Jste zde

TEST - Optické bezpečnostní jednocestné závory Leuze SLS 46C a CI

Antonín Vojáček, 20. Září 2015 - 0:00

Pro méně náročné bezpečnostní zajištění velkých otevřených prostor automatizovaných pracovišť mohou velmi dobře posloužit jednopaprskové bezpečnostní optozávory Leuze řady SLS. Měl jsem možnost vyzkoušet provedení s červeným i infračerveným paprskem s dosahem až 40 metrů.

Mimo vícepaprskových optických závor a závěsů (viz např. test Leuze MLC510-600) jsou v nabídce německé společnosti Leuze electronic i jednodušší a menší provedení pro optickou kontrolu pro zajištění bezpečnosti strojů. Jsou jimi například jednopaprskové (jednocestné) optozávory řady SLS, které jsou  velmi podobné běžným optozávorám nabízeným pro detekce přiblížení (přítomnosti) různých produktů v automatizovaných výrobních linkách. Ty umožňují snadno realizovat jednodušší a tím také výrazně levněší formy zabezpečení strojů a aplikací v situacích, kde není riziko zranění lidské obsluhy či jejich následky nejsou příliš vysoké nebo hlídaný prostor je jednoduchý a spíše plošně malý, ale s požadavkem na velkou vzdálenost mezi vysílací a přijímací jednotkou snímače.

Bezpečnostní optozávory Leuze SLS 46C-40 a 46CI-40

Konkrétně jsem na krátké vyzkoušení dostal zapůjčenou dvojici jednoduchých bezpečnostních optozávor Leuze SLS 46C-40 a SLS46CI-40 pro zajištění bezpečnosti strojů v kategorii 2 (dle normy  IEC/EN 61496) nebo výkonostní úrovni PL c (dle normy EN ISO 13849-1:2008) při napojení na bezpečnostní řídící jednotku (bezpečnostní relé či PLC stejné nebo vyšší kategorie).

Jde o jednopaprskové (tzv. jednocestné) optické snímače s odděleným vysílačem světelného paprsku na straně jedné a přijímačem optického paprsku na straně druhé. Oba jsou umístěné v samostaných červených plastových pouzdrech stejných rozměrů i provedení. Zatímco verze 46C generuje červený viditelný paprsek, verze 46CI využívá neviditelný infračervený paprsek.

Provedení jednocestných optických bezpečnostních snímačů Leuze SLS 46CI-40 (vlevo) a SLS 46C-40 (vpravo). Naprvní pohled je rozdíl jen v průhledném čelu provedení s červeným paprsekm (46C-40), kde je možné si prohlédnout i provedení čoček.

Oba zástupci se na první pohled nijak neliší od běžných jednocestných optozávor, i když je pravda, že rozměry pouzdra vysílače i přijímače cca 8,4 x 72 x 43 mm jsou na dnešní běžné poměry, kdy se výrobci předhánějí v miniaturizaci, poměrně velké. Zde to je však dáno větší velikostí generovaného světleného paprsku, který je uzpůsobený na požadavek spolehlivé detekce částí lidského těla, zatímco u běžných optozávor je potřeba naopak tuto hodnotu co nejvíce minimalizovat pro detekci i malých produktů  (např. až na jednotky milimetrů v případě laserových optozávor).

K montáži vysílače i přijímače, které musí být samozřejmě vždy proti sobě, slouží hned několik upevňovacích otvorů pro šrouby M4 na různých místech boku pouzdra. Lze tak snímač snadno upevnit na různé typy a provedení nosníků a držáků. Možná trošku nevýhodu je pevné umístění vývodu připojovacích 4vývodových elektrických konektorů M12 vysílače i přijímače, které tak nelze nijak natočit. Natáčecí konektory se přitom postupně objevují u stále více výrobců a dokáží výrazně ulehčít připojení kabelu ve stísněných prostorách.

Zapojení el. konektoru se samozřejmě liší u vysílače i přijímače. Na straně vysílače i přijímače se jím shodně přivádí napájecí napětí 24 V DC, ale u vysílače je v něm navíc řídící vstup a na straně přijímače dva spínané tranzistorové PNP výstupy. Vstup u vysílače slouží k samostatné aktivaci vysílacího paprsku. Po připojení napájení se totiž jen rozsvítí na vysílači zelená indikační LED napájení a oranžová stavová LED a světlo červené paprsku se rozsvítí až po aktivaci vstupu "active" napětí 24 V DC. U přijímače je hlavní bezpečnostní výstup označen jako OUT a tzv. reaguje na tmu, tedy se aktivuje při zaclonění paprsku. Druhý výstup označený jako "diag" reaguje přesně obráceně a slouží pro diagnostické účely. Lze tak podle něj rozlišit, zda při rozepnutém hlavním výstupu OUT je paprsek vysílače skutečně zacloněn (diag výstup sepnutý) nebo zda jen není přijímač napájen (diag výstup je rozsepnutý). Při nezacloněném paprsku svítí na přijímači oranžová LED dioda.

Porovnání vysílacích částí  infračerveného 46CI-40 (vlevo) červeného 46C-40 (vpravo) provedení.

Tranzistorový bezpečnostní výstup není však zdvojený, což je mimo jiné ono omezení bezpečnostní kategorii na max. 2 (u kategorie 4 musí být redundatní dva paralelní výstupy). Také je nutné jej zapojit na vstup některého bezpečnostního modulu (relé či PLC) umožňující pracovat i v jednokanálovém režimu.

Příklady použití snímačů Leuze SLS 46C a 46CI pro základní zabezpeční vstupu osob do nebezpečných prostor.

Zajímavá zjištění při testu

V rámci svých prostorových možností jsem provedl některé testy a měření  snímače Leuze SLS 46C i SLC46CI. Sice jsem nebyl schopen vyzkoušet maximální výrobcem definovaný provozní snímací dosah 40 metrů, ale na vzdálenostech do 10 metrů byl provoz bezproblémový. U červeného paprsku, i díky jeho výrazně viditelné stopě, je na této vzdálenosti nastavení pozice (namíření / natočení) přijímače na vysílač poměrně snadné. Použití na maximální vzdálenost 40 m, je pak myslím si již dost extrémní varianta. Nicméně by to bylo možné využít pro základní kontrolu vstupů velkých hlídaných prostor typu velké výrobní či skladovací haly. Na druhou stranu jsem byl schopen bez problémů a spolehlivě závoru provozovat i na vzdálenost jen 5 cm (např. detekce dlaně ruky i prstů), což je hluboko pod výrobcem udávaným minimem 0,5 m. To by umožňovalo současně nasazení i na hlídání malých otvorů, např. okénka v krytu stroje.

Průměr stopy červeného paprsku snímače Leuze SLS 46C-40 na vzdálenosti 0,5 m jsem naměřil cca 30 mm, na vzdálenosti 5,0 metrů pak již cca 120 mm. To je již poměrně dost velká hodnota, která však koresponduje s poměrně velkými čočkami na čelní straně vysílače i přijímače. Pro použití na detekci přítomnosti osoby je to jistě dostačující. Jaký by pak byl průměr paprsku na výrobcem udávaném max. snímacího dosahu 40 m? Teoreticky cca 500 mm. To mimo jiné na tak velké vzdálenosti neumožňuje využít více snímačů (paprsků) vedle sebe či nad sebou, aniž by se neovlivňovaly. Na druhou stranu by v tak široce ozářeném prostoru neměl být problém s nalezením správné pozice (natočení) přijímače k vysílači.  

Základní parametry snímače Leuze SLS 46C-40 a 46CI-40:

  • Označení: Leuze SLS 46C-40 (červený paprsek) a SLS 46CI-40 (infračervený paprsek).
  • Popis: jednopaprsková (jednocestná) bezpečnostní světelná závora.
  • Maximální bezpečnostní kategorie (v kombinaci s testovací jednotkou):
    • podle IEC/EN 61496: kategorie type 2,
    • podle EN ISO 13849-1: Performance level PL c, cat. 2 .
  • MTTFd (Mean time to dangerous failture): 400 let.
  • Životnost TM (Service lifetime): 20 let.
  • Provedení: oddělený vysílač a příjímač.
  • Zdroj světla vysílače:
    • červená LED dioda (vln. délka světla 630 nm) - varianta SLS 46C,
    • infračervená LED dioda (vln. délka světla 940 nm) - varianta SLS 46CI.
  • Jmenovitý snímací dosah: 0,5 ... 40 m.
  • Minimální detekovatelný předmět: min. průměr 22 mm.
  • Výstupy:
    • výstup1 - OUT: indikace přerušení - spínání na tmu,
    • výstup 2 - Diag: diagnostický výstup - spínání na světlo,
    • provedení výstupu: spínaný tranzistorový výstup (pnp),
    • max. el. zatížení: 100 mA,
    • max. spínací frekvence: 250 Hz,
    • reakční doba: max. 2,5 ms.
  • Technika propojení: 4vývodový konektor M12.
  • Indikace stavu: 2x LED (napájení a aktivnita).
  • Provozní napětí: 24V DC +/- 10% .
  • Provozní teplota: -30 až 60°C.
  • Krytí: IP67 nebo IP69k.

 

Závěr

Optické bezpečnostní jednocestné závory Leuze SLS 46C-40 a SLS 46CI-40 velmi dobře poslouží pro vytvoření základního bezpečnostního zajištění otevřených prostor automatizovaných pracovišť. Proti vícepaprskovým sofistikovanějším optozávorám jsou cenově dostupnější a také poskytují větší horizontální snímací dosah (vzdálenost mezi vysílačem a přijímačem). Mimo zde představených "40 m typů" SLS 46C-40 a 46CI-40 jsou pak v nabídce ještě na první pohled totožná provedení, ale s prodlouženým (posunutým dosahem) od 5 m až do 70 m pro již opravdu obrovské hlídané prostory.

Snímače a komponenty německého výrobce Leuze electronic GmbH v ČR prodává společnost Schmachtl CZ s.r.o., která mi také zapůjčila dva snímače SLS 46C-40 a SLS 46CI-40 na praktické vyzkoušení.

Odkazy:

 

Hodnocení článku: