Soru: Operatör koruması için çift pnömatik valfler kullanarak bir 'İki El Güvenlik Kontrolü' devresi nasıl tasarlanır?

Cevap: Etkili bir İki El Güvenlik Kontrolü tasarlamak için pneumatik Devre mühendisler, özel bir pnömatik iki el güvenlik kontrol bloğuna bağlanan iki ayrı 3/2 yollu, normalde kapalı ve manuel olarak çalıştırılan basma düğmesi valflerini kullanmak zorundadır; bu blok, kendini izleyen VE (AND) mantığı cihazı görevi görür. Uluslararası güvenlik standartları olan EN 574 ve ISO 13851’e göre, devre, operatörün her iki basma düğmesi valfini aynı anda, katı bir zaman sınırı olan 0,5 saniye içinde basmasını gerektirmelidir. Sadece bir düğmeye basılırsa ya da düğmelere çok fazla gecikmeyle sırayla basılırsa, güvenlik kontrol bloğu pilot hava sinyalini engellemeli ve sıkışmış herhangi bir basıncı güvenli bir şekilde boşaltmalıdır. Bu, operatörlerin güvenlik sistemini, düğmelerden birini sabitleyerek veya yapışkan bantla sabitleyerek devre dışı bırakmasını önler; böylece operatörün her iki eli, yüksek basınçlı çalışma döngüsü sırasında pnömatik presler, yüksek kuvvetli damgalama makineleri veya ağır iş yüküne dayanıklı sıkma aparatları gibi tehlikeli sıkışma noktalarından güvenli bir şekilde uzak tutulur.

Giriş: Pnömatik Sistemlerde Operatör Koruma Felsefesi

Modern endüstriyel üretimde operatör güvenliği, birincil mühendislik hedeflerinden biridir. Pnömatik aktüatörler, büyük kuvvetler oluşturabilen ve hızlı hareket edebilen cihazlardır; bu nedenle operatörün elleri makinenin çalışma alanına girdiğinde ezilme veya kesilme gibi ciddi risklere neden olabilirler. İki el güvenlik kontrol sistemleri, bu riski ortadan kaldırmak için kullanılan standart mühendislik kontrol yöntemidir.

Operatörün makine çevrimini başlatmak ve sürdürmek için her iki elini de kullanmasını zorlayarak sistem, makine aşağı doğru hareket ettiğinde, sıkıştırma yaptığından ya da kesme işlemi yaptığından emin olur; böylece operatörün ellerinin tehlikeli bölgede bulunması fiziksel olarak engellenir. Ağır iş yüküne dayanıklı endüstriyel pnömatik bileşenlerin öncü üreticisi olan AIRWORK, otomasyon tasarımcılarına ve sistem entegratörlerine, sağlam, uyumlu ve maliyet etkin iki el güvenlik kontrollerini uygulamaları için güvenilir valfler, güvenlik blokları ve devre düzenlemeleri sağlar.

Uluslararası Güvenlik Standartları ve Uyum

İki el ile kontrol sistemi tasarlanırken mühendisler, öncelikle ISO 13851 standardına (EN 574’ü yürürlükten kaldıran) uygun hareket etmek zorundadır. Bu standartlar, iki el ile kontrol sistemlerini güvenlik bütünlüğü seviyelerine göre farklı tiplere ayırır:

• Tip I: İki manuel aktüatör gerektirir ancak aynı anda çalıştırma veya aldatmayı önleme izlemesini zorunlu kılmaz. Yüksek riskli makinalar için uygun değildir.
• Tip II: Bir sonraki çevrimin başlatılabilmesi için her iki manuel aktüatörün de serbest bırakılması gerekir; ancak aynı anda çalıştırma zorunluluğu getirmez.
• Tip III: En yüksek güvenlik seviyesi. Bu tip, aynı anda çalıştırma gerektirir. Her iki buton da 500 milisaniyelik (0,5 saniyelik) bir zaman penceresi içinde basılmalıdır. Bu koşul sağlanmazsa sistem çalışmaz. Tip III sistemleri, pnömatik kontrol elemanlarının yedeklilik ve izleme yeteneklerine bağlı olarak Tip III A, III B ve III C alt tiplerine ayrılır.

Presler veya sıkma istasyonları gibi en tehlikeli pnömatik uygulamalar için Tip III güvenlik devresi, sektörün standart zorunluluğudur. Standart mantık valfleri kullanılarak böyle bir sistemin elle tasarımı son derece karmaşıktır ve arızaya eğilimlidir; bu nedenle entegre güvenlik blokları tercih edilen çözümdür.

Çift Valf Güvenlik Devresinin Temel Bileşenleri

Uygun ve güvenilir bir İki El Güvenlik Kontrol devresi oluşturmak için aşağıdaki temel AIRWORK bileşenlerine ihtiyacınız olacaktır:

• İki adet 3/2 Yollu Basma Düğmesi Valfi: Bu valfler el ile çalıştırılmalı, yay geri dönüşlü ve normalde kapalı (NK) olmalıdır. Tek bir kol, dirsek veya ağır bir cisim tarafından kazara çalıştırılmasını önlemek amacıyla fiziksel olarak ayrılmış ve koruyucu kılıfla kaplanmış olmalıdır.
• Bir Adet AIRWORK İki El Güvenlik Kontrol Bloğu: Bu, güvenlik devresinin beynidir. İki adet giriş pilot bağlantı noktası ve bir adet çıkış sinyali bağlantı noktasına sahiptir. İçerisinde, her iki girişin basınç artışını izlemek üzere tasarlanmış özel bir kayar piston ve diyafram montajı bulunur. Her iki giriş de birbirinden 0,5 saniye içinde basınçlandırıldığında yalnızca bir pnömatik pilot sinyali çıkışı verir.
• Bir Adet 5/2 Yollu Çift Pilot Yönlendirme Valfi Kontrol vanası : Bu valf, ana çift etkili silindiri kontrol eder. Çalışma stroku konumuna geçebilmesi için güvenlik bloğundan bir pilot sinyali gerektirir.
• Bir Adet Çift Etkili Pnömatik Silindir: Yüksek kuvvetli işi gerçekleştiren aktüatör; uygun hız kontrol cihazları ve strok izleme sensörleriyle donatılmıştır.
• Acil Durdurma ve Boşaltma Vanaları: Güç kesintisi veya acil durum koşulları halinde sistemin basıncını düşürmek için hayati öneme sahiptir.

Adım Adım Devre Tasarımı ve İşletim Mantığı

İki el ile çalışan kontrol devresinin tam mekanik mantığını anlamak, sistem entegrasyonu için hayati öneme sahiptir. Sistem dört ayrı aşamada çalışır:

• Aşama 1: Bekleme Durumu. Dinlenme konumunda her iki basma düğmesi de serbest bırakılmıştır. Hava girişi, basma düğmesi valflerinde engellenmiştir. İki el ile çalışan güvenlik kontrol bloğunun giriş bağlantı noktalarında herhangi bir basınç yoktur ve çıkış bağlantısı egzoz hattına açıktır. 5/2 yollu ana kontrol valfi, silindir milini tamamen geri çekilmiş konumda tutmak amacıyla başlangıç konumundadır.
• Aşama 2: Aynı Anda Çalıştırma. Operatör, her iki basma düğmesine 0,5 saniye içinde basar. Sıkıştırılmış hava, düğmelerden AIRWORK güvenlik kontrol bloğunun iki giriş portuna akar. Basınçlar neredeyse aynı anda ulaştığı için iç spool, egzozu kapatır ve giriş hava yolunu çıkış portuna bağlar. Bu çıkış pilot sinyali, 5/2 yollu ana kontrol valfinin pilot portuna gider; spool’ü harekete geçirir ve pnömatik silindiri uzatır, böylece sıkma veya pres işlemi gerçekleştirilir.
• Aşama 3: Gecikmeli veya Engellenen Basınç. Operatör, güvenlik sistemini bantla sabitleyerek veya bir düğmeyi sabitleyerek atlatmaya çalışırsa ve daha sonra ikinci düğmeye basarsa, güvenlik bloğu zamanlama tutarsızlığını tespit eder. İlk düğme basılı tutulduğunda basınç bir giriş portuna girer ve iç güvenlik spool’ünü kilitli egzoz konumuna kaydırır. İkinci düğmeye basıldığında, ikinci giriş portuna giren hava güvenlik bloğunun egzozundan hemen dışarıya verilir. Herhangi bir pilot sinyali üretilmez ve silindir güvenli bir şekilde geri çekilir. Bloğu sıfırlamak için her iki düğme de tamamen bırakılmalıdır.
• Aşama 4: Bırakma ve Geri Dönüş. İş döngüsü tamamlandığında operatör her iki basma düğmesini de bırakır. Güvenlik bloğuna giden giriş havası kesilir ve NC (normal kapalı) basma düğmesinin egzozu üzerinden dışarıya verilir. Güvenlik bloğu çıkış sinyali anında düşer ve bu da 5/2 yollu ana yön kontrol valfinin varsayılan konumuna geri dönmesine izin verir; böylece silindir güvenli bir şekilde geri çekilir.

Sistem Entegratörleri İçin Mekanik Tasarım En İyi Uygulamaları

Güvenlik devresinin fiziksel olarak atlatılamamasını sağlamak için sistem entegratörleri aşağıdaki mekanik tasarım kurallarına uymalıdır:

• Fiziksel Mesafe: Güvenlik düzenlemelerine göre, iki manuel basma düğmesi en az 260 milimetre mesafeyle (merkezden merkeze) monte edilmelidir. Bu, bir operatörün her iki düğmeye aynı eliyle veya aynı kolunun eliyle ve dirseğiyle basmasını önler.
• Koruyucu Kılıflar: Her düğme koruyucu bir kılıf veya muhafaza içine yerleştirilmelidir. Bu, düşen bir aletin, geçmekte olan bir çalışanın veya operatörün kontrol paneline vücudunu dayamasının neden olabileceği kazara aktive olmayı önler.
• Güvenli Mesafe Hesaplaması: Kontrol istasyonu, tehlike bölgesinden hesaplanan güvenli bir mesafede konumlandırılmalıdır. Bu mesafe, pnömatik silindirin durma süresine göre belirlenir. Operatör, düğmeleri bırakıp silindir tehlikeli hareketini tamamlamadan önce makinenin içine ulaşamamalıdır.
• Ağır İşletim Boru Tesisatı: Sürekli pilot sinyali taklit edebilecek sıkışma veya burkulmayı önlemek için, butonlar ile güvenlik kontrol bloğu arasında sert veya yüksek düzeyde korunaklı boru kullanın.

AIRWORK Güvenlik Pnömatiği Üzerinde Standartlaşma

OEM makine üreticileri ve endüstriyel dağıtımcılar, çift pnömatik valfler ile entegre iki el güvenlik bloklarını AIRWORK’ten temin ederek yüksek güvenilirlikli işlemler sağlayabilirler. AIRWORK güvenlik valfleri, düşük sürtünmeli sürgülü sistemler ve dayanıklı geri dönüş yayları ile tasarlanmıştır; bu sayede zorlu üretim ortamlarında bile milyonlarca sorunsuz güvenlik döngüsü sağlanmaktadır.

Tam CAD dosyaları, teknik veri çizelgeleri ve özel manifold düzenlemeleri için jzpnu.com adresini ziyaret edin ya da özel makine güvenlik gereksinimleriniz hakkında bugün bizim mühendislik uygulama grubumuzla görüşmek için iletişime geçin.