Medidas de proteccin y equipo complementarioIntroduccin

Cuando la evaluacin de riesgos muestra que una mquina o proceso lleva consigo un riesgo de lesin, el peligro debe ser eliminado o contenido. La manera en la cual se puede obtener esto depender de la naturaleza de la mquina y del peligro. Medidas protectoras en combinacin con la guarda de proteccin evitan, ya sea el acceso a un rea de peligro o movimientos peligrosos en un rea peligrosa cuando es posible el acceso. Ejemplos tpicos de medidas de proteccin son guardas de enclavamiento, cortinas de luz, tapetes de seguridad, controles con las dos manos e interruptores de habilitacin.

Los dispositivos y sistemas de paro de emergencia est asociados a los sistemas de control relacionados con la seguridad pero no son sistemas de proteccin directos, slo deben ser considerados como medidas de proteccin complementarias.

Como prevenir el acceso

Guardas de aislamiento fijas

Si el peligro es en la parte de la maquinaria que no requiere acceso, de debe fijar una guarda de manera permanente a la maquinaria tal como puede observarse en la Figura 21. Estos tipos de guarda requieren herramientas para su extraccin. Las guardas fijas deben poder 1) resistir su entorno de operacin, 2) contener proyectiles donde sea necesario, y 3) no ocasionar peligros por ejemplo, con bordes filosos. Las guardas fijas pueden tener aberturas en el rea donde la guarda encuentra la maquinaria o aberturas debido al uso de un envolvente de malla metlica.

Las ventanas son una forma conveniente de monitorear el rendimiento de la mquina, al momento de obtener acceso a esa parte de la mquina. Se debe tener especial cuidado al momento de elegir el material usado, ya que las interacciones qumicas con fluidos de corte, rayos ultra-violetas y el simple envejecimiento ocasiona la degradacin de los materiales de las ventanas con el paso del tiempo.

Figura 21: Guardas fijas

El tamao de las aberturas debe impedir que el operador est en peligro. La Tabla O-10 en U.S. OHSA 1910.217 (f) (4), ISO 13854, Tabla D-1 de ANSI B11.19, Tabla 3 en CSA Z432, y AS4024.1 proporcionan orientacin acerca de la distancia apropiada a la cual debe estar una abertura especfica del peligro.

Como detectar el acceso

Se pueden utilizar medidas de proteccin para detectar el acceso a una zona de peligro. Cuando se selecciona la deteccin como mtodo de reduccin de riesgos, el diseador debe entender que debe usarse un sistema de seguridad completo; el dispositivo de proteccin, por si mismo, no proporciona la reduccin de riesgos necesaria.

Este sistema de seguridad generalmente consiste de tres bloques: 1) Un dispositivo de entrada que detecte el acceso a una zona de peligro, 2) un dispositivo lgico que procese las seales que provienen del dispositivo de deteccin, revise el estado del sistema de seguridad y encienda y apague los dispositivos de salida, y 3) un dispositivo de salida que controle el accionador (por ejemplo, un motor). Figura 22 muestra el diagrama de bloque de un sistema de seguridad simple.

Figura 22: Diagrama de bloque del sistema de seguridad

Dispositivos de deteccin

Hay muchos dispositivos alternativos disponibles para detectar la presencia de una persona ingresando a o en el rea de peligro. La mejor opcin para una aplicacin especfica depende de un nmero de factores.

Frecuencia de acceso, Tiempo de detencin del peligro, Importancia de completar el ciclo de la mquina, y La contencin de proyectiles, fluidos, nebulizaciones, vapores, etc.

Las guardas mviles seleccionadas de manera apropiada pueden ser enclavadas para brindar proteccin contra los proyectiles, fluidos, nebulizaciones y otros tipos de peligro, y son normalmente utilizadas cuando no es frecuente el acceso al rea de peligro. Las guardas de enclavamiento tambin pueden estar bloqueadas para evitar el acceso mientras la mquina est en el medio del ciclo y cuando la mquina requiere un tiempo largo para detenerse.

La presencia de dispositivos de deteccin, como cortinas de luz, tapetes y escneres, permiten un acceso fcil y rpido al rea de peligro y son normalmente seleccionados cuando los operadores deben acceder al rea de peligro con frecuencia. Estos tipos de dispositivos no proporcionan proteccin contra proyectiles, nebulizaciones, fluidos, u otro tipo de peligro.

La mejor eleccin de medida de proteccin es un dispositivo o sistema que provee la proteccin mxima con el mnimo obstculo al funcionamiento normal de la mquina. Todos los aspectos del uso de la mquina deben tenerse en cuenta, ya que se sabe que un sistema que sea difcil de usar tiene ms posibilidades de ser desmontado o eludido.

Dispositivos de deteccin de presencia

Al momento de decidir como proteger una zona o rea es importante tener un entendimiento claro de cules exactamente son las funciones de seguridad necesarias.

En general habr por lo menos dos funciones.

1.Apagar o desconectar la corriente elctrica cuando una persona ingresa al rea de peligro.

2.Prevenir el encendido o la conexin de la corriente elctrica cuando una persona se encuentra en el rea de peligro.

A primera vista estos parecen ser la misma cosa pero a pesar de que estn obviamente vinculadas, y son normalmente llevadas a cabo por el mismo equipo, son en realidad dos funciones separadas. Para lograr el primer punto necesitaremos utilizar alguna forma de dispositivo de disparo. En otras palabras un dispositivo que detecte que una parte de una persona ha traspasado cierto punto y da la seal de desactivar la corriente elctrica. Si la persona puede continuar despus de este punto de desconexin y su presencia ya no es detectada, entonces el segundo punto (evitar el encendido) puede no ser logrado.

La Figura 23 muestra un ejemplo de ingreso de un cuerpo entero con una cortina de luz montada de manera vertical como dispositivo de disparo. Las puertas de guarda enclavadas pueden tambin ser consideradas como el nico dispositivo de disparo cuando no hay nada que pueda evitar que la puerta se cierre despus del ingreso de alguna persona.

Figura 23: Accesos de cuerpo completo

Si el acceso de todo el cuerpo no es posible, por lo cual una persona no podra continuar pasado el punto de disparo, su presencia ser siempre detectada y se lograr el segundo punto (evitar el encendido).

Para aplicaciones de cuerpo parcial, como puede observarse en la Figura 24, los mismo tipos de dispositivos llevarn a cabo la deteccin de presencia y el disparo. La nica diferencia es el tipo de aplicacin.

Los dispositivos de deteccin de presencia son utilizados para detectar la presencia de personas. La familia de dispositivos incluyen cortinas de luz de seguridad, barreras de seguridad de haz simple, escneres de reas de seguridad, tapetes de seguridad y bordes de seguridad.

Figura 24: Acceso de cuerpo parcial

Cortinas de luz de seguridad

Las cortinas de luz de seguridad son simplemente descritas como sensores fotoelctricos de presencia especialmente diseados para proteger al personal contra lesiones relacionadas al movimiento peligroso de la mquina. Tambin conocidas como AOPDs (dispositivos de proteccin opto-electrnicos activos) o ESPE (equipo de proteccin electrosensible), las cortinas de luz ofrecen una seguridad ptima, adems permiten mayor productividad y son la solucin ergonmica ms adecuada si se la compara con las guardas mecnicas. Son ideales para aplicaciones en las que el personal necesita acceder fcilmente y con frecuencia a un punto de operacin que presenta algn tipo de peligro.

Las cortinas de luz estn diseadas y probadas para cumplir con el IEC 61496-1 y -2. No hay una versin EN armonizada de la parte 2 por lo que el Anexo IV de la Directiva de maquinarias europeas requiere de certificacin de otros fabricantes de cortinas de luz previo a colocarlas en el mercado en la Comunidad Europea. Los otros fabricantes prueban las cortinas de luz para cumplir con este estndar internacional. Underwriter's Laboratory ha adoptado IEC 61496-1 como un estndar nacional de EE.UU.

Operacin

Las cortinas de luz de seguridad consisten en una pareja de emisor y receptor que crea una barrera de haces mltiples de luz infrarroja en la parte delantera, o alrededor, de un rea peligrosa. El emisor est sincronizado con el receptor por medio de un haz fotoelctrico ms cerca de un extremo del envolvente. Para eliminar la sensibilidad a disparos falsos atribuidos a la luz ambiental e interferencia (comunicacin cruzada) de otros dispositivos optoelctricos, los LEDs en el emisor son pulsados a una frecuencia especfica (frecuencia modulada), con cada LED pulsado secuencialmente para que un emisor solo pueda afectar al receptor especfico asociado a el. Cuando todos los haces han sido revisados, el escn comenzar nuevamente. Un ejemplo de un sistema de cortina de luz bsica puede observarse en la Figura 25.

Figura 25: Sistema de seguridad de cortina de luz bsico

Cuando cualquiera de los haces se bloquea por intrusin dentro del campo de deteccin, el circuito de control de la cortina de luz apaga las seales de salida. La seal de salida debe usarse para abandonar el rea peligrosa. La mayora de las cortinas de luz tienen salidas OSSD (dispositivos de conmutacin de seal de salida). Las OSSDs son transistores de tipo PNP con proteccin contra cortocircuito, proteccin contra sobrecarga y deteccin de fallo cruzado (canal a canal). Estos pueden cambiar dispositivos de CC, como por ejemplo, contactores de seguridad y rels de control, usualmente hasta 500 mA.

Enclavamiento de inicio/reinicio: Las cortinas de luz estn diseadas para interconectar directamente con cualquiera de los accionadores de la mquina de baja potencia o dispositivos lgicos como monitoreo de rels de seguridad o controladores de seguridad programables. Al momento de interactuar con los accionadores de la mquina directamente, se debe utilizar la entrada del enclavamiento de inicio/reinicio de la cortina de luz. Esto evita que la cortina de luz reinicie el peligro cuando la cortina de luz es encendida inicialmente o cuando la cortina de luz es desbloqueada.

EDM: Las cortinas de luz tambin tienen una entrada que permite monitorear los accionadores de la mquina. Esto es conocido como EDM (monitoreo de dispositivo externo). Despus de que la cortina de luz es desbloqueada, la misma determina si el accionador externo est apagado antes de habilitar algn reinicio.

El emisor y receptor tambin pueden ser interconectados a una unidad de control que proporciona la lgica necesaria, las salidas, los diagnsticos de sistema y funciones adicionales (muting, supresin del haz, PSDI) ideales para la aplicacin.

El sistema de cortinas de luz debe estar habilitado para enviar una seal de detencin a la mquina an en el caso de fallo(s) de un componente. Las cortinas de luz tienen dos salidas cruzadas monitoreadas que estn diseadas para cambiar el estado cuando el campo de deteccin se rompe. Si una de las salidas falla, la otra salida responde y enva una seal de detencin a la mquina controlada y como parte del sistema cruzado monitoreado, detecta si la otra salida no cambio el estado o si responde. La cortina de luz entrar luego en la condicin de bloqueo. lo cual evitar que la mquina opere hasta que la cortina de luz de seguridad sea reparada. El restablecimiento de las cortinas de luz de seguridad o desconectar y volver a conectar la alimentacin elctrica no servir para desbloquearlas.

Figura 26: Conexin de la cortina de luz con el MSR o los PLC de seguridad

Las cortinas de luz son integradas normalmente al sistema de seguridad por medio de la conexin de ambas al sistema de rel de monitoreo de seguridad (MSR) o PLC de seguridad, tal como se puede observar en la Figura 26. En este caso, el MSR o los PLC de seguridad manipulan los interruptores de las cargas, el enclavamiento de inicio/reinicio y el dispositivo externo de monitoreo. Este enfoque es utilizado para las funcione de seguridad ms complejas, y para requisitos de conmutacin de carga. Esto tambin minimiza el cableado a la cortina de luz.

Resolucin:

Uno de los criterios ms importante para la cortina de luz es su resolucin. La resolucin es el tamao mximo terico que un objeto puede tener para poder disparar la cortina de luz en cualquier momento. Normalmente las resoluciones utilizadas son de 14 mm, que es normalmente utilizado para la deteccin de dedos, 30 mm, normalmente utilizado para la deteccin de mano, y 50 mm, normalmente utilizado para la deteccin de tobillos. Los valores ms grandes son utilizados para la deteccin del cuerpo entero.

La resolucin es uno de los factores que determinan cuan cerca del peligro puede ubicarse la cortina de luz. VeaClculo de distancia de seguridadpara mayor informacin.

Aplicaciones verticales:

Las cortinas de luz son a menudo ms usadas en aplicaciones de montaje vertical. Las cortinas de luz deben ser colocadas a una distancia tal que evite que el usuario llegue al peligro antes de que el peligro se detenga.

En aplicaciones de aproximacin, la interrupcin de la cortina de luz inicia un comando de detencin hacia el peligro. Mientras se siga accediendo, cargando o descargando partes por ejemplo, el operador estar protegido porque alguna parte de su cuerpo est bloqueando la cortina de luz y evitando el reinicio de la mquina.

Las guardas fijas o proteccin adicional deben evitar que el operador est sobre, debajo o cerca de la cortina de luz. La Figura 27 muestra un ejemplo de una aplicacin vertical.

Figura 27: Aplicacin vertical

En cascada

La cascada es una tcnica para conectar un conjunto de cortinas de luz directamente con otro conjunto de cortinas de luz tal como se puede observar en la Figura 28. Un conjunto acta como anfitrin, y el otro conjunto acta como secundario. Una tercera cortina de luz puede ser agregada como segundo dispositivo. Este enfoque ahorra los costos de cableado y de los terminales de entrada en el dispositivo lgico. La desventaja es que el tiempo de respuesta de las cortinas de luz en cascada se ve incrementado a medida que se tiene que revisar una mayor cantidad de haces durante cada escn de la cortina de luz en cascada.

Figura 28: Cortinas de luz en cascada

Supresin de haz fija

La supresin permite que algunas porciones del campo de deteccin de la cortina de luz sean inhabilitadas para aceptar los objetos tpicamente asociados con este proceso. Estos objetos deben ser ignorados por la cortina de luz, mientras sta an proporcione la deteccin del operador.

La Figura 29 muestra un ejemplo donde el objeto est inmvil. El montaje del hardware, las partes de la mquina, herramientas, o transportador se encuentran en la porcin de supresin de la cortina de luz. Conocida como supresin fija monitoreada, esta funcin requiere que el objeto est en un rea especfica en todo momento. Si alguno de los haces programados como suprimidos no son bloqueados por los accesorios o piezas de trabajo, una seal de paro es enviada a la mquina.

Figura 29: La cortina de luz es suprimida donde est fijado el transportador

Supresin flotante

La supresin flotante permite que un objeto, tal como un material de alimentacin, penetre en el campo de deteccin en cualquier momento sin parar la mquina. Esto se logra, inhabilitando hasta dos haces de luz en cualquier lugar dentro del campo de deteccin. En lugar de crear una ventana fija, los haces suprimidos se mueven hacia arriba y hacia abajo, o flotan segn sea necesario.

El nmero de haces que pueden ser suprimidos depende de la resolucin. Dos haces pueden ser suprimidos con una resolucin de 14 mm, mientras que solo un haz puede ser suprimido cuando se utiliza una resolucin de 30 mm. Esta restriccin mantiene una apertura ms pequea para evitar que el operador pase sobre los haces suprimidos.

Los haces pueden ser bloqueados en cualquier lugar en el campo de deteccin excepto el haz de sincronizacin sin que el sistema enve una seal de paro a la maquinaria protegida. Una freno de prensa, como puede observarse en la Figura 30, sera un buen ejemplo. A medida que el ariete se mueve hacia abajo, la chapa de metal se dobla y se desplaza por la cortina de luz, rompiendo solo uno o dos haces contiguos a la vez.

Figura 30: Supresin flotante

Cuando se utiliza la supresin, flotante o fija, la distancia de seguridad (distancia mnima a la que la cortina de luz puede estar del peligro de modo que un operador no pueda llegar a la zona de peligro antes de que se detenga la mquina) se ve afectada. Debido a que la supresin incrementa el tamao mnimo del objeto que puede ser detectado, la distancia de seguridad mnima tambin deber ser mayor basado en la frmula para calcular la distancia de seguridad mnima (verClculo de distancia de seguridad).

Aplicaciones horizontales

Una vez calculada la distancia de seguridad, el diseador puede encontrar que el operador de la mquina puede entrar en el espacio entre la cortina de luz y el peligro. Si este espacio excede los 300 mm (12 pulg.), se debern considerar precauciones adicionales. Una solucin es montar una segunda cortina de luz en posicin horizontal. Estos pueden ser dos conjuntos de cortinas independientes o una pareja de cortinas de luz en cascada. Otra alternativa es la de montar una cortina de luz ms larga sobre un ngulo de la mquina. Estas alternativas pueden observarse en la Figura 31. En cualquier caso, las cortinas de luz deben ser colocadas a una distancia segura de la zona del peligro.

Figura 31: Soluciones alternativas para el espacio entre la cortina de luz y el peligro

Para distancias de seguridad ms amplias o para la deteccin del rea, las cortinas de luz pueden ser montadas de manera horizontal, tal como se puede observar en la Figura 32. Las cortinas de luz no deben montarse muy cerca del piso para evitar que se ensucien, ni muy altas para permitir que alguien pueda pasar por debajo de la cortina de luz. Una distancia de 300 mm (12 pulg.) sobre el suelo es lo que normalmente se utiliza. Adems, las cortinas de luz no deben ser utilizadas como medio para obtener acceso. La resolucin de la cortina debe seleccionarse para, por lo menos, detectar el tobillo de una persona. No se utiliza una resolucin mayor a 50 mm para la deteccin de un tobillo. Si la cortina de luz no protege la celda entera, se deber utilizar una funcin de reposo manual. El botn de restablecimiento debe estar ubicado fuera de la celda con una vista completa de la misma.

Figura 32: Aplicacin horizontal de una cortina de luz

Control de permetro o de rea de acceso

El control del permetro de acceso es normalmente utilizado para detectar el acceso a lo largo del borde exterior del rea de peligro. Las cortinas de luz utilizadas para detectar el permetro de acceso tiene resoluciones que detectan cuerpos completos, como puede observarse en la Figura 33. Esto puede ser logrado de un par de maneras diferentes. Normalmente se utilizan cortinas de luz de mltiples haces, de dos o tres haces o de un dispositivo de haz simple que es reflejado sobre los espejos para crear un patrn de haces dual. En cualquiera de los casos, el haz ms bajo debe estar a 300 mm (12 pulg.) sobre el piso, y el haz ms alto debe evitar que una persona simplemente pase por encima de la cortina de luz.

Los espejos pueden utilizarse para desviar el haz de luz alrededor de la celda. La distancia que la cortina de luz puede cubrir se ve reducida debido a las prdidas en los reflejos de los espejos. El alineamiento de la cortina de luz es ms difcil y usualmente se necesita una herramienta visible de alineamiento de lser.

Figura 33: Los espejos crean el permetro

Los espejos se pueden usar para desviar el haz de luz alrededor de la celda. La distancia que la cortina de luz puede cubrir se ve reducida debido a las prdidas en los reflejos de los espejos. El alineamiento de la cortina de luz es ms difcil y usualmente se necesita de una herramienta visible de alineamiento de lser.

Figura 34: Dispositivos de haz simple para una aplicacin de bajo riesgo

Algunos dispositivos de haz simple tienen distancias de deteccin extensivas (hasta 275 pies). Esto permite que un dispositivo de haz de luz simple pueda crear una barrera protectora alrededor de las mquinas peligrosas. Debido a que solo puede haber una configuracin de haz simple o dual, este enfoque se limita a las aplicaciones de bajo riesgo. LaClculo de distancia de seguridadseccin trata acerca de la ubicacin y separacin del haz para obtener campos de proteccin adecuados. La Figura 34 muestra un ejemplo de una aplicacin de haz simple. Este enfoque es generalmente utilizado en aplicaciones de bajo riesgo, debido a un separacin mayor de haces. La interrupcin de un haz se utiliza para detener el movimiento de la mquina peligrosa.

Escneres de lser de seguridad

Los escneres lser de seguridad utilizan un espejo giratorio que desva los impulsos de la luz sobre un arco, creando un plano de deteccin. La ubicacin del objeto est determinada por el ngulo de rotacin del espejo. Utilizando una tcnica de tiempo de vuelo de un haz reflejado de una luz invisible, el escner tambin puede detectar la distancia a la cual se encuentra el objeto. Si se toma la distancia medida y la ubicacin del objeto, el escner lser determinar la posicin exacta del objeto.

Los escner lser crean dos zonas: 1) una zona de advertencia y 2) una zona de seguridad. La zona de advertencia proporciona una seal que no desactiva el peligro e informa a las personas que se estn acercando a la zona de seguridad tal como puede observarse en la Figura 35. Los objetos que ingresan o que se encuentran dentro de la zona de seguridad hacen que el escner lser emita un comando de paro; las salidas OSSD se apagan.

La forma y el tamao del rea protegida es configurada por un programa de software integrado y que puede descargarse desde al escner. El clculo de la distancia de seguridad debe utilizarse para determinar el tamao adecuado de la zona de seguridad.

Una ventaja del escner lser sobre las cortinas de luz o los tapetes es la habilidad para re configurar el rea. La Figura 35 muestra un ejemplo del campo de advertencia configurado para ignorar los objetos estructurales.

Figura 35: Campo de advertencia configurado alrededor de objetos estructurales

Los desarrollos en la tecnologa del escner de lser permiten que un escner simple cubra zonas mltiples. En la Figura 36, el escner de lser permite que el operador tenga acceso a uno de los lados (mostrado como envolvente 1) mientras el robot est ocupado en el otro lado (envolvente 2).

Escneres ms viejos tienen salidas electromecnicas. Los escneres ms nuevos adoptan los mismos principios que las cortinas de luz y proporcionan salidas OSSD con revisin cruzada, monitoreo de dispositivo externo y enclavamiento de reinicio para uso autnomo. Las salidas OSSD tambin pueden ser conectadas a dispositivos lgicos cuando es necesario como parte de un sistema ms grande.

Figura 36: Aplicacin MultiZone del escner de lser

Muting

Muting se caracteriza como la suspensin temporaria, automtica de una funcin de seguridad. Algunas veces, el proceso requiere que la mquina se detenga cuando el personal entra al rea, pero sigue en funcionamiento cuando un material de alimentacin inmediata ingresa. En tal caso, es necesaria la funcin de muting. Muting est permitido durante el ciclo de la porcin de la mquina que no es peligrosa o que no debe exponer a una persona al peligro.

Se utilizan sensores para iniciar la funcin de muting. Los sensores pueden estar clasificados como seguros o como no seguros. Los tipos, nmero y ubicacin de los sensores de muting se deben seleccionar de acuerdo a los requisitos de seguridad determinados por la evaluacin de riesgos.

La Figura 37 muestra una configuracin de muting del manejo de materiales del transportador utilizando dos sensores. Los sensores estn configurados en un patrn X. Algunas unidades lgicas requieren un orden especfico en el cual se bloquean los sensores. Cuando el orden es importante, el patrn X debe ser asimtrico. Para aquellas unidades lgicas que utilizan las entradas del sensor como parejas, el patrn X puede ser simtrico. Los foto sensores retrorreflexivos, polarizados son normalmente utilizados para evitar el inicio falaz de la funcin de muting causado por reflexiones falsas, o causando disparos indeseados. Se pueden utilizar adems, otras tecnologas de sensores, tales como los sensores inductivos y los interruptores de final de carrera.

Figura 37: Transportador 2 Sensor de muting

Otro enfoque comnmente aplicado es utilizar cuatro sensores, tal como puede observarse en la Figura 38. Se montan dos sensores en el lado del peligro y dos en el lado no peligroso. Los sensores miran directamente en direccin del transportador. La forma y la posicin del objeto es menos importante en este enfoque. El largo del objeto es importante ya que el objeto debe bloquear los cuatro sensores.

Figura 38: Transportador 4 Sensor de muting

Una aplicacin comn es que una carretilla elevadora ingrese al transportador. Para el muting de la cortina de luz, la carretilla elevadora debe ser detectada por sensores. El desafo es ubicar los sensores de manera tal que puedan detectar la carretilla elevadora y no una persona. La Figura 39 muestra un ejemplo de esta aplicacin.

Figura 39: Carretilla elevadora 2 Sensor de muting

El acceso a las celdas robticas tambin se realiza por medio del muting. Tal como puede observarse en la Figura 40, los interruptores de final de carrera, ubicados en la base del robot, indica la posicin del robot. Se aplica muting a los dispositivos de proteccin (las cortinas de luz y tapetes de seguridad) cuando el robot no est en una posicin peligrosa.

Figura 40: Muting de un celda robtica

Inicio de dispositivo de deteccin de presencia (PSDI)

Conocido tambin como modo de operacin de simple apertura, doble apertura o paso a paso, PSDI requiere el uso de una cortina de luz no solo como dispositivo de seguridad, sino como el control para el funcionamiento de la mquina. PSDI inicia el ciclo de una mquina basado en el nmero de veces que se rompe el campo de deteccin. Por ejemplo, cuando un operador se aproxima al peligro para insertar una pieza de trabajo, la interrupcin de los haces detiene inmediatamente la mquina o evita el reinicio de la misma hasta que el operador retire su mano del rea, y en ese momento la mquina inicia automticamente su siguiente ciclo. Este proceso puede ser realizado por dispositivos lgicos de seguridad programable o por rels de monitoreo especialmente diseados para esta funcin.

El auto inicio permite que la mquina comience y se detenga basado en la cantidad de veces que los haces de la cortina de luz son interrumpidos o bloqueados. En las Figuras 41 a la 43 se puede observar un modo de auto inicio de doble apertura (luego de la secuencia inicial de puesta en marcha).

En el paso 1, el operador interrumpe la cortina de luz. La mquina se detiene y el operador extrae le material procesado. El operador desbloquea la cortina de luz, realizando la primera apertura.

Figura 41: Paso 1 de Apertura doble de PSDI

Figura 43: Paso 2 de Apertura doble de PSDI

Figura 43: Paso 3 de Apertura doble de PSDI

En el paso 2, el operador interrumpe la cortina de luz por segunda vez y carga material nuevo. La mquina permanece en modo de paro.

En el paso 3, la mquina comienza automticamente luego del segundo desbloqueo de la cortina de luz.

Tapetes de seguridad sensibles a la presin

Estos dispositivos son utilizados para proporcionar proteccin al rea del suelo prxima a la mquina, tal como puede observarse en la Figura 44. Una matriz de tapetes interconectados se coloca alrededor del rea peligrosa y la presin aplicada al tapete (por ej., una pisada del operador) ocasionar que la unidad de control del tapete desconecte la corriente elctrica en la zona de peligro.

Hay un gran nmero de tecnologas que se utilizan para la creacin de tapetes de seguridad. Una de las tecnologas ms conocidas es utilizar dos placas de metal paralelas, tal como puede observarse en la Figura 45. Las placas son separadas por separadores. Las placas de metal y los separadores son encapsulados en un material no conductivo que tiene su superficie diseada para evitar el deslizamiento.

Figura 44: Tapetes de seguridad alrededor de un robot

Figura 45: Interface del tapete de seguridad

Para asegurar que el tapete de seguridad est disponible para su uso, se pasa una corriente elctrica a travs de ambas placas. Si ocurre un fallo en el cableado de circuito abierto, el sistema de seguridad se apagar. Para ubicar las placas paralelas dentro del sistema de seguridad, se pueden utilizar dos o cuatro conductores. Si se utilizan dos conductores, entonces se utilizar una resistencia de terminacin para diferenciar las dos placas. La estrategia ms conocida es utilizar cuatro conductores. Dos conductores son asignados a un canal, conectados a la placa superior. Dos conectores son asignados a un segundo canal, conectados a la placa inferior. Cuando una persona pisa el tapete, las dos placas crean un cortocircuito desde el Canal 1 hacia el Canal 2. El dispositivo lgico de seguridad debe ser diseado para que pueda soportar este cortocircuito. La Figura 46 muestra un ejemplo de como, tapetes de 4 cables son conectados en series para garantizar que los tapetes de seguridad estn disponibles para su uso.

Figura 46: Construccin tpica de un tapete de seguridad

Los tapetes sensibles a la presin son usualmente utilizados dentro de un rea cerrada la cual contiene varias mquinas fabricacin flexible o celdas robticas, por ejemplo. Cuando se requiere un acceso a la celda (para configuracin o para enseanza de "robot," por ejemplo), estos evitan movimientos peligrosos si un operador pasa desde el rea segura, o debe meterse detrs de una pieza del equipo, como puede verse en la Figura 47.

El tamao y posicionamiento del tapete deben tener en cuenta la distancia de seguridad (verClculo de distancia de seguridad).

Figura 47: Los tapetes de seguridad detectan la presencia del operador detrs del equipo

Bordes sensibles a la presin

Estos dispositivos son tiras flexibles que pueden montarse al borde de una parte mvil, tal como una mesa de mquina o puerta elctrica la cual constituye un riesgo de trituracin o corte, tal como puede observarse en la Figura 48.

Si la parte mvil golpea al operador (o viceversa), el borde sensible flexible se oprime y desactivar la fuente de energa de la parte peligrosa. Los bordes sensibles tambin pueden utilizarse para proteger la maquinaria donde existe riesgo de que el operador se enganche. Si la mquina atrapa a un operador, el contacto con el borde sensible desactivar la alimentacin elctrica de la mquina.

Hay un gran nmero de tecnologas que se utilizan para la creacin de bordes de seguridad. Una tecnologa conocida es la de insertar un largo interruptor dentro del borde. Este enfoque proporciona bordes rectos y generalmente utiliza la tcnica de conexin de cuatro cables.

Figura 48: Borde de la mesa y de la puerta elctrica de la mquina

El Guardmaster Safedge de Allen-Bradley utiliza caucho conductor, con dos cables a lo largo del borde (Figura 49). Al final del borde, se utiliza una resistencia de terminacin para completar el circuito. Si se hunde el caucho la resistencia del circuito se reduce.

Figura 49: Borde de seguridad de caucho conductor

Como debe detectarse un cambio en la resistencia, el rel de seguridad para monitoreo debe estar diseando para detectar dicho cambio. En la Figura 50 se puede observar un cableado de ejemplo de este diseo de dos cables con una resistencia de terminacin. Una ventaja de la tecnologa con caucho conductor es que proporciona esquinas activas.

Figura 50: Circuito de borde de seguridad de caucho conductor

Las cortinas de luz, escneres, tapetes de seguridad y bordes sensibles son clasificados como "Dispositivos de disparo." No restringen el acceso, slo "lo" detectan. Se basan totalmente en su capacidad de deteccin y conmutacin para proporcionar seguridad. En general son solo adecuados para maquinaria que se detienen razonablemente rpido despus que se desconecta la alimentacin elctrica. Debido a que el operador puede caminar o entrar directamente al rea peligrosa, obviamente es necesario que el tiempo requerido para que el movimiento se detenga sea menor que el tiempo requerido para que el operador entre en contacto luego de disparar el dispositivo.

Interruptores de seguridad

Cuando el acceso a la mquina es infrecuente, es preferible utilizar guardas mviles (operables). La guarda se enclava con la fuente de alimentacin elctrica de manera tal que asegura que en el momento en que la puerta elctrica no est cerrada la corriente elctrica de la pieza peligrosa estar desactivada. Esta estrategia incluye el uso de un interruptor de enclavamiento fijado en la puerta de la guarda. El control de la fuente de energa del peligro es encaminado a travs de la seccin de conmutacin de la unidad. La fuente de energa es generalmente elctrica pero tambin puede ser neumtica o hidrulica. Cuando se detecta movimiento (apertura) de la puerta de la guarda, el interruptor de enclavamiento iniciar un comando para aislar la fuente de energa del peligro ya sea directamente o por medio de un contactor de alimentacin elctrica (o vlvula).

Algunos interruptores de enclavamiento tambin incorporan un dispositivo de bloqueo que bloquea la puerta de la guarda en posicin cerrada y no permite que se abra hasta que la mquina est en una condicin segura. Para la mayora de aplicaciones la combinacin de una guarda movible y un interruptor de enclavamiento con o sin bloqueo de la guarda es la solucin ms confiable y econmica.

Interruptores de enclavamiento con lengeta

Los enclavamientos operados con lengeta requieren un accionador con forma de lengeta que se inserta y se retira del interruptor. Cuando se inserta la lengeta, los contactos de seguridad internos se cierran y permiten que la mquina funcione. Cuando se retira la lengeta, los contactos de seguridad internos se abren y envan un comando de paro a las partes relacionadas con la seguridad del sistema de control. Los enclavamientos operados con lengeta son verstiles ya que pueden utilizarse en guardas deslizables, abisagradas o extrables tal como puede observarse en la Figura 51.

Figura 51: Enclavamientos de lengeta en guardas deslizables, abisagradas o extrables

Algunos de los ltimos estndares de seguridad funcional se focalizan en la necesidad de obtener una tolerancia a fallos total como parte de los requisitos para el dispositivo que se est utilizando para altos niveles de riesgo (por ej., SIL 3 o PLe). Porque, en teora, los interruptores que operan con lengetas mecnicas tienen puntos nicos de fallo (por ej., accionador de lengeta) aun cuando tengan dos canales elctricos de conmutacin. Esto significa que los interruptores sin contacto pueden ser preferibles en estos casos porque generalmente no tienen los puntos nicos de fallo mecnico.

Los enclavamientos de lengeta tienen tres caractersticas bsicas que les permiten tener una clasificacin segura: capacidad de neutralizacin, aislamiento galvnico, rechazo, y accin de apertura directa.

Capacidad de neutralizacin

La seguridad de un interruptor de enclavamiento depende de la habilidad de resistencia a los intentos "de burlar" o cambiar el mecanismo. Se debe designar un interruptor de enclavamiento para que no pueda ser cambiado con el simple uso de herramientas o materiales que pueden estar fcilmente disponibles (destornilladores, monedas, cinta, o cable).

Figura 52: Accionadores con forma de lengeta con caractersticas dimensionales para ayudar a prevenir la neutralizacin

Esto se logra dndole una forma especial al accionador, tal como se muestra en la Figura 52. Cuando se requiere mantenimiento en la mquina, los enclavamientos puede que tengan que ser eludidos. Si esto es as, se deben proporcionar otros mtodos de proteccin. El acceso a los accionadores de repuesto debe ser controlado por medio de procedimientos administrativos de funcionamiento. Algunos accionadores, como el que aparece a la izquierda en la Figura 52, tienen un resorte que evita que la lengeta entre completamente y opere el interruptor de enclavamiento a menos que est fijado correctamente a la guarda.

En algunas circunstancias el personal se ver tentado a anular el interruptor de alguna manera. La informacin con respecto al uso de la mquina, recolectada en la etapa de evaluacin de riesgos, ayudar a decidir si esto es ms o menos probable que suceda. Mientras ms probabilidad haya de que suceda, ms difcil debe ser anular en interruptor o el sistema. El nivel de riesgo calculado tambin debe considerarse como un factor en esta etapa. Los interruptores estn disponibles con varios niveles de seguridad que van desde resistencia a manipulacin impulsiva hasta ser virtualmente imposible de cambiar.

Debe tenerse en cuenta en esta etapa que si se requiere un alto grado de seguridad a veces es ms prctico lograr esto por la manera de instalacin.

Por ejemplo, si el interruptor es montado como puede verse en la Figura 53 con un carril recubierto, no habr acceso al interruptor con la puerta de la guarda abierta. La naturaleza de cualquier "medida" para evitar la neutralizacin realizada en el momento de instalacin depender del principio de operacin del interruptor.

Figura 53: Interruptor y accionador ocultos

La accin de apertura directa

ISO 12100-2 explica que si un componente mecnico mvil inevitablemente mueve otro componente junto con l, ya sea por contacto directo o por medio de elementos rgidos, podemos decir que estos componentes estn conectados en modo positivo. IEC 60947-5-1 utiliza el trmino Accin de apertura directa y lo define como logro de separacin de contactos como resultado directo de un movimiento especfico del accionador del interruptor a travs de miembros no flexibles (por ejemplo que no dependen de los resortes). Este estndar proporciona un conjunto de pruebas que pueden utilizarse para verificar la accin de apertura directa. Los productos que cumplen con los requisitos de accin de apertura directa muestran el smbolo que aparece en la Figura 54 en sus envolventes.

Figura 54: Smbolo de accin de apertura directa

La Figura 55 muestra un ejemplo de operacin positiva con desconexin forzada de los contactos. Los contactos se consideran normalmente cerrados (N.C) cuando el accionador es insertado dentro del interruptor (es decir, guarda cerrada). Esto cierra un circuito elctrico y permite que la corriente fluya a travs del circuito cuando la mquina puede funcionar. El enfoque de circuito cerrado permite la deteccin de un cable roto que podra iniciar la funcin de paro. Estos interruptores estn tpicamente diseados con contactos de doble apertura. Cuando se abre la guarda, se extrae la lengeta de la cabeza mvil y hace girar una leva interna. La leva impulsa al pistn que obliga al separador a abrir ambos contactos, abriendo contactos potencialmente soldados.

Figura 55: Doble apertura con accin apertura directa

Figura 56: Desconexin en cadena de 2 enclavamientos N.C mltiples

La mayora de los enclavamientos con lengeta tambin tienen un conjunto de contactos normalmente abiertos (N.O). Estos contactos tpicamente se cierran por la fuerza del resorte de retorno. Si el resorte se abre, no se podr llevar a cabo un contacto apropiado con un nivel lo suficientemente alto de confiabilidad. Por lo tanto, son normalmente utilizados para sealizar al sistema de control de la mquina que la guarda est abierta.

Los contactos de resorte de retorno normalmente abiertos pueden ser utilizados como un canal secundario en un sistema de seguridad. Este enfoque proporciona diversidad al sistema de seguridad para ayudar a evitar fallos por causa comn. El rel de seguridad de monitoreo o el PLC de seguridad debe estar diseado para aceptar este enfoque diverso de contactos N.A. + N.C.

Figura 56: Desconexin en cadena de dos enclavamientos N.C mltiples

Figura 57: Enclavamientos mltiples con contactos N.C. y N.A

Una ventaja de utilizar dos contactos N.C. con enclavamientos es la reduccin de cableado cuando se deben monitorear mltiples compuertas. La Figura 56 muestra como las compuertas mltiples pueden ser conectadas en cadena. Esto puede ser prctico para un nmero pequeo de compuertas, pero se vuelve ms difcil la resolucin de problemas cuando muchas compuertas estn conectadas en serie.

Donde la evaluacin de riesgos considere necesario el uso de diversos contactos, los contactos N.C. estn conectados en serie y los contactos N.A. estn conectados en paralelo. La Figura 57 muestra un esquema bsico de este enfoque cuando mltiples enclavamientos son monitoreados por un solo rel de seguridad de monitoreo. Los contactos N.A. en el circuito de canal 2 estn conectados en paralelo.

Duplicacin (tambin referida como redundancia)

Si los componentes que no son inherentemente seguros se utilizan en el diseo, y son crticos a la funcin de seguridad, entonces se debe proporcionar un nivel de seguridad aceptable por medio de la duplicacin de esos componentes o sistemas. En caso de fallo de uno de los componentes, el otro puede continuar realizando la funcin. Normalmente es necesario proveer monitoreo para detectar el primer fallo para que, por ejemplo, un sistema de doble canal no se degrade a un canal individual sin que nadie lo note. Tambin se le debe prestar atencin al tema de fallos por causa comn.

Se debe proporcionar proteccin en caso de fallo, lo cual ocasionara que todos los componentes duplicados (o canales) fallen al mismo tiempo. Las medidas adecuadas incluyen utilizar diversas tecnologas para cada canal o asegurar un modo de fallo orientado.

Aislamiento galvnico

La Figura 58 muestra bloques de contacto con dos conjuntos de contactos. Una barrera de aislamiento galvnico es necesaria si es posible para los contactos tocarse entre s espalda con espalda en caso de contacto con soladura o pegamento.

Figura 58: Aislamiento galvnico de los contactos

Paros mecnicos

Los interruptores de enclavamiento no estn diseados para soportar el paro de una compuerta. El diseador de la mquina debe proporcionar un paro adecuado al mismo tiempo que proveer un recorrido suficiente para que el accionador se inserte completamente dentro del interruptor (Figura 59).

Figura 59: Paros mecnicos

La lengeta montada en la guarda necesita mantenerse razonablemente bien alineada con el orificio de entrada en el cuerpo del interruptor. Con el paso del tiempo, las bisagras se pueden desgastar y las guardas pueden doblarse o torcerse. Esto puede afectar desfavorablemente la alineacin del accionador y el cabezal. EL diseador de la mquina debe considerar interfaces de cuerpos de metal y accionadores flexibles, tal como se muestra en la Figura 60.

Figura 60: Interface de metal con accionador flexible

La operacin de contacto afecta el rendimiento del interruptor en el sistema de control/seguridad y el diseador de la mquina debe considerarlo. Este rendimiento es solo importante cuando los dos contactos N.C. son utilizados por el sistema de seguridad y los contactos N.A. son utilizados para indicar el estado de la guarda con el PLC.

La operacin de contacto puede ser de accin lenta o de accin instantnea. En la operacin de accin lenta, existen dos tipos. Apertura antes del cierre (BBM) describe la operacin en la cual los contactos N.C. se abren antes de que los contactos N.A. se cierren. Cierre antes de apertura (MBB) describe la operacin en la cual los contactos normalmente cerrados se abren despus de que los contactos normalmente abiertos se cierran.

Figura 61: Contactos MBB y BBM Mensajes de conflicto

Debido al desgaste, dao, u otros cambios en la proteccin a lo largo del tiempo, se puede aplicar presin a la puerta forzndola a abrirse levemente. Si la puerta se mueve entre el punto donde ocurre el cambio, el sistema de seguridad y el sistema de control de la mquina recibirn mensajes de conflicto, tal como se muestra en la Figura 61.

Las correcciones para esto incluyen asegurar la puerta cerrada o utilizar contactos de accin instantnea. La eleccin del enclavamiento de lengeta apropiado incluye muchas consideraciones: cuerpo de plstico o metal, nmero de contactos, operacin de contacto, tamao de guarda, alineacin de la guarda, movimiento de la guarda, espacio disponible y proyecciones de agua. Los interruptores con accionamiento de lengeta pueden ser difciles de limpiar a fondo. Por esto, las industrias de alimentos/bebidas y farmacuticas generalmente prefieren enclavamientos sin contacto.

Interruptores de bloqueo de guarda

En algunas aplicaciones, es necesario bloquear las guardas cerradas o retardar la apertura de la guarda. Los dispositivos adecuados para este requisito se llaman interruptores de enclavamiento de guarda. Ellos son aplicados a las mquinas con caractersticas de desaseleracin pero tambin pueden proveer un incremento significativo de nivel de proteccin para la mayora de los tipos de mquina.

Para la mayora de tipos de interruptores con enclavamiento y bloqueo de guarda, la accin de desbloqueo es condicional al recibo de algn tipo de seales elctricas, por ejemplo un voltaje elctrico para energizar un solenoide de liberacin de bloqueo. Este principio de desbloqueo condicional hace que el interruptor de bloqueo de guarda accionado por solenoide sea un dispositivo til y adaptable. Mientras que con la mayora de los dispositivos la funcin de seguridad se logra deteniendo la mquina, los interruptores de bloqueo de guarda tambin evitan el acceso a la mquina y el reinicio de la misma cuando el bloqueo es liberado. Debido a esto, estos dispositivos pueden realizar dos funciones de seguridad separadas pero interrelacionadas: prevencin de acceso y prevencin de movimiento peligroso. Esto significa que estos interruptores son fundamentalmente importantes en el campo de la seguridad de la maquinaria. El siguiente texto describe algunas razones basadas en aplicaciones tpicas y por qu son comnmente utilizados los interruptores con enclavamiento y bloqueo de guarda:

Proteccin de la mquina y de las personas: En muchas situaciones se pueden producir daos de herramienta o pieza de trabajo o puede ocurrir una interrupcin significativa del proceso si la mquina se detiene repentinamente en el punto errneo en su secuencia de operacin. Un ejemplo tpico de esto podra ser la apertura de una puerta de guarda con enclavamiento de una mquina herramienta automatizada en medio ciclo. Esta situacin se puede evitar si se utiliza un interruptor de bloqueo de guarda accionado por solenoide. Si es necesario el acceso a travs de la puerta de la guarda se enva una seal de solicitud de liberacin de bloqueo al controlador de la mquina, quien luego esperar un paro de secuencia antes de enviar la seal de liberacin al interruptor de enclavamiento de la guarda.

Figura 62: Esquema de interruptor de enclavamiento de guarda de solenoide bsico simplificado

La Figura 62 muestra una visin esquemtica muy simplificada del principio. En la prctica, las funciones de inicio, paro y desbloqueo de los interruptores de empuje que se muestran podran ser logrados por medio de las entradas y salidas del PLC de la mquina. El PLC aceptara una entrada de solicitud de liberacin de bloqueo en cualquier momento en el ciclo de la mquina pero solo podra accionar un comando de liberacin al final de ese ciclo. El comando de liberacin podra ser equivalente a presionar los interruptores de empuje de liberacin de bloqueo y paro.

Cuando el bloqueo es liberado y la puerta de la guarda se abre, los contactos de los interruptores se abren causando el aislamiento de la alimentacin elctrica al peligro.

Este tipo de enfoque puede ser desarrollado ms aun utilizando un interruptor operado por llave o botn cuando se solicite la liberacin del bloqueo. De esta manera es posible controlar no solo cundo puede abrirse la guarda sino quin puede abrirla.

Figura 63: Esquema de retardo temporizado de interruptor de bloqueo de guarda con solenoide controlado

Proteccin contra la desaceleracin de la mquina: En muchas mquinas, la desconexin de la corriente elctrica del motor o del accionador no necesariamente ocasionar un paro confiable e inmediato del movimiento peligroso. Esta situacin puede resolverse utilizando un interruptor de bloqueo de guarda accionado por solenoide con su liberacin supeditada a la implementacin de alguna forma de retardo que asegure que todos los movimientos peligrosos se han detenido antes de que el bloqueo sea liberado.

Retardo temporizado: El mtodo ms simple es utilizar una funcin de tiempo de retardo configurada para que el interruptor no libere la guarda hasta que el contactor este APAGADO y despus de que haya transcurrido un intervalo de tiempo preseleccionado. Esto se puede observar en la Figura 63. Un PLC de seguridad o un controlador dedicado puede proporcionar la funcin de retardo temporizado. Es importante que sea clasificado como seguro porque el fallo que cause un retardo temporizado ms corto que el especificado podra resultar en exposicin a piezas movibles.

El intervalo de retardo temporizado debe ser fijado al menos en el peor de los casos de tiempo de paro de la mquina. Este tiempo de paro debe ser predecible, confiable y no dependiente de mtodos de frenos que pueden degradarse con el uso.

Confirmacin de la detencin del movimiento: Tambin es posible hacer que el bloqueo sea condicional a la confirmacin de que el movimiento se ha detenido. Las ventajas con este enfoque son que aun si la mquina se toma ms tiempo del esperado para detenerse el bloqueo no ser liberado excesivamente temprano. Adems proporciona mayor eficiencia que la del retardo temporizado porque el bloqueo es liberado tan pronto como se detiene el movimiento sin tener que esperar siempre por el tiempo de detencin en el peor de los casos. Un ejemplo de este enfoque puede observarse en la Figura 64.

Figura 64: Esquema simplificado de interruptor de bloqueo de guarda accionado por solenoide de movimiento controlado detenido

Esta funcin de monitoreo de movimiento detenido debe estar clasificada como segura y se logra usualmente por medio de uno de los siguientes mtodos:

Sensores de proximidad o encoders de eje combinados con un controlador especifico o PLC de seguridad.

Deteccin de EMF posterior utilizando una unidad de control dedicada.

Generaciones futuras de variadores de velocidad variable y sistemas de control de movimiento tambin proveern esta funcionalidad clasificada dentro de las de seguridad.

Seguridad de baja velocidad: Para algunos tipos de maquinaria puede ser necesario acceder a algunas partes movibles para realizar ciertas tareas tales como mantenimiento, posicionamiento, alimentacin o roscado. Este tipo de actividad solo se considera si se puede proveer seguridad adecuada por medio de otras medidas. Tpicamente estas otras medidas tomarn la forma de al menos ambas de las siguientes:

a) Solo se permite el acceso bajo condiciones de seguridad de baja velocidad

b) Cualquier persona que tenga acceso a las partes movibles debe tener control local personal para detener, o evitar el arranque, o el movimiento. El control local debe anular cualquier otra seal de control.

Esto debe ser tomado como mnimo. Si es aceptable o no depender de la evaluacin de riesgos y estndares y regulaciones de seguridad. Sin embargo donde sea aceptable, este tipo de funcionalidad de seguridad es a menudo implementado utilizando un interruptor de enclavamiento de guarda accionado por solenoide en combinacin con una unidad de monitoreo de baja velocidad y un dispositivo de habilitacin de tres posiciones.

La unidad de monitoreo de baja velocidad revisa constantemente la velocidad de las partes movibles a travs de sensores de entrada y solo permitir el envo de la seal de liberacin de bloqueo cuando la velocidad no sea mayor a su valor de umbral predefinido. Luego de que se haya liberado el bloqueo, la unidad de baja velocidad seguir monitoreando la velocidad. Si su umbral predefinido es excedido mientras se permite el acceso, la alimentacin elctrica del motor se cortar de manera inmediata. Adems la seguridad de baja velocidad solo podr continuar mientras se mantenga el interruptor de habilitacin en la posicin media (ver Figura 70 para mayor informacin). Es claro que el interruptor de enclavamiento de guarda, la unidad de seguridad de baja velocidad y el dispositivo de habilitacin deben estar conectados a alguna forma de solucionador lgico clasificado como seguro para poder implementar la funcionalidad requerida para la seguridad y la produccin. En su forma ms simple esto puede simplemente ser la forma en la cual estas unidades estn cableadas juntas, tpicamente conmutadas con un interruptor de modo manual. Este interruptor funciona normalmente para restringir el modo de acceso a la seguridad de baja velocidad a personas no autorizadas. Se puede obtener una mayor eficacia de operacin y flexibilidad utilizando un dispositivo programable o que pueda ser configurado para la funcin de solucin lgica. Esto puede ser desde un rel modular configurable hasta un PLC de seguridad.

Este tipo de funcionalidad de seguridad de baja velocidad es normalmente requerido para sistemas de maquinaria integrada complejos donde el equipo est dividido en diferentes zonas de operacin cada una con un modo de operacin diferente e interdependiente. En estos tipos de aplicaciones un PLC de seguridad o una unidad de control dedicada configurable, tal como el MSR57, es normalmente una solucin ms adecuada que los rels individuales y las unidades de control.

La mayora de los interruptores de enclavamiento de guarda son adaptaciones de enclavamientos con lengeta. Se agrega un solenoide al enclavamiento. El solenoide bloquea el accionador en el lugar. Existen dos tipos de bloqueos solenoides:

1.Bloqueo elctrico

2.Bloqueo elctrico

Los dispositivos de alimentacin elctrica para desbloquear requieren alimentacin elctrica al solenoide para desbloquear el accionador. Siempre que se aplique alimentacin elctrica al solenoide, se podr abrir la puerta. Con la alimentacin elctrica al accionador desconectada, la guarda se bloquear apenas se cierre.

Durante el corte de energa, la compuerta permanecer cerrada y bloqueada. Si el dispositivo de enclavamiento de guarda se utiliza en aplicaciones donde se requiere acceso de cuerpo completo, se deber proporcionar un mtodo de escape en caso de que alguien quede encerrado en el rea peligrosa. Esto se logra con una palanca giratoria, un botn pulsador, o mtodos mecnicos, como puede observarse en la Figura 65.

Figura 65: Mtodos de escape para bloqueo de guarda

El bloqueo elctrico requiere alimentacin elctrica en el solenoide para poder bloquear la guarda. Una evaluacin de riesgos debe considerar las situaciones peligrosas que pueden surgir si se corta la energa y la compuerta se desbloquea mientras la mquina est en funcionamiento.

Un aspecto importante al momento de seleccionar los interruptores de bloqueo de guarda es la fuerza de retencin. Cuanta fuerza se necesita para mantener una guarda bloqueada? Cuando la puerta se abre manualmente, la fuerza de retencin puede ser mnima. Dependiendo de donde est instalado el interruptor de bloqueo de guarda, el uso de la palanca puede necesitar fuerzas de retencin mayores. Puertas motorizadas podran requerir fuerzas de retencin mayores.

Figura 66: Solenoide de offset y en lnea

Otro aspecto importante para la seleccin del proceso incluye la relacin del solenoide y del accionador. Existen dos relaciones: en lnea y offset, como puede observarse en la Figura 66. El solenoide est en el mismo eje que los contactos del accionador o el solenoide est desplazado de los contactos del accionador. La configuracin de offset proporciona contactos separados que proveen el estado del solenoide.

La configuracin en lnea no proporciona contactos separados para el solenoide. La configuracin en lnea es un poco ms fcil de aplicar. La configuracin en lnea proporciona mayor informacin cuando el interruptor esta en funcionamiento. Con la configuracin de offset, el diseador de la mquina debe asegurarse de que el estado del solenoide sea monitoreado por el sistema de seguridad. La eleccin de cualquiera de las configuraciones se basa en la preferencia del usuario.

Un segundo tipo de dispositivo de bloqueo de guarda se opera manualmente y la guarda puede ser abierta en cualquier momento. Una manija o perilla que se utiliza para liberar el bloqueo de guarda tambin puede abrir los contactos del circuito de control.

En un dispositivo tal como un interruptor de perno se impone un retardo temporizado. El perno que bloquea la guarda en el lugar, hace funcionar los contactos y se extrae girando la perilla de funcionamiento. Los primeros giros abren los contactos pero el perno de bloqueo no se retrae completamente hasta se gira la perilla una mayor cantidad de veces (lo cual toma hasta 20 segundos). Estos dispositivos son simples de aplicar y son extremadamente resistentes y confiables. El perno de tiempo de retardo es adecuado principalmente para guardas deslizables.

El tiempo de paro del peligro debe ser predecible y no se debe poder extraer el perno antes de que el peligro haya cesado. Solo se debe poder prolongar el perno en su posicin de bloqueo cuando la guarda est completamente cerrada. Esto significa que ser necesario aadir paros para restringir el recorrido de la puerta de la guarda, como se observa en la Figura 67.

Figura 67: Enclavamiento de perno deslizable

Interruptores de enclavamiento sin contacto

Algunos de los ltimos estndares de seguridad funcional se focalizan en la necesidad de obtener una tolerancia a fallos total como parte de los requisitos para el dispositivo que se est utilizando para altos niveles de riesgo (por ej., SIL 3 o PLe). Porque, en teora, los interruptores accionados mecnicamente tienen puntos nicos de fallo (por ej., el accionador con lengeta) a pesar de que tienen dos canales de conmutacin elctricos. Esto significa que los interruptores sin contacto de doble canal pueden ser preferibles en estos casos porque generalmente no tienen puntos nicos de fallo mecnico.

Para enclavamientos sin contacto, no existe contacto fsico (bajo condiciones normales) entre el interruptor y el accionador. Por lo tanto, no se puede utilizar un modo de operacin positivo como manera de asegurar la conmutacin, y necesitamos utilizar otros mtodos para lograr un rendimiento equivalente.

Redundancia

Tal como se describe en la seccin acerca de los interruptores de enclavamiento con lengeta, se puede proporcionar un alto nivel de seguridad por medio de dispositivos sin contacto diseados con duplicacin de componentes (o redundancia). En caso de fallo de uno de los componentes hay otro listo para realizar la funcin de seguridad y tambin una funcin de monitoreo para detectar ese primer fallo. En algunos casos puede ser una ventaja disear dispositivos con componentes que tienen la misma funcin pero diferentes mecanismos de fallo. Esto se conoce como redundancia diversa. Un ejemplo tpico es el uso de un contacto N.A. y un contacto N.C.

Modo orientado a fallo

Con dispositivos simples podemos utilizar componentes con un modo orientado a fallo tal como se explica en ISO 12100-2. Esto significa utilizar componentes en los cuales el modo de fallo predominante se conoce de antemano y es siempre el mismo. El dispositivo est diseado para que cualquier cosa que probablemente cause un fallo tambin ocasione que el dispositivo se apague.

Un ejemplo de dispositivo que utiliza esta tcnica es un interruptor de enclavamiento sin contacto accionado magnticamente. Los contactos son conectados con un dispositivo interno de proteccin contra sobrecorriente sin restablecimiento. Cualquier situacin de sobrecorriente en el circuito que se conmuta ocasionar que se abra un circuito en el dispositivo de proteccin que est diseado para operar a una corriente muy por debajo de la cual podran peligrar los contactos relacionados a la seguridad.

Debido al uso de componentes especiales, el fallo de seguridad crtico que probablemente ocurrir ser una soldadura de los contactos de lminas flexibles debido a la corriente en exceso aplicada al interruptor como se ilustra en la Figura 68. Esto se puede evitar con el dispositivo de proteccin contra sobrecorriente sin restablecimiento. Existe un amplio margen de seguridad entre la clasificacin de este dispositivo y los contactos de lminas. Debido a que es sin restablecimiento, el interruptor se puede proteger por medio de un fusible externo clasificado como adecuado. Los enclavamientos Guardmaster Ferrogard de Allen-Bradley utilizan esta tcnica.

Figura 68: Enclavamiento simple sin contacto operado magnticamente

Los dispositivos sin contactos estn diseados con envolventes suaves y son completamente sellados, haciendo que sean ideales para aplicaciones de alimentos y bebidas ya que no tienen trampas de suciedad y pueden limpiarse a presin. Son extremadamente fciles de aplicar y tienen una tolerancia de operacin considerable para que puedan aceptar algn desgaste de la guarda y aun as seguir funcionando correctamente.

Una consideracin importante cuando se aplican los interruptores sin contacto es su rango de deteccin y tolerancia al desalineamiento. Cada lnea de productos tiene una curva de funcionamiento que muestra el rango de deteccin y tolerancia al desalineamiento, como puede verse en la Figura 69.

Figura 69: Curva de funcionamiento sin contactos

Otra consideracin importante para aplicar interruptores sin contactos es la direccin de aproximacin del accionador, como puede observarse en la Figura 70. Las tcnicas de codificacin determinan que aproximaciones son aceptables.

Figura 70: La aproximacin del accionador afecta el rendimiento

Capacidad de neutralizacinInterruptores de enclavamiento sin contacto

Es importante que el interruptor solo sea operado por el accionador indicado. Esto significa que los dispositivos de proximidad comunes que detectan metal ferroso no son apropiados. El interruptor debe ser operado por un "accionador" activo.

Cuando la proteccin contra la neutralizacin con herramientas simples (destornilladores, plegadoras, cables, monedas, o un imn simple) sea necesaria de acuerdo a la evaluacin de riesgos, los tipos de accionamiento no codificados deben ser instalados para evitar el acceso mientras la guarda esta abierta. En la Figura 71 se puede observar un ejemplo de esto. Estos tambin deben instalarse donde no estn sujeto a interferencias extraas causadas por campos magnticos/elctricos.

Figura 71: Las guardas deslizables protegen el acceso a los sensores

Se puede lograr mayor seguridad contra los cambios, utilizando un accionador y sensor codificado. Para los dispositivos codificados y accionados magnticamente el accionador incorpora imanes mltiples configurados para crear campos magnticos especficos mltiples. El sensor tiene interruptores de lminas mltiples configurados para funcionar slo con los campos magnticos especficos del accionador. La codificacin nica generalmente no es factible utilizando tcnicas de codificacin magntica. Codificacin nica, donde un accionador individual es ajustado a un sensor individual.

Los interruptores de lminas utilizados con interruptores codificados magnticamente son usualmente pequeos. Para evitar el riesgo de contactos soldados ,algunos interruptores utilizan un contacto N.A. y un contacto N.C. como salidas. Esto se basa en la premisa de que uno no puede soldar un contacto abierto. El dispositivo lgico o la unidad de control debe ser compatible con la configuracin de circuitos N.C. + N.A. y tambin debe proporcionar proteccin contra sobrecorriente. Los enclavamientos Guardmaster Sipha de Allen-Bradley utilizan la tcnica de codificacin magntica.

Interruptores de enclavamiento sin contacto de identificacin mediante radiofrecuencia

Interruptores de enclavamiento sin contacto basados en la tecnologa de identificacin mediante radiofrecuencia pueden proporcionar un muy alto nivel de seguridad contra los cambios con herramientas simples. Esta tecnologa tambin puede utilizarse para proporcionar dispositivos con codificacin nica para aplicaciones donde la seguridad es lo ms importante.

El uso de la tcnica de identificacin mediante radiofrecuencia tiene muchas otras ventajas importantes. Es adecuada para el uso con arquitecturas de circuito de alta integridad tales como Categora 4 o SIL 3.

Puede ser incorporada dentro de dispositivos con envolventes IP69K completamente sellados fabricados con plstico o acero inoxidable.

Cuando la tecnologa de identificacin mediante radiofrecuencia se utiliza para la codificacin, y tecnologa inductiva para deteccin, se puede lograr una amplio rango de deteccin y tolerancia al desalineamiento, normalmente 1525 mm. Esto significa que estos dispositivos pueden proporcionar un servicio estable y confiable combinado con altos niveles de integridad y seguridad en un amplio rango de aplicaciones industriales de seguridad.

Los interruptores de enclavamiento Guardmaster SensaGuard de Allen-Bradley utilizan la tcnica de identificacin mediante radiofrecuencia.

Interruptores con bisagra

El dispositivo se monta sobre un perno giratorio en la bisagra de la guarda tal como puede observarse en la Figura 72. La apertura de la guarda se transmite por medio de un mecanismo funcionamiento de modo positivo hacia los contactos del circuito de control.

Figura 72: Instalacin del interruptor con bisagra

Cuando estn bien colocados, estos tipos de interruptores son ideales para la mayora de las puertas de guarda con bisagra donde hay un acceso a la lnea del centro de la bisagra. Pueden aislar el circuito de control dentro de 3 del movimiento de la guarda y son virtualmente imposibles de neutralizar sin desmantelar la guarda.

Se debe tener especial cuidado ya que un movimiento de apertura de solo 3 puede resultar en un espacio significativo en el borde de apertura en puertas de enclavamiento muy amplias. Tambin es importante asegurar que una guarda pesada no ejerza un peso excesivo en el eje del accionador del interruptor.

Enclavamientos (interruptor de final de carrera) de posicin

El accionamiento operado por leva usualmente toma la forma de un interruptor de final de carrera (o de posicin) de modo positivo y una leva giratoria o lineal (como puede observarse en la Figura 73). Es generalmente utilizado en guardas deslizables. Cuando se abre la guarda, la leva hace que el pistn baje para abrir los contactos del circuito de control. La simpleza del sistema permite que el interruptor sea pequeo y confiable.

Figura 73: Interruptor de final de carrera positivo

Enclavamientos (lmite) de posicin no deben utilizarse en la cubierta removible o las bisagras de las guardas.

Es extremadamente importante que el pistn del interruptor solo pueda extenderse cuando la guarda est completamente cerrada. Esto significa que puede ser necesario instalar paros adicionales para limitar los movimientos de la guarda en ambas direcciones.

Es necesario fabricar una leva adecuada perfilada que operar dentro de las tolerancias definidas. La leva montada en la guarda nunca se separa del interruptor ya que esto ocasionar que los contactos del interruptor se cierren. Este sistema puede ser propenso a fallos debido al desgaste, especialmente cuando existen levas perfiladas incorrectamente o cuando la presencia de materiales abrasivos es un factor.

Es a menudo aconsejable usar dos interruptores tal como se puede ver en la Figura 74. Uno opera en modo positivo (accin directa para abrir el contacto), y otro opera en modo negativo (retorno por muelle).

Figura 74: Interruptores de posicin redundantes diversos

Enclavamiento con atrapamiento de llave

El atrapamiento de llave puede realizar enclavamiento de control as como tambin enclavamiento de energa. Con enclavamiento de control, un dispositivo de enclavamiento inicia un comando de paro hacia un dispositivo intermedio, que apaga el dispositivo subsiguiente para desconectar la energa del accionador. Con enclavamiento elctrico, el comando de paro directamente interrumpe el suministro de energa a los accionadores de la mquina.

El mtodo ms prctico de enclavamiento elctrico es un sistema con atrapamiento de llave (ver Figura 75). El interruptor de aislamiento de alimentacin elctrica funciona con una llave que es atrapada en posicin mientras el interruptor est en la posicin ACTIVADO. Cuando se gira la llave, los contactos del interruptor de aislamiento se bloquean en posicin abierta (aislando la alimentacin elctrica) y se puede retirar la llave.

Figura 75: Enclavamiento elctrico con sistema de atrapamiento de llave

La puerta de la guarda se bloquea en posicin cerrada y la nica forma de desbloquearla es utilizando la llave del aislador. Cuando se gira para desbloquear la unidad de bloqueo de guarda, la llave es atrapada en posicin y no se la puede retirar hasta que la guarda est cerrada y bloqueada nuevamente.

Por lo tanto es imposible abrir la guarda sin primero aislar la fuente de energa y tambin es imposible conectar la alimentacin elctrica sin cerrar y bloquear la guarda.

Este tipo de sistema es extremadamente confiable y tiene la ventaja de que no requiere un cableado elctrico hasta la guarda. La mayor desventaja es que debido a que requiere la transferencia de la llave cada vez, no es adecuado si se necesita acceder a la guarda con frecuencia.

Cuando se requiera acceso de cuerpo completo, se recomienda el uso de una llave personal. Como puede observarse en la Figura 76, la llave B es la llave personal. El operador lleva la llave B dentro del rea de peligro. El rango de atrapamiento de llave est disponible en versiones de llave, doble, triple y cudruple para mltiples puntos de acceso. El uso de una llave personal asegura que el operador no quedar encerrado en el rea protegida. Tambin se puede llevar la llave a la celda y se la puede utilizar en otro interruptor para habilitar funciones como modos de aprendizaje robtico y de avance por impulsos de la mquina.

Figura 76: Acceso de cuerpo completoEl operador lleva "la llave" B

En otro ejemplo ilustrado en la Figura 77, rotar y extraer la llave "A" del aislador de alimentacin elctrica. La alimentacin elctrica estar desactivada. Para obtener acceso a travs de las puertas de la guarda, la llave "A" se inserta y se gira en la unidad de intercambio de llave. Luego ambas "llaves" B son liberadas para los bloqueos de guarda. La llave "A" queda atrapada evitando que se active la alimentacin elctrica. Dos "llaves" C son liberadas de los bloqueos de la puerta de la guarda para su uso en el siguiente paso de la secuencia o como llaves personales.

Figura 77: Las puertas mltiples son accesibles

Las Figuras 78 muestran otro ejemplo de aplicaciones de enclavamiento con atrapamiento de llave utilizando ambas unidades de bloqueo de llave simples y dobles y llaves con diferentes cdigos que junto con una unidad de intercambio de llave, pueden formar sistemas complejos. Adems de asegurar que la alimentacin elctrica sea aislada antes de acceder, tambin es posible utilizar el sistema para aplicar una secuencia pre-definida de operacin.

Figura 78: Secuencia de eventos definida

Debido a que toda la seguridad de este tipo de sistema depende de su funcionamiento mecnico, es importante que los principios y materiales utilizados sean adecuados a los requisitos de la aplicacin.

Si un interruptor de aislamiento es parte del sistema, debera tener un modo de operacin positivo y debera satisfacer los requisitos de las partes pertinentes de la norma IEC 60947.

La integridad y la proteccin del sistema seguridad gira en torno al hecho de que bajo ciertas condiciones las llaves son atrapadas en su posicin, por lo tanto es necesario asegurar dos caractersticas bsicas:

1. EL BLOQUEO SOLO PUEDE SER REALIZADO CON LA LLAVE DEDICADA.

Esto significa que no ser posible "burlar" el bloqueo usando destornilladores, etc., ni cambiar el mecanismo mediante manipulacin indebida de ninguna manera clara y sencilla. En los casos que haya ms de un bloqueo en el mismo lugar, esto significa que la especificacin de los cdigos de llave deber evitar cualquier posibilidad de una operacin falsa.

2. NO ES POSIBLE OBTENER LA LLAVE DE NINGUNA OTRA MANERA QUE LA ESPECIFICADA.

Esto significa, por ejemplo, que una vez que la llave queda atrapada, cualquier fuerza excesiva aplicada sobre sta resultar en la rotura de la llave y no en la rotura del bloqueo.

Interface operador-mquina

Funcin de paro

En los EE.UU, Canad, Europa, y a nivel internacional, existe una armonizacin de las normas con respecto a las descripciones de las categoras de paro para mquinas o sistemas de fabricacin.

NOTA: Estas categoras son diferentes a las categoras de N 954-1 (ISO 13849-1). Vea normas NFPA79 y IEC/EN60204-1 para mayores detalles. Las funciones de paro tienen tres categoras:

Categora 0 es el paro por medio de la desconexin inmediata de la alimentacin elctrica a los accionadores de la mquina. Esto se considera un paro no controlado. Con la alimentacin elctrica desconectada, la accin de freno que requiere alimentacin elctrica no ser eficaz. Esto permitir que los motores giren libremente y paren por inercia en un perodo de tiempo extendido. En otros casos, la mquina que est reteniendo accesorios puede dejar caer material, lo cual requiere alimentacin elctrica para retener el material. Tambin puede usarse medios de paro mecnico que no requieren alimentacin elctrica con un paro de categora 0. El paro de categora 0 tiene prioridad sobre los paros de categora 1 2. La categora 1 es un paro controlado con alimentacin elctrica disponible para los accionadores de la mquina para realizar el paro. Entonces, cuando se realiza el paro, la alimentacin elctrica se desconecta de los accionadores. Esta categora de paro permite que el freno elctrico detenga rpidamente el movimiento peligroso y luego la alimentacin elctrica puede desconectarse de los accionadores. La categora de paro 2 es un paro controlado con alimentacin elctrica disponible para los accionadores de la mquina. Un paro de produccin normal se considera paro de categora 2 .

Estas categoras de paro deben aplicarse a cada funcin de paro, cuando la funcin de paro es la accin tomada por los dispositivos relacionados a la seguridad del sistema de control en respuesta a una seal de entrada, debera utilizarse la categora 0 1. Las funciones de paro deben anular las funciones de arranque asociadas. La seleccin de la categora de paro de cada funcin de paro debe determinarse mediante una evaluacin de riesgos.

Funcin de paro de emergencia

Esta funcin debe operar como paro de categora 0 o categora 1, segn lo determinado por una evaluacin de riesgos. Debe ser iniciada por una sola accin humana. Cuando se ejecuta, debe anular todas las otras funciones y modos de operacin de la mquina. El objetivo es desconectar la alimentacin elctrica tan rpidamente como sea posible sin crear peligros adicionales.

Hasta hace poco, se requeran componentes electromecnicos cableados para circuitos de paro de emergencia. Los cambios recientes en normas tales como IEC 60204-1 y NFPA 79 significan que los PLC de seguridad y otras formas de lgica electrnica que cumplen con los requisitos de normas como IEC 61508, pueden usarse en el circuito de paro de emergencia.

Dispositivos de paro de emergencia

Siempre que exista el peligro de que un operador corra algn riesgo con una mquina, deben instalarse facilidades para un acceso rpido a un dispositivo de paro de emergencia. El dispositivo de paro de emergencia debe estar operativo de manera continua y brindar fcil acceso. Los paneles de operador deben tener por lo menos un dispositivo de paro de emergencia. Otros dispositivos de emergencia pueden utilizarse en otros lugares, segn sea necesario. Los dispositivos de paro de emergencia vienen en diversos formatos. Algunos ejemplos ms conocidos son los interruptores de botn pulsador y los interruptores accionados por cable. Cuando se acciona el dispositivo de paro de emergencia, ste se debe enclavar y no debe ser posible generar el comando de paro sin enclavarlo. El restablecimiento del dispositivo de paro de emergencia no debe causar una situacin peligrosa. Se debe utilizar una accin separada y deliberada para reiniciar la mquina.

Para obtener ms informacin sobre dispositivos de paro de emergencia, lea ISO/EN 13850, IEC 60947-5-5, NFPA 79 e IEC 60204-1, AS4024.1, Z432-94.

Botones de paro de emergencia

Los dispositivos de paro de emergencia se consideran equipo de proteccin complementaria. No se consideran dispositivos de proteccin primaria porque no evitan el acceso a un rea peligrosa ni detectan el acceso a un rea peligrosa.

La manera usual de proporcionar esto es mediante un botn pulsador tipo hongo de color rojo sobre fondo amarillo que el operador presiona en caso de una emergencia (ver Figura 79). Deben estar colocados estratgicamente en suficiente cantidad alrededor de la mquina para asegurar que siempre haya uno al alcance en un punto peligro.

Figura 79: Botn pulsador de paro de emergenciaBotn pulsador tipo hongo de color rojo sobre fondo amarillo

Los botones de paro de emergencia deben estar accesibles y disponibles en todos los modos de operacin de la mquina. Cuando se use un botn pulsador como dispositivo de paro de emergencia, ste debe ser en forma de hongo (o de operacin con la palma de la mano) y debe ser de color rojo con fondo amarillo. Cuando se oprima el botn, los contactos deben cambiar de estado a la vez que el botn se enclava en la posicin de oprimido.

Una de las ms recientes tecnologas que se aplican a los paros de emergencia es la tcnica de auto-monitoreo. Se aade un contacto adicional en la parte posterior del paro de emergencia que monitorea si los componentes de la parte trasera del panel todava estn presentes. Esto se conoce como bloque de contactos automonitoreados. Consta de un contacto accionado por resorte que se cierra cuando el bloqueo de contactos se encaja en su lugar en el panel. La Figura 80 muestra el contacto de automonitoreo conectado en serie con uno de los contactos de seguridad de apertura directa.

Figura 80: Contactos automonitoreados en botones de paro de emergencia

Interruptores accionados por cable

Para maquinarias tales como transportadores, generalmente es ms conveniente y eficaz usar un dispositivo accionado por cable a lo largo del rea peligrosa (tal como puede observarse en la Figura 81) como dispositivo de paro de emergencia. Estos dispositivos usan una cuerda de acero conectada a los interruptores de accionamiento por cuerda de manera que al tirar de la cuerda en cualquier direccin y en cualquier punto a lo largo de su longitud se accionar el interruptor y se cortar la alimentacin elctrica de la mquina.

Figura 81: Interruptores accionados por cable

El interruptor accionado por cable debe detectar cuando se tira el cable como tambin cuando el cable tiene un huelgo. La deteccin de holgura asegura que no se corte el cable y que est listo para ser usado.

El recorrido del cable afecta el rendimiento del interruptor. Para distancias cortas, el interruptor de seguridad se monta en un extremo y un resorte de tensin se monta en el otro. Para distancias mayores debe montarse un interruptor de seguridad en ambos extremos del cable para asegurar que una accin nica por parte del operador inicie un comando de paro.

La fuerza de tiro del cable requerida no debe exceder de 200 N (45 lbs) ni una distancia de 400 mm (15.75 pulg.) en una posicin centrada entre dos soportes de cable.

Controles con las dos manos

El uso de los controles con las dos manos es un mtodo comn de evitar el acceso mientras una mquina est en una condicin peligrosa. Dos controles deben operarse concurrentemente (a 0.5 s uno de otro) para arrancar la mquina. Esto asegura que ambas manos del operador estn ocupadas en una posicin segura (por ej., en los controles) y por lo tanto no puedan estar en el rea peligrosa. Los controles deben operarse continuamente durante las condiciones peligrosas. La operacin de la mquina debe detenerse cuando se libera cualquiera de los controles, si un control es liberado, el otro control tambin debe liberarse para que se pueda reiniciar la mquina.

Un sistema de dos manos depende en gran medida de la integridad de su sistema de control y monitoreo para detectar cualquier fallo, por lo tanto es importante que este aspecto est diseado segn la especificacin correcta. El rendimiento de un sistema de seguridad de dos manos est caracterizado por tipos por ISO 13851 (EN 574) como se muestra, y estn relacionados a las Categoras de ISO 13849-1. Los tipos ms comnmente usados para seguridad de maquinaria son IIIB e IIIC. La siguiente Tabla 4.1 muestra la relacin de los tipos con respecto a las categoras de rendimiento de seguridad.

RequisitosTipos

IIIIII

ABC

Accionamiento sncronoXXX

Uso de la Categora 1(de ISO 13849-1)XX

Uso de la Categora 3(de ISO 13849-1)XX

Uso de la Categora 4(de ISO 13849-1)X

Tabla 3: Categoras y tipos de control con las dos manos

La separacin en el diseo fsico debe impedir una operacin incorrecta (por ej., con la mano y el codo). Esto puede realizarse mediante distancia o protectores como los ejemplos que se muestran en la Figura 82.

Figura 82: Separacin de controles con las dos manos

La mquina no debe ir de un ciclo a otro sin soltar y presionar ambos botones. Esto evita la posibilidad de bloquear ambos botones, dejando la mquina en funcionamiento continuo. El soltar cualquiera de los botones debe hacer que la mquina se detenga.

El uso del control con las dos manos debe considerarse con cautela ya que generalmente permite la exposicin a algn tipo de riesgo. El control con las dos manos slo protege a la persona que los utiliza. El operador protegido debe ser capaz de observar todos los accesos a la pieza peligrosa, ya que otro personal quizs no est protegido.

ISO 13851 (EN574) proporciona orientacin adicional sobre el control con las dos manos.

Dispositivos de habilitacin

Los dispositivos de habilitacin son controles que permiten que un operador ingrese en un rea peligrosa con la pieza peligrosa en operacin nicamente mientras el operador sujeta el dispositivo de habilitacin en posicin de accionamiento. Los dispositivos de habilitacin utilizan tipos de interruptores de dos o tres posiciones. Los tipos de dos posiciones estn desactivados cuando no se opera el accionador y estn activados cuando se opera el accionador. Los interruptores de tres posiciones estn desactivados cuando no estn accionados (posicin 1), activados cuando se mantienen en la posicin central (posicin 2) y desactivados cuando el accionador se opera pasando la posicin central (posicin 3). Adems, al regresar de la posicin 3 a la posicin 1, el circuito de salida no debe cerrarse al pasar a travs de la posicin 2. Este concepto puede observarse en la Figura 83.

Figura 83: Funcionamiento de interruptor de habilitacin de tres posiciones

Los dispositivos deben utilizarse en combinacin con otra funcin relacionada con la seguridad. Un ejemplo tpico es colocar el movimiento en un modo lento controlado. Una vez que est en el modo lento, un operador puede entrar al rea peligrosa sujetando el dispositivo de habilitacin.

Al usar un dispositivo de habilitacin, una seal debe indicar que el dispositivo de habilitacin est activo.

Dispositivos lgicos

Los dispositivos lgicos desempean un papel central en la pieza relacionada a la seguridad del sistema de control. Los dispositivos lgicos realizan la verificacin y monitoreo del sistema de seguridad y permiten que la mquina arranque o ejecutan comandos para parar la mquina.

Hay una gama de dispositivos lgicos disponibles para crear una arquitectura de seguridad que cumpla con los requisitos de complejidad y funcionalidad de la mquina. Los rels pequeos de seguridad de monitoreo cableados son ms econmicos para mquinas de menor tamao que requieren un dispositivo lgico dedicado para completar la funcin de seguridad. Se prefieren rels de seguridad para monitoreo modulares y configurables cuando se requiere un nmero grande y diverso de dispositivos de proteccin y control de zona mnimo. Para la mquina de mediana a grande y ms compleja sern preferibles los sistemas programables con E/S distribuidas.

Rels de control de seguridad

Los mdulos de rel de control de seguridad (MSR) desempean un papel clave en muchos sistemas de seguridad. Estos mdulos generalmente comprenden dos o ms rels con gua positiva con circuitos adicionales para asegurar el rendimiento de la funcin de seguridad.

Los rels con gua positiva son rels de cubo de hielo especiales. Los rels con gua positiva deben cumplir con los requisitos de rendimiento de EN 50025. Esencialmente, estn diseados para evitar que los contactos normalmente cerrados y normalmente abiertos se cierren simultneamente. Los diseos ms nuevos reemplazan las salidas electromecnicas con salidas de seguridad de estado slido.

Los rels de control de seguridad realizan muchas verificaciones en el sistema de seguridad. En el momento del encendido realizan auto verificaciones de sus componentes internos. Cuando los dispositivos de entrada se activan, el MSR compara los resultados de las entradas redundantes. Si son aceptables, el MSR verifica los accionadores externos. Si estn bien, el MSR espera una seal de restablecimiento para activar sus salidas.

La seleccin del rel de seguridad apropiado depende de una serie de factores: el tipo de dispositivo que monitorea, el tipo de restablecimiento, el nmero y tipo de salidas.

Tipos de entrada

Los dispositivos de proteccin tienen diferentes mtodos para indicar que algo sucedi:

Dispositivos de enclavamiento con contactos y paro de emergencia:Contactos mecnicos, un solo canal con un contacto normalmente cerrado o doble canal, ambos normalmente cerrados. El MSR debe ser capaz de aceptar uno o doble canal y proporcionar deteccin de fallo cruzado para la configuracin de doble canal. Dispositivos de enclavamiento sin contactos y paro de emergenciaContactos mecnicos, de doble canal, uno normalmente abierto y otro normalmente cerrado. El MSR debe ser capaz de procesar diversas entradas. Dispositivos de conmutacin de estado slido de salidaCortinas de luz, escneres lser, dispositivos de estado slido sin contacto tienen dos salidas surtidoras y realizan deteccin de fallo cruzado. El MSR debe ignorar el mtodo de deteccin de fallo cruzado de los dispositivos. Tapetes:Los tapetes crean un cortocircuito entre dos canales. El MSR debe resistir los cortocircuitos repetidos. Bordes:Algunos de los bordes estn diseados como tapetes de 4 cables. Algunos son dispositivos de dos cables que crean un cambio en la resistencia. El MSR debe ser capaz de detectar un cortocircuito o el cambio de resistencia. VoltajeMide el EMF posterior de un motor durante la desaceleracin. El MSR debe tolerar altos voltajes as como detectar bajos voltajes a medida que el motor desacelera. Paro del movimientoEl MSR debe detectar flujos de impulsos provenientes de diversos sensores redundantes. Control con las dos manosEl MSR debe detectar entradas diversas normalmente abiertas y normalmente cerradas y proporcionar temporizacin de 0.5 s y lgica de secuenciamiento.

Impedancia de entrada

La impedancia de entrada de los rels de control de seguridad determina cuntos dispositivos de entrada pueden conectarse al rel y a qu distancia mxima pueden montarse. Por ejemplo, un rel de seguridad puede tener una impedancia de entrada permitida mxima de 500 ohms (). Cuando la impedancia de entrada es mayor que 500,ste no activar sus salidas. El usuario debe tener cuidado para asegurarse de que la impedancia de entrada permanezca debajo de la especificacin mxima. La longitud, tamao y tipo de cable usado afectan la impedancia de entrada. La Tabla 4 muestra la resistencia tpica de cable de cobre recocido a 25 C.

Seccin transversal ISO mm2Calibre AWGpor 1,000 mpor 1,000 pies

0.52033.3010.15

0.751820.956.385

1.51613.184.016

2.5148.282.525

4125.211.588

Tabla 4: Valores de resistencia de cable

Nmero de dispositivos de entrada

El proceso de evaluacin de riesgos debe usarse para ayudar a determinar cuntos dispositivos de entrada deben conectarse a una unidad de rel de control de seguridad MSR y con qu frecuencia deben verificarse los dispositivos de entrada. Para asegurar que los