Garantindo Segurança de Acionamentos e Máquinas: Controles de Engenharia e Medidas de Proteção

De acordo com uma hierarquia de controles comumente consultada, a segurança das pessoas no local de trabalho depende de vários tipos de medidas de proteção. A mais eficaz delas é classificada como remoção de perigo – obviamente. No outro extremo da escala está o uso de equipamento de proteção individual. No meio dos dois está o campo dos controles de engenharia – o projeto ou adaptação de máquinas para isolar o trabalhador do risco.

Esta categoria compreende uma ampla variedade de ideias de engenharia. Elevadores e plataformas ajudam a manter as pessoas de cair (ou de serem atingidas por quedas). Partes sacrificiais como fusíveis ou discos de ruptura são projetados para proteger máquinas falhando sob estresse. Sistemas de ventilação garantem que atmosferas sejam limpas e seguras para respirar.

Sistemas de segurança de máquinas na manufatura

Máquinas com partes móveis rápidas, como volantes, correias de transmissão e lâminas de ventiladores, representam um perigo particular, e, onde são viáveis, guardas para prevenir contato com partes do corpo são um requisito legal. Essas guardas variam de capuzes e escudos apropriadamente fabricados a, no caso de robôs e outras máquinas maiores, gaiolas de perímetro de arame.

Onde a intervenção humana no equipamento é necessária, para realizar inspeção ou reparo, é essencial que máquinas perigosas sejam desativadas e mantidas seguramente desligadas. Vários dispositivos são tradicionalmente usados para realizar este procedimento. Mais comumente, intertravamentos elétricos conectados a portões de acesso desativam automaticamente a maquinaria quando os portões são abertos.

Barras e cortinas de luz realizam a mesma função para máquinas menores ou onde gaiolas de malha seriam inadequadas. (O circuito elétrico é interrompido quando uma pessoa quebra um campo de luz projetado entre dois pontos.) Tapetes de pressão são outro dispositivo de detecção de presença frequentemente usado.

Tal sistema de segurança convencionalmente opera por meio de uma série de componentes eletromecânicos com fio rígido: interruptores, relés, contatores, codificadores e assim por diante. Cada vez mais, no entanto, os controles de segurança promulgados por esses dispositivos externos estão sendo integrados na programação de acionamentos de velocidade variável.

Sistemas de segurança baseados em acionamento são menos complicados e demorados para instalar do que seus predecessores não digitais. Eles evitam as estruturas eletrônicas adicionais requeridas por mecanismos tradicionais à prova de falhas e são menos vulneráveis a falhas de peças. Com procedimentos de reinicialização mais simples e rápidos, além disso, o tempo de inatividade caro pode ser minimizado.

Sistemas de segurança baseados em acionamento em máquinas de manufatura

Como todos os aspectos da engenharia de máquinas, as funções de segurança baseadas em acionamento devem operar a um certo nível de confiabilidade. Normas elaboradas por corpos como a Comissão Eletrotécnica Internacional informam a legislação produzida pela União Europeia e outras autoridades ao redor do globo. Para atender aos critérios de segurança exigidos pela Diretiva de Máquinas da UE 2006/42/EC, a segurança funcional de acionamentos de velocidade variável deve estar de acordo com a norma de produto EN/IEC 61800-5-2.

As medidas de segurança que um sistema baseado em acionamento pode trazer para as operações cobrem uma gama de respostas a perigos. A função fundamental, e a mais comumente usada, é o sinal Safe Torque Off (STO). Isso simplesmente desliga o suprimento de energia gerador de torque para o motor. A rapidez com que a máquina para dependerá de carga ou atrito, e é garantida contra reinicialização inesperada.

Onde a ação mecânica deve ser interrompida de maneira controlada, a função Safe Stop 1 (SS1) instrui o acionamento a reduzir a velocidade rapidamente até a parada antes de ativar automaticamente o STO. Isso atende aos requisitos de parada de emergência de equipamentos giratórios pesados, como serras, máquinas de moer e laminadores.

Safe Stop 2 (SS2) funciona da mesma forma, exceto que, após a frenagem, o motor é mantido em um Estado Operacional Seguro. Usar esta função para manter o torque total disponível do motor pode ser necessário para manter partes do equipamento estáveis que, de outra forma, sairiam de posição.

No caso de máquinas como guindastes e elevadores que lidam com cargas muito pesadas, um Safe Brake Control (SBC) é usado para ativar um freio mecânico de retenção ao mesmo tempo em que o acionamento principal é desativado pelo sinal STO.

Graças à função Safely-Limited Speed (SLS), a maquinaria pode ser feita para rodar abaixo de um limite especificado. Conforme monitorado pelo acionamento, uma velocidade que exceda esse limite acionará automaticamente uma parada de emergência através de um sinal STO ou SS1.

A função SLS é particularmente útil na configuração e manutenção de equipamentos onde, por exemplo, cabos precisam ser alimentados manualmente sobre rodas ou tambores giratórios. Também é geralmente uma forma de minimizar a perda de trabalho. Em vez de desligar completamente uma máquina quando um operador está nas proximidades do equipamento, ela pode ser usada para prosseguir com a produção a uma taxa reduzida e segura até que o operador entre em uma zona de perigo específica (neste ponto a energia é cortada).

E porque quedas bruscas, bem como picos de potência, podem fazer algumas máquinas se comportarem perigosamente, um limite de velocidade inferior pode ser programado em conjunto com um limite superior por meio da função Safe Speed Range (SSR).

Ter essa gama de controles de segurança disponíveis, individualmente ou em combinação através de módulos plug-in e módulos fieldbus, dá ao projetista de automação significativamente mais flexibilidade e liberdade do que anteriormente. E com informações de status disponíveis na interface do acionamento, o operador tem uma visão geral confiável do sistema estendendo-se a diagnósticos oportunos e precisos.

Seu caráter inteligente e adaptável significa, em última análise, que um sistema de segurança baseado em acionamento é tão capaz de prevenir perigos mecânicos quanto eficaz em responder a eles. Os consequentes benefícios para o local de trabalho, não apenas em termos de segurança, mas também na simplificação do design e aumento da eficiência geral, tornam-no um componente natural da indústria automatizada.