En entornos industriales como la fabricación y la manipulación de equipos pesados, existen zonas de exclusión. Estas zonas están especialmente marcadas con colores brillantes para indicar límites y evitar que las personas ingresen. Pueden contener sustancias peligrosas, implicar el movimiento de maquinaria pesada y otros equipos potencialmente dañinos.
La cortina de luz de seguridad es un dispositivo que se utiliza para crear una barrera virtual alrededor de entornos peligrosos. Se operan eléctricamente y se pueden usar como sensores para señalar a las autoridades y activar secuencias de apagado de emergencia para proteger al personal.
¿Qué es un sensor de cortina de luz de seguridad?
Los sensores de cortina de luz de seguridad son dispositivos que se utilizan para crear una "barrera virtual" alrededor de un peligro. El área puede contener máquinas que se mueven rápidamente, como brazos robóticos o maquinaria sin vigilancia.
Estos sensores proporcionan una matriz visible de haces que brindan una alerta visual al personal mientras están en uso. Si alguien cruza a través de las vigas, generan una señal que se puede utilizar para activar el apagado de emergencia de la maquinaria peligrosa. A veces también se utilizan para activar alarmas.
¿Cómo funcionan las cortinas de luz de seguridad?
Los sensores de cortina de luz de seguridad tienen dos dispositivos, colocados paralelos entre sí. Una es la unidad emisora / transmisora y la otra es la unidad receptora. La unidad de transmisión consta de una serie de LED o diodos láser (luz visible / invisible). En algunas unidades, los LED están encendidos constantemente, mientras que otros pueden tener LED intermitentes. Los pulsos están secuenciados y modulados. La secuencia puede ser de arriba hacia abajo o de abajo hacia arriba. Los LED también se encienden a una frecuencia específica.
La unidad receptora consta de fototransistores / fotodiodos y está especialmente diseñada para detectar el patrón de pulso y la frecuencia de la unidad transmisora. La unidad consta de un circuito que se encarga de esta tarea y puede diferenciar su unidad de cortina transmisora correspondiente de cualquier otra interferencia. Esto mejora la inmunidad al ruido y a las interferencias externas del sistema.
Las cortinas de luz de seguridad están disponibles en muchas configuraciones. Algunos pueden detectar cualquier objeto que pase, mientras que otros pueden estar programados / configurados para no detectar ciertos tipos de objetos a los que se les permite pasar. Por ejemplo, un sensor de cortina de luz instalado en un transportador puede detectar los objetos que se transportan, pero puede activarse cuando se detecta un objeto más grande o más pequeño.
Estos sensores pueden tener controladores integrados y proporcionar una salida directa como una salida de relé o una salida PNP / NPN conectable directamente a un PLC o una carga. Los modelos de sensores más avanzados tienen módulos de control de seguridad externos.
Las cortinas de luz de seguridad también tienen funciones de autodiagnóstico integradas. Esto los hace muy adecuados para aplicaciones de seguridad en lugar de utilizar un sensor genérico como un sensor fotoeléctrico.
¿Para qué se utiliza una cortina de luz de seguridad?
Las cortinas de luz de seguridad se encuentran en aplicaciones donde la presencia de operadores humanos debería estar prohibida en ciertos casos. Es decir, cuando la máquina está en funcionamiento. Por ejemplo, veamos el brazo del robot de soldadura que se muestra a continuación.
Los brazos robóticos viajan a velocidades muy altas y realizan la operación de soldadura. Antes de que la máquina comience a funcionar, el operador debe poder ingresar al área, configurar la pieza y realizar las calibraciones. Por lo tanto, usar una cerca física no es una solución óptima.
Cuando la máquina está en funcionamiento, el acceso debe ser limitado. Si una persona entra accidentalmente en el área, la cortina de luz detecta el movimiento y la máquina se detiene inmediatamente para evitar accidentes. Este tipo de protección se llama 'protección perimetral'.
Otra aplicación es la 'punto de operación' custodiando. Esto incluye máquinas de ensamblaje como prensas hidráulicas, prensas de moldeo, ojales, remaches y estampadoras. La aplicación de un sensor de cortina de luz es beneficiosa para la protección de manos / dedos del operador mientras la máquina está en uso.
Beneficios de las cortinas de luz de seguridad
- Las cortinas de luz de seguridad brindan protección adicional como apagado de emergencia y activación de alarmas. Esto mejora enormemente la seguridad del personal del operador y lleva los métodos convencionales como marcar el área con señales de peligro al siguiente nivel.
- La mayoría de los sensores están equipados con autodiagnósticos integrados. Ellos monitorean el sistema interno en busca de fallas y, si se detecta una falla, el sensor envía inmediatamente una señal de parada a la máquina protegida. Una vez bloqueado, el bloqueo solo se puede desbloquear reparando el sensor / solucionando el problema o realizando el reinicio de anulación manual.
- Las cortinas de luz de seguridad cumplen con estándares de seguridad industrial muy altos como SIL3, PLe y Type4 y están diseñadas para ser extremadamente confiables. Por lo tanto, a diferencia del uso de un sensor fotoeléctrico simple, el uso de una cortina de luz de seguridad puede mejorar en gran medida el cumplimiento de seguridad del sistema integrado.
- Las cortinas de luz de seguridad están diseñadas para tener la máxima confiabilidad y resistencia ambiental para garantizar que puedan soportar contaminantes y vibraciones en ambientes hostiles.
Tipos de cortina de luz de seguridad
Hay dos tipos de cortinas de luz de seguridad (SLC):
- Punto de operación (POC) SLC
- Las cortinas de luz POC están diseñadas para proteger un área de trabajo relativamente más pequeña. Esto generalmente incluye máquinas pequeñas como estampadoras, máquinas de ojales y similares que requieren que un operador esté muy cerca de la máquina durante la operación. Las cortinas de luz POC pueden proteger los dedos, manos o brazos de los operadores.
- Control de acceso perimetral (PAC) SLC:
- Las cortinas de luz PAC se encuentran donde se requiere protección de cuerpo completo. Estos pueden garantizar que ninguna persona u objeto entre en las instalaciones protegidas.
Estos dos tipos se clasifican puramente de acuerdo con la escala y el tamaño y ambos funcionan de la misma manera.
Además del tamaño / escala, los SLC también cumplen con los requisitos de seguridad industrial como SIL (n) y Tipo (n) y Categoría (n). Por ejemplo, hay SLC que cumplen con los niveles de seguridad Type2 y Type4.
Dependiendo del nivel de riesgo, los dispositivos Tipo 4 verifican rigurosamente fallas dentro del dispositivo de manera repetitiva y autónoma. Un sensor de tipo 2 solo puede realizar una verificación de detección de fallas durante el inicio. Para aplicaciones de alto riesgo, una cortina de luz de Tipo 4 será más adecuada donde se usarán sensores de Tipo 2 donde existe un riesgo muy pequeño pero existente.
Teniendo en cuenta la precisión y la inmunidad a interferencias, los dispositivos de Tipo 2 tienen un EAA (ángulo de apertura efectivo) de ± 5, mientras que el Tipo 4 tiene ± 2.5 grados. Este EAA más amplio hace que los SLC Type2 sean más susceptibles a cortocircuitos ópticos. El cortocircuito óptico ocurre cuando un objeto altamente reflectante desvía algunos o todos los haces de detección. Cuanto mayor sea el EAA, más susceptible es un sensor al cortocircuito óptico.
Independientemente del tipo, categoría y otras características, un SLC debe cumplir con Pautas de selección de cortinas de luz de OSHA. En particular, deben cumplir con IEC-61496 partes 1 y 2 adoptadas como ANSI / UL 61496 partes 1 y 2.
¿Cómo se eligen las cortinas fotoeléctricas de seguridad?
Al seleccionar un dispositivo de cortina fotoeléctrica de seguridad para una aplicación en particular, se deben tener en cuenta algunos aspectos clave:
- Normas y seguridad
Según el grado de protección ofrecido, existen dos categorías de cortinas de luz: Tipo 2, Tipo 4. Las cortinas de luz de Tipo 2 son adecuadas para aplicaciones de bajo riesgo. Tienen un gran campo de visión y realizan un autodiagnóstico solo durante el inicio.
El tipo 4 es superior al tipo 2 y adecuado para aplicaciones de bajo a alto riesgo / Se utilizan para proteger al personal desde el acceso, el punto de operación y los perímetros. Los escáneres ligeros de tipo 4 comprueban constantemente si hay fallas y tienen la tolerancia a fallas más alta.
De acuerdo con las normas, las cortinas de luz de seguridad deben cumplir con ASNI B11.19, IEC 61496, IEC / TS 62046 y ISO 13855.
- Rendimiento
Al seleccionar una cortina de luz adecuada para una aplicación en particular, considere:
- Zona de detección: paralela, perpendicular o diagonal al ángulo de aproximación del operador
- Spanning Distance: distancia entre el transmisor y el receptor
- Altura de protección
- Controlador: tipo PLC integrado o controladores externos
- Sensibilidad
- Protección del medio ambiente: la clasificación de protección de ingreso (IP) del dispositivo para trabajar en condiciones difíciles
- Características adicionales
- Modo de haz flotante: opción para deshabilitar uno o más haces en cualquier ubicación para permitir el movimiento a través de una sección en particular (movible automáticamente a una velocidad determinada)
- Circuitos de autocomprobación: la capacidad de diagnosticar e indicar cualquier error al inicio o durante la operación.
- Blanking / Banking: opción para deshabilitar uno o más haces estacionarios
- Relé de seguridad de enganche: una salida especial que se engancha cuando una persona / objeto cruza la cortina y permanece hasta que se reinicia deliberadamente.
- Silenciamiento: opción de derivación temporal para permitir la operación manual durante la operación no peligrosa de la máquina
¿Cuáles son las normas de seguridad para las cortinas de luz de seguridad?
Las cortinas de luz de seguridad deben cumplir con los siguientes estándares:
- ASNI B11.19- Criterios de desempeño para salvaguardar
- IEC 61496- Equipo de protección electrosensible
- IEC / TS 62046- Aplicaciones de equipos de detección de presencia
- ISO 13855- Salvaguardias de maquinaria para el personal
Conclusión
Las cortinas de luz de seguridad son dispositivos que se utilizan para crear una barrera virtual alrededor de un área de alto riesgo. Estos sensores pueden detectar un objeto o una persona que ingresa al área peligrosa y activar mecanismos de seguridad para reducir o eliminar por completo el riesgo de peligro. En aplicaciones de automatización, las cortinas de luz se utilizan para activar el apagado de emergencia de las máquinas para detener completamente la máquina antes de que el operador entre en contacto con ella. En algunas aplicaciones, las cortinas de luz también se utilizan para contar objetos.
