An toàn lao động với Cảm biến loại màn tia F3SJ của OMRON

An toàn lao động với Cảm biến loại màn tia F3SJ của OMRON

 

Việc phát triển tự động hóa sản xuất cũng đặt ra vấn đề bảo vệ an toàn lao động cho người vận hành.
Khi mà chi phí nhân công lao động ngày càng cao, việc để xảy ra các tai nạn lao động đáng tiếc gây
thiệt hại ngày càng lớn cho các nhà đầu tư sản xuất. Bởi vậy, việc áp dụng cảm biến an toàn trở nên
ngày càng phổ biến tại các nhà máy nhằm phòng ngừa các sơ suất đáng tiếc không đáng có.

Trong các ứng dụng an toàn lao động, cảm biến an toàn dạng màn t ia quang đóng vai trò đặc biệt
quan trọng. Về cơ bản, đây là cảm biến quang dạng thu phát, bao gồm đầu phát tia sáng hồng ngoại
và đầu thu. Tuy nhiên khác với cảm biến quang thông thường chỉ có một tia, loại màn tia phát ra nhiều
tia song song, tạo ra một màn sáng. Đầu thu và phát có dạng thanh đứng, chiều cao tùy thuộc vào yêu
cầu ứng dụng, có thể tới gần 3m tùy loại. Các tia song song cách nhau thông thường từ 9 tới 30mm,
tùy theo yêu cầu bảo vệ ngón tay, bàn tay, cánh tay hay phần cơ thể của người vận hành máy móc.
Sẽ không phải là quá lời khi khẳng định rằng Cảm biến an toàn F3SJ mới của Omron thực sự đã chiều
lòng được người sử dụng nhờ những tính năng dễ sử dụng, tiện lợi và an toàn. Những cải tiến mới
trong F3SJ đã góp phần đem lại sự an toàn cho người vận hành và hệ thống sản xuất, trong đó phải
kể đến phần mềm hỗ trợ “SD manager” và bộ lập trình cầm tay.

“SD Manager” là phần mềm cho phép cài đặt tất cả thông số cần thiết, và giúp người sử dụng có thể
kiểm tra tình trạng họat động của hệ thống trên máy tính. Ngoài ra, chương trình còn hiển thị trạng thái
liên kết tia, cường độ ánh sáng phát ra dưới dạng biểu đồ thanh giúp người dùng dễ dàng kiểm tra
hoạt động của hệ thống. Hơn thế nữa, phần mềm SD manager giúp giảm thời gian cần thiết để cài đặt
và xử lý sự cố cho thiết bị bởi tất cả các lỗi và hướng dẫn xử lý đều sẽ được hiển thị lên trên màn
hình.

Khi bạn không muốn mang máy tính ra khu vực lắp cảm biến thì bộ lập trình cầm tay là một lựa chọn
giúp dễ dàng thiết lập thông số và kiểm tra được tình trạng hệ thống ngay tại chỗ. Tuy nhiên, cần phải
chú ý rằng mức độ năng lực kiểm tra họat động hệ thống và cài đặt thông số của máy tính cá nhân và
bảng điều khiển sẽ có thể khác nhau.

Ngoài ra, F3SJ còn được trang bị thêm một số những t ính năng mới cho phép sử dụng cảm biến an
toàn mà không làm giảm hiệu suất của quá trình sản xuất. Nhờ đó, bạn có thể củng cố thêm độ an
toàn cho các ứng dụng mà trước kia vẫn chưa thực sự đem lại hết tính năng hiệu quả cho người sử
dụng. Trong các tính năng mới được cải tiến trong F3SJ này phải kể đến chức năng tạm ngừng của
màn tia. Chức năng này sẽ tạm thời ngưng hoạt động cảnh báo của cảm biến ở một phạm vi nào đó ví
dụ như khi đặt phôi vào trong thiết bị hay sản phẩm được đưa ra khỏi dây chuyền. Chức năng tạm
ngừng được hỗ trợ thêm hai tính năng mới là “tạm ngừng một phần” và “tạm ngừng theo vị trí”. Tính
năng tạm dừng một phần sẽ làm tăng thêm độ an toàn cho thiết bị bằng cách chỉ tạm dừng chỉ trong
khu vực phôi đi qua mà không làm ảnh hưởng đến những khu vực khác. Tia chạy từ màn tia luôn
được bật tại tất cả khu vực chứ không chỉ tại những nơi mà phôi chạy qua, và chỉ có những tia bị phôi
cản sẽ bị tạm dừng. Việc này có thể được thiết lập trên phần mềm. Tín hiệu báo có phôi đi qua sẽ là
yếu tố quyết định cho việc tạm ngừng này.

Nếu như chức năng “Tạm ngừng một phần” giúp nâng cao độ an toàn cho hệ thống bằng cách ngắt
tạm thời cảnh báo ở một vùng nào đó thì chức năng “Tạm ngừng theo vị trí” sẽ cho phép máy tạm
ngừng khi vị trí máy, ví dụ như rôbốt đã ở trạng thái hay vị trí an toàn cho môi trường xung quanh
(xem hình). Tính năng này được sử dụng trong các ứng dụng mà tại đó phôi được người điều khiển
đặt vào, và sau đó rôbốt bàn quay sẽ di chuyển đến vị trí phôi trong khu vực làm việc. Dựa vào một
công tắc hành trình hay một cách nào đó để kiểm tra khi rôbốt đã ở vị trí an toàn mà bật chức năng
tạm dừng này.

Một phần t ính năng mới được bổ xung không thể không nhắc đến là tính năng Blanking. Tính năng
Blanking sẽ tạm ngừng hoạt động một số tia cụ thể của màn tia an toàn. Khi một phần máy được đặt
bên trong khu vực dò của cảm biến an toàn, thường hệ thống sẽ giữ ở chế độ tắt OFF và máy sẽ không thể hoạt động được. Tuy nhiên, chức năng Blanking sẽ giúp cho cảm biến tương thích với những ứng dụng như vậy, và chức năng này có loại: Blanking cố định và Blanking động. Với chức năng blanking cố định, một vài tia liên tục bị chắn như hình trên có thể được bỏ qua và cho là an toàn. Còn chức năng blanking động sẽ cho phép một vài tia bị chắn không phân biệt vị trí nó ở đâu, nhưng không quá số lượng tia đã được mặc định trước.

Có thể cài đặt cho F3SJ để tạo ra tín hiệu cảnh báo trước khi có người đi vào vùng nguy hiểm. Ví dụ
khi bạn cài đặt sẽ phát một tiếng chuông cảnh báo khi ai đó bước vào khu vực nguy hiểm và nếu như
có ai đó bước hẳn vào khu vực nguy hiểm thì sẽ dừng máy. Cũng có thể chia khu vực dò của F3SJ
thành hai khu vực và cài đặt khu vực cảnh báo cho các bộ phận F3SJ kết nối nối tiếp. Ngoài ra, kết

quả phụ cũng có thể dùng dể kích họat bóng đèn nháy để cảnh báo cho người dùng trước khi tắt máy.

Các bước lựa chọn thiết bị cho bài toán về an toàn lao động và sản xuất F3SJ luôn hướng tới sự hoàn hảo, đó cũng chính là đặc trưng của các thiết bị Màn tia khác của OMRON. Ưu điểm có thể dễ thấy nhất mà loại cải tiến F3SJ thực sự đem lại cho người sử dụng đó chính là sự lựa chọn cực kỳ dễ dàng. Bạn có thể theo những gợi ý lựa chọn sau:

Bước 1: Chọn chiều dài bộ cảm biến theo yêu cầu.

Với một dãy sản phẩm có độ dài ngắn khác nhau bằng một mắt thu phát, bạn có thể dễ dàng lựa chọn được thiết bị phù hợp với yêu cầu của bạn. Ngoài ra, OMRON có thể sản xuất thiết bị cảm biến có độ dài theo yêu cầu cụ thể.

Bước 2: Chọn kiểu đầu ra bán dẫn
Chọn loại PNP khi cài đặt cấu hình hệ thống an toàn tuân thủ theo Tiêu chuẩn thiết kế
Máy hoặc khi sử dụng một bộ điều khiển chuyên dụng (S3FP-B1P hoặc F3SX). Loại NPN cũng có thể sử dụng cho những loại sản phẩm tiêu chuẩn khác nhằm thay thế cho cảm biến khu vực loại cũ.

Bước 3: Chọn ứng dụng Với ba loại thiết bị cảm biến sau, bạn có thể lựa chọn loại phù hợp nhất với ứng
dụng bạn muốn sử dụng.
Chọn trong mô hình bảo vệ ngón tay, mô hình bảo vệ tay, hoặc mô hình bảo vệ chân/tay/cơ thể.
Trong những lĩnh vực mà khoảng cách tới nguồn nguy hiểm ngắn thì có thể chọn mô hình bảo vệ ngón tay. Trong những lĩnh vực mà có khoảng cách tới nguồn nguy hiểm lớn hơn, hoặc tại những khu vực máy dừng hoạt động trong một thời gian ngắn để tiết kiệm, mô hình bảo vệ chân/tay/cơ thể sẽ thực sự tiết kiệm hơn.

Dễ cài đặt hơn, dễ sử dụng hơn
Cảm biến mỏng sẽ giúp tiết kiệm được không gian Thiết bị cảm biến mỏng hơn 6mm so với kiểu trước đây.
Kiểu giá gắn thiết kế mới cho phép điều chỉnh cho tia chạy thẳng hàng sau khi gắn thiết bị cảm biến và tổng độ dầy của nó là 26mm-ít hơn 19mm so với các kiểu mẫu trước kia. Khoảng cách ngắn này sẽ giúp bộ cảm biến không bị vướng khi cài thêm ứng dụng an toàn cho thiết bị.

Giá gắn tiêu chuẩn dễ sử dụng chưa từng thấy
Giá gắn phù hợp với mục đích sử dụng chung, được thiết kế lại để thực sự đem đến sự tiện dụng cho người dùng. Thiết kế mới này cho phép vặn vít dễ dàng ngay cả khi nó được gắn trong những vị trí chật hẹp. Sau khi điều chỉnh tia cho thẳng hàng, ốc vít có thể được nút chặt và vẫn đảm bảo nó vuông góc với bề mặt thấu kính giống như tấm gắn ốc vít. Trong kiểu mẫu trước kia, ngay cả góc tia được điều chỉnh cẩn thận cũng có thể bị chệch hàng khi chúng ta nút chặt ốc vít. Vấn đề này đã được F3SJ giải quyết bởi vì hướng vặn ốc khác hòan tòan với hướng điều chỉnh góc. Kết quả là sẽ tiết kiệm thời gian cài đặt khá nhiều.

Cáp dẻo với bán kính cong 5mm cho phép việc nối dây linh hoạt.
Cáp F3SJ có đầu nối M12 và có thể nối theo bất kỳ hướng nào. Sẽ không có vấn đề về tương thích đầu nối. Hình ảnh dưới đây sẽ minh họa cho sự linh hoạt này.

Gắn bề mặt tại những vị trí hẹp rất đơn giản

Khi sử dụng giá gắn tiêu chuẩn để gắn bộ cảm biến, giá gắn sẽ nhô ra đối diện với bề mặt thấu kính. Nếu chúng ta lo lắng đến vấn đề này thì có thể sử dụng giá gắn bề mặt F39-LJ2.

Dễ dàng thay đổi từ giá gắn mô đen cũ Khi thay thế cảm biến khu vực loại cũ, sử dụng giá gắn đáy/đỉnh F39-LG4 có lỗ gắn rộng và tương thích về vị trí lỗ. (Xem hình bên).
Bên cạnh đó thì có một vài kiểu cấu hình ưa chuộng như cấu hình giá thấp, kích thước nhỏ gọn, cấu hình tiết kiệm dây nối và cấu hình nhiều đầu vào tín hiệu. Tất cả cảm biến an toàn F3SJ đều tuân theo các quy định và tiêu chuẩn an toàn mới nhất như:

IEC61496-1, IEC61496-2, IEC61508 1998 (SIL3), Machinery Directive, EMC Directive,
EN61496-1, prEN61496-2, EN61508 2001 (SIL3), JIS B9704-1, B9704-2, UL61496-1,
UL61496-2, UL508, UL1998, CAN/CSA22.2 NO.14, CAN/CSA22.2 NO.0.8