Как поддерживать работу оборудования во время перебоев в подаче энергии

Опубликовано в номере:
PDF версия
Зонирование по уровню безопасности и бесперебойная подача энергии к оборудованию обеспечивают улучшенное управление упаковочной линией во время остановов и перебоев в подаче энергии.

По мере того как оборудование упаковочных линий становится все более высокотехнологичным, оно все больше усложняется. Изза того, что операторам часто приходится взаимодействовать с таким сложным оборудованием, возрастает вероятность возникновения проблем, связанных с безопасностью. Например, производственные линии для упаковки продукции могут запланированно останавливаться для ручной загрузки 10–30 раз за смену, каждый раз требуя определенных действий от оператора, что ставит под угрозу его жизнь и здоровье и может приводить к нарушению тех или иных правил техники безопасности.

Защититься от рисков, связанных со сложностью оборудования, непросто. Когда оборудование модернизируют, чтобы повысить его безопасность, оно может стать еще сложнее, а требования к его использованиюжестче. Применяемые меры обеспечения безопасности часто включают трудоемкие процедуры остановки работы оборудования, отключение подаваемой на него энергии (воздуха, электропитания), решение возникающих при этом проблем и перезапуск процессов, что приводит к потерям производственного времени. Недовольные этими сбоями операторы могут попытаться, подвергая себя ненужному риску, обойти меры безопасности так, чтобы технологическая или производственная линия продолжала работать, пусть и в опасном режиме, но соответствуя ожиданиям, касающимся ее пропускной способности.

Последствия таких действий могут быть весьма печальными. Неправильное функционирование оборудования линии может привести к его повреждению, непредвиденным расходам, снижению производительности изза аварийных остановов, а в крайних случаяхк травмам и даже гибели людей. Недавнее исследование Управления по охране труда США (Occupational Safety and Health Administration) показало, что на обрабатывающую промышленность в Штатах приходится 26% всех зарегистрированных пребываний в стационаре по производственным причинам и 57% всех зарегистрированных случаев ампутаций. Это самый высокий процент среди всех отраслей.

Очевидно, что защита людей и производственных активов (машин, оборудования и пр.) остается важной задачей и для конечных пользователей, и для производителей оригинального оборудования (Original Equipment Manufacturer, OEM). Сложность этого вопроса состоит в том, что они должны учитывать, казалось бы, бесконечное количество переменных, так или иначе связанных со сложностью оборудования, особенностями взаимодействия с ним операторов, общей культурой производства и индивидуальным отношением к безопасным операциям на рабочем месте.

Несмотря на все эти проблемы, повышение безопасности при упаковке продукции не только необходимо, но и вполне реализуемо. Внедрив правильные технологии, OEM-производители и конечные пользователи могут создать более безопасную производственную среду и снизить риски для операторов без ущерба для производительности. В частности, зонированная безопасность и решения для бесперебойного управления энергией улучшают управление оборудованием во время остановок и перебоев в подаче, например, воздуха для питания пневматических приводов. Обеспечение машин улучшенными системами функциональной безопасности помогает минимизировать влияние этих событий на производственные операции и способствует более предсказуемому поведению оборудования, что повышает безопасность операторов.

Зонирование

Все обозначенные проблемы взаимодействия операторов с машинами особенно актуальны для цехов упаковки с пневматическим управлением машинами. Как правило, для обеспечения безопасности операторов подобных машин требовалось использовать дискретные цепи безопасности с резервными клапанами сброса, предназначенными для блокировки / отключения оборудования. При необходимости подача воздуха перекрывается, воздух сбрасывается, машина отключается.

Этот подход не только тратит впустую энергию изза многократного сброса всего сжатого воздуха в машине, но и вынуждает операторов подолгу ждать перезапуска всей системы. Кроме того, значительно усложняется конструкция самой машины, поскольку требуются сложные структуры управления, место для их размещения и использование довольно дорогих дополнительных устройств и комплектующих. Без этих управляющих структур внезапное повторное введение воздуха в пневматическую систему может вызвать непреднамеренное движение механизмов, увеличив риск травматизма персонала и повреждения оборудования или заставив оборудование незапланированно подать продукты, что приведет к разливу, потере продукта или его повреждению. Чтобы избегать таких ситуаций и поддерживать ожидаемую производительность, операторы могут оставлять некоторое оборудование запитанным в то время, когда оно не должно быть активным, и тем самым подвергать себя и оборудование опасности.

Технология зонирования безопасности предлагает лучший подход к обеспечению безопасности машин при взаимодействии с ними вручную и отвечает требованиям Директивы о безопасности машин и оборудования и стандарта ISO 13849-1 ”Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General principles for design” (рис. 1).

Технология зонирования безопасности предлагает лучший подход к обеспечению безопасности машин при взаимодействии с ними вручную

Рис. 1. Технология зонирования безопасности предлагает лучший подход к обеспечению безопасности машин при взаимодействии с ними вручную.

Все изображение предоставлено компанией Emerson

Технология зонированной безопасности с помощью единой системы коллектора упрощает проектирование резервной пневматической цепи безопасности, которую можно настроить для отключения подачи воздуха и питания только на ту группу клапанов, которые контролируют конкретное движение машины в непосредственной близости от оператора, в то время как остальная часть машины останется запитанной. Это обеспечивает безопасность оператора и позволяет части оборудования продолжать работу, даже если эти цепи безопасности включены. Несколько независимых контуров безопасности и стандартные функции клапана можно легко и экономично разместить в одном блоке пневмоклапана. Это снижает сложность и количество компонентов системы безопасности примерно на 35%, обеспечивая при этом несколько независимых функций безопасности, таких как остановка движения, возврат в исходное положение, выпуск отработанного воздуха, разжимание, удержание в зажатом состоянии и т. д.

Для собственников предприятий и операторов оборудования зонированные предохранительные коллекторы упрощают операции и снижают затраты, оптимизируя безопасность машин и повышая их производительность.

Интеллектуальное отключение и перезапуск оборудования

Сбои в подаче электроэнергии представляют собой еще одну серьезную проблему, вызывающую беспокойство, когда речь идет об обеспечении безопасности персонала и активов упаковочного предприятия. Если операторы полагаются на автоматизированные упаковочные системы с электронным управлением, перебои в подаче электроэнергии могут происходить практически без предупреждения, а внезапная остановка машины в результате этих сбоев может быть опасной, требующей много времени и затрат. Эти остановки могут не только подвергнуть операторов упаковочной линии опасности, но и привести к повреждению оборудования, порче продукции, скоплению материалов и невыполнению заказов.

Сбои, связанные с электроэнергией, могут быть вызваны широким спектром проблем с питанием, включая провалы и скачки напряжения, отключения, перебои в подаче электроэнергии и переходные процессы с низкими и высокими частотами. Никакие производственные предприятия, цеха и линии не защищены полностью от этих проблем. Проблема усугубляется стареющими электрическими системами завода, которые обеспечивают питание современного оборудования с электронными системами управления, на что они изначально не были рассчитаны, притом что такие системы управления не только очень сложны, но и весьма чувствительны к сбоям и перебоям в электропитании. Проще говоря, поврежденные изза сбоя питания системы управления могут погрузить линию в состояние хаоса, заставляя машины действовать непредсказуемо: компоненты врезаются друг в друга, продукты ломаются, а операторы попадают под перекрестный огонь.

Для предотвращения этого хаосаи угроз безопасности и производительноститребуется наладить обслуживание критически важного электронного оборудования предприятия во время сбоя. Средства для достижения этой целиисточники бесперебойного питания (ИБП), которые дают возможность машинам поддерживать их собственные источники питания, программируемые логические контроллеры (ПЛК) и устройства связи в рабочем состоянии во время неожиданного отключения электроэнергии (рис. 2).

ИБП помогают защитить электронное оборудование во время перебоев в подаче электроэнергии

Рис. 2. ИБП помогают защитить электронное оборудование во время перебоев в подаче электроэнергии

Упаковочные линии, оснащенные ИБП, могут работать надежно и непрерывно, помогая операторам оставаться в безопасности.

Правильный путь к решению проблем безопасности

Обеспечение безопасности оборудования и операторов на сложных производственных линиях будет и дальше оставаться растущей проблемой, особенно в связи с тем, что производственные операции стремятся поддерживать стандарты производства и соответствовать ожиданиям клиентов. Эти ожидания вместе с последующим давлением на операторов, отвечающих за работу упаковочной линии, никуда не денутся. Тем не менее производственные компании должны обеспечивать безопасность и здоровье своих сотрудников, которые занимаются установкой, эксплуатацией, настройкой и обслуживанием такого потенциально опасного производственного оборудования. Приведенные в статье примерыэто просто правильный подход и технологии, которые предлагают более эффективный контроль и управление машинами и оборудованием при соблюдении высоких требований по его безопасности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.