Veiligheidsschakelaars

Wat is een veiligheidsschakelaar?

Een veiligheidsschakelaar is een component voor het bewaken van deuren, kappen, hekken en andere beweegbare afschermingen van machines. De schakelaar controleert of een beveiligde toegang zich in de juiste positie bevindt en geeft deze status door aan de veiligheidsbesturing.

Wanneer een veiligheidsdeur wordt geopend, kan de safety-PLC of het veiligheidsrelais ervoor zorgen dat een gevaarlijke machinebeweging wordt gestopt of niet opnieuw kan worden gestart.

Veiligheidsschakelaars worden veel toegepast binnen:

• machinebouw;
• verpakkingsmachines;
• assemblagemachines;
• robotcellen;
• productielijnen;
• handlinginstallaties;
• CNC-machines;
• logistieke installaties;
• geautomatiseerde productiecellen.

Een veiligheidsschakelaar wordt ook regelmatig aangeduid als safety switch, veiligheidsdeurschakelaar, deurbeveiligingsschakelaar, safety door switch of veiligheidssensor voor machineafscherming.

Waarvoor wordt een veiligheidsschakelaar gebruikt?

Het belangrijkste doel van een veiligheidsschakelaar is het bewaken van een beweegbare machineafscherming.

Denk bijvoorbeeld aan een machine waarvan een operator regelmatig een deur moet openen om materiaal te plaatsen, onderhoud uit te voeren of een product te verwijderen.

Zolang de deur gesloten is kan de machine – afhankelijk van de complete veiligheidsfunctie – normaal functioneren. Wanneer de deur wordt geopend, verandert het veiligheidssignaal en kan de gevaarlijke beweging worden uitgeschakeld.

Veiligheidsschakelaars worden onder andere gebruikt voor:

• bewaking van veiligheidsdeuren;
• positiecontrole van machinekappen;
• bewaking van toegangshekken;
• serviceluiken;
• schuifdeuren;
• draaideuren;
• robotcelafscherming;
• beschermkappen rondom bewegende delen.

Mechanische veiligheidsschakelaars

Een mechanische veiligheidsschakelaar wordt fysiek bediend wanneer een deur of kap wordt geopend of gesloten.

Afhankelijk van het ontwerp kan dit bijvoorbeeld gebeuren met een afzonderlijke actuator die in de schakelaar wordt ingebracht.

Mechanische veiligheidsschakelaars zijn een veelgebruikte oplossing voor eenvoudige en robuuste bewaking van machineafschermingen.

Ze kunnen interessant zijn wanneer:

• de deur mechanisch goed wordt geleid;
• een duidelijke fysieke bediening gewenst is;
• beperkte bewegingsspeling aanwezig is;
• een eenvoudige oplossing voldoende is.

Bij selectie moet onder andere rekening worden gehouden met actuator, montagepositie, contactconfiguratie, aansluiting en mechanische uitlijning.

Contactloze veiligheidsschakelaars

Een contactloze veiligheidsschakelaar detecteert de positie van een deur of machinekap zonder dat sensor en actuator tijdens normaal gebruik mechanisch contact hoeven te maken.

Dit vermindert mechanische slijtage en kan meer tolerantie bieden wanneer een deur na verloop van tijd iets verschuift.

Contactloze veiligheidssensoren worden daarom veel toegepast op machines waarbij deuren frequent worden geopend en gesloten.

Afhankelijk van de uitvoering kan gebruik worden gemaakt van verschillende detectieprincipes en coderingstechnieken.

Voordelen van een contactloze oplossing kunnen zijn:

• geen mechanische bediening tijdens normale schakelingen;
• minder mechanische slijtage;
• compacte montage;
• geschikt voor hoge aantallen deurbewegingen;
• mogelijkheden voor diagnose;
• verschillende coderingsmogelijkheden;
• eenvoudige integratie in moderne veiligheidssystemen.

RFID veiligheidsschakelaars

Een RFID veiligheidsschakelaar maakt gebruik van een gecodeerde elektronische actuator die door de veiligheidssensor wordt herkend.

Hiermee kan niet alleen worden gedetecteerd of een deur gesloten is, maar kan afhankelijk van de uitvoering ook worden gecontroleerd of de juiste actuator aanwezig is.

RFID-gecodeerde veiligheidsschakelaars zijn daardoor interessant voor machines waarbij bescherming tegen eenvoudige manipulatie belangrijk is.

Afhankelijk van fabrikant en uitvoering zijn verschillende coderingsniveaus mogelijk.

Bij het selecteren van een RFID safety sensor moet daarom onder andere worden gekeken naar:

• coderingsniveau;
• aanleerprocedure van actuator;
• schakelafstand;
• tolerantie voor uitlijning;
• OSSD-uitgangen;
• serie-aansluiting;
• diagnosemogelijkheden;
• connector en bekabeling.

Een RFID-uitvoering is vooral interessant bij moderne machineconcepten waar hoge beschikbaarheid, diagnose en een robuuste deurdetectie belangrijk zijn.

Veiligheidsschakelaar met vergrendeling

Sommige machines mogen niet direct toegankelijk worden wanneer een stopcommando wordt gegeven.

Denk bijvoorbeeld aan een machineonderdeel dat door massa, snelheid of opgeslagen energie nog enige tijd blijft bewegen nadat de aandrijving is uitgeschakeld.

In dergelijke situaties kan een veiligheidsschakelaar met vergrendeling worden toegepast.

Deze wordt ook aangeduid als:

• veiligheidsvergrendeling;
• guard locking safety switch;
• safety locking device;
• interlock met vergrendeling.

De afscherming kan daarmee, afhankelijk van de veiligheidsfunctie, gesloten blijven totdat toegang veilig mogelijk is.

Bij de selectie van een veiligheidsschakelaar met vergrendeling spelen aanvullende eigenschappen een rol, zoals:

• vergrendelingsprincipe;
• vergrendelingskracht;
• veilige bewaking van deur en/of vergrendeling;
• ontgrendelmethode;
• eventuele nood- of vluchtontgrendeling;
• elektrische aansluiting;
• diagnose;
• veiligheidsuitgangen.

Deurbewaking of deurvergrendeling?

Deurbewaking en deurvergrendeling zijn niet hetzelfde.

Bij eenvoudige deurbewaking controleert de veiligheidsschakelaar of de deur geopend of gesloten is. Zodra de deur wordt geopend kan de veiligheidsfunctie worden geactiveerd.

Bij een veiligheidsschakelaar met guard locking kan de deur daarnaast actief gesloten worden gehouden.

Welke uitvoering nodig is hangt onder andere af van de stoptijd van de machine en de risicoanalyse.

Wanneer het gevaar verdwenen is voordat een persoon het gevaarlijke punt kan bereiken, kan eenvoudige deurbewaking voldoende zijn.

Wanneer een gevaarlijke toestand na het openen nog aanwezig kan zijn, moet worden beoordeeld of aanvullende vergrendeling noodzakelijk is.

Contacten of OSSD-uitgangen

Veiligheidsschakelaars kunnen verschillende elektrische uitgangsprincipes gebruiken.

Traditionele mechanische veiligheidsschakelaars kunnen bijvoorbeeld over veiligheidscontacten beschikken die door een veiligheidsrelais of veiligheidsbesturing worden bewaakt.

Moderne elektronische veiligheidssensoren maken vaak gebruik van OSSD-uitgangen.

OSSD staat voor Output Signal Switching Device. Hierbij worden doorgaans twee bewaakte elektronische veiligheidsuitgangen gebruikt.

Bij het vervangen van een bestaande veiligheidsschakelaar is dit verschil belangrijk. Een mechanische schakelaar met potentiaalvrije contacten kan niet zonder verdere beoordeling worden vervangen door een elektronische sensor met OSSD-uitgangen – en andersom.

Controleer daarom altijd hoe de bestaande machinebesturing is opgebouwd.

Veiligheidsschakelaar aansluiten op safety-PLC of veiligheidsrelais

De signalen van een veiligheidsschakelaar worden verwerkt door een geschikte veiligheidsbesturing, bijvoorbeeld:

• een veiligheidsrelais;
• safety-PLC;
• veiligheidscontroller;
• veilige I/O-module.

Welke aansluiting nodig is hangt af van de gebruikte veiligheidsschakelaar en de architectuur van de veiligheidsfunctie.

Belangrijke gegevens bij selectie of vervanging zijn onder andere:

• 24 V DC voedingsspanning;
• veiligheidscontacten of OSSD;
• aantal kanalen;
• connector;
• pinbezetting;
• diagnose-uitgang;
• resetfunctie;
• EDM;
• serie-aansluiting;
• communicatie- of diagnosemogelijkheden.

Bij bestaande machines is het daarom verstandig om zowel de sensor als de huidige aansluiting te controleren.

Gecodeerde en ongecodeerde veiligheidsschakelaars

Bij machineveiligheid kan ook de manier waarop de actuator door de schakelaar wordt herkend belangrijk zijn.

Afhankelijk van het type veiligheidsschakelaar kan sprake zijn van een eenvoudige actuator of een gecodeerde actuator.

Bij elektronische RFID-systemen zijn daarnaast verschillende coderingsconcepten mogelijk. Sommige uitvoeringen kunnen met meerdere geschikte actuatoren functioneren, terwijl andere sensoren specifiek aan één actuator kunnen worden gekoppeld.

Dit kan helpen om ongewenste bediening of eenvoudige manipulatie van de veiligheidsschakelaar tegen te gaan.

Welke codering nodig is, moet worden bepaald vanuit de machine en de gekozen veiligheidsstrategie.

Veiligheidsschakelaars in serie aansluiten

Bij machines met meerdere veiligheidsdeuren kan het wenselijk zijn om meerdere veiligheidsschakelaars in één systeem op te nemen.

Sommige elektronische veiligheidsschakelaars ondersteunen hiervoor een veilige serieschakeling.

Dit kan de hoeveelheid bekabeling en het aantal benodigde ingangen verminderen.

Bij het ontwerpen van een serieschakeling moet echter worden gecontroleerd welke invloed de configuratie heeft op:

• foutdetectie;
• diagnose;
• responstijd;
• veiligheidsniveau;
• maximaal aantal apparaten;
• voedingsspanning;
• beschikbare aansluitmogelijkheden.

Gebruik daarom altijd de technische documentatie van de gekozen veiligheidsschakelaars en veiligheidsbesturing.

Veiligheidsschakelaar voor een veiligheidsdeur

Een van de meest voorkomende toepassingen is een veiligheidsschakelaar op een deur.

Hierbij wordt de actuator meestal aan het bewegende gedeelte van de deur gemonteerd en de sensor of schakelaar op het vaste machineframe.

Bij contactloze uitvoeringen hoeft er geen fysiek contact plaats te vinden.

Belangrijk bij een veiligheidsdeur zijn onder andere:

• draairichting van de deur;
• mogelijke deurspeling;
• beschikbare montageruimte;
• benodigde schakelafstand;
• frequentie waarmee de deur wordt geopend;
• benodigde vergrendeling;
• gewenste diagnose;
• bekabeling.

Voor deuren die zeer regelmatig worden geopend kan een contactloze veiligheidsschakelaar praktisch aantrekkelijk zijn.

Veiligheidsschakelaar voor machinekap of serviceluik

Ook kleinere machinekappen en serviceluiken kunnen met een veiligheidsschakelaar worden bewaakt.

Voor compacte toepassingen zijn kleine veiligheidssensoren beschikbaar die eenvoudig in of op de machineconstructie kunnen worden geïntegreerd.

Bij retrofit is de beschikbare ruimte vaak een belangrijke beperking. Een nieuwe sensor moet dan niet alleen elektrisch overeenkomen, maar ook mechanisch op de bestaande montagepositie passen.

Daarom vergelijken wij bij vervanging onder andere hartmaten, afmetingen, bedieningsrichting en positie van de connector.

Veiligheidsschakelaar of veiligheidslichtscherm?

Niet iedere gevaarlijke toegang hoeft met een veiligheidsschakelaar te worden beveiligd.

Een veiligheidsschakelaar is vooral geschikt wanneer al een fysieke deur, kap of andere beweegbare afscherming aanwezig is.

Wanneer operators regelmatig toegang moeten hebben zonder telkens een deur te openen, kan een veiligheidslichtscherm geschikter zijn.

Globaal:

Bekijk onze veiligheidslichtschermen voor contactloze beveiliging van open machinetoegangen.

Veiligheidsschakelaar of Safety LiDAR?

Een Safety LiDAR heeft een ander toepassingsgebied dan een veiligheidsschakelaar.

Een veiligheidsschakelaar controleert voornamelijk een fysieke afscherming. Safety LiDAR kan daarentegen een vrij programmeerbaar gebied rondom een machine, robot of mobiel voertuig bewaken.

Voor een gesloten robotcel kan bijvoorbeeld een combinatie worden gebruikt:

• veiligheidsschakelaars op toegangsdeuren;
• veiligheidslichtscherm bij een open doorgang;
• Safety LiDAR voor gebiedsbewaking.

Bekijk onze hoofdcategorie veiligheidssensoren voor een overzicht van verschillende oplossingen voor machineveiligheid.

Waar moet je op letten bij het kiezen van een veiligheidsschakelaar?

Bij de selectie van een veiligheidsschakelaar zijn onder andere de volgende eigenschappen belangrijk:

• mechanisch of contactloos schakelprincipe;
• RFID of andere codering;
• bewaking of vergrendeling;
• benodigde vergrendelingskracht;
• type actuator;
• contacten of OSSD-uitgangen;
• aansluiting op veiligheidsrelais of safety-PLC;
• voedingsspanning;
• M8- of M12-connector;
• kabeluitvoering;
• montagepositie;
• toegestane uitlijning;
• schakelafstand bij contactloze uitvoeringen;
• beschermingsklasse;
• diagnosemogelijkheden;
• serieschakeling;
• relevante veiligheidsparameters.

Daarnaast moet altijd worden beoordeeld welke veiligheidsfunctie voor de machine noodzakelijk is.

Bestaande veiligheidsschakelaar vervangen

Een bestaande veiligheidsschakelaar vervangen vraagt om meer dan het vinden van een product met dezelfde afmetingen.

Bij Indusen vergelijken we onder andere:

• fabrikant;
• volledig typenummer;
• schakelprincipe;
• actuator;
• contactconfiguratie;
• OSSD-uitgangen;
• voedingsspanning;
• codering;
• vergrendeling;
• vergrendelingskracht;
• connector en pinbezetting;
• mechanische afmetingen;
• montagegaten;
• bedieningsrichting;
• beschermingsklasse;
• veiligheidsrelevante eigenschappen.

Hiermee kunnen we beoordelen welke beschikbare veiligheidsschakelaars technisch het dichtst bij de bestaande uitvoering liggen.

Dit is met name interessant wanneer het oorspronkelijke model obsolete, slecht leverbaar of relatief kostbaar is.

Alternatief voor een bestaande veiligheidsschakelaar zoeken

Wanneer een bestaand typenummer niet meer beschikbaar is, hoeft niet altijd exact hetzelfde product opnieuw te worden toegepast.

Een alternatief van een andere fabrikant kan mogelijk dezelfde functie vervullen, mits de mechanische, elektrische én veiligheidsrelevante eigenschappen correct worden beoordeeld.

Bij retrofit kijken we daarom verder dan alleen:

“Past de stekker?”

Ook de actuator, werking, veiligheidsuitgangen, codering, montage en functie binnen de complete veiligheidsketen moeten geschikt zijn.

Daarmee kan een technisch én economisch interessant alternatief worden gevonden zonder alleen naar één fabrikant gebonden te zijn.

Veiligheidsschakelaars voor seriematige machinebouw

Voor OEM's en machinebouwers die dezelfde veiligheidsoplossing in meerdere machines toepassen zijn naast technische prestaties ook andere factoren belangrijk.

Denk aan:

• prijs bij seriematige afname;
• leverzekerheid;
• standaardisatie;
• eenvoudige montage;
• beschikbare kabels en connectoren;
• diagnosemogelijkheden;
• universele toepasbaarheid;
• vervangbaarheid op lange termijn.

Door hier al tijdens de ontwerpfase rekening mee te houden kan een veiligheidsschakelaar worden gekozen die niet alleen technisch geschikt is, maar ook economisch past bij seriematige machinebouw.

Veiligheidsschakelaars selecteren en vervangen met Indusen

Indusen ondersteunt machinebouwers, OEM's en industriële eindgebruikers bij het selecteren en vervangen van veiligheidsschakelaars.

Voor nieuwe machines vergelijken we verschillende mechanische, contactloze en gecodeerde oplossingen op basis van de veiligheidsfunctie en machineconstructie.

Bij bestaande machines kunnen we de huidige veiligheidsschakelaar technisch analyseren en zoeken naar een passende vervanger.

Bestaande veiligheidsschakelaar vervangen?

Stuur ons bij voorkeur:

• het merk en volledige typenummer;
• een foto van de huidige schakelaar;
• een foto van de actuator en montage;
• indien beschikbaar de datasheet;
• informatie over de aansluiting op de safety-PLC of het veiligheidsrelais.

Wij vergelijken vervolgens de belangrijkste eigenschappen en zoeken gericht naar een passend alternatief voor de toepassing.