Kysymys: Kuinka suunnitella 'kaksikäsin turvallisuusohjaus' -piiri kaksinkertaisten ilmapaineventtiilien avulla käyttäjän suojaamiseksi?

Vastaus: Kaksikäsin turvallisuusohjauspiirin suunnittelussa pneumaattinen sirkui , insinöörien on käytettävä kahta erillistä 3/2-tieistä, normaalisti suljettua, manuaalisesti toimivaa painonappuventiliä, jotka on kytketty erityiseen pneumaattiseen kahden käden turvallisuusohjauslohkoon, joka toimii itsevalvovana JA-logiikkalaitteena. Kansainvälisten turvallisuusstandardien, kuten EN 574 ja ISO 13851, mukaan piirin on vaadittava, että käyttäjä painaa molemmat painonappuventilit samanaikaisesti tiukassa aikarajassa 0,5 sekuntia. Jos vain yhtä nappia painetaan tai jos napit painetaan peräkkäin liian suurella viiveellä, turvallisuusohjauslohko on estettävä ohjauspneumaattisen signaalin ja turvallisesti tyhjennettävä mahdollinen jäännöspaine. Tämä estää käyttäjän kiertämästä turvallisuusjärjestelmää kiinnittämällä toinen nappi paikoilleen esimerkiksi nauhalla tai muulla vastaavalla tavalla, mikä varmistaa, että käyttäjän molemmat kädet ovat turvallisesti varattuina vaarallisilta puristuskohtilta, kuten niissä, joita esiintyy pneumaattisissa puristimissa, suurivoimaisissa leikkuutyökaluissa tai raskasluokan kiinnityksissä korkeapaineisen työvaiheen aikana.

Johdanto: Käyttäjän suojaamisen filosofia pneumaatiossa

Nykyaikaisessa teollisessa valmistuksessa käyttäjän turvallisuus on ensisijainen insinööritavoite. Pneumaattiset toimilaitteet voivat tuottaa suuria voimia ja noita liikkeitä, mikä aiheuttaa vakavan puristus- tai amputaatioriskin, jos käyttäjän kädet pääsevät koneen työalueelle. Kahden käden turvallisuusohjausjärjestelmät ovat standardi-insinööriratkaisu, jolla tämä riski poistetaan.

Vaatimalla käyttäjältä molempien käsien käyttöä koneen käynnistämiseen ja käyttöjakson ylläpitämiseen järjestelmä varmistaa fyysisesti, ettei käyttäjän kädet voi olla vaaravyöhykkeellä, kun kone laskeutuu, puristaa tai leikkaa. AIRWORK on johtava raskaiden teollisten pneumaattisten komponenttien valmistaja ja tarjoaa automaatio-suunnittelijoille ja järjestelmäintegraattoreille luotettavia venttiilejä, turvallisuuslohkoja ja piirikaavioita, joilla voidaan toteuttaa vankkoja, vaatimustenmukaisia ja kustannustehokkaita kahden käden turvallisuusohjausjärjestelmiä.

Kansainväliset turvallisuusstandardit ja noudattaminen

Kahden käden ohjausjärjestelmää suunniteltaessa insinöörit täytyy noudattaa tunnustettuja kansainvälisiä standardeja, erityisesti standardia ISO 13851 (joka korvasi standardin EN 574). Nämä standardit luokittelevat kahden käden ohjausjärjestelmät eri tyyppeihin niiden turvallisuuden eheyden perusteella:

• Tyyppi I: Vaatii kaksi manuaalista toimintaelementtiä, mutta ei vaadi samanaikaista käyttöä tai pettämisen estävää valvontaa. Ei sovellu korkean riskin koneille.
• Tyyppi II: Vaatii, että molemmat manuaaliset toimintaelementit on vapautettava ennen kuin seuraava käyttökierros voidaan aloittaa, mutta ei vaadi samanaikaista käyttöä.
• Tyyppi III: Korkein turvallisuustaso. Tämä tyyppi vaatii samanaikaisen käytön. Molemmat painikkeet on painettava 500 millisekunnin (0,5 sekunnin) aikavälillä. Jos tämä ehto ei täyty, järjestelmä ei aktivoitu. Tyyppi III -järjestelmät jaetaan edelleen alatyyppeihin III A, III B ja III C riippuen ilmapaineohjauksen elementtien redundanssista ja valvontamahdollisuuksista.

Useimmissa vaarallisissa paineilma- sovelluksissa, kuten puristimissa tai kiinnitysasemissa, tyypin III turvapiiri on teollisuuden standardivaatimus. Tällaisen järjestelmän suunnittelu manuaalisesti käyttäen tavallisia logiikkaventtiilejä on erittäin monimutkaista ja virhealtista, mikä selittää, miksi integroidut turvablokit ovat suositeltavin ratkaisu.

Kaksiventtiilisen turvapiirin välttämättömät komponentit

Yhteensopivan ja luotettavan kahden käden turvaohjauksen piirin rakentamiseksi tarvitset seuraavat keskeiset AIRWORK-komponentit:

• Kaksi 3/2-tieisen painonappulenttiilin: Nämä täytyy käyttää manuaalisesti, ne täytyy olla jousipalautteisia ja normaalisti suljettuja (NC) venttiilejä. Niiden tulee olla fyysisesti erillään toisistaan ja suojattuja, jotta yksittäinen käsi, kyynärpää tai raskas esine ei voi laukaista niitä tahattomasti.
• Yksi AIRWORK-kahden käden turvallisuusohjauslohko: Tämä on turvapiirin aivot. Se sisältää kaksi syöttöohjausporttia ja yhden tulostussignaaliportin. Sisäisesti se sisältää erityisen liukupiston ja kalvojärjestelmän, joka on suunniteltu seuraamaan molempien syötteiden paineen nousua. Se antaa pneumaattisen ohjaussignaalin vain, jos molemmat syötteet ovat paineistettu enintään 0,5 sekunnin sisällä toisistaan.
• Yksi 5/2-tieinen kaksinkertainen ohjausventtiili Ohjausventtiili : Tämä venttiili ohjaa pääkaksoistoimintaista sylinteriä. Sen siirtyminen työiskun asentoon vaatii ohjaussignaalin turvallisuuslohkolta.
• Yksi kaksoistoiminen pneumaattinen sylinteri: Toimilaite, joka suorittaa suuritehoista työtä ja jossa on sopivat nopeuden säätimet ja iskun mittausanturit.
• Hätäpysäytys- ja poistovalvontaventtiilit: Välttämättömiä järjestelmän paineen purkamiseen virransyöttökatkon tai hätätilanteen sattuessa.

Vaiheittainen piirin suunnittelu ja toimintalogiikka

Kahden käden ohjauspiirin tarkka mekaaninen toimintaperiaate on ratkaisevan tärkeä järjestelmän integroinnissa. Järjestelmä toimii neljässä erillisessä vaiheessa:

• Vaihe 1: Lepotila. Levossa molemmat painonappiin kohdistuvat voimat ovat poistettu. Tuulensyöttö estetään painonappiventtiileissä. Kahden käden turvallisuusohjauslohkon sisääntuloporteissa ei ole painetta, ja sen ulostuloportti on yhdistetty poistoön. 5/2-tiepääohjausventtiili pysyy kotiasennossaan, jolloin sylinterin varren pituus on täysin supistettu.
• Vaihe 2: Samanaikainen käyttö. Käyttäjä painaa molemmat painonapit alle 0,5 sekunnissa. Paineilma virtaa napoista AIRWORK-turvallisuusohjauslohkon kahden tuloportin kautta. Koska paineet saavuttavat lohkon lähes samanaikaisesti, sisäinen liukusulkupalkki siirtyy tiukentamaan poistoputken ja yhdistämään tuloputken lähtöporttiin. Tämä lähtöpilottisignaali kulkee 5/2-tiepääohjausventtiilin pilottiporttiin, mikä aiheuttaa liukusulkupalkin siirtymisen ja ilmapumpun sylinterin ulosvetämisen, jolloin suoritetaan kiinnitys- tai puristustoiminto.
• Vaihe 3: Viivästetty tai estetty painonappi. Jos käyttäjä yrittää kiertää turvajärjestelmää kiinnittämällä tai lukitsemalla yhden painonapin esimerkiksi teipillä ja painaa sitten toista nappia myöhemmin, turvablokki havaitsee aikavälissä tapahtuvan poikkeaman. Kun ensimmäistä nappia pidetään painettuna, paine tulee yhdestä syöttöportista ja siirtää sisäistä turvapuljua lukitun poistoputken asentoon. Kun toinen nappi painetaan, ilma, joka tulee toisesta syöttöportista, ventilee välittömästi turvablokin poistoputkeen. Pilottisignaalia ei tuoteta, ja sylinteri pysyy turvallisesti vetäytynä. Turvablokin nollaukseen molemmat napit on täysin vapautettava.
• Vaihe 4: Vapautus ja palautus. Kun työjakso on valmis, käyttäjä vapauttaa molemmat painonapit. Turvablokkiin tuleva syöttöilma katkaistaan ja ventilee takaisin NC-painonapin poistoputkeen. Turvablokin ulostulossignaali laskee välittömästi, mikä mahdollistaa 5/2-tieisen pääsuuntaventtiilin siirtyä takaisin oletusasentoon, jolloin sylinteri vetäytyy turvallisesti.

Mekaanisen suunnittelun parhaat käytännöt järjestelmäintegraattoreille

Jotta turvapiiriä ei voida fyysisesti ohittaa, järjestelmäintegraattoreiden tulee noudattaa seuraavia mekaanisen suunnittelun sääntöjä:

• Fyysinen etäisyys: Turvamääräysten mukaan kaksi manuaalista painonappia on asennettava vähintään 260 millimetriä toisistaan (keskipisteestä keskipisteeseen). Tämä estää käyttäjän painamasta molempia nappia yhdellä kädellä tai saman käsivarren avulla käden ja kyynärnäppäimen avulla.
• Suojakoteloitukset: Jokainen nappi on varustettava suojakotelolla tai -kotelolla. Tämä estää tahattoman käynnistämisen esimerkiksi pudonneella työkalulla, ohikulkevalla työntekijällä tai käyttäjän kehon painautumalla ohjauspaneeliin.
• Turvallisen etäisyyden laskenta: Ohjausasema on sijoitettava lasketun turvallisesti vaaravyöhykkeestä. Tämä etäisyys määritetään pneumatisen sylinterin pysähtymisajan perusteella. Käyttäjän ei saa olla mahdollista vapauttaa nappia ja ulottua koneen sisälle ennen kuin sylinteri on pysähtynyt vaarallisesta liikkeestä.
• Raskasputkisto: Käytä jäykkiä tai erityisen suojattuja putkia painonappien ja turvallisuusohjauslohkon välillä estääksesi puristumisen tai taipumisen, jotka voivat imitoida jatkuvaa ohjaussignaalia.

AIRWORK Turvallisuuksien pneumaattisten komponenttien standardointi

OEM-konevalmistajat ja teollisuuden jakelijat voivat taata korkean luotettavuuden käyttämällä AIRWORKin kaksinkertaisia pneumaattisia venttiilejä ja integroituja kahden käden turvallisuuslohkoja. AIRWORKin turvallisuusventtiilit on suunniteltu alhaisen kitkan liukusätkyjen ja vahvojen palautusjousien avulla varmistaakseen miljoonien ongelmattomien turvallisuuskiertojen toiminnan jopa vaativissa valmistusympäristöissä.

Täydelliset CAD-tiedostot, tekniset tietolehdet ja mukautetut monitieventtiilijärjestelmät löydät osoitteesta jzpnu.com tai ota yhteyttä meidän insinöörisovellusryhmäämme keskustellaksesi koneen turvallisuusvaatimuksistasi jo tänään.