Zabezpieczenie przed przepięciami wynikającymi z czynności łączeniowych

Prasa wykonuje cykl pracy w momencie, gdy operator wyjmie ręce poza obszar chroniony przez kurtynę bezpieczeństwa i wciśnie przycisk rozpoczynający ruch suwaka. Jeśli operator spróbuje włożyć ręce w momencie ruchu suwaka prasy, suwak musi się natychmiast zatrzymać. Oczywiście suwak nigdy nie zatrzymuje się od razu, więc montaż tej kurtyny uzależniony jest od czasu, jaki suwak potrzebuje na zatrzymanie się. W przypadku, jak w podanym przykładzie, bezpieczną odległość oblicza się ze wzoru (PN-EN ISO 13855):

S=K×T+C

S = najmniejsza dopuszczalna odległość między
zabezpieczeniem optoelektronicznym i źródłem ryzyka (mm)
K = szybkość ruchu odpowiedniej części ciała (mm/s)
T = Całkowity czas zatrzymywania, t1+t2
t1 = Czas reakcji zabezpieczenia optoelektronicznego (s)
t2 = Czas zatrzymywania maszyny (s)
C = Odległość dodatkowa z uwagi na rozdzielczość zabezpieczenia optoelektronicznego lub jego umieszczenie.
Dodatkowa odległość bezpieczeństwa C, tzn. rozdzielczość zabezpieczenia optoelektronicznego obliczana jest według wzoru:

C = 8 x( rozdzielczość – 14) [mm]

Suwak sterowany jest za pomocą elektrozaworu, np. takiego, jak na zdjęciu poniżej.

Jeśli założymy, że rozdzielczość kurtyny wynosi 14, a jej czas reakcji wynosi 0,11 s (podawana wartość katalogowa dla danej kurtyny), prędkość zbliżania się ciała człowieka to 2000 mm/s a czas zatrzymywania suwaka wynosi 0,18 s (w tym 0,1 s wynosi czas zamknięcia elektrozaworu), to podstawiając te wartości do wzoru wychodzi nam, że kurtyna powinna być zainstalowana minimum 580mm od elementu zagrażającego, czyli suwaka.

Wróćmy teraz do elektrozaworu. Elektrozawór jest sterowany cewką elektromagnesu, którą również należy zabezpieczać przed przepięciami. Na rynku dostępne są konektory zaworowe wyposażone w środki zabezpieczające przed przepięciami opisywane w tym artykule. Niewłaściwy dobór tych konektorów może spowodować, że czas zatrzymania suwaka wzrośnie. Jeśli wybierzemy najgorszy przypadek, czyli jako zabezpieczenie przed przepięciami wybierzemy konektor z zabezpieczeniem diodowym, to czas wyłączania elektrozaworu wzrośnie w najlepszym przypadku już 6-ciokrotnie. Czas zatrzymania maszyny wyniesie 0,78 s, co podstawiając zmienione wartości do wzoru, daje 1560 mm. Różnica wyniosła prawie 1m, co oznacza, że maszyna stała się niebezpieczna. Dlatego tak istotna jest świadomość tego, jakiego rodzaju zabezpieczenia stosować w konkretnym rozwiązaniu. W tym przypadku, dla rozpatrywanej prasy, najrozsądniejszym rozwiązaniem może okazać się użycie układu RC jako zabezpieczenia przed przepięciami.

Myślę, że opisywany tu przykład doskonale pokazuje skalę problematyki stosowania zabezpieczeń przed przepięciami. Zachęcam do podzielenia się doświadczeniami praktycznymi, z jakimi mieliście doświadczenie zarówno podczas stosowania, jak i bez stosowania układów zabezpieczających.