení pohybu automatického vozíku ve výrobě lze použít laserové skenery