W poprzednim odcinku kursu przybliżyliśmy Ci kwestie związane z kurtynami świetlnymi. Dzisiaj pozostaniemy przy tematyce zabezpieczenia rąk oraz bezpiecznego uruchomienia maszyny przy wykorzystaniu oburęcznego urządzenia sterującego (OUS), jakim jest stacja sterowania oburęcznego. Zapraszamy do lektury!

Czym są stacje sterowania oburęcznego?

Podczas pracy z urządzeniami, które posiadają ruchome elementy, niezmiernie ważne jest, aby odpowiednio zabezpieczyć człowieka przed kontaktem z nimi. Można tego dokonać, stosując bariery, kurtyny laserowe, maty bezpieczeństwa czy inne urządzenia uniemożliwiające wtargnięcie osoby w obszar zagrożenia.

Istnieje jednak inne podejście, polegające na zastosowaniu urządzenia wymuszającego bezpieczną pozycję operatora w celu uruchomienia maszyny. Do celu opracowane zostały specjalne oburęczne urządzenia sterujące.

Konstrukcja i zastosowanie takiej stacji wynika bezpośrednio z bardzo prostej logiki: jeżeli obie ręce operatora będą zajęte podczas pracy maszyny, to nie będzie miał on możliwości włożyć jednej z nich w obszar pracy maszyny. Aby uruchomić maszynę, operator musi wcisnąć i przytrzymać oba przyciski jednocześnie.

Stacje sterowania oburęcznego wykonane są w taki sposób, aby fizycznie niemożliwe było wciśnięcie dwóch przycisków jedną ręką. Posiadają najczęściej bariery w postaci ścianek wokół przycisków, a także są na tyle szerokie, że ludzka dłoń nie obejmie obu przycisków jednocześnie.

Zastosowanie stacji sterowania oburęcznego i jej rodzaje

Gdzie stosuje się tego typu zabezpieczenia? Stacje sterowania oburęcznego najczęściej można spotkać w maszynach, których obsługa podczas pracy nie jest skomplikowana, ale nieostrożność może spowodować poważne obrażenia.

Mowa tutaj o takich urządzeniach jak prasy, młoty,  giętarki czy krawędziarki. Urządzenia te działają w prosty sposób, jednak podłożenie kończyny w obszar pracy może spowodować ciężkie obrażenia,  a więc maszyny te kwalifikują się do maszyn wysokiego ryzyka.

Jedno oburęczne urządzenie sterujące przeznaczone jest do ochrony tylko jednej osoby. Jeśli w obszarze pracy może przebywać więcej niż jedna osoba, urządzenie nie zapewni im ochrony. Dodatkowo OUS ma na celu zabezpieczenie przed przypadkowym, bądź nieprawidłowym uruchomieniem (np. poprzez zablokowanie jednego z przycisków). W tym celu przyciski stacji muszą być wciśnięte synchronicznie w przeciągu 0,5 s.

OUS oprócz kształtów i rozmiarów wyróżniają dodatkowo typy. Jest to główna cecha, która decyduje o spełnieniu konkretnych norm bezpieczeństwa (PL wg ISO 13849-1 oraz SIL wg EN 62061):

• Typ I – pozwala osiągnąć poziom niezawodności PL/c Kat. 1, czyli SIL 1. Nie wymaga synchronizacji aktywacji przycisków ani ponownego inicjowania ich w celu uruchomienia maszyny. Zastosowanie tego wariantu nie jest zalecane ze względu na łatwość obejścia zabezpieczeń, co mija się z celem ich zastosowania.
• Typ II – pozwala osiągnąć poziom niezawodności PL/d Kat. 3, czyli SIL 2. Nie wymaga synchronizacji, jednak wymaga ponownego inicjowania. Oznacza to, że aby uruchomić maszynę ponownie, należy wpierw zwolnić oba przyciski. Jeśli zostanie puszczony a następnie ponownie wciśnięty jeden przycisk, maszyna nie zostanie uruchomiona.
• Typ III – wymaga m.in. synchronizacji oraz ponownej inicjacji przycisków. Podzielony został na podtypy, z czego najważniejsze dwa to:
  • IIIA – styki poszczególnych przycisków podłączone są szeregowo, a więc przekaźnik bezpieczeństwa wymaga jedynie 2 wejść. Pozwala to na osiągnięcie PL/c Kat. 1, SIL 1.
  • IIIC – styki poszczególnych przycisków podłączone są niezależnie, a więc potrzebne są 4 wejścia bezpieczeństwa w przekaźniku. Pozwala to osiągnąć PL/e Kat. 4, SIL 3).

Z serii przekaźników bezpieczeństwa Preventa XPS Universal, dwa modele pozwalają na obsługę stacji sterowania oburęcznego kategorii III: XPSUAB oraz XPSUS. Oba obsłużą stację typu IIIA, jednak tylko model XPSUS potrafi obsłużyć urządzenie typu IIIC.

Oprócz omawianych wcześniej funkcji, przekaźniki wspierają dynamizację styków, dzięki której testowane są zwarcia obwodu, co ułatwia diagnostykę obwodów bezpieczeństwa.

Podłączenie stacji sterowania oburęcznego do przekaźnika bezpieczeństwa

Przejdźmy zatem do samego przykładu podłączenia. Załóżmy, że potrzebujemy zabezpieczyć prostą prasę, w której operator musi trzymać obie ręce podczas jej pracy na stacji sterowania oburęcznego, aby nie dopuścić zmiażdżenia ich podczas nieuważnej pracy, np. przytrzymywania obrabianego detalu. Prasa ma ruszyć dopiero w momencie położenia dwóch rąk jednocześnie – niedopuszczalne jest dołożenie ręki później czy ściągnięcie jej podczas pracy.

Rozpocznijmy zatem pracę od przekaźnika bezpieczeństwa. Do tego zadania najlepiej wykorzystać przekaźnik XPSUS12AP – przekaźnik z rodziny Schneider Electric Preventa Universal, który posiada specjalną funkcję obsługi stacji sterowania oburęcznego. Co do samej stacji, wykorzystujemy model XY2-SB51, jest to stacja typu IIIC, pozwalająca osiągnąć wyższy poziom niezawodności.

Przejdźmy do konfiguracji przekaźnika. W przypadku modelu XPSUS, obsługa stacji oburęcznej typu IIIC znajduje się pod numerem 4.

UWAGA! Producent wskazuje, że przy wyborze tej funkcji sygnał start powinien być ustawiony na tryb automatyczny bez opcji startup test. Załączenie przekaźnika powinno być wyzwalane przez przyciski stacji. W związku z tym można wybrać Tryb start 1 lub 5 w zależności czy wykorzystywana jest opcja dynamizacji obwodu START. Na potrzeby tego przykładu wybierz 1 tryb START.

Podłączanie rozpocznij od sygnału START. Ze względu na wybrany tryb, zewrzyj ze sobą styki Y1 oraz Y2.

Następnie przejdźmy do samej stacji sterowania oburęcznego. Podłącz przycisk S1 do wejść S11, S12 i S13, natomiast przycisk S2 do wejść S21, S22 i S23. Styki NC muszą być podłączone do wejść SX2, a styki NO do wejść SX3, tak jak na schemacie poniżej.

W kolejnym kroku podłącz sygnał sterujący do lampki. Będzie to sygnał zezwalający na pracę prasy, w tym przykładzie symulowany lampką sygnalizacyjną. Podłącz zasilanie 24 V do lampki przez styki 13 i 14, zgodnie ze schematem poniżej.

Ostatnim krokiem będzie podłączenie zasilania na styki zasilania przekaźnika A1 oraz A2. Poniżej pełny schemat podłączenia stacji sterowania oburęcznego do przekaźnika bezpieczeństwa XPSUS12AP.

Przetestuj teraz stanowisko. Sygnał start, reprezentowany przez białą lampkę został zwarty i świeci ciągle. Po wciśnięciu obu przycisków jednocześnie, przekaźnik zezwoli na pracę zaświecając żółtą lampkę H1.

Jeżeli zostanie wciśnięty tylko jeden przycisk lub w trakcie działania jeden z przycisków zostanie zwolniony, przekaźnik nie zostanie załączony i wyświetlony zostanie błąd. Błąd ten można dodatkowo odczytać przy pomocy sterownika, ale o tym opowiemy przy okazji 8 odcinka kursu, w którym zaprezentujemy funkcje diagnostyczne.

W tym odcinku to już wszystko. W następnej odsłonie kursu przedstawimy zamek ryglowany. Omówimy, gdzie się go stosuje, jakie są jego rodzaje, ale przede wszystkim pokażemy jak podłączyć go do przekaźnika bezpieczeństwa Preventa.