Senzory s průmyslovou bezpečnostní rohoží pro ochranu strojů: Odolné proti rozdrcení, odolné a připravené pro automatizaci bezpečnostních systémů
Co jsou Průmyslové bezpečnostní rohože pro stroje?
Bezpečnostní zařízení citlivé na tlak
Průmyslová bezpečnostní rohož (známá také jako bezpečnostní tlaková rohož) je bezpečnostní zařízení citlivé na tlak: při aplikaci předem nastavené minimální hmotnosti rohož funguje jako spínač a vyšle signál stop do řídicí jednotky, která okamžitě zastaví chráněné strojní zařízení. To zajišťuje účinnou ochranu obsluhy před potenciálními nebezpečími.
Použití bezpečnostních rohoží pro stroje
Tyto rohože chrání oblast kolem zařízení, jako například:
• Svařovací roboti
• Stroje na výrobu pryže a plastů
• Montážní linky
• Systémy pro manipulaci s materiálem
• Balicí a lisovací stroje
• Automobilová výroba
• Ocelářský a hutní provoz
Ve srovnání s fyzickými ochrannými kryty, posuvnými dveřmi nebo zarážkami nabízejí průmyslové bezpečnostní rohože volnost, flexibilitu a úsporu úsilí. Zachovávají plný výhled a přístupnost pracovního prostoru a zároveň zvyšují bezpečnost a snižují riziko zranění.
Hlavní vlastnosti průmyslových bezpečnostních rohoží
Bezpečnostní rohože DADISICK jsou vyrobeny z odolného PVC nebo NBR a mají tlakově litinové konstrukce odolné proti nárazu. Odolávají delaminaci a korozi způsobené kyselinami, zásadami a solemi. Řada DT od DADISICK snese zatížení mezi 200–400 N/cm² (dostatečně pevné, aby odolaly rozdrcení lehkými vozidly). S očekávanou životností přes 1–3 miliony cyklů a možností instalace ve všech směrech jsou odolné a přizpůsobivé.
Standardní velikosti jsou omezeny na ≤1,5 m². Pro větší plochy lze bez problémů sestavit více rohoží.
Jak fungují bezpečnostní tlakové rohože
Princip detekce citlivé na tlak
Senzorová vrstva v průmyslových bezpečnostních rohožích funguje na principu detekce citlivé na tlak, kdy fyzický tlak nebo přítomnost na rohoži spustí elektrickou reakci k zahájení bezpečnostních opatření (např. zastavení strojů nebo spuštění alarmu).
Senzorová vrstva detekuje tlak uzavřením nebo změnou elektrického obvodu při působení váhy. Obvykle se skládá ze dvou vodivých vrstev oddělených izolačním nebo distančním materiálem. Když tlak (např. osoba šlápnoucí na podložku) stlačí vrstvy, dojde ke kontaktu, čímž se obvod uzavře a signál se odešle do řídicího systému.
Klíčové komponenty a mechanismus
1. Vodivé vrstvy:
● Vyrobeno z materiálů, jako jsou kovové desky, vodivá pěna nebo zapuštěné drátěné mřížky.
● Jedna vrstva funguje jako „horní“ vodič a druhá jako „spodní“ vodič.
● Tyto vodiče jsou obvykle oddělené, aby obvod zůstal otevřený.
2. Izolační/distanční vrstva:
● Nevodivý materiál (např. pěna nebo guma) drží vodivé vrstvy od sebe, když na ně není vyvíjen tlak.
● Navrženo pro stlačení pod určitou hmotnostní hranicí (např. 20–50 kg, v závislosti na citlivosti podložky).
3. Uzavření obvodu:
● Při působení tlaku se distanční vložka stlačí, což umožní dotyk vodivých vrstev.
● Tím se obvod uzavře a vygeneruje se elektrický signál (např. nízkonapěťový stejnosměrný nebo střídavý signál).
4. Přenos signálu:
● Uzavřený obvod vysílá signál přes připojené vedení do řídicí jednotky.
● Řídicí jednotka interpretuje signál a spouští akce, jako je zastavení strojů, aktivace alarmu nebo zaznamenání události.
Typy senzorových mechanismů
● Jednozónová: Celá rohož funguje jako jeden senzor a spouští jednotnou odezvu.
● Vícezónové: Segmentované vodivé oblasti umožňují detekci specifických zón, což umožňuje komplexnější řízení (např. různé reakce na základě místa působení tlaku).
● Kapacitní snímání (méně běžné): Některé rohože detekují změny kapacity způsobené přítomností osoby spíše než fyzickým tlakem, používají se ve specializovaných aplikacích.
Integrace rohoží pro průmyslovou bezpečnost ve strojích
Plánování rozvržení bezpečnostních rohoží pro stroje
Průmyslové bezpečnostní rohože se instalují kolem zařízení a vytvářejí ochranný obvod. Když někdo vstoupí na rohož, piezorezistivní senzor zachytí tlak a převede jej na elektrický spínací signál. Tento signál je přenášen do bezpečnostního relé nebo řídicí jednotky, což vyvolá okamžité vypnutí stroje ještě před kontaktem těla s pohyblivými částmi, což zajišťuje bezpečnost obsluhy.
Typické umístění zahrnuje
1. Vstupní body k lisům, ohýbačkám nebo robotickým zónám
2. Prostory pro nakládku/vykládku obsluhy
3. Zóny nedostatečně pokryté světelnými závěsy
Klíčové aspekty rozvržení
• Správné dimenzování a umístění pro pokrytí všech rizikových zón
• Zabraňte vzniku nebezpečí zakopnutí a zároveň si zachovejte pohotovost
• Bezproblémová koordinace s dalšími bezpečnostními systémy
Rohože se integrují s bezpečnostními relé (např. TER-A) a vytvářejí tak systémy splňující normy EN 1760‑1, ISO 13856‑1, EN 62061, ISO 13849‑1, IEC 61508 a EN 60204‑1.
Bezpečnostní opatření v rámci spolupráce: Bezpečnostní rohože s vypínači a komplexní bezpečnostní síť
Bezpečnostní rohože s vypínači nefungují izolovaně – jsou součástí vícevrstvých bezpečnostních systémů. V kombinaci se světelnými závěsy, blokovacími vypínači, bezpečnostními relé a tlačítky nouzového zastavení nabízejí redundanci a širší pokrytí ochrany.
• Rohože chrání spodní patra, zatímco světelné závěsy chrání horní část těla
• Bezpečnostní relé shromažďují vstupy z rohoží, dveří a nouzových zastavení pro bezpečné logické rozhodování
• Díky integraci s PLC usnadňují schémata zapojení bezpečnostních rohoží diagnostiku, monitorování v reálném čase a zónovou správu bezpečnosti
Tento integrovaný systém zajišťuje ochranu obsluhy bez ohledu na vstupní bod a splňuje tak globální bezpečnostní požadavky dle norem ISO 13849 a OSHA.
Průvodce instalací a zapojením průmyslových bezpečnostních rohoží
Přehled zásad zapojení bezpečnostních rohoží
Bezpečnostní rohože jsou základní součástí průmyslových bezpečnostních systémů, určených k ochraně personálu detekcí tlaku a spouštěním bezpečnostních reakcí. Fungují na principu normálně otevřeného obvodu: když není aplikován žádný tlak, obvod zůstává otevřený a neprotéká žádný proud, což indikuje bezpečný stav. Když je aplikován tlak – například když pracovník šlápne na rohož – obvod se uzavře, protože se vodivé vrstvy uvnitř rohože spojí a umožní průtok proudu. Toto uzavření signalizuje bezpečnostní relé nebo řídicí jednotku, která monitoruje obvod a iniciuje akce, jako je zastavení strojů nebo aktivace alarmů, aby byla zajištěna bezpečnost.
Proces zapojení zahrnuje připojení bezpečnostní rohože k bezpečnostnímu relé nebo řídicí jednotce, která interpretuje stav obvodu a provede odpovídající reakci. Správné zapojení je zásadní, aby se zabránilo falešným spouštěním (neúmyslným aktivacím) nebo poruchám (nedostatečné reakci v případě potřeby). Pro zajištění spolehlivosti musí instalatéři dodržovat pokyny výrobce, používat vhodné kabely, zabezpečit připojení a provádět pravidelné testování. Účinnost bezpečnostních rohoží v podstatě závisí na jejich jednoduchém, ale přesném provedení zapojení, takže pečlivá instalace a údržba jsou pro průmyslovou bezpečnost zásadní.
Příklad analýzy schématu zapojení bezpečnostní rohože
Bezpečnostní rohože podporují dvě hlavní konfigurace zapojení: čtyřvodičové a rezistorové (dvouvodičové). Volba závisí na bezpečnostních a provozních potřebách aplikace a uživatelé by si měli před nákupem ověřit kompatibilitu s výrobcem.
1. Čtyřvodičový systém
1. Čtyřvodičový systém
● Popis: Používá čtyři vodiče, dva připojené ke každému internímu spínači, propojenému s dvoukanálovými vstupy bezpečnostního relé.
● Výhody: Nabízí vynikající stabilitu a detekci poruch, protože relé monitoruje každý spínač nezávisle.
● Případ použití: Ideální pro vysoce riziková prostředí vyžadující maximální spolehlivost, jako jsou například velké strojní zóny.
2. Systém s rezistorem (dvouvodičový)
● Popis: Používá dva vodiče se zakončovacím rezistorem, což umožňuje relé monitorovat integritu obvodu pomocí změn odporu.
● Výhody: Jednodušší a nákladově efektivnější, vhodné pro méně složité aplikace.
● Případ použití: Funguje dobře v základních nastaveních, kde je pokročilá detekce chyb méně důležitá.
Čtyřvodičový systém se často doporučuje pro svou robustnost, ačkoli obě metody jsou životaschopné, pokud jsou sladěny se správným scénářem.
3. Příklad schématu zapojení
Jako příklad si uveďte bezpečnostní rohož řady DT14 (normálně otevřený typ) a bezpečnostní relé Ter-A. Rohož DT14 je navržena pro odolnost a citlivost (spouštěcí síla: 30 kg), zatímco relé Ter-A podporuje všestranné bezpečnostní vstupy a možnosti resetování.
3. Příklad schématu zapojení
Jako příklad si uveďte bezpečnostní rohož řady DT14 (normálně otevřený typ) a bezpečnostní relé Ter-A. Rohož DT14 je navržena pro odolnost a citlivost (spouštěcí síla: 30 kg), zatímco relé Ter-A podporuje všestranné bezpečnostní vstupy a možnosti resetování.
Klíčové pokyny pro zapojení bezpečnostních rohoží
1. Bezpečnostní rohož musí být připojena k dvoukanálovým vstupním svorkám (například výstupům OSSD) bezpečnostního relé nebo bezpečnostního PLC, aby bylo zajištěno redundantní monitorování.
2. Použijte regulovaný zdroj napájení 24 V DC (doporučené bezpečné napětí). Zajistěte, aby kolísání napětí zůstalo v rozmezí ±10 %. Ochranný vodič (PE) musí být spolehlivě uzemněn, aby se zabránilo falešnému spuštění způsobenému elektromagnetickým rušením.
3. Zajistěte správné vedení a stínění kabelů
● Udržujte signální kabely bezpečnostní rohože alespoň 30 cm od napájecích kabelů (například kabelů motoru nebo měniče).
● Pokud je křížení nevyhnutelné, udělejte tak v úhlu 90°.
● Používejte stíněné kroucené dvoulinky a stínění uzemněte pouze na jednom konci (obvykle na straně rozvaděče), abyste zabránili vzniku zemních smyček.
● Zabraňte stlačení kabelů těžkými předměty nebo jejich ostrému ohýbání (minimální poloměr ohybu by měl být ≥5násobek průměru kabelu).
4. Používejte krimpovací svorky (kroucení holých vodičů není povoleno)
Po zapojení proveďte zkoušku tahem – spoje musí odolat tažné síle ≥15 N
Běžné tipy pro řešení problémů
I. Bezpečnostní podložka se nespouští (zařízení se po došlapu nezastaví)
Poruchový jev | Možné příčiny | Metody odstraňování problémů | |||
Žádná reakce při šlapání na bezpečnostní podložku | 1. Napájení není připojeno nebo je napětí nedostatečné | Pomocí multimetru změřte napájecí napětí (DC 24 V ±10 %) a zkontrolujte, zda vypínač funguje správně. | |||
| 2. Uvolněné nebo odpojené zapojení | Zkontrolujte svorkovnici a konektory, zda nejsou uvolněné. Pro kontrolu vodivosti kabelů použijte multimetr. | ||||
| 3. Vnitřní selhání senzoru v rohoži | Zkratujte výstupní svorky rohože. Pokud se zařízení zastaví, je vnitřní obvod rohože vadný a je třeba ji vyměnit. | ||||
Kontrolka nesvítí (pokud je k dispozici) | 1. Spálená pojistka | Vyměňte pojistku za pojistku se stejnými specifikacemi. Zkontrolujte obvod, zda nedošlo ke zkratu (např. zda se odkryté vodiče nedotýkají země). | |||
2. Porucha kontrolky | Změřte napětí na kontrolce. Pokud je napětí přítomno, ale kontrolka nesvítí, vyměňte kontrolku. | ||||
II. Falešné spuštění bezpečnostní podložky (zařízení se neočekávaně zastaví, aniž by na něj někdo šlápl)
1. Elektromagnetické rušení
1. Elektromagnetické rušení
Příčina: Blízká zařízení, jako jsou střídače, svářečky nebo jiné silné elektromagnetické zdroje.
Řešení:
● Zkontrolujte, zda je stínící vrstva správně uzemněna. Zkuste uzemnit oba konce, pokud to dovoluje návod k obsluze produktu.
● Zajistěte, aby signální kabely byly udržovány alespoň 30 cm od napájecích kabelů a vyhněte se jejich paralelnímu vedení.
2. Uvolněné spoje nebo zkraty
Příčina: Špatný kontakt na svorkách nebo poškozená izolace kabelů.
Řešení:
● Znovu zakrimpujte svorky a obalte odkryté žíly vodičů izolační páskou.
● Zkontrolujte izolační odpor multimetrem (≥10 MΩ); vyměňte všechny poškozené kabely.
3. Cizí předměty nebo deformace na povrchu rohože
● Příčina: Prach, kovové úlomky nebo vyvýšené okraje rohože mohou způsobit falešné signály tlakového senzoru.
Řešení:
● Vyčistěte povrch rohože stlačeným vzduchem.
● Opravte nebo vyměňte všechny deformované rohožové lišty.
III. Zařízení se po spuštění neresetuje
III. Zařízení se po spuštění neresetuje
1. Vadné resetovací tlačítko nebo obvod
Příčina: Špatný kontakt v resetovacím tlačítku nebo relé zaseknuté v bezpečnostním obvodu.
Řešení:
● Změřte napětí na svorkách resetovacího tlačítka a zároveň jej držte stisknuté. Pokud není detekován žádný signál NC (normálně zavřený), vyměňte tlačítko nebo relé.
2. Mechanická překážka v podložce
Příčina: Cizí předměty (např. šrouby, nečistoty) pod rohoží brání návratu senzoru do původního stavu.
Řešení:
● Zvedněte rohož a odstraňte všechny předměty pod ní.
● Zkontrolujte, zda tlumicí vrstva nestárne nebo není deformovaná; v případě potřeby ji vyměňte.
Testování výkonu bezpečnostních rohoží pro průmysl
1. Zkouška odolnosti proti převrácení
● Normy EN 1760‑1 / ISO 13856‑1 stanoví, že rohože citlivé na tlak musí spolehlivě detekovat osoby s hmotností nad 20–35 kg a odpovídajícím způsobem spouštět bezpečnostní funkce.
● Rohože procházejí mechanickými testy, které simulují opakovaný tlak převrácení od lidí nebo lehkých vozidel, aby byla zajištěna konzistentní prahová hodnota aktivace a dlouhodobá trvanlivost. Tyto testy zajišťují, že rohož spolehlivě zastaví po opakovaných cyklech zátěže.
2. Zkoušky elektrické izolace a těsnosti
● Pro rohože používané v blízkosti elektrických zařízení definují normy jako IS 15652 (Indie) a IEC 61111 zkoušky dielektrické pevnosti, izolačního odporu a svodového proudu za podmínek až 66 kV AC nebo 240 V DC.
● Dielektrické výdržné testy (hipot testy) aplikují vysoké napětí a měří svodový proud, aby se potvrdila integrita izolace rohože.
3. Zkoušky odolnosti proti korozi kyselinami a zásadami
● Rohože musí být také odolné vůči chemické degradaci. Normy jako IS 15652 zahrnují testy posuzující odolnost vůči kyselinám, zásadám, olejům a nízkým teplotám.
Průvodce výběrem a nákupem průmyslových bezpečnostních rohoží
| Specifikace | |||
| Síla spouště | >20 kg | 30 kg (pro dospělé) | |
| Hmotnost | Maximální povolené zatížení (8 hodin): ≤ 400 N/cm² | Maximální povolené zatížení (8 hodin): ≤ 200 N/cm² | Odolnost proti tlaku: Dynamické zatížení do 500 kg Statické zatížení až 700 kg |
| Tloušťka bezpečnostní rohože | 15 mm | 11 mm | 14 mm |
Povrchový materiál | NBR pryž | PVC | NBR pryž |
Mechanická životnost | 3 000 000krát | 1 000 000krát | 1 000 000krát |
Stupeň ochrany | IP65 | ||
Okolní teplota | -10℃ ~ +55℃ | +5℃ ~ +55℃ | -10℃ ~ +60℃ |
Doba odezvy | 18 ms | < 30 ms | |
Doporučené aplikace | Zvláštní nebo těžké pracovní podmínky | Všeobecné pracovní podmínky; | Bezpečnostní ochrana pro osoby, malá auta a vozidla ve smíšených oblastech |
Související bezpečnostní produkty
Metoda detekce: Metoda snímání tlaku Odolnost proti tlaku: Dynamické zatížení do 500 kg, statické zatížení do 700 kg Spouštěcí síla: 30 kg (pro dospělé) Materiál ochrany povrchu: Pryž NBR Tloušťka rohože: 14 mm
Používá se k monitorování míst, jako jsou bezpečnostní dveře a okna.
Rozteč paprsků: 30 mm Počet optických os: 42 Ochranná výška: 1230 mm Výstupy bezpečnostní světelné závory (OSSD) 2 PNP
Vzdálenost 5 m, technika, která využívá laserový paprsek k měření vzdálenosti a vytváření podrobných map objektů a prostředí.
