Электропневмоавтоматика 2
.pdf
169
Глава 7
Глава 7
Техника безопасности в электропневматических системах управления
Festo Didactic • ТР201
770
Глава 7
7.1.Виды опасностей Чтобы электропневматическая система работала безопасно, необходи-
изащитные меры мо предпринять многочисленные защитные меры.
Одним из источников опасности являются подвижные части машин и оборудования. Например, на пневматическом прессе следует принять необходимые меры, чтобы пальцы или руки оператора не попали под пуанссон. Обзор источников опасностей и необходимых мер предосто рожностей показан на рис. 7.
Опасность от подвижных частей машин и оборудования
(цилиндры, линейные приводы, захваты, присоски, зажимные приспособления, пресса, заготовки и т. п.)
|
|
|
|
Защита с |
Защита с помощью |
Защита с помощью |
|
|
|
|
|
помощью |
сигнальных |
блокировок |
|
|
|
|
|
ограждений |
устройств |
• Защита от |
|
|
|
Рис. |
7.1: |
• Ограждения |
* Предупреждающие лампы |
|
|
|
|
• Решетки |
•АВАРИЙНЫЙ СТОП |
случайного |
пуска |
||
Подвижные |
части |
|
• Устройства старта |
• Процедура |
пуска |
||
машин |
и |
оборудования: |
|
||||
|
двумя руками |
||||||
источник |
опасностей |
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
и |
защитные |
меры |
|
|
|
|
|
ТР201 • Festo Didactic
777
Глава 7
Другим источником опасностей является электрический ток. Возможные опасности и рекомендуемые меры показаны на рис. 7.2.
Опасность от частей, через которые проходит электрический ток
(блоки питания, датчики, устройства обработки сигналов,
электромагнитные катушки распределителей)
Защита от контакта |
Защита в ходе работ |
Защита электрических |
|
|
с большим |
по обслуживанию |
приборов от |
|
|
напряжением |
и ремонту |
окружающей среды |
|
|
• Безопасное низкое |
• Главный выключатель |
• Защита от пыли и |
|
|
н а п р я ж е н и е |
с защелкой |
посторонних тел |
|
|
• Ограждение |
|
• Защита от воды и |
Рис. 7.2: |
|
• Достаточная |
|
|
||
|
влаги |
|
||
|
Электрический WK • |
|||
дистанция |
|
|||
|
|
источник |
опасностей |
|
• З а з е м л е н и е |
|
|
||
|
|
и защитные |
г. tecs |
|
Чтобы обеспечить наилучшую возможную защиту персонала, при |
Правила т е х н и к и |
|||
проектировании электропневматических систем управления следует |
безопасности |
|||
соблюдать правила техники безопасности и соответствующие стандарты. |
|
|
||
Ниже перечислены основные стандарты, устанавливающие правила |
|
|
||
от опасности воздействия электрического тока: |
|
|
||
•Защитные меры для мощных электрических установок с напряже нием до 10ОО В (DIN VDE 0100)
•Спецификации для электрического оборудования и безопасность машин (DIN/EN 60204)
•Степени защиты электрического оборудования (DIN-VDE 470-1).
Festo Didactic • TP201
772
Глава 7
7.2. Воздействие электрического тока на человеческое тело
Когда человек касается находящейся под напряжением части, электри ческая цепь замыкается (рис. 7.3 а). Электрический ток I проходит по телу.
Воздействие |
Эффект воздействия электрического тока на человека увеличивается |
|
электрического тока |
с ростом силы тока и длительности контакта. В зависимости от неко |
|
|
торых пороговых значений этот эффект можно разбить на несколько |
|
|
групп: |
|
|
• Если ток ниже порога восприятия, он не оказывает на человека |
|
|
|
никакого воздействия |
|
• |
До допустимого порога воздействие тока воспринимается челове |
|
|
ком, но без опасности для здоровья |
|
• При токе выше допустимого порога, мышцы сводит судорогой и на |
|
|
|
рушается деятельность сердца |
|
• |
При превышения порога нефибрилляции наступает эффект остановки |
|
|
сердца или фибрилляции желудочка сердца, паралич дыхания и |
|
|
потеря сознания. Это — реальная опасность для жизни. |
Порог восприятия, допустимый и порог нефибрилляции показаны на графике рис. 7.4 для переменного тока с частотой 50 Гц. Эта частота соответствует частоте в сетях электрического тока. Для постоянного тока эти пороговые значения, представляющие опасность для человека, несколько выше.
Электрическое |
Тело человека оказывает сопротивление электрическому току. Ток |
сопротивление |
может войти в тело, например, через руки; затем он проходит по всему |
человеческого |
тепу, чтобы выйти из другой точки (например, ступни — см. рис. 7.3 а). |
тела |
Соответственно сопротивление человеческого тела Rm (рис. 7.3 в) |
|
представляет собой последовательно соединенные сопротивления на |
|
входе Roi, внутреннее сопротивление Ri и сопротивление на выходе |
|
R02 (рис. 7.3 б). Оно подсчитывается по следующей формуле: |
|
Rm = R01 + Rl + R02 |
TP201 - Festo Didactic
из
Глава 7
Значения контактных сопротивлений R01 и R02 сильно зависят от поверхности контакта, влажности и толщины кожи. Это сказывается и на полном сопротивлении Rm. Оно может изменяться в значительных пределах:
•Менее 1000 Ом (большая площадь контакта, влажные или потные руки)
•Несколько миллионов Ом (точечный контакт, очень сухая и толстая кожа).
FL |
® |
FL |
|
Рис. 7.3:
Касание |
частей |
под |
напряжением |
Festo Didactic • ТР201
174
Глава 7
Факторы, влияющие |
Протекающий по телу человека электрический ток I зависит от напряже |
на риск несчастного |
ния V, сопротивления электрической линии Rl, сопротивления тепа Rm |
случая |
и сопротивления земли Re (рис.7.3 г). Ток подсчитывается по формуле: |
|
V |
|
RL + RM + RE |
В соответствии с этой формулой большой ток, представляющий опасность для человека, будет иметь место при следующих условиях:
•Касание проводника, находящегося под высоким напряжением (на пример, таким как напряжение в сети 230 В)
•Касание проводника при низком контактном сопротивлении и низком сопротивлении тела (например, большая площадь контакта, потные руки, мокрая одежда).
|
|
|
|
|
10000 |
|
|
|
1 1 |
! |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
5000 |
|
|
|
TlODOr |
)ИЛЛЯ |
||
|
|
|
|
|
мс |
порог |
|
|
не рибр |
ции |
||
|
|
|
|
|
2000 |
вОСП(.ияти а |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
Дог устим ы й \ |
3 |
|
4 |
||
|
|
|
|
|
200 |
|
пор ог |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
7.4: |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 0.2 0.5 |
1 2 |
5 10 20 |
50 100 200 |
500 мА 2000 |
|||||
|
Опасные |
|
зоны |
при |
||||||||
|
|
|
|
Ток |
|
|
• |
|
|
|||
напряжении |
переменного |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
тока |
(частота |
50/60Гц) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ТР201 • Festo Didactic
175
Глава 7
Существует довольно большой выбор мер по защите оператора электро |
7.3. Меры защиты |
|
пневматической системы от риска поражения электрическим током. |
от поражения |
|
|
|
электрическим |
|
|
током |
Меры защиты против контакта частей под напряжением предписаны |
Защита против |
|
как для высокого, так и для низкого напряжений. Такая защита может |
прямого контакта |
|
обеспечиваться: |
|
|
• |
Изоляцией |
|
• |
Ограждением |
|
• |
Достаточной дистанцией. |
|
Все элементы, до которых может коснуться человек, должны быть за- |
Заземление |
|
заземлены. Если по заземленному корпусу потечет ток, в результате |
|
|
будет иметь место короткое замыкание, и сработает защитное предо |
|
|
хранительное устройство, прерывающее цепь подачи питания. Для |
|
|
такой защиты используются различные устройства: |
|
|
• |
Предохранители |
|
• |
Прерыватели питания |
|
• |
Прерыватели, срабатывающие при неправильном токе |
|
• |
Прерыватели, срабатывающие при неправильном напряжении. |
|
При касании проводника, который находится под напряжением примерно |
Безопасное экстра |
|
до 30 В, никакой опасности для жизни человека не возникает, потому |
низкое напряжение |
|
что по телу потечет маленький ток. |
|
|
По этой причине электропневматические системы управления обычно проектируются на напряжение сети 24 В постоянного тока, но не на напряжение сети (такое как 230 В переменного тока). Понижение на пряжения производится с помощью блока питания, который имеет изо лированный трансформатор (см. раздел 3.1).
Внимание:
Несмотря на это, напряжение в проводах, идущих от сети к блоку питания, остается высоким.
Festo Didactic - TP201
776
Глава 7
7.4. Панель Элементы управления и индикации должны проектироваться таким управления и образом, чтобы гарантировать безопасную и быструю работу системы индикаторы управления. Функции, расположение и цветовая кодировка элементов управления и ламп индикации стандартизированы. Это позволяет исполь зовать общие рабочие процедуры для разных систем управления и
быстро предотвращать возможные ошибки.
Главный выключатель |
Каждая машина или установка должна иметь главный выключатель. |
|
|
Он используется для выключения электрического питания на время |
|
|
чистки, обслуживания и ремонта на относительно длительное время. |
|
|
Главный выключатель должен управляться вручную и иметь две по |
|
|
зиции: "О" (Выкл.) и " 1 " (Вкл.). Позиция "Выкл." должна иметь блокировку, |
|
|
чтобы предотвратить несанкционированное включение вручную или |
|
|
дистанционно. Если в установке имеется несколько систем подачи |
|
|
электропитания, главные выключатели должны иметь взаимную блоки |
|
|
ровку, чтобы ни какой опасности для обслуживающего персонала не |
|
|
возникало. |
|
АВАРИЙНЫЙ СТОП |
Выключатель (кнопка) АВАРИЙНЫЙ СТОП активируется оператором |
|
|
в опасных ситуациях. |
|
|
Устройство АВАРИЙНЫЙ СТОП в случае ручного управления должно |
|
|
иметь большую грибовидную кнопку с фиксацией. Допускается исполь |
|
|
зование педали или вырывание провода. Если на установке имеется |
|
|
несколько рабочих станций или панелей управления, каждая из них |
|
|
должна иметь свое устройство АВАРИЙНЫЙ СТОП. Цвет приводного эле |
|
|
мента устройства АВАРИЙНЫЙ СТОП должен быть заметным — крас |
|
|
ным. Поверхность под ним должна быть контрастного желтого цвета. |
|
|
При активации устройства АВАРИЙНЫЙ СТОП все приводы должны |
|
|
быть остановлены как можно быстрее, а вся система управления должна |
|
|
быть изолирована от подачи электричества и сжатого воздуха, где это |
|
|
осуществимо. Однако нужно соблюдать следующие ограничения: |
|
|
• Если освещение необходимо, его выключать нельзя |
|
|
• |
Вспомогательные блоки и тормозные устройства, обеспечивающие |
|
|
остановку приводов, не должны становиться неэффективными |
|
• |
Зажатые заготовки не должны быть отпущены |
|
• |
Активация устройства АВАРИЙНЫЙ СТОП должна инициировать |
|
|
обратные перемещения там, где это необходимо. Однако такие |
|
|
перемещения не должны стать источником опасности. |
ТР201 • Festo Didactic
777
Глава 7
Электропневматическая система, кроме главного выключателя и кнопки |
Элементы управления |
|
АВАРИЙНЫЙ СТОП, имеет и другие элементы управления. На рис. 7.5 |
электропневматической |
|
представлен образец панели управления. |
|
системы |
Главный выключатель |
АВАРИЙНЫЙ СТОП |
|
|
АВАРИЙНЫЙ СТОП |
|
Автомат |
Продолжительный |
Старт |
Цикл Вкл. |
Одиночного Цикла |
|
• |
|
|
|
Продолжительный |
|
|
Цикл Выкл. |
|
Ручной |
Сброс |
Захват Открыть |
Пошаговый |
Захват Закрыть |
Рис. 7.5:
Панель управления электропневматической системы
Festo Didactic • TP201
178
Глава 7
Существует два различных режима работы электропневматической системы управления:
•Ручной
•Автоматический, т. е. работа по заданной программе.
Ручной режим В ручном режиме задействованы следующие элементы управления:
•"Сброс": система возвращается в исходное положение
•"Пошаговый": при каждом нажатии на эту кнопку система выполняет один шаг последовательности
•Индивидуальные перемещения: Привод срабатывает при нажатии на соответствующую кнопку или переключатель (пример на рис. 7.5: "Захват Открыть" или "Захват Закрыть").
Автоматический режим При автоматической работе системы возможны следующие режимы:
•Одиночный цикл: полная последовательность перемещений выпол няется один раз
•Продолжительный цикл: последовательность выполняется раз за разом.
При нажатии на кнопку "Продолжительный Цикл Выкл." (или кнопку "Стоп") система останавливается. Остановка происходит или на дан ном шаге или после завершения цикла. Главный выключатель и кнопка АВАРИЙНЫЙ СТОП эффективны на всех режимах работы системы. Они должны присутствовать во всех эпектропневматических системах наряду с кнопками "Ручной", "Автомат", "Старт", "Стоп" и "Сброс". Остальные элементы управления выбираются в зависимости от инди видуальных требований системы.
ТРР01 • Festo Didactic