Rektiva - artyku??y - Zastosowanie czujnik??w elektromechanicznych w systemach bezpiecze??stwa.

Zastosowanie czujników elektromechanicznych w systemach bezpiecze??stwa.

Rys. 1. Czujnik elektromechaniczny z rolk�? dociskow�? jako urz�?dzenie blokuj�?ce os??ony ruchomej.

Czujniki elektromechaniczne s�? jednym z najcz�???ciej wykorzystywanych elementów w systemach bezpiecze??stwa maszyn. Popularno??�? zawdzi�?czaj�? niskiej cenie i ??atwej integracji przy budowie kompletnego systemu bezpiecze??stwa. Pomimo swej technologicznej prostoty, wci�??? dostarczaj�? problemów z ko??cow�? walidacj�? kompletnego systemu bezpiecze??stwa maszyny.

Ka??dy nowy system bezpiecze??stwa budowany dla nowej, czy starej maszyny, powinien podlega�? ostatecznej fazie walidacji i weryfikacji. W ostatnim etapie wprowadzania systemu, projektant lub wykonawca powinien wykaza�?, ??e stworzony system spe??nia narzucone pocz�?tkowe wymagania. Do jednych z podstawowych czynno??ci weryfikacyjnych nowego systemu bezpiecze??stwa nale??y wyznaczenie jego kategorii strukturalnej i ca??kowitego poziomu niezawodno??ci.

Rozwa??my walidacj�? wg normy PN-EN ISO 13849-1 jako najcz�???ciej wybieran�? przez producentów maszyn. Zgodnie z wytycznymi normy, przy ewaluacji systemu nale??y

Rys. 2. Graf mo??liwo??ci stosowania wykluczenia b??�?dów.

wzi�?�? po uwag�? jego wszystkie mo??liwe powsta??e b??�?dy prowadz�?ce do utraty funkcji bezpiecze??stwa. W zale??no??ci od stosowanej techniki systemu mog�? by�? to b??�?dy natury elektrycznej, mechanicznej, pneumatycznej, hydraulicznej lub innej. Stosuj�?c czujnik elektromechaniczny jako podsystem wej??ciowy naszego obwodu bezpiecze??stwa najwi�?cej problemów dostarcza jego cz�???�? mechaniczna. Problemy te pojawiaj�? si�? przy tworzeniu obwodu kategorii 2 lub wy??szej. Przy kategorii 3 i 4, pojedynczy b??�?d nie mo??e prowadzi�? do utraty funkcji bezpiecze??stwa. W celu ich osi�?gni�?cia nale??y stosowa�? zdwojenia i redundancj�? ca??ego obwodu. Rozpatruj�?c b??�?dy elektryczne dla czujnika elektromechanicznego, projektant systemu zastosuje podwójne styki czujnika i problem wydaje si�? by�? rozwi�?zany, ale co z b??�?dami mechanicznymi? Najcz�???ciej spotykane czujniki elektromechaniczne to te z kluczem (oddzielnym aktywatorem) lub z rolk�? dociskow�?. Oba te czujniki maj�? pojedynczy aktywator, czyli pojedynczy element mechaniczny monitoruj�?cy pozycj�? os??ony. Uszkodzenie tego elementu prowadzi do utraty funkcji bezpiecze??stwa, co jest niezgodne z wymaganiami 3 i 4 kategorii. Dla tych kategorii powinni??my stosowa�? zdwojenie czujników, co podnosi koszty ca??ego systemu i ze wzgl�?du na wymiary czujników, szczególnie z funkcj�? ryglowania, staje si�? trudne do wykonania. Czy rzeczywi??cie musimy jednak rozpatrywa�? uszkodzenia mechaniczne takich czujników? W ko??cu jak cz�?sto zdarza si�? z??amanie mechanicznego klucza, uszkodzenie krzywki czy samej rolki naciskowej czujnika? Z pomoc�? projektantom przychodzi norma PN-EN ISO 13849-2, oraz nowa norma PN-EN ISO 14119 (zast�?puj�?ca dotychczasow�? PN-EN 1088). Normy te pozwalaj�? stosowa�? zasady wykluczenia b??�?du mechanicznego. Nie oznacza to, ??e zawsze stosuj�?c czujniki elektromechaniczne mo??emy zastosowa�? zasady wykluczenia uszkodzenia mechanicznego. Wykluczenia s�? bardzo ryzykowne poniewa?? tych b??�?dów nie uwzgl�?dniamy podczas analizy niezawodno??ci systemu. Stosuj�?c wi�?c wykluczenia powinni??my podej??�? indywidualnie do ka??dej aplikacji.

Kolejnym z problemów przy stosowaniu czujników elektromechanicznych jest ich ??�?czenie w szereg. Stosuj�?c norm�? 13849-1 nie do ko??ca wiadomo jak okre??li�? pokrycie diagnostycznego (DC) takiego podsystemu. Nowa norma ISO 24119 (jeszcze w opracowaniu) ma mie�? wytyczne dla tego typu podsystemów. Szeregowe ??�?czenie coraz wi�?kszej liczby czujników prowadzi do maskowania b??�?du i tym samym spadku warto??ci pokrycia diagnostycznego. Na spadek wspó??czynnika DC wp??ywa tak??e cz�?sto??�? przywo??ywania funkcji bezpiecze??stwa. W konsekwencji mo??e to prowadzi�? do redukcji parametru DC poni??ej 60% i degradacje podsystemu do kategorii 1 (maksymalny poziom niezawodno??ci PLc wg PN-EN ISO 13849-1).

Mgr in??. Pawe?? Ol�?cki