Întrebare: Cum se proiectează un circuit de „Comandă de siguranță cu două mâini” folosind supape pneumatice duble pentru protecția operatorului?

Răspuns: Pentru a proiecta o comandă de siguranță cu două mâini eficientă circuit pneumatic , inginerii trebuie să utilizeze două supape manuale cu acționare prin buton, normal închise, cu trei căi și două poziții, conectate la un bloc de comandă pneumatică de siguranță cu două mâini, specializat, care funcționează ca un dispozitiv logic AUTO (AND) cu automonitored. Conform standardelor internaționale de siguranță, cum ar fi EN 574 și ISO 13851, circuitul trebuie să impună operatorului să apese simultan ambele supape cu buton într-un interval strict de timp de 0,5 secunde. Dacă este apăsat doar unul dintre butoane sau dacă acestea sunt apăsate în mod secvențial, cu o întârziere prea mare, blocul de comandă de siguranță trebuie să blocheze semnalul de aer pilot și să evacueze în mod sigur orice presiune închisă. Acest lucru împiedică operatorii să dezactiveze sistemul de siguranță fixând sau lipind cu bandă unul dintre butoane, asigurând astfel că ambele mâini ale operatorului sunt ocupate în mod sigur, departe de punctele periculoase de strivire, cum ar fi cele din presele pneumatice, stampile cu forță ridicată sau dispozitivele de fixare robuste în timpul ciclului de lucru la presiune ridicată.

Introducere: Filosofia protecției operatorului în domeniul pneumaticii

În fabricarea industrială modernă, siguranța operatorului este un obiectiv ingineresc primordial. Actuatorii pneumatici sunt capabili să genereze forțe masive și mișcări rapide, ceea ce reprezintă un risc grav de strivire sau amputare dacă mâinile operatorului pătrund în zona de lucru a unei mașini. Sistemele de comandă de siguranță cu două mâini reprezintă controlul ingineresc standard utilizat pentru eliminarea acestui risc.

Forțând operatorul să folosească ambele mâini pentru a iniția și menține ciclul mașinii, sistemul garantează fizic faptul că mâinile operatorului nu pot fi în interiorul zonei periculoase în momentul în care mașina efectuează o mișcare de coborâre, strângere sau tăiere. Ca producător de top al componentelor industriale pneumatice robuste, AIRWORK oferă proiectanților de automatizări și integratorilor de sisteme supape, blocuri de siguranță și configurații de circuit fiabile, necesare pentru implementarea unor comenzi de siguranță cu două mâini solide, conforme și eficiente din punct de vedere al costurilor.

Standarde internaționale de siguranță și conformitate

La proiectarea unui sistem de comandă cu două mâini, inginerii trebuie să respecte standardele internaționale recunoscute, în special ISO 13851 (care a înlocuit EN 574). Aceste standarde clasifică sistemele de comandă cu două mâini în diferite tipuri, în funcție de nivelul lor de integritate funcțională:

• Tipul I: Necessită doi actuatori manuali, dar nu impune acționarea simultană sau monitorizarea împotriva înșelării. Nu este potrivit pentru echipamentele cu risc ridicat.
• Tipul II: Impune eliberarea ambelor actuatori manuali înainte ca un nou ciclu să poată fi inițiat, dar nu impune acționarea simultană.
• Tipul III: Cel mai înalt nivel de siguranță. Acest tip necesită acționarea simultană: ambele butoane trebuie apăsate într-o fereastră de timp de 500 de milisecunde (0,5 secunde). Dacă această condiție nu este îndeplinită, sistemul nu va acționa. Sistemele de tipul III sunt împărțite ulterior în tipurile III A, III B și III C, în funcție de gradul de redundanță și de capacitățile de monitorizare ale elementelor de comandă pneumatică.

Pentru cele mai periculoase aplicații pneumatice, cum ar fi presele sau stațiile de fixare, un circuit de siguranță de tip III este cerința standard din industrie. Proiectarea unui astfel de sistem manual, folosind supape logice standard, este extrem de complexă și predispusă la eșec; de aceea, blocurile integrate de siguranță reprezintă soluția preferată.

Componente esențiale ale unui circuit de siguranță cu două supape

Pentru a construi un circuit de comandă de siguranță cu două mâini conform normelor și fiabil, veți avea nevoie de următoarele componente esențiale AIRWORK:

• Două supape cu buton de acționare 3/2 căi: Acestea trebuie să fie acționate manual, cu revenire prin arc și normal închise (NC). Ele trebuie să fie separate fizic și protejate cu carcase pentru a preveni acționarea accidentală de către o singură mână, cot sau obiect greu.
• Un bloc de comandă sigură cu două mâini AIRWORK: Acesta este creierul circuitului de siguranță. Este echipat cu două racorduri de pilot de intrare și un racord de semnal de ieșire. În interior, conține un ansamblu specializat format din piston glisant și diafragmă, conceput pentru a monitoriza creșterea presiunii la ambele intrări. Va emite un semnal pneumatic de pilot doar dacă ambele intrări sunt presurizate într-un interval de 0,5 secunde unul față de celălalt.
• O supapă direcțională cu 5/2 căi și dublu pilot Supapă de control : Această supapă controlează cilindrul principal cu acțiune dublă. Pentru a trece în poziția cursei de lucru, necesită un semnal de pilot provenit de la blocul de siguranță.
• Un cilindru pneumatic cu acțiune dublă: Actuatorul care efectuează lucrul cu forță ridicată, echipat cu reglatoare adecvate ale vitezei și cu senzori de monitorizare a cursei.
• Supape de oprire de urgență și de evacuare: Esențiale pentru depresurizarea sistemului în caz de pierdere de alimentare sau de condiții de urgență.

Proiectare pas cu pas a circuitului și logică operațională

Înțelegerea logicii mecanice exacte a circuitului de comandă cu două mâini este esențială pentru integrarea sistemului. Sistemul funcționează în patru faze distincte:

• Faza 1: Starea de repaus. În poziția de repaus, ambele butoane de comandă sunt eliberate. Alimentarea cu aer la intrare este blocată la supapele butoanelor de comandă. Blocul de comandă de siguranță cu două mâini nu are presiune la porturile sale de intrare, iar portul său de ieșire este evacuat către evacuare. Supapa principală de comandă cu 5/2 căi rămâne în poziția inițială, menținând tija cilindrului complet retrasă.
• Faza 2: Acționare simultană. Operatorul apasă ambele butoane într-un interval de 0,5 secunde. Aerul comprimat curge din butoane către cele două porturi de intrare ale blocului de comandă pentru siguranță AIRWORK. Deoarece presiunile ajung aproape simultan, spool-ul intern se deplasează pentru a închide orificiul de evacuare și pentru a conecta traseul de aer de intrare la portul de ieșire. Acest semnal pilot de ieșire este transmis portului pilot al supapei principale de comandă cu 5/2 căi, determinând deplasarea spool-ului și extinderea cilindrului pneumatic pentru efectuarea operației de strângere sau presare.
• Faza 3: Apăsare întârziată sau anulată. Dacă operatorul încearcă să ocolească sistemul de siguranță prin fixarea cu bandă adezivă sau blocarea unui buton și apoi apasă al doilea buton ulterior, blocul de siguranță va detecta discrepanța de timp. Când primul buton este menținut apăsat, presiunea pătrunde într-un port de intrare, determinând deplasarea spool-ului intern de siguranță într-o poziție de blocare cu evacuare. Când al doilea buton este apăsat, aerul care pătrunde în al doilea port de intrare este evacuat imediat prin orificiul de evacuare al blocului de siguranță. Nu se emite niciun semnal pilot și cilindrul rămâne în poziția sigură de retragere. Pentru a reseta blocul de siguranță, ambele butoane trebuie eliberate complet.
• Faza 4: Eliberare și revenire. Odată ce ciclul de lucru este finalizat, operatorul eliberează ambele butoane de comandă. Alimentarea cu aer comprimat a blocului de siguranță este întreruptă și aerul este evacuat înapoi prin orificiul de evacuare al butonului de comandă normal închis (NC). Semnalul de ieșire al blocului de siguranță scade imediat, permițând supapei principale direcționale cu 5/2 căi să revină în poziția sa inițială, ceea ce asigură retragerea în siguranță a cilindrului.

Practici recomandate de proiectare mecanică pentru integratorii de sisteme

Pentru a asigura faptul că circuitul de siguranță nu poate fi ocolit fizic, integratorii de sisteme trebuie să respecte aceste reguli de proiectare mecanică:

• Distanță fizică: Conform reglementărilor privind siguranța, cele două butoane manuale trebuie montate la o distanță minimă de 260 de milimetri una față de cealaltă (centru-centru). Acest lucru împiedică operatorul să apese ambele butoane cu o singură mână sau cu o mână și cotul aceluiași braț.
• Capace de protecție: Fiecare buton trebuie închis într-un capac de protecție sau într-o carcasă. Aceasta împiedică activarea accidentală datorită unei unelte care cade, trecerii unui angajat sau sprijinirii corpului operatorului pe panoul de comandă.
• Calculul distanței sigure: Stația de comandă trebuie plasată la o distanță sigură calculată față de zona periculoasă. Această distanță este determinată de timpul de oprire al cilindrului pneumatic. Operatorul nu trebuie să poată elibera butoanele și să-și introducă mâna în interiorul mașinii înainte ca cilindrul să își fi oprit mișcarea periculoasă.
• Conducte robuste: Utilizați tuburi rigide sau foarte protejate între butoanele de comandă și blocul de comandă de siguranță pentru a preveni strivirea sau îndoirea, care ar putea imita un semnal pilot continuu.

Standardizarea pe componentele pneumatice de siguranță AIRWORK

Prin achiziționarea supapelor pneumatice duble și a blocurilor integrate de siguranță cu două mâini de la AIRWORK, constructorii de mașini OEM și distribuitorii industriali pot garanta funcționarea de înaltă fiabilitate. Supapele de siguranță AIRWORK sunt proiectate cu spooluri cu frecare redusă și arcuri de revenire robuste, asigurând milioane de cicluri de siguranță fără probleme, chiar și în medii de producție agresive.

Pentru fișiere CAD complete, fișe tehnice și configurații personalizate ale colectoarelor, vizitați jzpnu.com sau contactați grupul nostru de aplicații inginerești pentru a discuta astăzi cerințele specifice de siguranță ale mașinii dvs.