Согласно часто консультируемому иерархия элементов управления, безопасность людей на рабочем месте зависит от различных видов защитных мер. Наиболее эффективный из них классифицируется как устранение опасности – достаточно очевидно. На другом конце шкалы находится ношение средств индивидуальной защиты. На полпути между ними лежит область инженерный контроль – проектирование или адаптация оборудования для изоляции работника от риска.
Эта категория включает в себя широкий спектр инженерных идей. Лифты и платформы помогают уберечь людей от падения (или от того, чтобы на них упали). Расходные детали, такие как предохранители или разрывные диски, предназначены для защиты машин от выхода из строя при нагрузке. Системы вентиляции обеспечивают чистоту атмосферы и безопасность для дыхания.
Машины с быстро движущимися деталями, такими как маховики, приводные ремни и лопасти вентилятора, представляют особую опасность, и там, где это возможно, закон требует наличия ограждений для предотвращения контакта с частями кузова. Эти ограждения варьируются от надлежащим образом изготовленных колпаков и щитков до, в случае роботов и других более крупных машин, проволочных ограждений по периметру.
Там, где требуется вмешательство человека в оборудование для проведения осмотра или ремонта, важно, чтобы опасное оборудование было деактивировано и хранилось в безопасном выключенном состоянии. Для проведения этой процедуры традиционно используется ряд устройств. Чаще всего электрические блокировки, прикрепленные к воротам доступа, автоматически отключают оборудование при открытии ворот.
Световые панели и занавески выполняют ту же функцию для небольших машин или там, где в противном случае сетчатые клетки были бы неуместны. (Электрическая цепь прерывается, когда человек попадает в поле света, проецируемого между двумя точками.) Напорные коврики — еще одно часто используемое устройство обнаружения присутствия.
Такой безопасность система обычно работает с помощью ряда встроенных электромеханических компонентов: переключателей, реле, контакторов, датчиков и так далее. Однако все чаще средства контроля безопасности, применяемые этими внешними устройствами, интегрируются в программирование приводы с регулируемой скоростью.
Системы безопасности на основе привода являются менее сложными и трудоемкими в установке, чем их нецифровые предшественники. Они избегают дополнительных электронных структур, требуемых традиционными безотказными механизмами, и менее уязвимы к выходу из строя деталей. Кроме того, благодаря более простым и быстрым процедурам сброса можно свести к минимуму дорогостоящее время простоя.
Как и все аспекты машиностроения, функции безопасности на основе привода должен работать с определенным уровнем надежности. Стандарты, разработанные такими органами, как Международная электротехническая комиссия, служат основой для законодательства, разрабатываемого Европейским союзом и другими органами власти по всему миру. Чтобы соответствовать критериям безопасности, требуемым Директивой ЕС по машиностроению 2006/42/EC, функциональная безопасность приводов с регулируемой скоростью должна соответствовать стандарт продукта EN/IEC 61800-5-2.
Меры безопасности, которые система, основанная на приводе, может внедрить в эксплуатацию, охватывают целый ряд мер реагирования на опасность. Фундаментальной функцией, которая наиболее часто используется, является Безопасное отключение крутящего момента (STO) сигнал. Это просто отключает подачу энергии, генерирующей крутящий момент, к двигателю. Скорость остановки машины будет зависеть от нагрузки или трения, и это гарантирует защиту от неожиданного перезапуска.
Там, где механическое воздействие должно быть остановлено контролируемым образом, Безопасная остановка 1 (SS1) функция предписывает приводу быстро снизить скорость до полной остановки, прежде чем автоматически активировать STO. Это соответствует требованиям аварийной остановки тяжелого прядильного оборудования, такого как пилы, шлифовальные станки и прокатные станы.
Безопасная остановка 2 (SS2) работает таким же образом, за исключением того, что после торможения двигатель удерживается в безопасном рабочем состоянии. Использование этой функции для поддержания полного крутящего момента двигателя может потребоваться для устойчивого удержания деталей оборудования, которые в противном случае могли бы выйти из положения.
В случае машин, таких как краны и подъемники, которые работают с очень тяжелыми грузами, Безопасное управление тормозом (SBC) используется для активации механического удерживающего тормоза одновременно с отключением главного привода по сигналу STO.
Благодаря Безопасно-ограниченная скорость (SLS) функция, оборудование может быть настроено на работу ниже заданного предела. Как отслеживается приводом, скорость, превышающая этот предел, автоматически вызовет аварийную остановку с помощью сигнала STO или SS1.
Функция SLS особенно полезна при настройке и обслуживании оборудования, где, например, кабели необходимо вручную подавать на вращающиеся колеса или барабаны. Как правило, это также способ свести к минимуму потерю работы. Вместо того, чтобы полностью отключать машину, когда оператор находится поблизости от оборудования, ее можно использовать для продолжения производства с пониженной безопасной скоростью до тех пор, пока оператор не войдет в определенную опасную зону (в этот момент отключается питание).
И поскольку резкие перепады, а также скачки мощности могут привести к опасному поведению некоторых машин, нижний предел скорости может быть запрограммирован совместно с верхним пределом с помощью Безопасный диапазон скоростей (SSR) функция.
Наличие этого набора средств контроля безопасности, доступных по отдельности или в комбинации с помощью подключаемых модулей и модулей полевой шины, дает разработчику автоматизации значительно больше гибкости и свободы, чем раньше. А благодаря информации о состоянии, доступной в интерфейсе привода, оператор имеет надежный обзор системы, позволяющий проводить своевременную и точную диагностику.
Его интеллектуальный и адаптируемый характер в конечном счете означает, что система безопасности, основанная на приводе, способна предотвращать механические опасности так же эффективно, как и реагировать на них. Вытекающие из этого преимущества для рабочего места, не только с точки зрения безопасности, но и с точки зрения оптимизации дизайна и повышения общей эффективности, делают его естественным компонентом автоматизированной промышленности.