Kodowane magnetycznie przełączniki bezpieczeństwa są urządzeniami zazębiającymi, które zaprojektowano do ochrony ludzi i maszyn. Są one używane, jeśli;

• wymagany jest wysoki poziom ochrony przed ingerencją
• konieczne jest spełnienie ścisłych wymogów w zakresie higieny (np. w przemyśle przetwórstwa żywności)
• niemożliwe jest zastosowanie precyzyjnej prowadnicy drzwi
• drzwi maszyny poddawane są silnym drganiom.

Opis funkcjonalny

Kodowane Magnetycznie Systemy Bezpieczeństwa CMS składają się z trzech komponentów:

• Aktuator
• Głowica odczytu
• Jednostka analityczna

Kilka zamontowanych na stałe magnesów umiejscowiono w obudowie aktuatora. Liczba magnesów, ich położenie (polaryzacja) w obudowie i siła pola magnetycznego określają typ aktuatora. Z tego powodu nazywa się je także aktuatorami kodowanymi.

W tej serii, kody poszczególnych aktuatorów są identyczne. Zastosowanie jednego typu aktuatora w maszynie lub w całości systemu umożliwia szybką i łatwą wymianę.

Styki kontaktronowe zainstalowano w głowicy odczytu systemu bezpieczeństwa CMS. Zasada działania styków kontaktronowych (styki NC lub styki NO), liczba zainstalowanych styków kontaktronowych oraz ich fizyczne ułożenie określają typ głowicy odczytu. Łopatki styków kontaktronowych zamykają się pod wpływem pola magnetycznego z aktuatora.

Aktuatory i głowice odczytu dopasowuje się w pary. Dostępne są one w czterech różnych obudowach. W zależności od zastosowania, operator systemu może wybrać budowę w kształcie sześcianu lub cylindra. Głowica odczytu reaguje tylko na konkretny komponent przeciwny tj. konkretny aktuator przypisany do danego typu głowicy odczytu. To samo dotyczy mechanizmu przydzielania głowic odczytu do jednostki analitycznej.

Jednostka analityczna jest jednostką systemową położoną poniżej głowicy odczytu. Przy użyciu wewnętrznych przekaźników, przełącza ona obwód bezpieczeństwa. Przełączanie to jest funkcją pozycji styków kontaktronowych. Jednostka analityczna o stopniu ochrony IP20 montowana jest w szafce sterowniczej.

Firma EUCHNER oferuje różne jednostki analityczne. Jednostka wybierana jest na podstawie liczby głowic odczytu, które mają być podłączone, jak również ogólnej kategorii systemu, która ma zostać osiągnięta zgodnie z EN 954-1. Jednostki analityczne opisano szczegółowo w następujących sekcjach.

W celu osiągnięcia określonego poziomu bezpieczeństwa, należy wykonać analizę usterek, jeśli stosowane są komponenty związane z bezpieczeństwem. Usterkę może spowodować zwarcie w przewodzie połączeniowym lub przez spawanie styku kontaktronowego w pozycji zamkniętej. W razie spawania styku kontaktronowego, siła magnetyczna nie może być na tyle silna, aby otworzyć styk. W przyczyn bezpieczeństwa, kilka styków kontaktronowych (2 lub 3 w zależności od typu przełącznika) zostało przymocowanych do każdej głowicy odczytu.

Połączenie styk NC/styk NO użyto jako przykład. Jeśli aktuator wchodzi w odcinek działania głowicy odczytu, wówczas styki kontaktronowe zostają przełączone przez znajdujące się aktuatorze magnesy. Magnesy o różnej polaryzacji są przypisane do styków NC i NO. Położona poniżej jednostka analityczna monitoruje głowicę odczytu: styki NC/NO w głowicy odczytu muszą zawsze mieć przeciwne stany. Jeżeli jednak tak nie jest, wówczas styki bezpieczeństwa w jednostce analitycznej nie zostają przełączone, a sama jednostka przechodzi w stan zablokowany.

Głowica odczytu mocowana jest do nieruchomej części osłony zabezpieczającej, a następnie podłączana do jednostki analizującej za pomocą kabla dwu- lub czterożyłowego. W przypadku zamknięcia osłony zabezpieczającej, aktuator przesuwa się w stronę głowicy odczytu. Zaraz po tym, jak aktuator znajdzie się w zasięgu działania (tj. odcinek załączania sao zostanie osiągnięta), styki kontaktronowe w głowicy odczytu zostają przełączone, tj. zmienia się pozycja styku.

Jeśli jednostka analityczna wykrywa określoną pozycję styków kontaktronowych umieszczonych na podłączonych głowicach odczytu, tj. wszystkie aktuatory są w zasięgu działania, następuje załączenie styków bezpieczeństwa. Jeśli aktuator oddala się od głowicy odczytu, wówczas pole magnetyczne wokół styków kontaktronowych maleje wraz ze zwiększającą się odległością. W momencie osiągnięcia odległości wyłączenia sar, styki kontaktronowe powracają do pozycji wstępnie obciążonej (pozycji wyjściowej).

Odległość przełączania pomiędzy aktuatorem a głowicą odczytu zależy od wrażliwości styków kontaktronowych, jak również od siły pola magnetycznego wytwarzanego przez magnesy. Wykaz typowych odległości działania poszczególnych czujników umieszczono w danych technicznych aktuatorów i głowic odczytu. Zobrazowanie odległości działania w kierunkach x, y i z pokazuje użytkownikowi sposób umiejscowienia aktuatora. Idealnie głowica odczytu powinna znajdować się w środku odległości działania.

Jednostki czujników aktuatora i głowic odczytu cechuje bardzo duża odległość działania. Wynikającą z tego zaletą jest to, że prześwit drzwi może przyjmować różne wartości w zakresie odległości działania. Systemy bezpieczeństwa CMS posiadają funkcje przełączania z histerezą (sar > sao).

Jeśli głowicę odczytu wyregulowano w taki sposób, że ledwo mieści się ona w odcinku działania sao aktuatora, wówczas maszyna nie wyłączy się natychmiast po wystąpieniu lekkiego drgania drzwi. Odległości załączania i wyłączania ukazane w tabelach dotyczą zbliżenia jednostki czujnika w kierunku x (kierunek zbliżenia od przodu). Jeśli aktuator zbliża się do głowicy odczytu z boku, wówczas odległość przełączania prawdopodobnie zmniejszy się. Odległości załączania i wyłączania w kierunkach x, y i z podano w schematach pracy.

Nadmiernie niska prędkość zbliżenia w kierunku z (kierunek zbliżenia bocznego) może skutkować błędem jednostki analitycznej. Więcej informacji dotyczących prędkości zbliżania znaleźć można w opisach poszczególnych produktów. Systemy magnetyczne są dobrze znane z racji ich wysokiego poziomu zabezpieczenia oraz kompaktowej konstrukcji.

Nadają się one zatem szczególnie do terenów, w których występuje znaczna ilość brudu, a czyszczenie jest kwestią pierwszorzędną.

Główną zaletą systemów bezpieczeństwa CMS firmy EUCHNER jest to możliwość zmieszczenia aktuatora i głowicy odczytu za blachą ze stali nierdzewnej. Cecha ta umożliwia zastosowanie systemu przede wszystkim w przemyśle żywieniowym. Odległości przełączania ulegają jednak zmniejszeniu wraz z przyrostem grubości materiału i ściany. Instalacja wykorzystująca odporne na korozję wkręty bezpieczeństwa (dołączone) posiada zabezpieczone przeciwko ingerencji mocowanie dla aktuatora i głowicy odczytu na osłonie bezpieczeństwa.