W dobie rosnących wymagań dotyczących bezpieczeństwa maszyn i urządzeń inżynierowie coraz częściej poszukują rozwiązań, które łączą w sobie niezawodność, łatwość integracji z istniejącymi systemami oraz elastyczność w doborze konfiguracji. W odpowiedzi na te potrzeby firma Elesa+Ganter wprowadziła na rynek dwa nowe produkty z obszaru zabezpieczeń przemysłowych: uchwyt z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT oraz jednostkę sterującą CN-SFT.

W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej zarówno samemu uchwytowi z wbudowanym czujnikiem kodowanym, jak i współpracującej z nim jednostce sterującej. Omówimy główne cechy i zasadę działania, a także możliwości zastosowania w różnego typu aplikacjach.

Rys. 1. Uchwyt z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT

Uchwyt z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT (rys. 1) to rozwiązanie, łączące funkcję standardowego uchwytu przemysłowego z funkcją czujnika bezpieczeństwa typu 4 o niskim poziomie kodowania (zgodnie z EN ISO 14119). Sam uchwyt jest wykonany z samogasnącego technopolimeru (klasa palności V0 wg normy UL94), wzmocnionego włóknami szklanymi. Podzespoły, takie jak płytki mocujące czy elementy łączące, wykonano ze stali nierdzewnej, co przekłada się na trwałość i odporność na korozję w trudnych warunkach przemysłowych.

Kluczowym elementem uchwytu jest czujnik magnetyczny współpracujący z kodowanym magnesem umieszczonym w drugim segmencie uchwytu. Po zamknięciu drzwi lub osłony oba segmenty uchwytu stykają się, co powoduje rozpoznanie przez czujnik magnesu o określonym kodzie i przełączenie stanu styków. Taka forma blokady gwarantuje wysoki poziom bezpieczeństwa, ponieważ czujnik aktywuje się wyłącznie w obecności odpowiednio zakodowanego magnesu, a nie w obecności dowolnego pola magnetycznego.

Warto w tym momencie podkreślić różnicę między „blokowaniem” a „zaryglowaniem”, gdyż jest dość istotna. W rozumieniu normy EN ISO 14119, „blokowanie” odnosi się do funkcji jednostki sterującej, która uniemożliwia uruchomienie maszyny, dopóki osłona nie zostanie poprawnie zamknięta, a po otwarciu osłony maszyna automatycznie się zatrzymuje. Natomiast „zaryglowanie” to mechanizm ryglujący, który fizycznie uniemożliwia operatorowi otwarcie drzwi. To rozróżnienie wpływa na sposób projektowania systemów bezpieczeństwa, ponieważ każda z tych funkcji – elektroniczna kontrola uruchomienia oraz mechaniczne zabezpieczenie – wymaga innego podejścia przy analizie ryzyka i wdrażaniu zabezpieczeń.

ESC-SFT oferowany jest w wersjach z różnymi układami styków:

• NC+NC (dwa styki bezpieczeństwa NC);
• NC+NO (jeden styk bezpieczeństwa NC i jeden NO).

Dodatkowo w każdej konfiguracji dostępny jest jeszcze jeden styk sygnalizacyjny NC do obsługi diody LED. Dioda w kolorze zielonym sygnalizuje prawidłowe zamknięcie osłony (prawidłową pozycję uchwytu), zgodnie z wymogami normy IEC 60204-1 (rys. 2).

Rys. 2. Działanie diody LED w uchwycie ESC-SFT: po lewej drzwi zamknięte, po prawej otwarte

Produkt składa się z dwóch segmentów części: rękojeści oraz korpusu z przewodem lub wtyczką, które łączą się za pomocą mechanicznego zamka zatrzaskowego. Mechanizm ten gwarantuje utrzymanie drzwi w pozycji zamkniętej, a otwarcie osłony wymaga przyłożenia siły rzędu około 2 kg, co zapobiega przypadkowemu otwarciu osłony na skutek wibracji.

Rękojeść wyposażona jest w mechaniczny system samocentrujący względem drugiej części uchwytu. System ten kompensuje ewentualne odchylenia drzwi od osi oraz ich wygięcia spowodowane ciężarem, co umożliwia precyzyjne działanie urządzenia zarówno przy drzwiach przesuwnych, jak i uchylnych.

Uchwyt ESC-SFT może być montowany na kilka sposobów, co wynika z dostępności różnych typów wyprowadzeń przewodu bądź 8-pinowej wtyczki M12 (wyjście od góry, od dołu lub od tyłu), co przedstawia rys. 3. Ponadto konstrukcja uchwytu umożliwia zastosowanie go zarówno w drzwiach uchylnych, jak i drzwiach przesuwnych, dzięki czemu sprawdza się w rozmaitych aplikacjach: od niewielkich maszyn warsztatowych, aż po duże linie produkcyjne.

Rys. 3. Wykonania standardowe uchwytów ESC-SFT obejmują wersje z różnym usytuowaniem przewodu lub wtyczki

Zastosowania uchwytów z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT obejmują:

1. Aplikacje wymagające wysokiego poziomu bezpieczeństwa
   Przy zastosowaniu certyfikowanej jednostki sterującej (np. CN-SFT) uchwyt ESC-SFT może współtworzyć system bezpieczeństwa spełniający wymogi nawet kategorii 4 – PLe (EN ISO 13849-1) czy SIL3 (IEC 62061). Dzięki temu, maszyna nie zostanie uruchomiona, dopóki wszystkie osłony nie są poprawnie zamknięte, a przy każdym naruszeniu stanu bezpieczeństwa system natychmiast rozłącza zasilanie maszyny.
2. Maszyny z drzwiami przesuwnymi
   W systemach z drzwiami przesuwnymi, gdzie tradycyjne mechanizmy mogą mieć trudności z precyzyjnym wykryciem stanu zamknięcia, uchwyt ESC-SFT zapewnia wyższą kontrolę. Elastyczność montażu pozwala na optymalne rozmieszczenie uchwytu, niezależnie od geometrii przesuwnych osłon.
3. Maszyny z dużymi drzwiami uchylnymi
   W aplikacjach z dużymi drzwiami uchylnymi, gdzie trudniej o idealne dopasowanie elementów może wpływać na większą precyzję detekcji otwarcia.
4. Systemy w środowiskach o podwyższonych wymaganiach higienicznych
   W branżach takich jak przemysł spożywczy czy farmaceutyczny, gdzie wysoki poziom higieny i odporność na zanieczyszczenia są kluczowe. Konstrukcja o wysokiej klasie ochrony (IP 67) oraz brak tradycyjnych mechanicznych elementów sprawia, że system jest mniej podatny na zużycie w wymagających warunkach.
5. Pozostałe obszary w automatyce przemysłowej
   Uchwyt ESC-SFT może być stosowany również w innych obszarach automatyki, gdzie niezbędna jest ciągła kontrola stanu osłon bezpieczeństwa, na przykład na liniach produkcyjnych czy systemach kontroli dostępu. Jego uniwersalność i możliwość integracji z różnymi certyfikowanymi jednostkami sterującymi sprawiają, że jest wszechstronnym rozwiązaniem, podnoszącym ogólny poziom bezpieczeństwa maszyn i instalacji.

Elesa+Ganter od lat oferuje także ZAWIASY z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa (CFSW).

Warto więc nadmienić o kilku cechach szczególnych obu tych rozwiązań:

• CFSW wykorzystuje przełączniki mechaniczne (pozytywne wymuszenie rozwarcia) wbudowane w zawias, natomiast ESC-SFT wykorzystuje czujniki magnetyczne w połączeniu z uchwytem;
• Wyłącznik bezpieczeństwa w uchwycie (ESC-SFT) działa zawsze przy stałym kącie rozwarcia drzwi. Dla wyłącznika zamontowanego w zawiasie (CFSW) również. Przy wyłączniku zawiasowym jednak szczelina jaka powstaje przy uchyleniu drzwi o dany kąt jest zależna od długości ramienia drzwi;
• Uchwyty ESC-SFT mogą być także montowane na osłonach przesuwnych;
• Połączenie uchwytu ESC-SFT z zawiasem CFSW w jednym zastosowaniu dodatkowo podnosi poziom bezpieczeństwa systemu, ponieważ łączy się dwa różne typy czujników (mechaniczny i magnetyczny).

Warto podkreślić, że uchwyt ESC-SFT jest tylko jednym z elementów całego układu zabezpieczeń. Aby zapewnić pełną kontrolę nad obwodem bezpieczeństwa, niezbędne jest zastosowanie odpowiedniej jednostki sterującej, takiej jak CN-SFT (rys. 4).

Rys. 4. Jednostki sterujące do układów bezpieczeństwa kategorii 3 i 4 CN-SFT w dwóch wersjach wymiarowych

CN-SFT to jednostka sterująca zaprojektowana w celu zapewnienia automatycznego zatrzymania maszyn oraz monitorowania funkcji bezpieczeństwa, dzięki czemu można stworzyć bezpieczną strefę pracy i chronić personel przed potencjalnymi zagrożeniami.

Jednostka CN-SFT monitoruje stan dwóch styków, co pozwala na integrację z różnorodnymi urządzeniami bezpieczeństwa, takimi jak:

• magnetyczne czujniki kontaktronowe,
• przyciski awaryjnego zatrzymania (E-STOP),
• mechaniczne wyłączniki bezpieczeństwa,
• blokady zabezpieczające ruchome osłony.

Jednostki CN-SFT są oferowane w kompaktowych obudowach z tworzywa PA (w dwóch standardach rozmiarowych), przystosowanych do montażu na szynie DIN 35 mm. W zależności od wariantu, mogą obsługiwać konfigurację styków 1NC+1NO lub 2NC. Dzięki temu doskonale współpracują z uchwytami ESC-SFT (zarówno w wersji NC+NO, jak i NC+NC) oraz innymi produktami firmy Elesa+Ganter, takimi jak CFSW, CFSQ czy M.2000-SWM, tworząc kompleksowe systemy bezpieczeństwa dostosowane do indywidualnych potrzeb.

Aktywacja wyjść następuje po naciśnięciu i zwolnieniu przycisku START (reset), pod warunkiem że:

• w wersji NO-NC: styk NO jest otwarty, a styk NC zamknięty,
• w wersji NC-NC: oba styki NC są zamknięte.

Zmiana stanu któregokolwiek z wejściowych styków powoduje przejście systemu w stan bezpieczny poprzez otwarcie wyjść bezpieczeństwa i uniemożliwienie ich ponownego zamknięcia, nawet po przywróceniu pierwotnego stanu styków.

CN-SFT znajduje zastosowanie w różnych obszarach przemysłu, m.in. do:

• kontroli zamknięcia osłon: zapewnia, że maszyna nie uruchomi się, dopóki wszystkie osłony nie są prawidłowo zamknięte;

• współpracy z czujnikami magnetycznymi: idealne rozwiązanie w środowiskach o wysokich wymaganiach higienicznych, w ograniczonej przestrzeni montażowej, przy obniżonej dokładności dopasowania elementów ruchomych czy w obecności pyłu i wilgoci;

• obsługi przycisków awaryjnego zatrzymania: szybkie i niezawodne wyłączanie maszyn w sytuacjach awaryjnych.

Dzięki swojej wszechstronności i zgodności z normami, CN-SFT stanowi niezawodne rozwiązanie w zakresie monitorowania i kontroli funkcji bezpieczeństwa w nowoczesnych systemach przemysłowych.

System bezpieczeństwa gwarantuje prawidłowe działanie tylko wtedy, gdy jest stosowany jako część kompletnego układu zabezpieczającego, w którym uchwyt współpracuje z certyfikowaną jednostką sterującą. Należy unikać wystawiania czujnika i aktywatora na silne pola magnetyczne, drastyczne wibracje, wstrząsy oraz kontakt z opiłkami żelaza.

ESC-SFT oraz CN-SFT to nowe propozycje Elesa+Ganter dla automatyków i konstruktorów maszyn, którzy chcą podnieść poziom bezpieczeństwa w swoich aplikacjach. Uchwyty ESC-SFT doskonale sprawdzają się w sytuacjach, gdzie zawiasy z wyłącznikami bezpieczeństwa nie są optymalnym wyborem – zwłaszcza przy dużych lub przesuwanych osłonach. Z kolei jednostki sterujące CN-SFT stanowią nieodzowny element kompletnego systemu bezpieczeństwa, zapewniając pewne monitorowanie i sterowanie sygnałami z uchwytu (bądź innych czujników).

Wszystkie omawiane produkty spełniają wymagania podstawowych norm bezpieczeństwa (m.in. EN ISO 13849-1, EN 14119), a szczegółowe parametry techniczne oraz informacje na temat certyfikacji można znaleźć w kartach katalogowych produktów.

W razie pytań dotyczących doboru odpowiedniego wariantu ESC-SFT, konfiguracji CN-SFT czy innych kwestii związanych z bezpieczeństwem maszyn, zapraszamy do kontaktu z działem technicznym Elesa+Ganter Polska, który z przyjemnością udzieli dodatkowych informacji i wsparcia projektowego.

Linki do kart katalogowych opisywanych produktów:
Uchwyty z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa ESC-SFT
Jednostka sterująca do układów bezpieczeństwa kategorii 3 i 4 CN-SFT
Zawiasy z wbudowanym wyłącznikiem bezpieczeństwa CFSW
Zawiasy z czujnikiem otwarcia CFSQ
Uchwyty z monostabilnym przełącznikiem elektrycznym i sygnalizacją LED M.2000-SWM

Redakcja:
Elesa+Ganter Polska

Informacje o pełnej ofercie ELESA + GANTER znajdują się na stronie: www.elesa-ganter.pl
Jeśli nie posiadasz katalogu w wersji papierowej – zamów

Kontakt:
Centrala: +48 22 737 70 47