Entraînements et sécurité des machines

Selon une hiérarchie de contrôles couramment consultée, la sécurité des personnes sur le lieu de travail dépend de divers types de mesures de protection. Le plus efficace d'entre eux est classé comme élimination des dangers – évidemment assez. À l'autre extrémité de l'échelle se trouve le port d'équipements de protection individuelle. À mi-chemin entre les deux se trouve le domaine des contrôles techniques – la conception ou l'adaptation de machines pour isoler le travailleur du risque.

Cette catégorie comprend une grande variété d'idées d'ingénierie. Les ascenseurs et les plates-formes aident à empêcher les personnes de tomber (ou de tomber sur ). Les pièces sacrificielles telles que les fusibles ou les disques de rupture sont conçues pour protéger les machines en cas de défaillance sous contrainte. Les systèmes de ventilation garantissent que les atmosphères sont propres et sans danger pour la respiration.

Systèmes de sécurité des machines dans la fabrication

Les machines avec des pièces en mouvement rapide, telles que les volants d'inertie, les courroies d'entraînement et les pales de ventilateur, présentent un danger particulier et, lorsque cela est possible, des protections pour empêcher tout contact avec les parties du corps sont une exigence légale. Ces protections vont des capots et des boucliers fabriqués de manière appropriée aux, dans le cas des robots et autres machines plus grandes, des cages de périmètre en fil métallique.

Lorsqu'une intervention humaine dans l'équipement est nécessaire, afin d'effectuer une inspection ou une réparation, il est essentiel que les machines dangereuses soient désactivées et maintenues éteintes en toute sécurité. Un certain nombre de dispositifs sont traditionnellement utilisés pour effectuer cette procédure. Le plus souvent, les verrouillages électriques fixés aux portails d'accès désactivent automatiquement les machines lorsque les portails sont ouverts.

Les barres lumineuses et les rideaux remplissent la même fonction pour les machines plus petites ou lorsque les cages grillagées seraient autrement inappropriées. (Le circuit électrique est interrompu lorsqu'une personne brise un champ lumineux projeté entre deux points. ) Les tapis de pression sont un autre dispositif de détection de présence fréquemment utilisé.

Une telle sécurité Le système fonctionne classiquement au moyen d'une série de composants électromécaniques câblés :interrupteurs, relais, contacteurs, encodeurs, etc. De plus en plus, cependant, les contrôles de sécurité édictés par ces dispositifs externes sont intégrés dans la programmation des variateurs de vitesse .

Systèmes de sécurité basés sur la conduite sont moins compliqués et moins longs à installer que leurs prédécesseurs non numériques. Ils évitent les structures électroniques supplémentaires requises par les mécanismes de sécurité traditionnels et sont moins vulnérables aux défaillances des pièces. De plus, grâce à des procédures de réinitialisation plus simples et plus rapides, les temps d'arrêt coûteux peuvent être minimisés.

Systèmes de sécurité basés sur les variateurs dans les machines de fabrication

Comme tous les aspects de l'ingénierie des machines, les fonctions de sécurité basées sur les variateurs doivent fonctionner avec un certain niveau de fiabilité. Les normes conçues par des organismes tels que la Commission électrotechnique internationale informent la législation produite par l'Union européenne et d'autres autorités du monde entier. Afin de répondre aux critères de sécurité requis par la directive européenne sur les machines 2006/42/CE, la sécurité fonctionnelle des variateurs de vitesse doit être conforme à la norme produit EN/IEC 61800-5-2.

Les mesures de sécurité qu'un système basé sur variateur peut apporter aux opérations couvrent une gamme de réponses aux dangers. La fonction fondamentale, et la plus couramment utilisée, est la Safe Torque Off (STO) signal. Cela coupe simplement l'alimentation en énergie génératrice de couple du moteur. La rapidité avec laquelle la machine s'arrête dépendra de la charge ou de la friction, et elle est garantie contre un redémarrage inattendu.

Lorsque l'action mécanique doit être arrêtée de manière contrôlée, le Safe Stop 1 (SS1) ordonne au variateur de ralentir rapidement la vitesse jusqu'à l'arrêt avant d'activer automatiquement STO. Cela répond aux exigences d'arrêt d'urgence des équipements de filature lourds tels que les scies, les rectifieuses et les laminoirs.

Arrêt de sécurité 2 (SS2) fonctionne de la même manière sauf qu'après le freinage, le moteur est maintenu dans un état de fonctionnement sûr. L'utilisation de cette fonction pour maintenir le couple total disponible du moteur peut être nécessaire pour maintenir stables les pièces de l'équipement qui, autrement, tomberaient hors de position.

Dans le cas de machines telles que des grues et des palans qui traitent des charges très lourdes, un Safe Brake Control (SBC) est utilisé pour activer un frein de maintien mécanique en même temps que l'entraînement principal est désactivé par le signal STO.

Grâce à la vitesse limitée en toute sécurité (SLS) fonction, les machines peuvent être amenées à fonctionner en dessous d'une limite spécifiée. Comme surveillé par le variateur, une vitesse qui dépasse cette limite déclenchera automatiquement un arrêt d'urgence via un signal STO ou SS1.

La fonction SLS est particulièrement utile dans la configuration et la maintenance d'équipements où, par exemple, les câbles doivent être alimentés manuellement sur des roues ou des tambours tournants. C'est aussi généralement un moyen de minimiser les pertes de travail. Plutôt que d'arrêter complètement une machine lorsqu'un opérateur se trouve à proximité d'un équipement, il peut être utilisé pour poursuivre la production à un rythme réduit et sûr jusqu'à ce que l'opérateur entre dans une zone de danger spécifique (à quel point l'alimentation est coupée ).

Et parce que les fortes chutes, ainsi que les surtensions, peuvent entraîner un comportement dangereux de certaines machines, une limite de vitesse inférieure peut être programmée en conjonction avec une limite supérieure au moyen de la gamme de vitesse de sécurité (SSR) fonction.

La disponibilité de cette gamme de commandes de sécurité, individuellement ou en combinaison via des modules enfichables et des modules de bus de terrain, offre au concepteur d'automatisation beaucoup plus de flexibilité et de liberté qu'auparavant. Et grâce aux informations d'état disponibles dans l'interface du variateur, l'opérateur dispose d'une vue d'ensemble fiable du système permettant des diagnostics rapides et précis.

Son caractère intelligent et adaptable signifie finalement qu'un système de sécurité piloté est aussi capable d'anticiper les dangers mécaniques qu'il est efficace pour y répondre. Les avantages qui en résultent pour le lieu de travail, non seulement en termes de sécurité, mais aussi de rationalisation de la conception et d'amélioration de l'efficacité globale, en font un élément naturel de l'industrie automatisée.