Technologie
La sécurité des machines vise à réduire le risque de dommages corporels et matériels. Cette réduction peut être obtenue grâce à :
- la prévention des risques pendant la phase de conception de l'installation
- l'établissement de barrières physiques
- l'utilisation de panneaux d'avertissement et la formation des opérateurs
- l'utilisation de dispositifs fonctionnels de sécurité tels que des détecteurs de sécurité, des barrages immatériels et des barrières multifaisceaux
Sécurité fonctionnelle
Il n'existe pas de risque zéro dans l'industrie manufacturière. Le risque doit donc être évalué, pour le réduire à un risque résiduel acceptable. Avec la « sécurité fonctionnelle » il s'agit de définir les dommages pouvant être causés par une situation, à contrôler au moyen de dispositifs de sécurité.
ifm ne peut pas déterminer le risque des applications concrètes. Nous proposons des barrages immatériels et des barrières multifaisceaux qui satisfont aux exigences de sécurité les plus élevées :
- Type 4
- SIL 3
- SIL CL 3
- PL e
Il existe plusieurs normes de sécurité des machines.
- La CEI 61508 est une norme internationale s'appliquant au développement de systèmes électriques, électroniques et électroniques programmables. Elle définit les exigences devant être respectées par les systèmes en matière de conception, de fonctionnement et de maintenance pour respecter un certain niveau d'intégrité de sécurité (SIL). Elle a valeur de document normatif de référence dont dérivent les autres normes spécifiques au secteur.
- La norme ISO 13849-1 définit le niveau de performance (Performance Level - PL) : les exigences s'appliquant aux systèmes électriques, électroniques et électroniques programmables, spécialement pour les machines.
- La norme CEI 62061 définit les exigences s'appliquant aux systèmes électriques, électroniques et électroniques programmables ainsi qu'aux machines non électriques, telles que les machines hydrauliques et pneumatiques, en relation avec la limite d'exigences SIL (Safety Integrity Level claim limit, SIL CL).
- La norme CEI 61511 définit les exigences SIL pour l'automatisation des process.
- Les normes CEI 61496-1 et -2 définissent les exigences spécialement pour les appareils optoélectroniques tels que les barrages immatériels et les barrières multifaisceaux (type).
Lexique
Comparatif des barrages immatériels de sécurité et des barrières multifaisceaux
Tout comme les barrages optoélectroniques, les barrages immatériels de sécurité sont équipés d'un émetteur et d'un récepteur. Plusieurs faisceaux de lumière infrarouge entourent la zone dangereuse. S'ils sont interrompus, le barrage immatériel envoie un signal au circuit d'arrêt d'urgence de la machine. Un barrage immatériel consiste en plusieurs faisceaux adjacents (distance de 14...90 mm selon la résolution), tandis qu'une barrière multifaisceaux n'est constituée que de quelques faisceaux (2, 3 ou 4) qui sont nettement plus éloignés les uns des autres (300...500 mm). Selon leur résolution, les barrages immatériels peuvent être utilisés pour la protection des doigts, de la main ou du corps, tandis que les barrières multifaisceaux sont exclusivement destinées à la protection du corps.
Différences entres les barrages immatériels et les barrière multifaisceaux de type 2 et de type 4
Si le système de sécurité fonctionnel installé utilise un dispositif optoélectronique tel qu'un barrage immatériel ou une barrière multifaisceaux (contrairement à un détecteur inductif de proximité), la description « type » est utilisée pour définir les exigences selon les normes CEI 61496-1 et -2.
| Type 2 | Type 4 | |
|---|---|---|
| Fiabilité de contrôle | Contrôle de défaut au démarrage ou au redémarrage. | Auto-contrôle de défaut continuel. |
| Angle d'ouverture efficace (EAA) |
5° EAA. En cas d'installation à proximité de surfaces brillantes, le faisceau lumineux peut emprunter une autre voie, non sûre, également appelée « court-circuit optique ». | 2,5° EAA. Un angle d'ouverture efficace plus faible limite le risque de court-circuit optique. |
| Circuits redondants | Non nécessaires. | Comporte une duplication des composants critiques et circuits de commutation, pour fournir un système de secours en cas de panne du système principal. |
| Niveau de sécurité possible |
SIL cl 1 et PL c. | Respecte les exigences SIL les plus strictes possibles selon la norme CEI 61496 : SIL cl 3 et PL e. |
| Coûts | Coûts réduits. | Coûts normalement élevés, mais chez ifm le prix des barrages immatériels de type 4 est comparable à celui des barrages immatériels de type 2. |
Hauteur et largeur de protection
La hauteur de la zone protégée ne correspond pas à la longueur totale du barrage immatériel ou de la barrière multifaisceaux de sécurité, mais à la zone entre le premier et le dernier faisceaux. Chez ifm, les barrages immatériels de sécurité disponibles ont des hauteurs de protection entre 160 et 1810 mm avec des pas de 150 mm et les barrières de sécurité multifaisceaux présentent des hauteurs de protection entre 500 et 900 mm.
La largeur de protection est la distance entre l'émetteur et le récepteur. Elle peut aussi être considérée comme la portée. Tous nos barrages immatériels et barrières multifaisceaux de sécurité peuvent fonctionner avec une puissance lumineuse élevée, ce qui augmente la portée. Ceci peut être configuré par l'intermédiaire du câblage. Pour plus de détails, voir ci-dessous.
Différences entre la protection de zone et la protection de surface
Le terme de protection de zone s'applique aux barrages immatériels qui sont installés à proximité immédiate d'une machine pour sécuriser l'accès aux zones dangereuses. Le terme de protection de surface correspond aux barrages immatériels ou barrières multifaisceaux de sécurité qui sont disposés autour d'une machine pour sécuriser l'accès à l'ensemble de la zone.
Résolution
La résolution est la somme du diamètre d'une lentille et de l'entraxe de lentilles adjacentes. Les objets plus grands que la résolution ne peuvent pas passer dans la zone protégée sans causer de défaut. Plus la résolution est faible, plus l'objet détectable par le barrage immatériel est petit.
Applications de muting
Le muting désactive temporairement la fonction de protection. Dans les applications typiques, le matériel à produire peut traverser le barrage immatériel ou la barrière multifaisceaux, mais l'accès à la zone dangereuse reste interdit aux personnes. La fonction muting est obtenue en combinant les barrages immatériels d'ifm avec le relais de sécurité G2001S.
Un palettiseur place une palette de fûts sur un convoyeur. Les capteurs de muting sont déclenchés et la palette peut quitter la zone (elle se déplace de droite à gauche sur l'image). Si un opérateur cherche à entrer dans la zone du palettiseur, le barrage immatériel détecte sa présence et interrompt l'alimentation en courant de la machine.
Applications de blanking
Avec le blanking, la surveillance de jusqu'à trois faisceaux adjacents est désactivée sans interrompre le circuit de sécurité. Ce type de barrage immatériel est typiquement utilisé pour l'alimentation ou la sortie de matériau. L'occultation flottante (Floating Blanking) permet à un objet de faire des allées et venues dans la zone protégée tandis que la machine reste en fonctionnement. Les autres faisceaux sont actifs et assurent la protection des personnes. Le blanking permanent permet à un objet de demeurer en permanence dans la zone protégée sans que le circuit de sécurité ne soit interrompu. Ce mode de fonctionnement des barrages immatériels à blanking d'ifm peut être sélectionné via le câblage.
Des plaques d'acier sont transportées vers une presse de découpage. La partie inférieure des faisceaux peut être déclenchée sans interruption du circuit de sécurité. Si au contraire un opérateur cherche à toucher l'intérieur de la presse, la machine est immédiatement stoppée.
Applications en cascade
Avec le montage en cascade, plusieurs barrages immatériels peuvent être raccordés en série. Actuellement, ifm ne propose pas de barrages immatériels en cascade. Chaque barrage immatériel nécessite son propre relais de sécurité.
Un barrage immatériel peut être monté verticalement devant la machine, un deuxième horizontalement à l'avant de la machine.