W latach 90. XX wieku pojawił się pierwszy, w pełni programowalny sterownik bezpieczeństwa. Zanim do tego doszło, praktycznie nie istniały systemy sterowania odpowiadające za bezpieczeństwo, z wyjątkiem wprowadzonego w 1987 roku elektromechanicznego przekaźnika bezpieczeństwa. Systemy ochronne były wówczas postrzegane jako bariera na drodze do maksymalnej wydajności maszyny. Obecnie bezpieczeństwo odgrywa bardzo ważną rolę, a systemy sterowania są coraz bardziej zautomatyzowane i wyróżniają się nowymi funkcjami w zakresie kontroli i ochrony. Przyjrzyjmy się podstawowym zagadnieniom związanym z bezpieczeństwem w automatyce.
Elementy wyłączające i zabezpieczające
Najczęściej stosowane elementy bezpieczeństwa możemy podzielić na te, których zadaniem jest wyłączanie poszczególnych procesów, oraz na te, które chronią przed nieuprawnionym użyciem.
Elementy wyłączające to przede wszystkim:
- Wyłączniki bezpieczeństwa – umożliwiają natychmiastowe wyłączenie konkretnego procesu. Jednym z takich wyłączników jest przycisk grzybkowy, stanowiący niezbędne wyposażenie maszyn, który szybko odcina zasilanie w obwodzie i umożliwia bezpieczne zatrzymanie urządzenia. Wyróżniamy także linkowe wyłączniki awaryjne, służące do zatrzymywania maszyn z dowolnego miejsca, przez które przebiega linka.
- Wyłączniki termiczne – wyłącznik termiczny silnika (przekaźnik termiczny) jest wyposażony w wyzwalacz przeciwprzeciążeniowy, który reaguje w przypadku wystąpienia przeciążenia, odcinając zasilanie i chroniąc silnik.
- Wyłączniki krańcowe (krańcówki elektryczne) – elementy układu bezpieczeństwa, które wyzwalają sygnał wymuszający zatrzymanie, unieruchomienie lub wyłączenie maszyny.
Systemy chroniące przed nieuprawnionym użyciem:
- Rygle elektromagnetyczne – zamki ryglujące z czujnikami elektromagnetycznymi chronią przed wejściem osób niepożądanych.
- Blokujące wyłączniki bezpieczeństwa – dzięki temu, że są sprzężone z osłoną, blokują niebezpieczne procesy przy próbie otwarcia osłony.
- Kurtyny świetlne z funkcją mutingu – mutingiem nazywamy chwilowe „wyciszenie” optycznych urządzeń bezpieczeństwa, dzięki czemu możliwy jest dostęp do chronionej strefy bez zatrzymywania danego procesu.
- Kamery bezpieczeństwa – poprzez zastosowanie refleksyjnego czujnika bezpieczeństwa możliwe jest na przykład wykrywanie dłoni w otworach maszyn.
Panel HMI w diagnostyce systemu sterowania
Do kontroli urządzeń elektrycznych wykorzystywany jest panel HMI (ang. Human Machine Interface), zwany także panelem sterowniczym lub operatorskim. Nowoczesne panele HMI mogą być połączone z innymi elementami, takimi jak sterowniki PLC, które sterują pracą maszyny. Panel HMI ułatwia komunikację między operatorem a urządzeniem, informując o stanie procesu technologicznego i umożliwiając interwencję. Zastosowanie odpowiedniego panelu HMI pozwala przygotować diagnostykę systemu sterowania, włączając w to również elementy związane z bezpieczeństwem.
Za bezpieczeństwo i funkcjonalność odpowiada też obszar sterowania mocą, złożony z takich elementów jak serwomotor czy przekształtniki zasilające silnik. Stosowanie odpowiednio zabezpieczonych napędów elektrycznych (STO, SS1, SOS, SLS) zwiększa poziom bezpieczeństwa i funkcjonalności całego systemu sterowania.
Jak zwiększyć bezpieczeństwo maszyn?
Przyczyny techniczne – związane bezpośrednio z pracą maszyny – stanowią grupę przypadków zagrażających bezpieczeństwu pracowników. Wypadki w miejscu pracy wydarzają się również z winy operatora lub brygadzisty, na przykład z powodu nieużywania sprzętu ochronnego, braku przeszkolenia czy niestosowania się do instrukcji. Skupmy się jednak na zagrożeniach wynikających z pracy maszyn. Zaliczamy do nich przede wszystkim:
- stosowanie nieodpowiednich urządzeń zabezpieczających w strefie niebezpiecznej,
- niewystarczająca wytrzymałość konstrukcji,
- nieprawidłowa stateczność konstrukcji,
- błędy produkcyjne i wady materiałowe elementów maszyn.
Zarówno stosowane maszyny, jak i systemy bezpieczeństwa powinny być zgodne z aktualnymi normami i wyróżniać się najwyższą jakością. Wyeliminowanie błędu ludzkiego nie zawsze jest możliwe, natomiast redukcja zagrożeń wynikających z przyczyn technicznych – jak najbardziej w zasięgu konstruktorów maszyn.
