Kérdés: Hogyan tervezhető „kétfogantyús biztonsági vezérlés” áramkör kettős neumatikus szelepekkel a műveletvégző védelme érdekében?

Válasz: Egy hatékony kétfogantyús biztonsági vezérlés tervezéséhez légkör , a mérnököknek két különálló, 3/2-utas, normálisan záródó, kézzel működtetett nyomógombos szelepet kell használniuk, amelyeket egy speciális, pneumás kétkezes biztonsági vezérlőblokkhoz csatlakoztatnak, amely önmagát figyelő ÉS logikai eszközként működik. A nemzetközi biztonsági szabványok, például az EN 574 és az ISO 13851 szerint a kapcsolási körnek azt követeli meg az üzemeltetőtől, hogy mindkét nyomógombos szelepet egyszerre nyomja meg, és ezt egy szigorú, 0,5 másodperces időkorláton belül tegye meg. Ha csak az egyik gombot nyomják meg, vagy ha a gombokat túl nagy időkülönbséggel, sorozatosan nyomják meg, akkor a biztonsági vezérlőblokknak blokkolnia kell a vezérelt levegőjelet, és biztonságosan el kell engednie a berendezésben esetlegesen lezárult nyomást. Ez megakadályozza, hogy az üzemeltetők a biztonsági rendszert kijátszák úgy, hogy az egyik gombot lekötik vagy ragasztószalaggal rögzítik, így biztosítva, hogy az üzemeltető mindkét keze biztonságosan távol legyen a veszélyes összenyomódási pontoktól – például a pneumás sajtókban, nagy erőhatású díszítőprészekben vagy nehézüzemű befogófogókban – a nagynyomású munkafázis alatt.

Bevezetés: Az üzemeltetővédelem filozófiája a pneumatikában

A modern ipari gyártásban az üzemeltetők biztonsága elsődleges mérnöki cél. A neumátikus meghajtók hatalmas erőt és gyors mozgást képesek létrehozni, ami súlyos összenyomódásos vagy levágódásos kockázatot jelent, ha az üzemeltető kezei a gép munkaterületére kerülnek. A kétkezes biztonsági vezérlési rendszerek az e kockázat kiküszöbölésére szolgáló szabványos mérnöki megoldások.

Azáltal, hogy az üzemeltetőt kényszeríti mindkét kezének használatára a gépciklus indításához és fenntartásához, a rendszer fizikailag biztosítja, hogy az üzemeltető kezei ne lehessenek a veszélyes zónában, amikor a gép lecsap, összefog vagy vág. Mint a nehézipari neumátikus alkatrészek vezető gyártója, az AIRWORK megbízható szelepeket, biztonsági blokkokat és áramkör-elrendezéseket kínál az automatizálási tervezőknek és rendszerintegrátoroknak, amelyekkel erős, szabályzati előírásoknak megfelelő és költséghatékony kétkezes biztonsági vezérlési rendszerek valósíthatók meg.

Nemzetközi biztonsági szabványok és megfelelés

Kétkezes vezérlőrendszer tervezésekor a mérnököknek meg kell felelniük az elismert nemzetközi szabványoknak, elsősorban az ISO 13851-nek (amely felváltotta az EN 574-et). Ezek a szabványok különböző típusokra osztják a kétkezes vezérlőrendszereket a biztonsági integritási szintjük alapján:

• I. típus: Két kézi működtetőelemre van szükség, de nem követeli meg a szimultán működtetést vagy az átverés elleni figyelést. Nem alkalmas nagy kockázatú gépekhez.
• II. típus: Mindkét kézi működtetőelemet ki kell engedni, mielőtt újabb ciklus indítható lenne, de nem követeli meg a szimultán működtetést.
• III. típus: A legmagasabb biztonsági szint. Ez a típus szimultán működtetést igényel: mindkét gombot 500 millisekundumon (0,5 másodpercen) belül meg kell nyomni. Ha ez a feltétel nem teljesül, a rendszer nem működik. A III. típusú rendszerek további részekre oszlanak: III. A, III. B és III. C típusra, attól függően, hogy a nevelt vezérlőelemek redundanciája és figyelési képessége milyen.

A legveszélyesebb pneumatikus alkalmazásokhoz, például préselő- vagy befogóállomásokhoz a III. típusú biztonsági áramkör az ipari szabvány szerint kötelező. Egy ilyen rendszer manuális tervezése szokásos logikai szelepekkel rendkívül bonyolult és hibákra hajlamos, ezért az integrált biztonsági blokkok a preferált megoldást jelentik.

Két szelepes biztonsági áramkör alapvető elemei

Egy megfelelő és megbízható kétkezes biztonsági vezérlési áramkör létrehozásához a következő alapvető AIRWORK-összetevőkre van szükség:

• Két darab 3/2-utas nyomógombos szelep: Ezeknek kézzel működtethetőnek, rugó-visszatérősnek és normálisan zártnak (NC) kell lenniük. Fizikailag el kell választani és burkolni kell őket, hogy megakadályozzák egyetlen kar, könyök vagy nehéz tárgy véletlen működtetését.
• Egy AIRWORK kétkezes biztonsági vezérlőblokk: Ez a biztonsági áramkör agya. Két bemeneti vezérlőcsatlakozóval és egy kimeneti jelcsatlakozóval rendelkezik. Belső szerkezete egy speciális csúszópistonból és membránból álló egységből áll, amely mindkét bemenet nyomásnövekedését figyeli. Csak akkor ad ki neumás vezérlőjelet, ha mindkét bemenet 0,5 másodpercen belül nyomás alá kerül.
• Egy 5/2-es út- és kettős vezérlésű irányítószelep Vezérlőszelep : Ez a szelep vezérli a fő kettős hatású hengert. A biztonsági blokkból származó vezérlőjelre van szüksége ahhoz, hogy a munkafolyamat helyzetbe kapcsoljon.
• Egy kettős hatású neumás henger: A nagy erőhatást kifejtő végberendezés, amely megfelelő sebességszabályozókkal és úthossz-megfigyelő érzékelőkkel van felszerelve.
• Vészleállító és lefúvató szelepek: Elengedhetetlenek a rendszer leürítéséhez áramkimaradás vagy vészhelyzet esetén.

Lépésről lépésre történő áramkörtervezés és működési logika

A kétkezes vezérlőkör pontos mechanikai logikájának megértése elengedhetetlen a rendszerintegrációhoz. A rendszer négy különálló fázisban működik:

• 1. fázis: A nyugalmi állapot. A nyugalmi helyzetben mindkét nyomógomb fel van engedve. A bemeneti levegőellátás le van zárva a nyomógombos szelepeknél. A kétkezes biztonsági vezérlőblokk bemeneti portjain nincs nyomás, és kimeneti portja a kipufogóra van kötve. Az 5/2-es fővezérlő szelep a kiindulási helyzetben marad, így a henger rúdja teljesen behúzott állásban van.
• 2. fázis: Szimultán működtetés. A kezelő 0,5 másodpercen belül mindkét nyomógombot megnyomja. A sűrített levegő a gombokból az AIRWORK biztonsági vezérlőblokk két bemeneti portjába áramlik. Mivel a nyomások majdnem egyidejűleg érkeznek, a belső csúszka elmozdul, lezárva a kipufogó ágat, és összekötve a bemeneti levegőútját a kimeneti porttal. Ez a kimeneti vezérlőjelet a 5/2 útú fővezérlő szelep vezérlőportjára juttatja, amely a csúszkát elmozdítja, és kinyújtja a pneumatikus hengert a befogási vagy nyomási művelet végrehajtásához.
• 3. fázis: Késleltetett vagy érvénytelenített nyomógomb. Ha az üzemeltető a biztonsági rendszer kikerülésére törekszik, például egy gombot ragasztószalaggal rögzít, vagy leköt, majd később megnyomja a második gombot, a biztonsági egység észleli az időzítési eltérést. Amikor az első gombot lenyomva tartják, a nyomás belép az egyik bemeneti porton, és a belső biztonsági szelepet zárt kifúvó állásba tolja el. Amikor a második gombot megnyomják, a második bemeneti porton belépő levegő azonnal kifúvásra kerül a biztonsági egység kifúvó nyílásán keresztül. Nincs pilot jel kimenet, és a henger biztonságosan visszahúzódik. A biztonsági egység újraindításához mindkét gombot teljesen fel kell engedni.
• 4. fázis: Felengedés és visszatérés. Miután a munkafolyamat befejeződött, az üzemeltető mindkét nyomógombot felengedi. A biztonsági egységhez vezető bemeneti levegőellátás megszűnik, és a normálisan zárt (NC) nyomógomb kifúvó nyílásán keresztül távozik. A biztonsági egység kimeneti jele azonnal leesik, így a 5/2-es fő irányítószelep visszatér alapállásába, amely biztonságosan visszahúzza a hengert.

Mechanikai tervezési ajánlott gyakorlatok rendszerintegrátorok számára

Annak biztosítása érdekében, hogy a biztonsági áramkört fizikailag ne lehessen megkerülni, a rendszerintegrátoroknak a következő mechanikai tervezési szabályokat kell követniük:

• Fizikai távolság: A biztonsági előírások szerint a két kézi nyomógombot legalább 260 milliméter távolságra (középponttól középpontig) kell egymástól felszerelni. Ez megakadályozza, hogy egy munkavállaló egy kézzel nyomja meg mindkét gombot, illetve hogy ugyanazon karjának egy kéz- és könyökmozdulatával nyomja meg őket.
• Védőburkolatok: Minden gombot védőburkolatba vagy házba kell helyezni. Ez megakadályozza a véletlen aktiválást esetlegesen leeső eszközök, elhaladó munkavállalók vagy a munkavállaló vezérlőpanelre támaszkodó testének nyomása által.
• Biztonságos távolság kiszámítása: A vezérlőállomást úgy kell elhelyezni, hogy a veszélyes zónától számított távolsága megfeleljen a biztonságos távolságnak. Ezt a távolságot a nevelt henger leállási ideje határozza meg. A munkavállaló nem érheti el a gép belsejét a gombok felengedése után, mielőtt a henger leállítaná a veszélyes mozgását.
• Nagy teherbírású csővezeték: merev vagy erősen védett csövek használata szükséges a nyomógombok és a biztonsági vezérlőblokk között annak megelőzésére, hogy a csövek összenyomódjanak vagy megtörjenek, ami folyamatos vezérlőjelet szimulálhat.

Az AIRWORK Biztonsági Pneumatikus Rendszerre való szabványosítás

Az OEM gépgyártók és ipari disztribútorok kettős pneumatikus szelepek és integrált kétkezes biztonsági blokkok AIRWORK-től történő beszerzésével garantálhatják a magas megbízhatóságú működést. Az AIRWORK biztonsági szelepek alacsony súrlódású tolózárakkal és erős visszatérítő rugókkal készülnek, így milliókra megbízható biztonsági ciklust biztosítanak akár nehéz gyártási környezetben is.

A teljes CAD-fájlok, műszaki adatlaphoz és egyedi kollektor elrendezésekhez látogassa meg a jzpnu.com weboldalt, vagy lépjen kapcsolatba műszaki alkalmazási csoportunkkal, hogy még ma megbeszéljük gépe biztonsági követelményeit.