Світлові завіси (ESPE) — тип 2 проти типу 4, і формула безпечної відстані

Гід з блокування огороджень і запірних вимикачів розглядає огородження рухомої перешкоди (двері, кришка). Ця стаття розглядає інший тип огородження, що взагалі не використовує фізичну перешкоду: світлову завісу, форму електрочутливого захисного обладнання (ESPE, Electro-Sensitive Protective Equipment) згідно IEC 61496, яка контролює небезпечну зону оптичною завісою інфрачервоних променів.

Тип 2 проти типу 4

Серед іншого, IEC 61496 розрізняє два широко використовувані типи світлових завіс, що відрізняються максимально досяжним рівнем надійності та підходом до самотестування:

Який тип потрібен, визначається не вільним вибором, а оцінкою ризику машини (згідно ISO 12100) і похідним від неї необхідним рівнем продуктивності або SIL — так само, як описано в гіді з ISO 13849-1. Світлова завіса типу 2 не повинна застосовуватися там, де оцінка ризику вимагає вищого рівня (PLd/PLe або SIL3).

Формула безпечної відстані (ISO 13855)

Світлова завіса повинна бути встановлена на достатній відстані від небезпеки, щоб машина повністю зупинилася перш, ніж частина тіла, що рухається через світлову завісу, зможе досягти небезпеки. ISO 13855 дає для цього формулу:

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

• S — мінімально необхідна безпечна відстань (мм).
• K — константа швидкості наближення (мм/с): 2000 мм/с для максимально швидкого руху руки/кисті, або 1600 мм/с, коли розрахована відстань уже ≥ 500 мм і більш реалістичне наближення всім тілом, ніж швидкий рух руки.
• T — загальний час реакції: час зупинки машини плюс власний час реакції світлової завіси.
• C — додаткова відстань, що залежить від роздільної здатності світлової завіси (найменший об'єкт, який завіса ще виявляє). Для виявлення руки зазвичай використовується C = 8 × (d − 14), де d — роздільна здатність у мм.

Чим грубіша роздільна здатність світлової завіси (тобто чим більше d), тим більшою повинна бути додаткова відстань C — завіса, що виявляє лише великі об'єкти, повинна встановлюватися далі від небезпеки, ніж більш тонка завіса, що вже виявляє палець.

Практична значущість

При оцінці чи встановленні світлової завіси слід перевірити, чи відповідає обраний тип (2 чи 4) необхідному рівню продуктивності/SIL з оцінки ризику, і чи становить фактична відстань монтажу до небезпеки не менше розрахованого S за формулою ISO 13855 — включно з реальним (виміряним, а не передбачуваним) часом зупинки машини в T.

Часті помилки

1. Застосування світлової завіси типу 2 там, де оцінка ризику вимагає PLd/PLe або SIL3 — цей тип не досягає такого рівня.
2. Оцінка замість вимірювання часу зупинки машини при визначенні T — надто оптимістичний передбачуваний час зупинки призводить до занадто малої й небезпечної безпечної відстані.
3. Використання невірного значення K — використання 2000 мм/с для наближення всім тілом (замість 1600 мм/с при вже розрахованій відстані ≥ 500 мм) зазвичай призводить до зайво великого, але не небезпечного відхилення, тоді як зворотна помилка (використання 1600 мм/с там, де застосовний 2000 мм/с) підриває запас безпеки.
4. Ігнорування роздільної здатності світлової завіси в C — нижча роздільна здатність (грубіше виявлення) вимагає більшої додаткової відстані, що при ігноруванні призводить до занадто малої безпечної відстані.

Пов'язані матеріали

• Блокування огороджень і запірні вимикачі (ISO 14119)
• ISO 13849-1 — рівні продуктивності
• Дворучне керування (ISO 13851)
• Категорії аварійної зупинки (IEC 60204-1)