Aktuální vydání

celé číslo

11

2019

Využití robotů, dopravníků a manipulační techniky ve výrobních linkách

Průmyslové a servisní roboty

celé číslo

Pro Panasonic je bezpečnost na prvním místě

Bezpečnost na pracovištích je velmi frekventované téma, a to jak v odborných periodikách, tak na stránkách vnitřních směrnic výrobních provozů. V reálné výrobě je však bezpečnost posuzována z mnoha pohledů nejednotně a nedostatečně. „Papír snese vše.“ Proto se občas objevují postupy práce, které jsou sice bezpečné, ale při dodržení určených kroků nedovolují danou výrobu vůbec dokončit. Jindy se problematika bezpečnosti téměř neřeší. Na rozdíl od papíru prsty, ruce či další části lidského těla zdaleka tak odolné nejsou a lehké či těžké úrazy, většinou vinou obsluhy, se stávají každý den.
 

Bezpečnost v průmyslových provozech

 
V listopadu 2005 vstoupila v platnost mezinárodní norma ČSN EN 62061 Bezpečnost strojních zařízení, která by měla růst počtu úrazů zastavit nebo aspoň zpomalit. Norma je určena pro konstruktéry strojních zařízení, výrobce řídicích systémů a montážních pracovišť a ostatní pracovníky, kteří se podílejí na specifikaci, návrhu a potvrzení platnosti bezpečnostních elektrických řídicích obvodů. Stanovuje postupy a požadavky pro soustavné snižování rizika (popsané v ISO 12100-1) při respektování pravděpodobnosti a důsledků nahodilých a systémových vad v elektrickém řídicím systému.
 
Výrobní linky by měly být vyměněny nebo upraveny tak, aby výroba jako celek byla v souladu s novými bezpečnostními normami. K používání nových bezpečnostních pravidel lze přistupovat různě. Některé subjekty prozatím, pravděpodobně do prvního závažného úrazu, nedělají nic, a to buď záměrně, nebo z nevědomosti.
 
Vzhledem k velkému množství továren Panasonic po celém světě bylo třeba přistoupit k bezpečnosti velmi zodpovědně. Všechny  provozy byly úspěšně modifikovány a zkušenosti s bezpečnostní problematikou daly základ nové produktové skupině Safety (obr. 1).
 

FP Safe

 
Základem všech výrobních linek a jejich částí je vždy programovatelný automat (PLC). Společnost Panasonic se rozhodla nenahrazovat PLC jejich bezpečnými verzemi „kus za kus“. Nevýhodou by byla cena bezpečných PLC a navíc by bylo nutné nové automaty přeprogramovat či modifikovat jejich program. Společnost Panasonic Electric Works (PEW) tedy vyvinula rozšiřující bezpečnostní modul, který po propojení s dosavadními programovatelnými automaty rozšíří systém o bezpečnostní funkce při zachování všech řídicích funkcí v „rukách“ dosavadního PLC.
 
Modul FP Safe, který firma PEW vyvinula pro naplnění všech bezpečnostních standardů, je levnější než bezpečný PLC a je kompatibilní se všemi řadami PLC Panasonic. Zdarma je k němu k dispozici intuitivní konfigurátor, tzv. FP Safe Configurator (obr. 2), který lze integrovat do programového prostředí FP Win Pro. Zachováno zůstalo komfortní programování podle IEC 61131-3 i možnost použít všechny současné knihovny a naprogramované projekty. Bezpečnost zařízení může dosáhnout až úrovně SIL 3.
 
PLC dostává on-line všechny povely a informace o bezpečnostních stavech z centrálního modulu bezpečnosti. Všechny bezpečnostní funkce jsou vykonávány zcela nezávisle tak, jak to ČSN EN 62061 předepisuje. Stačí pouze v centrálním modulu bezpečnosti vybrat a parametrizovat předem připravené bezpečnostní funkce pomocí softwarového nástroje (např. dvouruční ovládání podle EN 574, nouzové zastavení, monitorování pohybu, monitorování blokovacích zařízení, blokování opětného zapnutí apod.).
 

Rozšiřující moduly FP Safe

 
Pomocí základního modulu FP Safe (obr. 3) lze konfigurovat až pět bezpečnostních funkcí a jeho použitelnost lze ještě rozšířit četnými externími moduly. Obsahuje předdefinované bezpečnostní funkce, které umožní snadno konfigurovat jednotku FP Safe vizualizací zapojení čidel a akčních členů a nastavením parametrů pro všechny související komponenty.
 
Centrální modul bezpečnosti je standardně vybaven šestnácti bezpečnými digitálními vstupy, čtyřmi bezpečnými polovodičovými výstupy s pozitivním spínáním bezpečnostní kategorie 4, dvěma volně parametrizovatelnými polovodičovými výstupy s pozitivním spínáním, čtyřmi nezávislými kontaktními výstupy a obvodem monitorování klidového stavu a otáček pro dvě osy. Navíc má uživatel k dispozici několik externích modulů, kterými lze zařízení rozšířit. Mezi ně patří I/O modul k rozšíření počtu digitálních vstupů a výstupů a realizování 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 jednotka pro rozšíření reléových výstupů centrálního modulu bezpečnosti se čtyřmi bezpečnými 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 normy. Uživatelům přitom přinesou zejména lepší diagnostické možnosti, jednodušší výměnu dat mezi standardními a bezpečnostními PLC a možnost kombinovaného použití bezpečných a standardních komponent na jedné sběrnici.
 

Bezpečnostní prvky systému

 
Jakýkoliv systém, o to více systém v souladu s přísnými bezpečnostními normami, musí být složen výhradně z komponent odpovídající požadované bezpečnostní úrovně. Nejslabší část zařízení určuje jeho celkovou úroveň. PEW nabízí prostředky pro variabilní navrhování bezpečnostních systémů. Řídicím centrem je FP Safe, na jehož vstupy lze připojit bezpečnostní a detekční senzory (optické závory, senzory a skenery). Aby řídicí systém mohl na základě vstupních signálů vykonat požadovanou akci, musí mít na výstupu připojen motor. Servopohony Minas A5 (obr. 1) se uplatní tam, kde jsou zapotřebí pohony o výkonu 50 W až 5 kW. Vzhledem k velké přesnosti, intuitivnímu programovacímu prostředí a novým antivibračním filtrům tyto servomotory vyhoví většině požadavků.
 

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. Za použití skeneru SD3-A1 je možné vytvořit ochranné pole tvaru rozevřeného vějíře o poloměru až 4 m a s vrcholovým úhlem 190°. Přesný tvar a rozměry monitorovacích oblastí (7+1 ochranných a varovných polí) lze pohodlně upravit. Parametry ochranných a varovných polí se podobně jako diagnostika chyb snadno nastavují prostřednictvím sériového rozhraní z PC s využitím integrovaného softwaru, který je součástí dodávky skeneru. Uživatel má při použití laserového skeneru SD3-A1 k dispozici dva bezpečné spínací tranzistorové výstupy PNP (OSSD1 a OSSD2). Bezpečnostní laserové skenery řady SD3-A1 jsou zkoušeny podle normy IEC 61496-1/-2 a vyhovují požadavkům bezpečnostní kategorie 3 normy EN ISO 13849-1. Skenery pracují s provozním napětím 24 V DC a mohou pracovat v prostředí s teplotou okolí 0 až +50 °C. Jejich konstrukce a provedení odpovídají stupni krytí IP65.
 
Hlavní použití nové bezpečnostní laserové skenery SD3-A1 naleznou především při zajišťování nebezpečných míst a nebezpečných zón např. u lisů, ohýbaček, vstřikovacích strojů a jiných výrobních zařízení ve strojírenství nebo u průmyslových robotů v automatizovaných výrobních buňkách např. v automobilovém průmyslu, kde ochranu bezpečnostními světelnými závorami a závěsy nelze vůbec zajistit nebo jen při nepřiměřeně vysokých nákladech.
 
Pouze systémy, jejichž všechny komponenty budou splňovat bezpečnostní parametry určené ČSN EN 62061, mohou být zavedeny v tzv. bezpečných provozech. Panasonic Electric Works na základě svých bohatých zkušeností nabízí kompletní systémy složené výhradně z komponent Panasonic.
Luděk Barták,
 
Obr. 1. Skupina výrobků Safety
Obr. 2. Konfigurace hardwaru v FP Safe Configuratoru
Obr. 3. Modul FP Safe s rozšiřujícími moduly
Obr. 4. Propojení FP Safe, libovolného PLC Panasonic a operátorského panelu
Obr. 5. Minas A5 – široká paleta pohonů určených do bezpečných úloh