Как работают световые завесы безопасности?
Что такое датчик световой завесы безопасности?
Рассмотрим, как принцип работы световой завесы объясняет профессиональный производитель DAIDISIKE 戴迪斯科, взяв в качестве наглядного примера схему электрического подключения одного из наших изделий — серии DQE. В опасных, смертельно опасных местах, таких как ударные прессы и роботизированные сборочные линии, почему машины «мгновенно останавливаются», когда никто не нажимает кнопку? Ответ — «магия инфракрасного обнаружения» световой завесы безопасности. Чтобы предотвратить проникновение, не нужны физические ограждения: невидимые лучи света способны обеспечить защиту, причём скорость реакции в 10 раз быстрее мгновения человеческого моргания (всего 10 мс).
В этой статье самым простым языком разбирается вся работа световой завесы безопасности, чтобы вы поняли, что она делает — от «испускания луча света» до «срабатывания остановки», защищая безопасность сотрудников. Световая завеса безопасности (защитная световая штора или защитная решётка) — это оптоэлектронное защитное устройство, широко применяемое в области промышленной автоматизации. Благодаря излучению и приёму инфракрасных лучей света она создаёт «невидимую стену защиты» — неконтактную защиту, реализованную в соответствии с международными нормами безопасности (такими как IEC 61496-1/2 Type 4, ISO 13849-1 PL e).
I A. Основные компоненты
Световая завеса безопасности опирается на работу единой управляющей системы «излучатель–приёмник–контроллер», состоящей в основном из 3 базовых частей:
- Излучатель: по периметру испускает множество параллельных модулированных инфракрасных лучей (длина волны обычно 850 нм, невидимый свет). Чтобы исключить помехи от соседних световых завес или окружающего освещения, каждый луч имеет собственный код за счёт импульсно-кодовой модуляции (PCM). Плотность лучей рассчитывается для определения разрешения (например, 14 мм защита пальца, 30 мм защита ладони, 40 мм и более для защиты тела).
- Приёмник: синхронно принимает соответствующие лучи (время отклика ≤ 1 мкс) с помощью высокочувствительных фотодиодов. Принимает только сигналы, соответствующие кодировке, и отфильтровывает помехи от солнечного света, освещения и другого паразитного света. Непрерывно проверяет целостность лучей и их текущее состояние в реальном времени.
- Контроллер: обрабатывает сигнал приёмника и выполняет логическую оценку безопасности. Формирует защитный сигнал OSSD (двухканальное резервирование), управляет работой оборудования или аварийной остановкой. Его функция самодиагностики автоматически переводит систему в безопасное состояние при внутренней неисправности.
II. Рабочий процесс световой завесы безопасности (5 этапов)
Процесс разбит на 5 этапов цикла «проникновение–остановка», измеряемого в миллисекундах:
- 1. Формирование световой завесы: когда излучатель и приёмник точно выровнены, излучатель начинает передавать матрицу инфракрасных лучей и формируется целая «световая завеса».
- 2. Нормальный мониторинг: когда приняты все лучи, контроллер формирует сигнал «безопасно включено» (OSSD во включённом состоянии), позволяя управляемому оборудованию работать в штатном режиме.
- 3. Обнаружение проникновения: когда тело человека или другой объект перекрывает один или несколько лучей света, приёмник обнаруживает отсутствующий сигнал и мгновенно передаёт сигнал прерывания контроллеру.
- 4. Аварийная остановка: контроллер переключает OSSD в состояние ВЫКЛ за ≤ 15 мс в аварийных ситуациях и отключает питание оборудования, останавливая инструмент.
- 5. Сброс и восстановление: после полного удаления объекта оператор подтверждает, что работать безопасно, повторно подаёт сигнал разрешения, и оборудование возобновляет работу.
III. Ключевые технические функции
- Быстрая реакция: ≤ 15 мс, чтобы гарантировать остановку оборудования до возникновения опасного движения.
- Помехозащищённость: импульсное кодирование и фильтрующие линзы защищают от яркого света или электромагнитных помех.
- Резервирование и отказобезопасность: световые завесы Type 4 имеют двухканальную архитектуру и самотестирование в реальном времени.
- Расширенные функции: включая бланкирование (Blanking), маскирование (Muting) и адаптивную настройку.
Световая завеса безопасности для защиты рук и пальцев
IV. Рабочие параметры и значение для применения
- Разрешение: 10mm / 14mm для защиты пальца; 30mm для защиты ладони.
- Высота защиты: от 300mm до 2100mm.
- Дальность защиты: от 0,5 до 20 метров (до 50 метров для моделей большой дальности).
- Степень защиты оболочки: IP65 / IP67, пыле- и влагозащита.
V. Часто задаваемые вопросы
1. Почему проходящий материал не вызывает остановку?
Логика распознавания пропускает объекты, отвечающие заранее заданным условиям, тогда как тело человека вызывает остановку.
2. Влияет ли экстремальная среда на стабильность работы?
Промышленные световые завесы от DAIDISIKE 戴迪斯科 имеют широкий диапазон рабочих температур (от -25°C до +55°C) и ударопрочную конструкцию, обеспечивающую высокую стабильность.
3. В чём разница между Type 2 и Type 4?
Type 4 использует двухканальное резервирование и самодиагностику в реальном времени для оборудования высокого риска; Type 2 — одноканальное решение для сценариев низкого риска.
