Modernizacja pras: ile z układu sterowania to bezpieczeństwo

Pytanie wraca przy prawie każdej wycenie: „ile z tego to sterowanie, a ile bezpieczeństwo?”. W trzech prasach, które przechodziły przez nasze ręce, podział wyglądał tak:
95% w prasie mimośrodowej mechanicznej ze sprzęgłem ciernym,
80% w 3-cylindrowej hydraulicznej,
50% w hydraulicznej krawędziowej.

Tyle zajmował układ bezpieczeństwa w całym układzie sterowania.

Modernizacja pras jest więc w praktyce zamówieniem na układ bezpieczeństwa, który przy okazji steruje maszyną. Zastrzeżenie; te trzy liczby opisują trzy konkretne maszyny, a nie średnią rynkową. Poniżej pokazujemy, z czego się wzięły i dlaczego opisujemy je akurat w takiej kolejności.

Dlaczego proporcja wychodzi tak wysoko

Prasa siedzi w załączniku IV dyrektywy maszynowej

Załącznik IV dyrektywy 2006/42/WE wymienia wprost prasy do obróbki metali na zimno, w tym prasy krawędziowe, z ręcznym załadunkiem lub rozładunkiem, jeżeli ruchome elementy robocze mają skok większy niż 6 mm i prędkość powyżej 30 mm/s.

Dla producenta oznacza to, że sama wewnętrzna kontrola produkcji wystarczy tylko wtedy, gdy maszyna powstała w pełnej zgodności z normami zharmonizowanymi pokrywającymi wszystkie wymagania zasadnicze. W przeciwnym razie wchodzi badanie typu WE albo pełne zapewnienie jakości. Ta jedna pozycja w wykazie ustawia poziom rygoru dla całej reszty projektu.

Norma typu C wylicza, co ma być nadzorowane

Trzy typy pras, trzy osobne normy typu C: PN-EN 692 dla pras mechanicznych, PN-EN 693 dla hydraulicznych, PN-EN 12622 dla krawędziowych. Norma typu C ma pierwszeństwo przed ogólnymi, więc to ona rozstrzyga, jakie funkcje bezpieczeństwa muszą się znaleźć w układzie i jaki wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa (PLr) trzeba osiągnąć zgodnie z EN ISO 13849-1. Zakres tej listy, a nie ambicje projektanta, decyduje o proporcji.

Więcej o tym, jak układa się hierarchia norm A, B i C, jest w arkuszu doboru norm bezpieczeństwa maszyn.

W prasie mechanicznej nadzorowane jest niemal wszystko

W realizacji na prasie mimośrodowej ze sprzęgłem ciernym układ bezpieczeństwa obejmował: obwód Stop-Awaria, kontrolę osłon i kurtyny świetlnej, sterowanie dwuręczne, sterowanie redundowanym i nadzorowanym zaworem bezpieczeństwa, kontrolę krzywki bezpieczeństwa razem z nadzorowaniem napędzającego ją łańcucha, automatyczną kontrolę wybiegu, kontrolę ciśnienia, nadzór styczników silników, nadzór przełącznika trybów pracy w czterech pozycjach (ustawczy, pojedynczy, automatyczny, rewersyjny) oraz kontrolę bezpiecznika mechanicznego prasy i czujników technologicznych.

Zwróć uwagę na krzywkę i łańcuch. To pozycja, której nie widać w żadnym ogólnym opisie modernizacji: nadzorowany jest zarówno sam element odmierzający położenie suwaka, jak i napęd, który go porusza. Zerwany łańcuch przy nienadzorowanej krzywce daje sygnał położenia, który nie ma pokrycia w rzeczywistości.

Po odjęciu tej listy na „zwykłe” sterowanie zostaje niewiele. Stąd 95%.

W hydraulicznej odpada mechanika, zostaje hydraulika

W 3-cylindrowej prasie hydraulicznej znika krzywka z łańcuchem i bezpiecznik mechaniczny. Wchodzą za to nadzorowane zawory prasy razem z zaworem bezpieczeństwa, automatyczna kontrola wybiegu, kontrola ciśnienia i kontrola pozycji suwaka. Lista jest krótsza o mechanikę, więc udział spada do 80%. Reszta funkcji, łącznie z ustawianiem ruchu szybkiego i wolnego z panelu operatorskiego, to już sterowanie technologią.

Kiedy werdykt się odwraca

Prasa krawędziowa psuje intuicję. Operator ma ręce najbliżej narzędzia ze wszystkich trzech maszyn, bo musi trzymać giętą blachę przez cały cykl. A udział układu bezpieczeństwa jest tam najniższy: 50%.

Powód jest taki, że ochrona „wyprowadza” się z układu sterowania do osobnego urządzenia. Kurtyna świetlna zatrzymująca prasę przy przecięciu wiązki uczyniłaby krawędziówkę bezużyteczną, skoro ręce operatora są w strefie z założenia. W tej realizacji zadanie przejęło specjalizowane, optyczne urządzenie ochronne kontrolujące strefę pomiędzy belką a matrycą. Układ sterowania nadzoruje zawory prasy, w tym zawór bezpieczeństwa i zawór zwrotny, styczniki, przełącznik trybów i pozycję suwaka, natomiast rozpoznanie, co znalazło się w strefie zagrożenia, dzieje się poza nim.

Połowa układu to wciąż połowa. Ale jeśli ktoś wycenia modernizację krawędziówki według proporcji z prasy mimośrodowej, dostanie liczbę oderwaną od maszyny.

Jak rozstrzygnąć zakres modernizacji prasy u siebie?

Pięć pytań, które zadajemy na przeglądzie. Każde rozstrzyga się na „tak” albo „nie”, bez interpretacji. Szerszy zestaw punktów zebraliśmy w arkuszu kwalifikacyjnym wymiany sterowania prasy.

  1. Znasz datę ostatniego pomiaru dobiegu? Odległość, w jakiej ma stać kurtyna albo urządzenie ochronne, liczy się z czasu zatrzymania maszyny według EN ISO 13855. Czas zatrzymania rośnie razem ze zużyciem hamulca, a odległość montażu zostaje ta sama. Brak daty pomiaru jest najczęstszym brakiem, jaki zastajemy.
  2. Zawór bezpieczeństwa jest nadzorowany czy tylko zamontowany? Zawór bez sprzężenia zwrotnego do układu bezpieczeństwa nie realizuje funkcji bezpieczeństwa. Jest częścią hydrauliki.
  3. Przełącznik trybów pracy podlega nadzorowi? Tryb ustawczy, pojedynczy, automatyczny i rewersyjny mają różne wymagania. Przełącznik, którego układ bezpieczeństwa nie widzi, przenosi całą odpowiedzialność na dyscyplinę operatora.
  4. Przy krawędziówce: urządzenie ochronne śledzi strefę belka-matryca? Jeśli zabezpieczeniem jest wyłącznie kurtyna albo wyłącznie sterowanie dwuręczne, maszyna albo nie chroni, albo nie pracuje.
  5. Masz PLr wyliczony z oceny ryzyka tej maszyny? Dokumentacja sprzed lat potrafi podawać kategorię według wycofanej normy. Sama kategoria bez wyznaczonego wymaganego poziomu zapewnienia bezpieczeństwa nie mówi dziś, czy układ spełnia wymagania. Punkt wyjścia jest w ocenie ryzyka maszyny.

Jeżeli na wszystkie pięć odpowiadasz „tak”, a prasa ma aktualny pomiar dobiegu i udokumentowany poziom zapewnienia bezpieczeństwa, to wymiana sterowania nic w bezpieczeństwie nie poprawi. Modernizacja staje się wtedy decyzją produkcyjną, o dostępność części i takt, a nie prawną. Jak taki projekt wygląda od strony harmonogramu, widać na przykładzie migracji sterowników w linii z dwiema sprzężonymi prasami. Warto to rozstrzygnąć przed zamówieniem wyceny, bo zakres i cena różnią się wtedy zasadniczo.

UWAGA: modernizacja maszyny użytkowanej to nie to samo co wprowadzanie nowej do obrotu. Prasa pracująca w zakładzie podlega minimalnym wymaganiom BHP (Dz.U. 2002 nr 191 poz. 1596). Dopiero zmiana istotna przenosi maszynę pod reżim dyrektywy maszynowej razem z obowiązkiem nowego oznakowania CE. Granicę rozbieramy w tekście o dostosowaniu maszyn do minimalnych wymagań BHP.

Modernizacja pras: trzy maszyny, trzy proporcje

Typ prasyNorma typu CUdział safety w realizacjiCo napędza proporcję
Mimośrodowa mechaniczna ze sprzęgłem ciernymPN-EN 692~95%Krzywka bezpieczeństwa z nadzorem łańcucha, bezpiecznik mechaniczny, zawór redundowany, cztery tryby pracy
3-cylindrowa hydraulicznaPN-EN 693~80%Nadzorowane zawory prasy, kontrola wybiegu, kontrola pozycji suwaka
Hydrauliczna krawędziowaPN-EN 12622~50%Ochrona przeniesiona do optycznego urządzenia śledzącego strefę belka-matryca

We wszystkich trzech podstawą był sterownik bezpieczeństwa o poziomie odpowiadającym PLe i SIL 3, a całość spełniała wymagania PN-EN 60204-1. W ramach usługi wykonywaliśmy pomiar dobiegu prasy.

Prześlij nam zdjęcie tabliczki znamionowej prasy razem z datą ostatniego pomiaru dobiegu. Odpowiemy, czy modernizacja jest u Ciebie kwestią bezpieczeństwa, czy wydajności, i którą z pięciu pozycji powyżej trzeba domknąć najpierw.

Telefon i e-mail: automatech.pl/kontakt

Jak Automatech pracuje przy modernizacji pras?

Prasami zajmuje się u nas specjalistyczne centrum serwisowe dla pras: wymiana i modernizacja układów sterowania, układy bezpieczeństwa, pomiar dobiegu. Szerszy zakres prac na maszynach użytkowanych prowadzi dział modernizacji maszyn, a ocenę zgodności i dokumentację domyka zespół audytów bezpieczeństwa i oznakowania CE.

Powiązane artykuły

Z czym dziś mierzy się Państwa linia lub maszyna?

W wielu zakładach mówi się, że jeśli inni nie potrafią – warto napisać do nas.

Od ponad 30 lat pomagamy rozwiązywać problemy, które zatrzymują produkcję: od audytów CE po modernizacje i systemy wizyjne.
Prosimy krótko opisać temat a odpowiedni inżynier skontaktuje się z Państwem.