Kurtyny świetlne (ESPE) — typ 2 kontra typ 4 oraz wzór odległości bezpieczeństwa

Przewodnik o blokadach drzwiowych i wyłącznikach ryglujących omawia osłonę ruchomej przeszkody (drzwi, klapa). Ten artykuł omawia inny rodzaj osłony, w ogóle niewykorzystujący fizycznej przeszkody: kurtynę świetlną, formę elektroczułego wyposażenia ochronnego (ESPE, Electro-Sensitive Protective Equipment) według IEC 61496, która nadzoruje strefę niebezpieczną optyczną kurtyną promieni podczerwonych.

Typ 2 kontra typ 4

Między innymi IEC 61496 rozróżnia dwa powszechnie stosowane typy kurtyn świetlnych, różniące się maksymalnie osiąganym poziomem niezawodności i podejściem do samotestowania:

Który typ jest wymagany, nie wynika z dowolnego wyboru, lecz z oceny ryzyka maszyny (według ISO 12100) i wynikającego z niej wymaganego poziomu zapewnienia bezpieczeństwa lub SIL — tak samo jak opisano w przewodniku o ISO 13849-1. Kurtyna świetlna typu 2 nie powinna być stosowana tam, gdzie ocena ryzyka wymaga wyższego poziomu (PLd/PLe lub SIL3).

Wzór odległości bezpieczeństwa (ISO 13855)

Kurtyna świetlna musi być zainstalowana w wystarczającej odległości od zagrożenia, aby maszyna całkowicie się zatrzymała, zanim część ciała poruszająca się przez kurtynę świetlną będzie mogła dotrzeć do zagrożenia. ISO 13855 podaje na to wzór:

$$S = K \times T + C$$

• S — minimalna wymagana odległość bezpieczeństwa (mm).
• K — stała prędkości zbliżania (mm/s): 2000 mm/s dla maksymalnie szybkiego ruchu ręki/dłoni, lub 1600 mm/s, gdy obliczona odległość wynosi już ≥ 500 mm i bardziej realistyczne jest zbliżanie całym ciałem niż szybki ruch ręki.
• T — całkowity czas reakcji: czas zatrzymania maszyny plus własny czas reakcji kurtyny świetlnej.
• C — dodatkowa odległość zależna od rozdzielczości kurtyny świetlnej (najmniejszy obiekt, który kurtyna jeszcze wykrywa). Dla wykrywania ręki zwykle stosuje się C = 8 × (d − 14), gdzie d to rozdzielczość w mm.

Im grubsza rozdzielczość kurtyny świetlnej (czyli im większe d), tym większa musi być dodatkowa odległość C — kurtyna wykrywająca tylko duże obiekty musi być instalowana dalej od zagrożenia niż cieńsza kurtyna, wykrywająca już palec.

Znaczenie praktyczne

Przy ocenie lub instalacji kurtyny świetlnej należy sprawdzić, czy wybrany typ (2 lub 4) odpowiada wymaganemu poziomowi zapewnienia bezpieczeństwa/SIL z oceny ryzyka, oraz czy rzeczywista odległość montażu od zagrożenia wynosi co najmniej obliczone S według wzoru ISO 13855 — z uwzględnieniem rzeczywistego (zmierzonego, a nie zakładanego) czasu zatrzymania maszyny w T.

Częste błędy

1. Stosowanie kurtyny świetlnej typu 2 tam, gdzie ocena ryzyka wymaga PLd/PLe lub SIL3 — ten typ nie osiąga takiego poziomu.
2. Szacowanie zamiast pomiaru czasu zatrzymania maszyny przy ustalaniu T — zbyt optymistyczny zakładany czas zatrzymania prowadzi do zbyt małej i niebezpiecznej odległości bezpieczeństwa.
3. Stosowanie niewłaściwej wartości K — użycie 2000 mm/s dla zbliżania całym ciałem (zamiast 1600 mm/s przy już obliczonej odległości ≥ 500 mm) zwykle prowadzi do zbędnie dużego, lecz niegroźnego odchylenia, podczas gdy odwrotny błąd (użycie 1600 mm/s tam, gdzie właściwe jest 2000 mm/s) podważa margines bezpieczeństwa.
4. Ignorowanie rozdzielczości kurtyny świetlnej w C — niższa rozdzielczość (grubsze wykrywanie) wymaga większej dodatkowej odległości, co przy zignorowaniu prowadzi do zbyt małej odległości bezpieczeństwa.

Powiązane

• Blokady drzwiowe i wyłączniki ryglujące (ISO 14119)
• ISO 13849-1 — poziomy zapewnienia bezpieczeństwa
• Sterowanie oburęczne (ISO 13851)
• Kategorie zatrzymania awaryjnego (IEC 60204-1)