Почти каждая машина, с которой мы сталкиваемся в производственном цеху, использует электричество. Чтобы обеспечить безопасность работников, почти все из них имеют встроенные функции безопасности, особенно в заводском цеху. Техники, ремонтные бригады, руководители участка и другие работники предприятия должны быть защищены от травм из-за движущихся частей, высоких температур, поражений электрическим током и других опасностей, связанных с электричеством.
У инженеров-проектировщиков есть множество методов для решения проблем электробезопасности.
Когда дело доходит до промышленной электробезопасности, лучшим «нарушением» может быть хорошая защита. Другими словами, если бы был способ удержать людей от контакта с опасным электрическим оборудованием, это снизило бы шансы на получение травмы. Один из простых способов сделать это — обеспечить безопасность оборудования оградив его специальным заграждением. Ограждение предотвращают травмы, а также непреднамеренное вмешательство персонала и вандализм.
Большинству систем автоматизации и заводского оборудования требуются электрические шкафы (электрошкафы), иногда называемые шкафами управления. Они защищают от влаги, пыли и загрязнений компоненты электрических и автоматических систем. Они также не позволяют работникам приближаться к электрически не безопасным частям электроустановки. Ограждения располагаются таким образом, чтобы не препятствовать движению и не находится в людных местах.
В конце концов, кому-то нужно будет попасть внутрь ограждения. Это могут быть специалисты по техническому обслуживанию, проводящие плановые проверки и обслуживание, или инспекторы, проводящие инвентаризацию. Таким образом, внутри корпуса инженеры должны выбрать компоненты и узлы с ограждениями, экранами и другими устройствами, чтобы «посетители» не касались токоведущих компонентов, находящихся под напряжением. Компоненты должны быть расположены так, чтобы было достаточно рабочего места и достаточный приток воздуха. Провода должны быть аккуратно проложены с использованием кабельных каналов, чтобы обеспечить защиту проводов и рабочих.
На самом оборудовании с движущимися частями, горячими поверхностями или другими физическими опасностями наилучший подход — обеспечение физических барьеров или ограждений для сдерживания этих опасностей. Конечно, любое ограждение может быть снято путем удаления, поэтому руководители предприятия также должны использовать бесконтактные или блокирующие выключатели, которые затрудняют обход. А если ограждение перемещается, датчики обнаруживают его и автоматически останавливают и / или обесточивают оборудование.
Некоторые ограждения и панели должны легко перемещаться, чтобы их можно было чистить и заменять. В этих случаях блокирующие замки выключателя с застопоренным ключом удерживают дверь закрытой с помощью механического замка и ключа до тех пор, пока оборудование не остановится и не станет безопасным для доступа.
Другой способ физической защиты электрического и автоматизированного оборудования — добавить такие устройства, как световые завесы, коврики, кромки и бамперы. Все они могут быть расположены вокруг потенциально опасного оборудования, чтобы обнаружить кого-то приближающегося и остановить работу оборудования до того, как оператор подойдет слишком близко к опасности.
Электрооборудование внутри шкафов также должно быть безопасным с точки зрения схем распределения питания и управления. Оно должно соответствовать требованиям ПУЭ и других нормативных документов в сфере электробезопасности.
Разъединители — это основные электрические предохранительные устройства, которые изолируют электрические системы от источника питания. Они используются в электрических распределительных устройствах, щитах и панелях управления, а также для установки рядом с мощными электроприводами. Разъединители могут быть заблокированы пользователем в открытом состоянии, чтобы обеспечить электрическую безопасность оборудования, расположенного в схеме за разъединителем, для обслуживания или ремонта.
В распределительных щитах и панелях управления устройства перегрузки по току, такие как предохранители и автоматические выключатели, а также другие устройства защиты двигателя от перегрузки, защищают электрическую цепь, автоматически размыкая цепь при перегрузке по току или коротком замыкании. Это защищает электрооборудование и рабочих от неисправностей.
Защита от перенапряжения — еще одно условие электробезопасности, которое в последнее время привлекает повышенное внимание, особенно после пересмотра раздела 670.6 NEC от 2017 года. Это добавило требование иметь защиту от перенапряжения в цепях защитной блокировки промышленного оборудования. Скачки напряжения могут быть вызваны выходом из строя оборудования, проблемами с электросетью и ударами молнии, а также могут повредить рабочее оборудование и цепи управления. Устройства защиты от перенапряжения в цепях защитной блокировки помогают обеспечить непрерывную работу функций безопасности и защищают рабочих.
Для электрооборудования с электроприводом предусмотрительные проектировщики включают устройства, которые не являются абсолютно необходимыми, но обеспечивают дополнительную защиту. Например, реле контроля фаз обнаруживают электрические проблемы, такие как обрыв фазы или дисбаланс фаз, каждая из которых может вызвать опасные условия эксплуатации. Аналогичным образом, некоторое оборудование может быть оснащено датчиками вибрации, температуры и пробоя изоляции. Подключение этих датчиков к реле или автоматическим переключателям может остановить оборудование при обнаружении проблемы.
Помимо ограждения электрических устройств и монтажа электропроводки и устройств в соответствии с требованиями NEC, проектировщики могут предпринять дополнительные меры для обеспечения безопасности рабочих. Некоторые из этих шагов предписаны стандартами, такими как ISO 13849 «Безопасность машин», в то время как другие являются просто передовой инженерной практикой.
Конструкторы машинного оборудования также должны следовать ISO 13849 и проводить оценку рисков для выявления опасностей и способов защиты от них.
Кнопки аварийного отключения подключенные с помощью кабеля является эффективными устройствами безопасности, поскольку они могут монтироваться на огромных участках работ, и те, кто работает в этой зоне, могут легко их активировать. Кнопки аварийного отключения подключаются к модулям реле безопасности или более совершенным контроллерам безопасности, в зависимости от требуемого уровня безопасности. Когда нет никаких проблем, реле и контроллеры позволяют оборудованию работать и удерживать все блокировки. Однако, если произошло нажатие кнопки аварийного останова, оборудование обесточивается и переводится в безопасное состояние как можно быстрее.
Помимо специальных цепей безопасности, разработчики могут предоставить функции автоматизации, которые помогут операторам эффективно и безопасно управлять оборудованием. К ним относятся визуальные и звуковые индикаторы, позволяющие работникам быстро понять текущий процесс производства и состояние оборудования. Специализированные индикаторы, такие как лампы модульного стека, являются хорошим способом обеспечить этот тип индикации на гораздо большем расстоянии, чем небольшие лампочки на панели управления.
Пилотные устройства, такие как переключатели и кнопки, или даже человеко-машинные интерфейсы (HMI), можно комбинировать с цепями релейно-контакторных схем и программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), чтобы облегчить безопасный запуск, работу и отключение оборудования. Тщательная настройка и программирование человеко-машинного интерфейса и ПЛК имеет важное значение для надежной работы оборудования и безопасного и эффективного взаимодействия оператора с оборудованием.
Обеспечение достаточной безопасности промышленного оборудования и систем никогда не делается «один раз». Некоторые требования безопасности для электрического оборудования и средств управления предусмотрены правилами и стандартами, такими как NEC и ISO. Другие меры безопасности основаны на передовой инженерной практике и внимательном рассмотрении того, как рабочие могут взаимодействовать с оборудованием. Разработчики могут поставить безопасность на первое место для электрических систем и систем автоматизации, следуя многоуровневому подходу, который оценивает изменяющиеся условия и разрабатывает проекты на основе портфеля продуктов для решения проблем физической, электрической и безопасности автоматизации.
