Eksperci safety
Eksperci safety
Systemy wizyjne dla przemysłu
Systemy wizyjne
dla przemysłu
Systemy sterowania linii produkcyjnych
Systemy sterowania
linii produkcyjnych
Przedsiębiorstwo 4.0
Przedsiębiorstwo 4.0
PoprzedniPoprzedni
NastępnyNastępny

Case study - redukcja hałasu poprzez instalację szybkozamykających się osłon współpracujących z cyklem pracy prasy

Poprawa warunków BHP na linii produkcyjnej.

Prasy są jednymi z najbardziej niebezpiecznych maszyn używanych w przemyśle. Wymagają właściwego podejścia, żeby były bezpieczne dla zdrowia i życia obsługi. Systemy sterowania pras, w szczególności pras mechanicznych, to prawie 90% systemu sterowania dotyczy bezpieczeństwa, nie mówimy więc o jednym module bezpieczeństwa, który realizuje funkcje zatrzymania awaryjnego, jest wiele dedykowanych funkcji, które mają związek z bezpieczeństwem.

Na rynku spotkamy różne rodzaje pras: prasy mechaniczne, hydrauliczne, transferowe.
Zespół AUTOMATECH modernizujący prasy klientów, ma za sobą wiele projektów, które z sukcesem zrealizowały cele podniesienia poziomu bezpieczeństwa. Nasi inżynierowie mają na koncie wiele projektów modernizacyjnych systemów sterowania pras z wykorzystaniem funkcji bezpieczeństwa, dedykowanych dla pras w SIMATICS7-1500 Fail-Safe firmy Siemens.

W AUTOMATECH mamy doświadczenie w modernizacjach pras:
mechanicznych 5000 kN, hydraulicznych 8500 kN, transferowych/hydraulicznych 5 x 5000 kN oraz serwo (mechanicznych) 1000 kN.

Mówiąc o korzyściach wynikających z naszych rozwiązań w oparciu o sterowniki Fail-Safe SIMATIC S7-1500/ET200SP-F i SIMANICS S120 należy wymienić:

  • Szybkość i bezpieczeństwo
  • Zastosowanie wszystkich niezbędnych funkcji
  • Funkcje dedykowane dla pras
  • Bezpieczeństwo programu – certyfikowane bloki software
  • Elementy bezpieczeństwa odporne na trudne warunki

Normy dla pras
Dla pras, od wielu lat, istnieją szczegółowe normy, które zbierają wszystkie wymagania w jeden dokument, dzięki czemu zdecydowanie łatwiej weryfikować przeprowadzane modernizacje tych maszyn oraz weryfikacji, czy są właściwe i zgodne z przepisami prawa.

Poniżej prezentujemy aktualnie obowiązujące normy dotyczące pras:

  • PN-EN ISO 16092-1: 2018 Część 1: Ogólne wymagania bezpieczeństwa
  • PN-EN ISO 16092-2:2021-02 Prasy mechaniczne
  • PN-EN ISO 16092-3: 2018 – Prasy hydrauliczne
  • PN-EN ISO 16092-4:2021 – Prasy pneumatyczne
  • PN-EN 12622:2014 Prasy krawędziowe

Wcześniejsze, już nieaktualne wymagania: PN-EN 692:2010 Prasy mechaniczne, PN-EN 693: 2012 Prasy hydrauliczne, PN-EN 12622:2010 Prasy hydrauliczne krawędziowe, PN-EN 13736+A1:2012 – Prasy pneumatyczne.

Case study
Opis stanu maszyny przed modernizacją

W jednym z projektów inżynierowie AUTOMATECH mieli postawione zadanie redukcji hałasu poprzez instalację szybkozamykających się osłon współpracujących z cyklem pracy prasy. Dzięki tej modernizacji zostały znacząco poprawione warunki BHP na linii produkcyjnej klienta.

W omawianym projekcie były następujące założenia:

  • Minimalizacja hałasu na stanowisku pracy operatora prasy
  • Poprawa bezpieczeństwa wynikająca z działania osłon unoszonych prasy (droga i czas dobiegu osłony)
  • Zabezpieczenie przed opadnięciem osłony
  • Zwiększenie komfortu pracy operatorów prasy oraz sąsiednich maszyn
  • Osłona musi się opuszczać szybciej niż trwa jazda suwaka prasy do dołu (1.4s)

Zmniejszenie hałasu na stanowisku pracy operatora prasy powinno być minimalizowane m.in. wg:

DM 2006/42/WE p.1.5.8 oraz PN-EN ISO 16092-1 p. 5.8.4.

Hałas oraz sposoby minimalizacji hałasu dla pras
Co to jest hałas? To dźwięk składający się ze zmian ciśnienia, które powodują wibracje w powietrzu, wychwytywane przez bębenek ucha i są interpretowane jako dźwięki.
Decybel to jednostka logarytmiczna, jednostka miary dźwięku. Oznacza to, że dwa identyczne źródła dźwięku, na przykład prasa, razem tworzą poziom dźwięku o 3 dB wyższy niż w przypadku użycia tylko jednej prasy*. Jeżeli poziom dźwięku dla jednej prasy wynosi 81 dB, poziom dźwięku dwóch identycznych pras wynosi 84 dB. Dziesięć równie silnych źródeł dźwięku razem tworzy poziom dźwięku wyższy o 10 dB*.

Przyjrzyjmy się przykładowym poziomom dźwięku**: szept – 15 dB; normalna rozmowa – 60 dB; hałaśliwa restauracja – 90 dB; płacz dziecka – 110 dB; silnik odrzutowca – 120 dB; porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1 – 138 dB; pękający balon – 157 dB.

Według obowiązujących norm, minimalizacja hałasu na stanowisku pracy operatora prasy dokonuje się poprzez zainstalowane rozwiązania: urządzenia tłumiące w prasie (narzędzia), dysze tłumiące (wyrzut przedmiotów), tłumiki w układzie pneumatycznym, obudowy dźwiękochłonne, wibroizolatory.

Realizacja
Prezentowana modernizacja dotyczyła prasy mechanicznej, mimośrodowej, z roku 2010, o sile nacisku 4000 kN (400 ton), skoku suwaka : 500 mm, ilości uderzeń 15-35 / min., czasie zatrzymania 403ms, odległość bezpieczeństwa 645mm, mocy silnika głównego 75 kW, przeznaczona do obsługi przez jednego operatora, ze zintegrowanymi osłonami dźwiękochłonnymi unoszonymi siłownikami pneumatycznymi.

Przed rozpoczęciem projektu, osłonę podnosiły siłowniki pneumatyczne 100x100mm, o skoku 1300mm. Zabezpieczenie przed uderzeniem przez osłonę stanowiły: listwa czuła na nacisk, sterowanie oburęczne, kurtyny świetlne oraz zabezpieczenie przed opadnięciem grawitacyjnym na skutek uszkodzenia.

System sterowania i bezpieczeństwa zrealizowano w oparciu o SIMATI S7 300 Fail-Safe.
Do omawianego projektu precyzyjnie dobrano nastepujący sprzęt: siłowniki elektryczne 6kW, kompaktowe wymiary siłownika, siłowniki z śrubą w środku, czujnik bezpieczeństwa RFiD SIRIUS 3SE6315-0BB01-1AP0, zderzak bezpieczeństwa SB, system wentylacji szafy PF67.000+PFA60.000, integracja z systemem bezpieczeństwa prasy poprzez I/O Fail-Safe, serwofalowniki 6kW, sterowanie i bezpieczeństwo SIMATIC ET200SP Fail Safe, diagnostyka i ustawienia na SIMATIC HMI KTP, system wymuszonej wentylacji szafy, integracja z systemem bezpieczeństwa prasy poprzez I/O Fail Safe.
Zastosowano projekt elektryczny w EPLAN oraz oprogramowanie SIMATIC ET200SP-F oraz panela SIMATIC HMI KTP w TIA Portal v.18.

Podczas realizacji omawianego projektu odtworzyliśmy model prasy oraz zaprojektowaliśmy wymianę siłowników pneumatycznych na elektryczne.
Przed rozpoczęciem prac dokonaliśmy pomiar dobiegu dla osłon po modernizacji, wg wymagań PN-EN ISO 13855, wykonany przy pomocy NMG2-MEM-P.

W kolejnym etapie przeprowadziliśmy pomiar hałasu. Został on wykonany na wysokości 1,6 m od podłoża i w odległości 1m od prasy. Poziom hałasu bez zamykania osłony wyniósł 106,3 dB. Pomiar został wykonany na wysokości 1,6m od podłoża i w odległości 1m od prasy.

Podsumowanie
Podczas realizacji tego wymagającego projektu trafiliśmy na wiele wyzwań: bardzo krótki czas cyklu (ruch GZP -> DZP -> GZP), wymagany szybszy ruch osłony do dołu niż ruch suwaka, krótki czas postoju w pozycji dolnej, duża masa osłony 221 kg, niezbędna wymiana prowadnic osłony, podawanie ręczne, odbiór automatyczny (robot) oraz zmniejszenie czasu i drogi dobiegu osłony.

Po zrealizowanej modernizacji prasy, poziom hałasu z zamykającą się osłoną wyniósł 98,1 dB, co oznacza spadek o ponad 8 dB w stosunku do poziomy sprzed modernizacji!

Obraz7
* Źródło Silvent AB
** Źródło – Home Healthcare Report
Autoryzowany dystrybutor w Polsce firm:

Experts in Safety ● Automation Engineering

Automatech Sp. z o.o.
ul. Ewy 2, 05-816 Opacz - Kolonia

Bądź na bieżąco

Facebook Linkedin Youtube

Nasze strony

Link Shopping-cart

Realizacja: ReklamaSem