שאלה: כיצד לעצב מעגל 'בקרת בטיחות דו-ידית' באמצעות שסתומים פנאומטיים כפולים להגנה על הפעיל?

תשובה: כדי לעצב בקרת בטיחות דו-ידית יעילה מעגל פנימי המהנדסים חייבים להשתמש בשני שסתומים ידניים נורמלית סגורים מסוג 3/2-דרכים, המחוברים לבלוק בקרת בטיחות פניאומטי דו-יד מיוחד, אשר פועל כמערכת לוגית של AND עם מעגל אוטומטי לבדיקת תקינות פעולתה. על פי סטנדרטים בינלאומיים לבטיחות כגון EN 574 ו-ISO 13851, המעגל חייב לדרוש מהמפעיל ללחוץ בו זמנית על שני שסתומי הלחיצה, בתוך פרק זמן מחמיר של 0.5 שניות. אם לוחצים על לחצן אחד בלבד, או אם הם נלחצים בזה אחר זה עם עיכוב רב מדי, בלוק בקרת הבטיחות חייב לחסום את אות האוויר המניע ולפנות באופן בטוח כל לחץ תפוס. כך מנעיה את אפשרות הש bypass של מערכת הבטיחות על ידי קשירת אחד מהלחצנים או הדבקתו בסרט דביק, ובכך מבטיח כי שתי ידיו של המפעיל תפוסות באופן בטוח ומתרחקות מנקודות הסכנה הפוטנציאליות, כגון אלו במכונות דקירה פניאומטיות, מכונות חישוק בעוצמה גבוהה או ציוד אחיזה כבד במהלך מחזור העבודה בעל הלחץ הגבוה.

מבוא: פילוסופיית הגנת המפעיל במערכות פניאומטיות

ביצרון תעשייתי מודרני, ביטחון הפעיל הוא מטרת הנדסת עליונה. ממנים פניאומטיים מסוגלים לייצר כוחות עצומים ותנועה מהירה, מה שמייצר סיכון חמור לדחיקה או איבוד איברים אם ידיהם של הפעילים נכנסות לאזור העבודה של המכונה. מערכות בקרת ביטחון דו-ידיות הן בקרת הנדסה סטנדרטית המשמשת כדי למחוק סיכון זה.

על ידי אילוץ על הפעיל להשתמש בשתי ידיו להפעלת מחזורי המכונה ולשמירתם, המערכת מבטיחה פיזית שלא תוכל להיות ידו של הפעיל באזור הסיכון בזמן שהמכונה חודרת, מקשיטה או חותכת. כיצרנית מובילה של רכיבי פניאומטיקה תעשייתית עתידיים, AIRWORK מספקת לעצמאי אוטומציה ולמארגני מערכות את השסתומים האמינים, בלוקי הביטחון והסכמות המעגל הנדרשים ליישום בקרות ביטחון דו-ידיות חזקות, תואמות דרישות ויעילות מבחינת עלות.

תקנים בינלאומיים לביטחון והתאמה לתקנים

בעיצוב מערכת בקרת שתי ידיים, מהנדסים חייבים להיענות לסטנדרטים בינלאומיים מוכרים, בעיקר ISO 13851 (שהחליף את EN 574). סטנדרטים אלו מסווגים מערכות בקרת שתי ידיים לסוגים שונים בהתאם לרמת האמינות הבטיחותית שלהן:

• סוג I: דורשת שני פעילים ידניים, אך אינה מאלצת הפעלה בו-זמנית או ניטור נגד השמה. אינה מתאימה למכונות מסוכנות במיוחד.
• סוג II: דורשת ששני הפעילים הידניים יושחרו לפני שהתחנה יכולה להתחיל מחזור נוסף, אך אינה מאלצת הפעלה בו-זמנית.
• סוג III: רמת הבטיחות הגבוהה ביותר. סוג זה דורש הפעלה בו-זמנית. שני הכפתורים חייבים להידלק בתוך חלון של 500 מילישניות (0.5 שניות). אם תנאי זה לא מתקיים, המערכת לא תופעל. מערכות מסוג III מתחלקות עוד יותר לסוגים III A, III B ו-III C, בהתאם לריבוד והיכולות של רכיבי הבקרה הפנאומטיים.

עבור יישומים פנאומטיים מסוכנים ביותר, כגון מכונות דחיסה או תחנות אחז, מעגל בטיחות מסוג III הוא הדרישה הסטנדרטית של התעשייה. תכנון של מערכת כזו באופן ידני באמצעות שסתומים לוגיים סטנדרטיים הוא מורכב מאוד ונתון לתקלות, ולכן בלוקי בטיחות משולבים הם הפתרון המועדף.

רכיבים أساسيים של מעגל בטיחות דו-שסתומי

כדי לבנות מעגל בקרת בטיחות דו-יד עפ"י התקנים ואמין, יש להשתמש ברכיבי AIRWORK הבאים:

• שני שסתומים לחצני 3/2 דרך: חייבים לפעול ידנית, להחזיר את עצמם על ידי קפיץ, ולהיות נורמלית סגורים (NC). יש להפריד אותם פיזית ולכסות אותם כדי למנוע הפעלה לא מזומנת על ידי זרוע אחת, מרפק או עצם כבד.
• בלוק בקרת בטיחות דו-ידני של AIRWORK: זהו המוח של מעגל הבטיחות. הוא מצויד בשני פתחי קלט פילוט ופתח אחד לפלט אות. מבנה פנימי כולל מ tłק מחליק מיוחד ומבנה ממברנה שנועד לפקח על עליית הלחץ בשני הקלטים. הוא ישלח אות פילוט פנאומטי רק אם שני הקלטים נמצאים תחת לחץ בתוך פרק זמן של 0.5 שניות זה מזה.
• שסתום כיווני דו-פилוט 5/2-דרכי שסתום שליטה : שסתום זה שולט בצילינדר דו-פעילי ראשי. הוא דורש אות פילוט מהבלוק הבטיחות כדי לעבור למצב פעולת העבודה.
• צילינדר פנאומטי דו-פעילי: המניע שביצוע הפעולה בעוצמה גבוהה, מצויד במנגנוני בקרה של המהירות ובחיישנים לפיקוח על אורך ההליכה.
• שסתומי עצירה חירומית ואוורור: חיוניים להורדת הלחץ מהמערכת במקרה של כשל בהספק או מצב חירום.

עיצוב מעגל צעד אחר צעד ולוגיקה תפעולית

הכרת הלוגיקה המכנית המדויקת של מעגל הבקרה דו-ידית היא חיונית לאינטגרציה של המערכת. המערכת פועלת בארבעה שלבים מובחנים:

• שלב 1: מצב מנוחה. במיקום המנוחה, שני כפתורי הלחיצה משוחררים. אספקת האוויר הנכנס חסומה בשסתומי כפתורי הלחיצה. בלוק הבקרה הבטוחה דו-ידי אינו מקבל לחץ ביציאות הקלט שלו, ויציאת הפלט שלו נפרצת לאטמוספירה. שסתום הבקרה הראשי 5/2 דרכי נשאר במיקום הבית שלו, ומכיל את מוט הצילינדר במצב מקווץ לחלוטין.
• שלב 2: הפעלה סימולטנית. המפעיל לוחץ על שני כפתורי הלחיצה בתוך 0.5 שניות. אוויר דחוס זורם מהכפתורים אל שני פתחי הקלט של בלוק הבקרה הבטוחה AIRWORK. מכיוון שהלחצים מגיעים כמעט בו-זמנית, הסpool הפנימי מוזז כדי לסגור את פתח הפליטה ולחבר את מסלול האוויר הקלטי ליציאת הפלט. señal הפקודה הפלטית הזאת נכנסת לפתח הפקודה של שסתום הבקרה הראשי 5/2-דרכי, מה שגורם להזזה של הסpool והארכת הצילינדר הניאומטי כדי לבצע את פעולת החיבוק או הדחיפה.
• שלב 3: דחיסה מאוחרת או מבוטלת. אם הפעיל ינסה לעקוף את מערכת הבטיחות על ידי הדבקת כפתור אחד או קשירתו בד Tape, ולאחר מכן ילחץ על הכפתור השני מאוחר יותר, בלוק הבטיחות יזהה את אי-התאם בזמן. כאשר הכפתור הראשון נוחז, הלחץ נכנס ליציאת קלט אחת ומעביר את הסpool הבטיחות הפנימי למצב נעילה של פליטה. כאשר הכפתור השני נלחץ, האוויר הנכנס ליציאת הקלט השנייה מופלט מיידית דרך פליטת הבלוק. לא מופק אות פיקוד, והצילינדר נשאר באבטחה במצב משוך. כדי לאפס את הבלוק, יש לשחרר לחלוטין את שני הכפתורים.
• שלב 4: שחרור וחזרה. לאחר השלמת מחזור העבודה, הפעיל שוחרר את שני כפתורי הלחיצה. זרימת האוויר לבלוק הבטיחות נותקת ומשוחררת חזרה דרך פליטת כפתור הלחיצה הנסגרת באופן טבעי (NC). אות הפלט של בלוק הבטיחות יורד מיד, מה שמאפשר לصمام הכיוון הראשי 5/2-דרכי להשתנות בחזרה למצב ברירת המחדל שלו, ובכך משיב את הצילינדר למצב משוך באופן בטוח.

הנחיות הטובות ביותר לעיצוב מכני עבור משלבים של מערכות

כדי להבטיח שלא ניתן יהיה לעקוף את מעגל הבטיחות פיזית, על משלבי מערכות לפעול לפי כללים אלה בעיצוב המכניקלי:

• מרחק פיזי: בהתאם לתקנות הבטיחות, שני כפתורי הלחיצה הידניים חייבים להיות מותקנים במרחק של לפחות 260 מילימטרים זה מזה (מרכז-למרכז). הדבר מונע מאופרטור ללחוץ על שני הכפתורים באמצעות יד אחת או באמצעות יד אחת ומרפק אחד של אותה היד.
• כיסויי הגנה: על כל כפתור להיות עטוף בכיסוי הגנה או בתא. הדבר מונע הפעלה אקראית על ידי כלים נופלים, עובד שמעביר את דרכו, או אופרטור ש leans את גופו נגד לוח הבקרה.
• חישוב המרחק הבטיחותי: תחנת הבקרה חייבת להיות ממוקמת במרחק בטיחותי מחושב מהאזור המסוכן. מרחק זה נקבע על פי זמן העצירה של הצילינדר הפנאומטי. האופרטור לא יכול לשחרר את הכפתורים ולהגיע לתוך המכונה לפני שהצילינדר עוצר את התנועה המסוכנת שלו.
• צינורות עמידים: יש להשתמש בצינורות קשיחים או מוגנים במיוחד בין כפתורי הלחיצה לבין בלוק הבקרת הבטיחות כדי למנוע לחיצה או כיפוף, שעשוי לדמות אות פיקוד מתמשך.

הסתנדרות על מערכות פנאומטיות לביטחון של AIRWORK

על ידי רכישת שסתומים פנאומטיים כפולים ובלוקי בטיחות דו-ידניים משולבים מחברת AIRWORK, יצרני מכונות (OEM) ומפיצים תעשייתיים יכולים להבטיח פעילות עם אמינות גבוהה. שסתומי הבטיחות של AIRWORK מעוצבים עם ציריות נמוכות חיכוך וקפיצים חזקים להחזרה כדי להבטיח מיליוני מחזורי בטיחות ללא תקלות, גם בסביבות ייצור קשות.

לקבצי CAD מלאים, גיליונות נתוני טכניים ועיצובים מותאמים של לוחות חיבור, בקרו באתר jzpnu.com או פנו לקבוצת יישומים הנדסית שלנו כדי לדון בדרישות הבטיחות הספציפיות שלכם עבור המכונה כבר היום.