5 основных принципов защиты промышленного оборудования

Защита оборудования (Machine Safeguarding) остается очень важным аспектом автоматизации и робототехники в промышленности, а также коммерческого использования автоматизации. Машины должны следовать Первому правилу робототехники, данному Айзеком Азимовым почти 100 лет назад («Бегство», 1942): «Не причиняй вреда». Эта фраза приписывается Гиппократу, который создал клятву в медицине в 245 г. н.э. Мыслимый дизайн машины с поддержкой сенсоров и контролов предотвращает вред машины и роботами людям, как операторам, так и случайным посетителям, которые могут не знать опасности, представленной машиной. Мы организовали методы защиты людей в пять ключевых категорий, представленные здесь.

1. Механические системы ограждения

Робототехническое ограждение безопасности

Обзор

Механические системы ограждения — это физические барьеры, предотвращающие доступ к опасным частям машин. Эти барьеры могут быть фиксированными, подвижными или интерлокированными и критически важны для защиты рабочих от опасных элементов машины.

Типы систем ограждения

• Фиксированные ограждения: Навсегда прикреплены к машине и не могут быть удалены без инструментов. Они спроектированы для обеспечения непрерывной защиты. Могут быть сделаны из цельного металла, сетки или прозрачных пластиковых панелей, иначе называемых «забором».
• Подвижные ограждения: Их можно открывать или удалять для допуска к обслуживанию или операции, но они должны быть надежно закрыты во время работы.
• Интерлокированные ограждения: Эти ограждения автоматически отключают машину при открывании, гарантируя, что операторы не могут получить доступ к опасным зонам пока машина работает.

Общие применения

• Производство: Фиксированные ограждения обычно используются на машинах вроде пил и прессов для предотвращения случайного контакта с движущимися частями.
• Строительство: Подвижные ограждения часто применяются в электроинструментах, позволяя безопасную операцию при сохранении доступа для регулировок.
• Пищевая переработка: Интерлокированные ограждения часто используются в конвейерных системах для обеспечения того, что операторы не могут дотянуться до движущегося оборудования пока оно работает.

Примеры механического ограждения в процессных промышленностях

2. Аварийные остановки (E-Stops)

Обзор

Системы аварийной остановки предоставляют быстрый способ остановить работу машины в случае аварии. Эти системы критичны для предотвращения травм и снижения рисков во время непредвиденных событий. Они обеспечивают легко доступный метод немедленной остановки движения машины.

Ключевые особенности

• Расположение: E-стопы стратегически размещены вокруг машины, легко доступны операторам. Они могут быть в форме кнопки или тросовика вдоль машины или конвейера.
• Резервные системы: Многие машины имеют множественные E-стопы для обеспечения того, что хотя бы один всегда доступен в аварии. Контакты внутри выключателя также избыточны с принудительной безопасностью.
• Fail-Safe дизайн: E-стопы спроектированы для отказа в безопасном состоянии, означая, что если они неисправны, они остановят машину, а не позволят ей продолжать работу.

Общие применения

• Производственные заводы: E-стопы широко используются на сборочных линиях и тяжелом оборудовании для быстрой остановки операций в авариях.
• Перемещение материалов: В конвейерных системах E-стопы могут предотвратить аварии, вызванные засорами или ошибками оператора.
• Робототехника: E-стопы необходимы в средах, где роботы и люди работают в близкой близости для обеспечения немедленного прекращения движения робота если нужно.

3. Устройства чувствования присутствия (PSD)

Обзор

Устройства чувствования присутствия используются для обнаружения присутствия людей возле опасного оборудования и принятия соответствующих действий для повышения безопасности. Эти устройства используют различные технологии, такие как инфракрасный, лазерный и микроволновый сенсоры, для мониторинга области вокруг машины.

Типы PSD

• Световые шторы (Light Curtains): Это устройства безопасности, создающие невидимый барьер; когда луч прерывается, машина останавливается.
• Лазерные сканеры: Эти устройства могут создавать 2D или 3D карту рабочего пространства, обнаруживая присутствие людей и гарантируя, что машина работает только когда это безопасно.
• Датчики приближенности: Обнаруживают присутствие операторов или объектов возле машины и могут запускать остановки или замедления по необходимости.

Общие применения

• Автоматизированное производство: Световые шторы широко используются вокруг роботизированных рук для предотвращения входа операторов в опасные зоны.
• Станки с ЧПУ и пресс-бренды: Главное применение световых штор безопасности — зона перед и за пресс-брендом для предотвращения закрытия пресса пока часть человеческого тела близка к точке прессования.
• Текстильная промышленность: Лазерные сканеры помогают обеспечить, что рабочие не находятся на пути движущегося оборудования.
• Упаковка и отгрузка: Световые шторы безопасности (PSD) часто используются для роботизированных паллетизационных систем для защиты рабочих от движения робота. Лазерные сканеры безопасности (LIDAR) — другой вариант для защиты паллетизации. Датчики приближенности в упаковочных машинах помогают предотвратить травмы, обнаруживая присутствие оператора перед тем, как разрешить работу машине или роботу.

4. Безопасные интерлоки (Safety Interlocks)

Обзор

Безопасные интерлоки — устройства, предотвращающие работу машины в небезопасных условиях. Они обеспечивают, что машины могут работать только когда определенные условия безопасности выполнены, тем самым снижая риск аварий.

Типы интерлоков

• Механические интерлоки: Физически предотвращают операцию, если защитное ограждение снято или не правильно позиционировано.
• Электрические интерлоки: Используют электрические сигналы для предотвращения работы машины до удовлетворения критериев безопасности.
• Программные интерлоки: Опираются на запрограммированные протоколы безопасности внутри контроллеров машины для обеспечения безопасной работы.

Общие применения

• Литье под давлением: Интерлоки предотвращают работу машины если защитные ограждения не на месте, защищая операторов при смене форм.
• Робототехника: Используются для обеспечения того, что роботы не могут работать пока не выполнены все условия безопасности, такие как правильное размещение в рабочей зоне.
• Прессовые операции: Безопасные интерлоки обеспечивают, что прессы не могут работать если оператор не позиционирован правильно и безопасно далеко от зоны опасности.

5. Контроллеры защиты оборудования (Machine Safeguarding Controllers)