Датчики для промышленных ковриков безопасности для защиты оборудования: ударопрочные, долговечные и готовые к использованию в автоматизированных системах безопасности
Что такое Промышленные защитные коврики для машин?
Чувствительное к давлению предохранительное устройство
Промышленный защитный коврик (также известный как защитный коврик) — это чувствительное к давлению защитное устройство: при приложении заданного минимального веса коврик срабатывает как выключатель и посылает сигнал остановки на контроллер, который немедленно останавливает защищаемое оборудование. Это обеспечивает эффективную защиту операторов от потенциальных опасностей.
Применение защитных ковриков для машин
Эти коврики обеспечивают защиту вокруг такого оборудования, как:
• Сварочные роботы
• Машины для обработки резины и пластика
• Сборочные линии
• Системы обработки материалов
• Упаковочное и прессовое оборудование
• Автомобильное производство
• Сталелитейные и металлургические операции
По сравнению с физическими ограждениями, раздвижными дверями или ограничителями отката, промышленные защитные коврики обеспечивают свободу, гибкость и экономию усилий. Они обеспечивают полную видимость и доступность рабочего пространства, одновременно повышая безопасность и снижая риск травматизма.
Основные характеристики промышленных защитных ковриков
Коврики безопасности DADISICK изготовлены из прочного ПВХ или бутадиен-нитрильного каучука (NBR) с литыми ударопрочными конструкциями. Они устойчивы к расслоению и коррозии, вызываемым кислотами, щелочами и солями. Коврики серии DT от DADISICK выдерживают нагрузку от 200 до 400 Н/см² (достаточно прочны, чтобы выдерживать удары лёгких автомобилей). Благодаря ожидаемому сроку службы более 1–3 миллионов циклов и возможности установки в любом направлении, они долговечны и универсальны.
Стандартные размеры ограничены ≤1,5 м². Для больших площадей можно легко собрать несколько матов.
Как работают предохранительные маты
Принцип обнаружения, чувствительного к давлению
Сенсорный слой в промышленных ковриках безопасности работает по принципу обнаружения, чувствительного к давлению, когда физическое давление или присутствие на коврике запускает электрический отклик для инициирования мер безопасности (например, остановки оборудования или включения сигнала тревоги).
Сенсорный слой обнаруживает давление, замыкая или изменяя электрическую цепь при приложении веса. Обычно он состоит из двух проводящих слоёв, разделённых изолирующим или прокладочным материалом. Когда давление (например, когда человек наступает на коврик) сжимает слои, они замыкаются, замыкая цепь и отправляя сигнал в систему управления.
Ключевые компоненты и механизмы
1. Проводящие слои:
● Изготовлены из таких материалов, как металлические пластины, проводящая пена или встроенные проволочные сетки.
● Один слой действует как «верхний» проводник, а другой — как «нижний» проводник.
● Обычно они разделены, чтобы цепь оставалась открытой.
2. Изолирующий/разделительный слой:
● Непроводящий материал (например, пена или резина) удерживает проводящие слои раздельно, когда нет давления.
● Рассчитан на сжатие под определенным порогом веса (например, 20–50 кг, в зависимости от чувствительности коврика).
3. Замыкание цепи:
● При приложении давления прокладка сжимается, позволяя проводящим слоям соприкоснуться.
● Это замыкает цепь, генерируя электрический сигнал (например, сигнал постоянного или переменного тока низкого напряжения).
4. Передача сигнала:
● Замкнутая цепь посылает сигнал через подключенную проводку в блок управления.
● Блок управления интерпретирует сигнал и запускает такие действия, как остановка оборудования, активация сигнала тревоги или регистрация события.
Типы сенсорных механизмов
● Однозонный: весь коврик действует как один датчик, вызывая единообразный отклик.
● Многозонность: сегментированные проводящие области позволяют обнаруживать определенные зоны, обеспечивая более сложный контроль (например, различные реакции в зависимости от места приложения давления).
● Емкостное зондирование (реже): некоторые коврики обнаруживают изменения емкости, вызванные присутствием человека, а не физическим давлением, используются в специализированных приложениях.
Интеграция промышленных защитных ковриков в оборудование
Планирование размещения защитных ковриков для машин
Промышленные защитные коврики устанавливаются вокруг оборудования, образуя защитный периметр. Когда человек наступает на коврик, пьезорезистивный датчик фиксирует давление и преобразует его в электрический сигнал переключения. Этот сигнал передается на реле безопасности или контроллер, что приводит к мгновенному отключению оборудования до контакта тела с движущимися частями, обеспечивая безопасность оператора.
Типичное размещение включает в себя
1. Точки входа в прессы, гибочные машины или роботизированные зоны
2. Зоны загрузки/выгрузки оператора
3. Зоны, недостаточно охваченные световыми завесами
Основные соображения по компоновке
• Правильный размер и расположение для покрытия всех зон риска
• Избегайте создания опасностей для спотыкания, сохраняя при этом оперативность реагирования
• Полная координация с другими системами безопасности
Коврики интегрируются с реле безопасности (например, TER-A), создавая системы, соответствующие стандартам EN 1760‑1, ISO 13856‑1, EN 62061, ISO 13849‑1, IEC 61508, EN 60204‑1.
Совместная безопасность: предохранительные коврики и комплексная сеть безопасности
Маты аварийного отключения работают не изолированно, а являются частью многоуровневых систем безопасности. В сочетании со световыми завесами, блокировочными выключателями, реле безопасности и кнопками аварийной остановки они обеспечивают резервирование и более широкую зону защиты.
• Маты защищают нижние уровни, а легкие занавески защищают верхнюю часть тела.
• Реле безопасности объединяют входные сигналы от ковриков, дверей и кнопок аварийной остановки для безопасного принятия логических решений.
• Благодаря интеграции ПЛК схемы электропроводки защитных ковриков облегчают диагностику, мониторинг в реальном времени и зонированное управление безопасностью.
Эта интегрированная система обеспечивает защиту операторов независимо от точки входа, выполняя глобальные требования безопасности согласно ISO 13849 и OSHA.
Руководство по установке и подключению промышленных защитных ковриков
Обзор принципов электропроводки ковриков безопасности
Коврики безопасности являются важнейшим компонентом систем промышленной безопасности, предназначенных для защиты персонала путем обнаружения давления и запуска систем безопасности. Они работают по принципу нормально разомкнутой цепи: при отсутствии давления цепь остается разомкнутой, и ток не протекает, что указывает на безопасное состояние. При возникновении давления, например, когда рабочий наступает на коврик, цепь замыкается, поскольку токопроводящие слои внутри коврика соединяются, позволяя току течь. Это замыкание подает сигнал на предохранительное реле или контроллер, который контролирует цепь и инициирует действия, такие как остановка оборудования или включение аварийной сигнализации, для обеспечения безопасности.
Процесс подключения включает подключение защитного коврика к реле безопасности или контроллеру, который интерпретирует состояние цепи и выполняет соответствующие действия. Правильная проводка критически важна для предотвращения ложных срабатываний (непреднамеренных срабатываний) или отказов (отсутствия реакции в нужный момент). Для обеспечения надёжности монтажники должны следовать рекомендациям производителя, использовать подходящие кабели, надёжно защищённые соединения и регулярно проводить испытания. По сути, эффективность защитных ковриков зависит от их простой, но точной конструкции, поэтому тщательная установка и обслуживание имеют решающее значение для промышленной безопасности.
Пример анализа схемы электропроводки коврика безопасности
Коврики безопасности поддерживают две основные конфигурации проводки: четырёхпроводную и резисторную (двухпроводную). Выбор зависит от требований безопасности и эксплуатации, поэтому перед покупкой пользователям следует уточнить совместимость у производителя.
1. Четырехпроводная система
1. Четырехпроводная система
● Описание: Использует четыре провода, по два из которых подключены к каждому внутреннему переключателю, подключенному к двухканальным входам реле безопасности.
● Преимущества: обеспечивает превосходную стабильность и обнаружение неисправностей, поскольку реле контролирует каждый переключатель независимо.
● Вариант использования: идеально подходит для условий высокого риска, требующих максимальной надежности, например, для зон с большим количеством оборудования.
2. Резисторная (двухпроводная) система
● Описание: Использует два провода с оконечным резистором, что позволяет реле контролировать целостность цепи посредством изменения сопротивления.
● Преимущества: более простой и экономичный, подходит для менее сложных применений.
● Вариант использования: хорошо работает в базовых настройках, где расширенное обнаружение неисправностей не так критично.
Четырехпроводную систему часто рекомендуют из-за ее надежности, хотя оба метода жизнеспособны при условии их соответствия правильному сценарию.
3. Пример схемы электропроводки
Рассмотрим в качестве примера защитный коврик серии DT14 (нормально разомкнутого типа) и защитное реле Ter-A. Защитный коврик DT14 отличается прочностью и чувствительностью (усилие срабатывания: 30 кг), а реле Ter-A поддерживает универсальные входы безопасности и функции сброса.
3. Пример схемы электропроводки
Рассмотрим в качестве примера защитный коврик серии DT14 (нормально разомкнутого типа) и защитное реле Ter-A. Защитный коврик DT14 отличается прочностью и чувствительностью (усилие срабатывания: 30 кг), а реле Ter-A поддерживает универсальные входы безопасности и функции сброса.
Основные рекомендации по электропроводке ковриков безопасности
1. Коврик безопасности должен быть подключен к двухканальным входным клеммам (например, выходам OSSD) реле безопасности или ПЛК безопасности для обеспечения резервного мониторинга.
2. Используйте регулируемый источник питания постоянного тока 24 В (рекомендуемое безопасное напряжение). Убедитесь, что колебания напряжения не превышают ±10%. Защитный провод заземления (PE) должен быть надёжно заземлён для предотвращения ложных срабатываний, вызванных электромагнитными помехами.
3. Обеспечьте правильную прокладку и экранирование кабелей.
● Располагайте сигнальные кабели коврика безопасности на расстоянии не менее 30 см от силовых кабелей (например, кабелей двигателя или инвертора).
● Если переход неизбежен, делайте это под углом 90°.
● Используйте экранированные кабели с витой парой и заземляйте экран только с одного конца (обычно со стороны шкафа управления), чтобы избежать образования контуров заземления.
● Не допускайте сдавливания кабелей тяжелыми предметами или резких изгибов (минимальный радиус изгиба должен быть ≥5 диаметров кабеля).
4. Используйте обжимные клеммы (скручивание оголенных проводов между собой не допускается)
После подключения электропроводки проведите испытание на растяжение — соединения должны выдерживать усилие натяжения ≥15 Н.
Общие советы по устранению неполадок
I. Коврик безопасности не срабатывает (устройство не останавливается после наступления)
Явление неисправности | Возможные причины | Методы устранения неполадок | |||
Нет реакции при наступлении на коврик безопасности | 1. Питание не подключено или недостаточное напряжение. | С помощью мультиметра измерьте напряжение источника питания (постоянный ток 24 В ±10%) и проверьте правильность работы выключателя питания. | |||
| 2. Ослабленная или отсоединенная проводка | Проверьте надежность соединений клеммной колодки и штекеров. Для проверки целостности кабелей используйте мультиметр. | ||||
| 3. Внутренний сбой датчика в коврике. | Замкните выходные клеммы коврика. Если устройство остановится, внутренняя цепь коврика неисправна и коврик необходимо заменить. | ||||
Индикатор не горит (если имеется) | 1. Перегорел предохранитель. | Замените предохранитель на предохранитель с такими же характеристиками. Проверьте цепь на наличие коротких замыканий (например, оголённых проводов, соприкасающихся с землёй). | |||
2. Неисправность индикаторной лампы | Измерьте напряжение на индикаторе. Если напряжение есть, но индикатор не горит, замените индикатор. | ||||
II. Ложное срабатывание защитного коврика (устройство неожиданно останавливается, даже если на него не наступили)
1. Электромагнитные помехи
1. Электромагнитные помехи
Причина: Расположенные поблизости устройства, такие как инверторы, сварочные аппараты или другие источники сильного электромагнитного излучения.
Решение:
● Проверьте правильность заземления экранирующего слоя. Попробуйте заземлить оба конца, если это разрешено руководством по эксплуатации.
● Убедитесь, что сигнальные кабели располагаются на расстоянии не менее 30 см от силовых кабелей, и избегайте параллельной прокладки.
2. Ненадежные соединения или короткие замыкания
Причина: Плохой контакт на клеммах или поврежденная изоляция кабелей.
Решение:
● Повторно обожмите клеммы и обмотайте оголенные жилы проводов изоляционной лентой.
● Используйте мультиметр для проверки сопротивления изоляции (≥10 МОм); замените все поврежденные кабели.
3. Посторонние предметы или деформация на поверхности коврика
● Причина: Пыль, металлический мусор или приподнятые края коврика могут вызывать ложные сигналы датчика давления.
Решение:
● Очистите поверхность коврика сжатым воздухом.
● Отремонтируйте или замените деформированные полоски коврика.
III. Устройство не сбрасывается после срабатывания
III. Устройство не сбрасывается после срабатывания
1. Неисправна кнопка сброса или цепь.
Причина: плохой контакт в кнопке сброса или заедание реле в цепи безопасности.
Решение:
● Измерьте напряжение на клеммах кнопки сброса при нажатии. Если сигнал NC (нормально замкнутого) не обнаружен, замените кнопку или реле.
2. Механическое препятствие в коврике
Причина: посторонние предметы (например, винты, мусор) под ковриком мешают датчику вернуться в исходное состояние.
Решение:
● Поднимите коврик и уберите из-под него все предметы.
● Проверьте, не изношен ли или не деформирован ли амортизирующий слой; при необходимости замените его.
Испытание эксплуатационных характеристик промышленных защитных ковриков
1. Испытание на устойчивость к давлению при опрокидывании
● Стандарты EN 1760‑1 / ISO 13856‑1 определяют, что коврики, чувствительные к давлению, должны надежно обнаруживать людей весом более 20–35 кг и соответствующим образом активировать функции безопасности.
● Коврики проходят механические испытания, имитирующие многократное опрокидывание автомобиля человеком или легковым транспортным средством, чтобы гарантировать стабильность порогов срабатывания и долговечность. Эти испытания гарантируют, что коврик надежно останавливается после многократных циклов нагрузки.
2. Испытание электроизоляции и утечки
● Для ковриков, используемых вблизи электрооборудования, такие стандарты, как IS 15652 (Индия) и IEC 61111, определяют испытания на электрическую прочность, сопротивление изоляции и ток утечки в условиях до 66 кВ переменного тока или 240 В постоянного тока.
● Испытания на электрическую прочность (испытания высоким напряжением) включают подачу высокого напряжения и измерение тока утечки для подтверждения целостности изоляции мата.
3. Испытание на стойкость к кислотной и щелочной коррозии
● Коврики также должны быть устойчивы к химическому воздействию. Такие стандарты, как IS 15652, включают испытания на устойчивость к кислотам, щелочам, маслам и низким температурам.
Руководство по выбору и покупке ковриков промышленной безопасности
| Технические характеристики | |||
| Сила срабатывания | ＞20 кг | 30 кг (для взрослых) | |
| Масса | Максимально допустимая нагрузка (8 часов): ≤ 400 Н/см² | Максимально допустимая нагрузка (8 часов): ≤ 200 Н/см² | Сопротивление давлению: Динамическая нагрузка до 500 кг Статическая нагрузка до 700 кг |
| Толщина защитного коврика | 15 мм | 11 мм | 14 мм |
Материал поверхности | резина NBR | ПВХ | резина NBR |
Механическая жизнь | 3 000 000 раз | 1 000 000 раз | 1 000 000 раз |
Степень защиты | IP65 | ||
Температура окружающей среды | -10℃ ~ +55℃ | +5℃ ~ +55℃ | -10℃ ~ +60℃ |
Время отклика | 18 мс | ＜ 30 мс | |
Рекомендуемые приложения | Особые или тяжелые условия работы | Общие условия труда; | Обеспечение безопасности людей, малолитражные автомобили и транспортные средства в смешанных зонах |
Сопутствующие средства безопасности
Метод обнаружения: метод измерения давления. Сопротивление давлению: динамическая нагрузка до 500 кг, статическая нагрузка до 700 кг. Усилие срабатывания: 30 кг (для взрослых). Материал защиты поверхности: резина NBR. Толщина коврика: 14 мм.
Используется для мониторинга таких мест, как защитные двери и окна.
Расстояние между лучами: 30 мм Количество оптических осей: 42 Высота защиты: 1230 мм Выходы защитной световой завесы (OSSD) 2 PNP
Расстояние 5 м. Метод, который использует лазерный луч для измерения расстояния и создания подробных карт объектов и окружающей среды.
