Dołącz do czytelników
Brak wyników

Okiem inspektora

22 września 2022

NR 70 (Sierpień 2022)

Bezpieczeństwo procesów produkcyjnych

0 19

Bezpieczeństwo w zakładach produkcyjnych jest pojęciem bardzo szerokim. Dotyczy zarówno zachowania ciągłości produkcji, jak i ochrony pracowników przed wypadkami. Łatwo zauważyć, że jedno ściśle wiąże się z drugim. Jakie systemy bezpieczeństwa stosowane są zatem w przedsiębiorstwach?

Każda maszyna jest zagrożeniem

Takie, choć nieco uogólnione stwierdzenie, można przyjąć za pewnik. Wiąże się z nim zagadnienie tzw. bezpieczeństwa funkcjonalnego, które odnosi się do systemu sterowania, czujników czy zewnętrznych urządzeń, a jego celem jest redukcja lub nawet całkowite wykluczenie zagrożeń. Istnieje bardzo szeroka gama urządzeń, które mają temu służyć. Są to m.in. blokady czy wyłączniki bezpieczeństwa, czujniki i systemy sterujące. Coraz częściej stosowane są także elementy optoelektroniczne, do których należą kurtyny świetlne czy bariery i skanery laserowe.
Bezpieczeństwo funkcjonalne regulowane jest przepisami szeregu norm, w tym norm branżowych, które wymagają, aby na etapie projektowania i produkcji maszyny oraz jej oprogramowania przeprowadzić wstępną analizę zagrożeń i ryzyka, a także wdrożyć zabiegi zmniejszające niebezpieczeństwo. 
Nowoczesne linie produkcyjne stają się systemami autonomicznymi i często nie wymagają dużej ingerencji człowieka w proces wytwórczy. Bez wątpienia jednak prawidłowe ich funkcjonowanie powinno zostać zapewnione przez precyzyjne rozmieszczenie czujników oraz ustalenie tzw. miejsc inspekcyjnych, czyli punktów dostępowych, w których autoryzowani pracownicy służb utrzymania ruchu będą mieli możliwość dokonania niezbędnych prac konserwacyjnych.
Oczywiście, należy też zapewnić bezpieczeństwo w tych wszystkich obszarach, w których istnieje możliwość przypadkowego lub umyślnego kontaktu człowieka z przestrzenią roboczą maszyny. Należy także uniemożliwić dostęp i ingerencję w jej pracę osób niepowołanych. 

POLECAMY

Kurtyna bezpieczeństwa

Kurtyny bezpieczeństwa należą do bardzo popularnych rozwiązań w zakresie zabezpieczenia maszyn. Chronią operatora przed wypadkiem, do jakiego może dojść w przestrzeni roboczej maszyny. Kurtyny mogą mieć rozdzielczość od 14 mm do nawet 50 mm, dzięki czemu łatwo jest dobrać odpowiednią aplikację do ochrony przed występującym na danym obszarze niebezpieczeństwem. Najczęściej kurtyny o rozdzielczości 14 mm i 20 mm stosowane są do ochrony palców, a modele z rozdzielczością 35 mm, 40 mm czy 50 mm zabezpieczają kończyny, np. przedramię lub nogę. Te kurtyny, które charakteryzują się dużym zasięgiem, stosowane są do ochrony całego ciała. Na rynku znaleźć można szereg tego typu urządzeń. Dobór właściwego powinien zostać oparty na parametrach systemu, a także wiedzy i doświadczeniu projektanta. 

Wyłączniki awaryjne

Dodatkowymi elementami automatyki, stosowanymi w systemach bezpieczeństwa opartych na kurtynach, są elementy, których zadaniem jest reakcja – automatyczne wyłączenie maszyny lub włączenie syreny ostrzegawczej – w przypadku wykrycia przez kurtynę obecności człowieka. 
Każdy tego rodzaju system powinien być także wyposażony w mechaniczne, uruchamiane za pomocą ręki lub nogi, wyłączniki awaryjne, dzięki którym możliwe jest wyłączenie całego systemu lub jego części, w przypadku niezadziałania rozwiązań automatycznych.
Do wyłączników awaryjnych podobne są nieco blokady elektromagnetyczne. Różnica polega na tym, że ich zadaniem jest uniemożliwienie otwarcia uchylnych, przesuwnych lub zdejmowanych osłon maszyn do czasu, aż nie ustanie potencjalne zagrożenie ze strony danego urządzenia.

Skanery bezpieczeństwa 

W strefach zagrożenia, w których wymagana jest duża powierzchnia skanowania w obszarze pracy maszyn lub niebezpiecznych systemów, stosowane są skanery bezpieczeństwa. Zasada ich działania opiera się na pomiarze światła wyemitowanego i skanowania otoczenia za pośrednictwem zintegrowanego obrotowego lustra. Praca tego lustra przypomina nieco pracę radaru optycznego. Dostępne na rynku urządzenia charakteryzują się zasięgiem do ok. 50 metrów oraz podzielonym na kilkaset segmentów kątem do ok. 190°. Istnieje możliwość wyboru ustawień podziału na kilka kształtów. Można także określić dokładną strefę w promieniu kilkunastu metrów, a w pełni zabezpieczone pole bezpieczeństwa w promieniu do kilku metrów. 
Zainstalowany skaner o zdefiniowanym polu, kształcie i kącie, wysyła wiązkę startową w ustalonej strefie. Jeśli wykryje przemieszczanie się zapisanego obiektu, emituje sygnał dźwiękowy. 

Ochrona przed przepięciami

To jeden z istotnych elementów zapewnienia bezpieczeństwa procesów produkcyjnych, w których zastosowanie mają urządzenia elektryczne, przekaźniki, falowniki bądź styczniki. Mogą one generować przepięcia. Aby zmniejszyć ryzyko ich powstania, stosowane są odpowiednio dobrane ograniczniki.
Zadaniem układu zabezpieczającego przed przepięciem jest ograniczenie maksymalnej wartości napięcia, jaka może pojawić się na zaciskach linii transmisyjnej lub innego obwodu do takiej wartości, przy której nie nastąpi uszkodzenie. Do tego celu stosuje się warystory metalowo-tlenkowe, krzemowe diody lawinowe TVS (Transient Voltage Suppressors) i gazowe elementy wyładowcze GDT (Gas Discharge Tubes). Często dostępne na rynku rozwiązania bazują na połączeniu ich w jedną funkcjonalną całość.
Warystory najrzadziej stosuje się do ochrony linii sygnałowych, co związane jest m.in. ze zbyt szybkim starzeniem się tych komponentów oraz stosunkowo dużą pojemnością własną, która ogranicza możliwość aplikacji na liniach o dużej szybkości transmisji.
Bez wątpienia ochrona przepięciowa jest złożonym zagadnieniem, które wymaga od inżynierów sporej wiedzy i praktyki. Niezbędne jest właściwe wyważenie stopnia ochrony, za słaba będzie bowiem nieskuteczna, a przewymiarowana może spowodować naruszenie integralności przesyłanych sygnałów.

Maty naciskowe bezpieczeństwa

Ciekawym rozwiązaniem w zakresie bezpieczeństwa są maty naciskowe. To urządzenia czułe na nacisk, używane do ochrony operatorów oraz osób postronnych przed uszkodzeniem ciała przez niebezpieczne maszyny i urządzenia. Maty montowane są na posadzce, w strefach niebezpiecznych. Mogą pełnić funkcję podstawowego zabezpieczenia, co zwykle ma miejsce w sytuacjach, w których użycie innych systemów ochronnych jest niemożliwe lub nieefektywne. Mogą też stanowić zabezpieczenie uzupełniające, współpracujące z ogrodzeniem ochronnym lub kurtynami bezpieczeństwa. 
Matę aktywuje moment nacisku na jej górną powierzchnię. W praktyce zwykle oznacza to wejście na jej powierzchnię operatora lub wjechanie wózka widłowego. W takiej sytuacji podłączony do maty przekaźnikowy moduł bezpieczeństwa wysyła sygnał aktywujący zatrzymanie awaryjne maszyny.
Dobór wymiaru i kształtu maty powinien być zgodny z normą PN-EN ISO 13 855. Powierzchnia maty może być wykonana z gumy, gumy olejoodpornej lub z ryflowanego aluminium.

Zderzaki naciskowe

Zbliżone działanie mają zderzaki naciskowe bezpieczeństwa, których zadaniem jest ochrona pracowników przed zderzeniem z maszynami lub ich częściami, znajdującymi się w ruchu. Stosowane są najczęściej do zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania dźwigów, wózków widłowych i pojazdów AGV. W momencie, w którym dochodzi do uderzenia, następuje nacisk na zderzak, który zamyka styk czujnika. W tym czasie jednostka sterująca wysyła sygnał zatrzymania maszyny, unieruchamiając ją i eliminując zagrożenie.
Po zadziałaniu zderzak pozwala jeszcze na ściśnięcie w niewielkim zakresie, które nazywane jest „drogą po zadziałaniu”. Dzięki temu pracownik zabezpieczony jest prz...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 numerów czasopisma "Menedżer Produkcji"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • Dodatkowe dokumenty do pobrania i samodzielnej edycji
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy