Lichtschermen, optische beveiliging tegen gevaarlijke situaties
Veiligheidslichtschermen, ook bekend als lichtgordijnen of optische beveiliging zijn de ideale oplossing om operators te beschermen tegen gevaarlijke machines en situaties. Lichtschermen zorgen ervoor dat bij betreding van de beveiligde zone het proces automatisch wordt gestopt.
Wat is een lichtscherm?
Hoe installeer je een lichtscherm?
Wat betekend muting?
Waarom een lichtscherm?
Veiligheidslichtschermen schermen gevaarlijke zones af met een beveiligingsveld van infrarode lichtstralen en creëren zo een veilige zone, dit maakt lichtschermen de ideale beveiliging voor veel geautomatiseerde processen. Doordat lichtschermen gevaarlijke zones optisch kunnen afschermen, kunnen ze in sommige gevallen dienen als vervanger van fysieke afschermingsmethoden zoals machineafscherming. In vergelijking met een fysieke barrière zijn lichtschermen efficiënter om machines te onderhouden en om semiautomatische handelingen uit te voeren. Met het gebruik van lichtschermen worden er ruimte en kosten bespaard. Tegelijkertijd bieden veiligheidsgordijnen meer vrijheid en flexibiliteit voor de gebruiker.
Lichtschermen zijn de ideale oplossing wanneer het nodig is om actief in te grijpen in het productieproces, zoals bij verpakkingsmachines, persen, robotinstallaties, montagelijnen en transportinstallaties.
Lichtgordijnen helpen de veiligheid van de operator te waarborgen tijdens het instellen, onderhouden en repareren van de machines. Lichtschermen kunnen daarnaast ook worden gebruikt om een specifiek punt in een gevaarlijk proces te beveiligen of om de gevaarlijke zone rond een machine af te bakenen.
Wanneer gebruik je een lichtscherm?
Lichtschermen zijn optische beveiligingssensoren die gebruikt kunnen worden voor gebiedsbeveiliging, inloopbeveiliging en ingrijpbeveiliging. Een lichtscherm beveiligt een opening tegen het ongeoorloofd passeren van lichaamsdelen. De te beveiligen opening kan variëren van enkele centimeters tot meerdere meters.
Wanneer het risico bestaat dat handen, vingers of armen van operators zich in de directe nabijheid van machines bevinden kan er gebruik worden gemaakt van lichtschermen. Er zijn lichtschermen speciaal voor vingerdetectie, handdetectie of lichaamsdetectie. Op onze webshop bieden wij de MLG lichtschermen van Mechan Controls. Dit zijn lichtschermen met een resolutie van 14, 30 of 70 mm.
Wat is de resolutie bij een lichtscherm? De resolutie is de afstand tussen de lichtstralen. Hoe kleiner de resolutie hoe korter de afstand tussen de lichtstralen. Bij een kleinere resolutie worden er kleinere lichaamsdelen waargenomen door het lichtscherm. Het lichtscherm detecteert wanneer een vinger, hand of arm de lichtstralen doorbreekt en zorgt ervoor dat de machine wordt stopgezet om een gevaarlijke situatie en letsel te voorkomen.
Met lichtschermen voor inloop detectie word er een optische afscherming rondom de machine gecreëerd. Wanneer iemand de beveiligde zone betreed, wordt de machine uitgeschakeld. Lichtschermen voor inloop detectie zijn lichtschermen met 2,3 of 4 lichtstralen. Het aantal lichtstralen dat u nodig heeft is afhankelijk van de detectie hoogte. In ons assortiment hebben wij de Multi-Beam lichtschermen van Mechan Controls. Deze lichtschermen zijn veiligheidstype 4 en dit maakt ze geschikt voor SIL 3, Cat. 4 en PLe toepassingen.
Welk type scherm het beste toegepast kan worden op uw machine installatie hangt af van onder andere:
- De resolutie (aantal stralen) van het lichtscherm
- De te behalen veiligheidscategorie
- De detectiehoogte
- De maximale afstand tussen zender en ontvanger
- Vereiste voor muting
Hoe werkt een lichtscherm?
Een lichtscherm bestaat uit een zender en een ontvanger. In de zender bevinden zich meerdere LED’s die infrarode lichtpulsen richting de ontvanger stuurt. De zender en ontvanger communiceren om de pulsen, in de juiste volgorde en met de juiste specifieke frequentie te ontvangen. Hierdoor wordt de kans op storing van andere lichtbronnen geëlimineerd.
Wanneer een ondoorzichtig voorwerp het signaal tussen de zender en de ontvanger doorbreekt. Ontvangt de ontvanger niet alle uitgezonden pulsen, betekend dit dat het lichtscherm doorbroken is. Deze onderbreking zorgt ervoor dat de aangesloten machine tot stilstand komt. In het geval van een storing wordt er een automatisch stopsignaal naar de bewaakte machine gezonden dat deze tot stilstand brengt, zo voorkomt een lichtscherm onveilige situaties.
Waar moet je op letten bij het installeren van een lichtscherm?
Voordat er gekozen wordt voor een lichtscherm om onveilige situaties te voorkomen is het belangrijk om een risicoanalyse te maken. Een veiligheidslichtscherm is alleen geschikt als onbedoeld binnenlopen of plotseling ingrijpen geen ongewenste gevolgen heeft. Ook is het belangrijk dat er geen gevaarlijke onderdelen los kunnen komen van de machines, is dit wel het geval? Dan kan er beter worden gekozen voor fysieke machineafscherming.
Een lichtscherm kan alleen worden gebruikt op machines die op elk moment in hun werkcyclus kunnen stoppen. Als een machine, bijvoorbeeld een koppelingspers, eerst nog zijn cyclus moet afmaken op het moment dat het lichtscherm een stopsignaal doorgeeft, is het geen geschikte machine om te beveiligen met een lichtscherm. Voor machines waarbij procesverstoring niet wenslijk is zijn procesvergrendelingen (i.c.m. afscherming) een beter alternatief. Wanneer de machine een uitlooptijd heeft gebruik dan altijd een safety interlock of trapped key systeem.
Bij het installeren van een lichtscherm moet de reactiverings- en resetschakelaar van de machine buiten de afgeschermde zone worden geplaatst. Zo kan de machine veilig worden gereactiveerd. Om insluiting en onbedoelde herstart van het lichtscherm te voorkomen kan een mechanisch blokkeersyteem met een veiligheidssleutel op het lichtscherm worden gemonteerd.
Hoe bereken je de veiligheidsafstand bij veiligheidslichtschermen?
Wanneer lichtschermen worden geïnstalleerd moet eerst de benodigde veiligheidsafstand worden bepaald. De veiligheidsafstand kan worden berekend aan de hand van EN ISO 13855. Om de juiste afstand te bepalen is er onderscheid gemaakt tussen gebiedsbeveiliging, inloopbeveiliging en ingrijpbeveiliging. In EN ISO 13855 wordt vastgesteld dat de veiligheidsafstand (S) in de basis afhangt van de volgende factoren.
- Veiligheidsafstand (S)
- De reactietijd van de beveiliging (T1)
- De reactietijd van de machine (T2)
- Constante waarde afhankelijk van het type beveiliging (meerstraals-, vinger-, hand-beveiliging) dat wordt toegepast [mm] 8 x (d -14) (C)
- De toenaderingssnelheid van lichaamsdelen of het gehele lichaam. Deze factor is in EN ISO 13855 gedefinieerd als 1600 mm/sec voor loopsnelheid en 2000 mm/sec voor handsnelheid. (K)
EN ISO 13855 stelt dat de veiligheidsafstand (S) kan worden berekend met behulp van de volgende formule: S = (K x T ) + C
Voor meer informatie over het bepalen van veiligheidsafstanden kunnen de normen EN ISO 13857 over de veiligheidsafstanden bij gevaarlijke zones en EN ISO 13855 over de positionering van beveiligingsinrichtingen in verband met de naderingssnelheden van het menselijk lichaam worden geraadpleegd.
Hoe bevestig je beveiligingslichtschermen?
Hoe veilig een lichtscherm ook is, een lichtscherm beveiligd pas tegen een onveilige situatie als een lichtscherm op de juiste hoogte en veiligheidsafstand is geïnstalleerd.
Om de veiligheid te garanderen moeten de zender- en ontvanger altijd op dezelfde hoogte, met hun assen op één lijn worden gemonteerd. Het verkeerd uitlijnen van de lichtschermen moet worden vermeden, dit zorgt voor een onveilige situatie.
Binnen het “gezichtsveld” van de beveiligingslichtschermen mogen zich geen reflecterende oppervlakken bevinden. Reflecterende oppervlakken binnen de reikwijdte van het lichtscherm kunnen leiden tot gevaarlijke situaties, omdat obstructies niet worden gedetecteerd en hierdoor de machine niet tot stilstand wordt gebracht.
Bij het gebruik van lichtschermen is het belangrijk om storingen te voorkomen wanneer verschillende sensoreenheden binnen elkaars detectiebereik worden gebruikt. Hiervoor moet er worden gezorgd dat een zender zich niet binnen het gezichtsveld van de ontvanger bevindt en vice versa.
ISO norm EN13855:2010 geeft richtlijnen voor de juiste positionering van foto-elektrische veiligheidsinrichtingen op industriële machines. De drie belangrijkste overwegingen die moeten worden gemaakt zijn:
- Het bepalen van de juiste detectie hoogte.
- Het bepalen van de juiste minimale veiligheidsafstand.
- De toegang tot de gevaarlijke delen van de machine moet daar waar het lichtscherm zich niet bevindt, worden afgedekt met fysieke afscherming.
Om onveilige situaties te voorkomen met behulp van een lichtscherm, moet het lichtscherm hoog genoeg zijn dat de toegang tot alle gevaarlijke delen, vanuit iedere mogelijke benaderingsrichting, alleen mogelijk is via het lichtscherm. Hierbij moet rekening worden gehouden met alle mogelijke posities van de gebruiker. Het lichtscherm moet ten opzichte van de gevaarlijke delen van de machine op de juiste veiligheidsafstand worden gemonteerd. Hierbij moet rekening worden gehouden met het remvermogen van de machine, het formaat lichtscherm en het detectievermogen van het lichtscherm.
Voor de MLG lichtschermsystemen van Mechan Controls zijn 3 verschillende soorten montagebeugels beschikbaar.
- De verstelbare montagebeugel, deze combineert een robuust ontwerp met een snelle installatie. Lichtschermen kunnen eenvoudig worden verwisseld zonder dat ze opnieuw moeten worden uitgelijnd.
- De klembeugel, biedt veelzijdige installatiemogelijkheden. De klembeugel is speciaal ontworpen om het lichtscherm onder een hoek te installeren.
- Er is ook een mogelijkheid om lichtschermen te installeren in beperkte ruimtes. Hiervoor kunnen de Endcap beugels worden gebruikt, met deze beugels installeer je het lichtscherm eenvoudig aan een steunpaal of de buitenrand van een vaste constructie.
Muting van een lichtscherm
Lichtschermen hebben vaak een muting functie. Muting betekend het tijdelijk onderbreken van de veiligheidsfunctie, muting kan worden gebruikt om machines van materialen te voorzien en geproduceerde producten af te voeren zonder dat de machine een veiligheidsstop maakt.
Om een onderbreking automatisch te activeren, zodat materiaal kan passeren worden mutingsensoren gebruikt. Mutingsensoren moeten aan strenge voorwaarden voldoen, deze worden omschreven in IEC 62046. Muting sensoren maken het onderscheid tussen de passerende materialen en personen.
Dit onderscheid wordt gemaakt door de volgorde en tijdsspanne waarin de sensoren worden geactiveerd. En dit bepaald of de output van het veiligheidslichtscherm wel of niet wordt overbrugd.
Bij de invoer van bijvoorbeeld een gestapelde pallet over een rollerbaan zorgen de mutingsensoren ervoor dat, indien aan alle mutingvoorwaarden is voldaan, het veiligheidslichtscherm in mutingconditie gaat.
Bijvoorbeeld, wanneer een pallet op een rollerband een lichtscherm passeert leidt dit niet tot een machinestop. Op het moment dat een persoon via de rollerband het lichtscherm passeert worden de mutingsensoren niet in de juiste volgorde geactiveerd en wordt er wel een noodstop geactiveerd.
Het gebruik van muting wordt uitgebreid omschreven in de norm IEC 62046. Hierin staat onder andere informatie over hoe om te gaan met een override van de mutingfunctie, het plaatsen van de muting sensoren en de juiste overbruggingscyclus.
Bent u opzoek naar de juiste veiligheidsoplossing om een veilige situatie te creëren? Wilt u weten of een lichtscherm de geschikte oplossing is? Onze safety experts staan altijd voor u klaar en beantwoorden graag al uw vragen over veiligheidslichtschermen.
