Šest častých chyb při nastavování bezpečnostních laserových skenerů

8.1.2020

Bezpečnostní laserové skenery jsou výkonné přístroje pro složité aplikace. Zatímco trh nabízí velký výběr co se týče vlastností, jako je snímací dosah, konektivita, velikost a robustnost, při vytváření bezpečnostního řešení je nutno zohlednit mnoho proměnných. Na základě zkušeností Martina Kidmana, který pracuje jako Product Specialist Machinery Safety ve společnosti SICK (UK) Ltd., níže popisujeme šest příkladů a častých chyb při nastavování bezpečnostních laserových skenerů.

 
Six common mistakes when setting up safety laser scanners
Six common mistakes when setting up safety laser scanners

 

1. Instalace a montáž – na bezpečnost se pamatuje až nakonec

Pokud si budete pamatovat alespoň jeden bod, pak právě tento! Velmi často jsem byl tázán u „téměř hotového“ stroje: „Kam mám umístit skener?“ Bohužel při instalaci často vznikají slepá místa (stíny, které vytvářejí překážky), která je potřeba vykrýt mechanickýcmi prvky či dokonce dalšími laserovými skenery, aby byla pokryta celá oblast. Možná by však stačil jen jeden bezpečnostní laserový skener, kdyby byla stanice správně konstruovaná. Pokud víte, že budete používat bezpečnostní laserový skener, zahrňte ho od počátku do plánování. To je cenově nejvýhodnější a nejrobustnější řešení. Zohledněte slepé zóny, pokrytí a rizika. To platí i pro automaticky řízené vozíky. Například pro kompletní pokrytí AGV/AGC je ideální integrovat dva bezpečnostní laserové skenery na protilehlých rozích vozíku.

Typical AGV scanner mounting and integration
Typická montáž a integrace skeneru u AGV
Typical AGV scanner mounting and integration
Typická montáž a integrace skeneru u AGV

 

2. Chybné nastavení počtu skenů (vícenásobné vyhodnocení)

Často je špatně pochopen koncept nastavení počtu skenů (vícenásobné vyhodnocení). To udává, jak často musí být objekt oskenován, než bezpečnostní laserový skener zareaguje. Standardně je tato hodnota nastavena na 2 skeny, což odpovídá minimální hodnotě. Tato hodnota se však může pro různé aplikace lišit. Vyšší hodnota vícenásobného vyhodnocení snižuje pravděpodobnost, že hmyz, jiskry ze svařování nebo jiné částice zastaví stroj. Zvýšení nastavení počtu skenů (vícenásobného vyhodnocení) může zvýšit využitelnost stroje, ale také mít negativní důsledky pro aplikaci. Zvýšení počtu skenů v zásadě znamená, že je do systému přidáno zpoždění rozepnutí, což znamená, že vaše ochranné pole musí být kvůli prodloužení celkové doby odezvy větší. Má-li laserový skener robustní skenovací technologii, nemusíte tuto hodnotu příliš zvyšovat. Pokud ji změníte, měli byste si poznamenat novou dobu odezvy bezpečnostního laserového skeneru a adekvátně upravit minimální vzdálenost od nebezpečného místa, abyste zajistili, že zůstane bezpečná. Je-li nastavení počtu skenů (vícenásobné vyhodnocení) příliš vysoké, může se u vertikálních aplikací stát, že nějaká osoba projde ochranným polem bez detekce, proto je vyžadována velká opatrnost! Pro náš bezpečnostní laserový skener microScan3 doporučujeme následující nastavení: 

Doporučený počet  Aplikace
Stacionární aplikace: např. horizontální zabezpečení nebezpečného prostoru v čistých okolních podmínkách.
2x Stacionární aplikace: vertikální ochrana přístupu (pro vertikální ochranu přístupu lze použít pouze vícenásobné vícenásobné vyhodnocení 2x)
Mobilní aplikace

Stacionární aplikace: např. horizontální zabezpečení nebezpečného prostoru v prašných okolních podmínkách.

 

 

3. Chybný výběr bezpečnostního laserového skeneru

Maximální ochranné pole bezpečnostního laserového skeneru je důležitá vlastnost, ale tato hodnota sama o sobě by neměla být rozhodujícím kritériem, zda je přístroj vhodný pro aplikaci. Bezpečnostní laserový skener je přístroj typu 3 dle IEC 61496 a aktivní optoelektronické ochranné zařízení s rozptylným odrazem (AOPDDR). To jinak řečeno znamená, že je závislý na odrazech paprsků od okolních objektů. Pro dosažení větších snímacích dosahů tak musejí být bezpečnostní laserové skenery citlivější. Ve skutečnosti to znamená, že někdy je nutné obětovat robustnost ve prospěch schopnosti detekce laserového skeneru. To může vést k požadavku nastavení vyššího počtu skenů (vícenásobné vyhodnocení). Zvýšené doby odezvy mohou způsobit, že budou nutná větší ochranná pole a dokonce i další přístroje – i když jste zakoupili bezpečnostní laserový skener s velkým snímacím dosahem! Ochranné pole by mělo být tak velké, jak je potřeba, ale zároveň co nejmenší. Přístroj s menším snímacím dosahem může být robustnější než jeho velký bratr s větším snímacím dosahem. Díky tomu může být zajištěna kratší doba odezvy, skener zabere menší prostor, sníží se náklady a eliminují se falešné poplachy.

 

4. Zvoleno chybné rozlišení

Harmonizovanou normu EN ISO 13855 lze použít ke stanovení pozice ochranných zařízení s ohledem na rychlost přiblížení lidského těla. Osoby nebo části těla, které je nutné chránit, nemusí být detekovány nebo nebudou detekovány včas, pokud není pozice ochranného zařízení správná. Bezpečnostní laserový skener by měl být namontován tak, aby bylo vyloučeno podlezení či překročení ochranného pole a vstupování za ochranné pole. Pokud by mohlo podlezení představovat nebezpečnou situaci, neměl by být bezpečnostní laserový skener namontován výše než 300 mm. V této výšce lze zvolit rozlišení až 70 mm, aby bylo zajištěno, že bude detekováno lidské lýtko. Někdy však nelze bezpečnostní laserový skener namontovat do této výšky. Při montáži ve výšce nižší než 300 mm byste měli použít jemnější rozlišení, například 50 mm pro detekci kotníku. Velmi častou chybou je namontovat přístroj do výšky menší než 300 mm a ponechat rozlišení 70 mm. Snížení rozlišení též redukuje maximální velikost ochranného pole bezpečnostního laserového skeneru, proto je důležité zkontrolovat bezpečnou vzdálenost.

 

5. Nebyly zohledněny okolní podmínky / podmínky prostředí

Někdy jsou bezpečnostní laserové skenery pro některou aplikaci jednoduše nevhodné. Pro někoho, kdo tyto přístroje prodává a podporuje jako já, není snadné to říkat. Bezpečnostní laserové skenery jsou však optické prvky a například infračervené světlo může způsobit problémy. Bezpečnostní laserové skenery se nicméně v posledních deseti letech staly velmi robustními přístroji se stále složitějšími detekčními technikami (např. safeHDDM® od společnosti SICKa existují dokonce bezpečnostní laserové skenery, které jsou certifikované pro použití venku  (např. outdoorScan3 od společnosti SICK). Existuje však velký rozdíl mezi bezpečností a využitelností a očekávání musejí být od začátku realistická. Bezpečnostní laserový skener nemusí zajistit stoprocentní využitelnost stroje, pokud se v zorném poli přístroje neustále nachází veliké množství prachu, hustá pára, nadměrné množství pilin nebo dokonce chmýří pampelišky apod. I když je skener i nadále bezpečný a reaguje na takové situace, nemusí být výpadky kvůli okolním podmínkám pro uživatele akceptovatelné. Při použití v extrémním prostředí byste si měli položit následující otázku: „Co se stane, když skener nebude kvůli extrémním podmínkám dostupný?“ To se může stát zejména u venkovních aplikací při silném dešti, sněžení nebo mlze. Měli byste provést kompletní posouzení okolních podmínek a dokonce i provést zkoušky. Tento speciální problém se může stát velmi komplikovanou (někdy i nemožnou) a drahou záležitostí.

 

6. Přepínání sestav polí pomocí nebezpečnostních signálů

Sestava polí v bezpečnostním laserovém skeneru se může skládat z polí více různých typů. Sestavu polí by mohla například tvořit čtyři bezpečnostní ochranná pole (sestava polí 1) nebo jedno bezpečnostní ochranné pole, dvě nebezpečnostní varovná pole a jedno bezpečnostní detekční pole (sestava polí 2).

 

Safety laser scanner field sets
Sestavy polí pro bezpečnostní laserové skenery
Safety laser scanner field sets
Sestavy polí pro bezpečnostní laserové skenery

Bezpečnostní laserový skener může mít uloženo mnoho různých polí, která lze zvolit prostřednictvím lokálních vstupů nebo bezpečnostních síťových vstupů (CIP Safety™, PROFIsafe, EFI-pro atd.). Jedná se o funkci, která je v průmyslu velmi užitečná pro bezpečnost i pro produktivitu v aplikacích v oblasti Industry 4.0. Bezpečnostní laserový skener lze použít v bezpečnostních aplikacích do PLd/SIL2. Bezpečnostní funkce (dle EN ISO 13849 / EN 62061) pro výběr polí ke stanovenému okamžiku by měla mít stejnou bezpečnostní úroveň (PL/SIL) jako samotný laserový skener. U automaticky řízených vozíků se zpravidla používají dva enkodéry za účelem přepínání polí, které umožňují přepínání polí do PLe/SIL3. Nyní jsou k dispozici také bezpečnostní enkodéry, které lze samostatně použít k dosažení úrovně přepínání polí PLd/SIL2. Nicméně někdy je bezpečnost přepínání polí přehlížena. Pokud byste pro výběr sestavy polí použili například standardní PLC nebo jednokanálový koncový spínač, snížila by se úroveň PL/SIL celého systému na PLc nebo dokonce PLa! Chybný výběr sestavy polí může vést k tomu, že bude AGV v provozu s malým ochranným polem v kombinaci s vysokou rychlostí a tím i dlouhou dobou doběhu – a to představuje nebezpečnou situaci.

Martin Kidman
Martin Kidman

Martin Kidman 

Product Specialist Machinery Safety SICK (UK) Ltd.

Martin Kidman promoval v roce 2010 na Univerzitě Liverpool a od roku 2006 působí v oboru průmyslové automatizace u různých výrobců senzorů. Od roku 2013 pracuje ve společnosti SICK UK Ltd. jako produktový specialista pro bezpečnost strojů pro průmyslové bezpečnostní aplikace. Navíc je certifikovaný Functional Safety Engineer (TUV Rheinland, #13017/16).

Máte ještě otázky?

Obraťte se na naše odborníky