Muting bij doorvoeropeningen

Bij een transportopening moet het product erdoor en de mens niet. Muting overbrugt de beveiliging precies zolang als dat product passeert. Staat die overbrugging te ruim afgesteld, dan blijft alles draaien en merkt niemand dat de beveiliging feitelijk weg is.

Een lichtscherm bij een opening is toegangsbeveiliging

Een meerstraals veiligheidsfotocel bij een transportopening werkt met een handvol stralen op ruime onderlinge afstand — in een gangbare uitvoering vier stralen met 300 mm ertussen. Dat is bewust grof: het detecteert een mens die de omkasting binnenstapt, niet een hand of een vinger. Voor grijpbeveiliging dicht bij een gevaarlijke beweging is een heel ander scherm nodig, met een fijne resolutie.

Het scherm ziet geen verschil tussen een pallet en een persoon. Zonder aanvullende maatregel legt elk passerend product de lijn stil. Dat is de reden dat muting bestaat.

Muting is bewaakt overbruggen, geen uitschakelen

Bij muting nemen extra sensoren vóór en achter de opening waar dat er materiaal aankomt. Uit de volgorde waarin die sensoren aanspreken en de tijd daartussen leidt de besturing af: dit is een transportdrager, geen mens. Alleen dan wordt het lichtscherm tijdelijk overbrugd.

Die volgorde en dat tijdvenster zíjn de beveiliging. Wordt het venster ruim genomen om storingen te onderdrukken, dan ontstaat er een periode waarin iemand achter de pallet aan naar binnen kan lopen zonder dat de lijn stopt. Twee-signaalmuting en vier-signaalmuting verschillen precies daarin: hoeveel bewijs het systeem verlangt voordat het zijn eigen beveiliging opzij zet.

De systeemstekker bepaalt wat het scherm kan

Dit is het punt dat in de praktijk het vaakst voor verwarring zorgt. Bij verschillende fabrikanten zit de functionaliteit niet in de zend- en ontvangstunit, maar in de systeemstekker eronder. Dezelfde actieve eenheid doet met de ene stekker alleen toegangsbeveiliging met herstartblokkering en relaiscontrole; pas met een zwaardere stekker komt muting erbij, en voor vier-signaalmuting met bedrijfsmodusselectie is nog een uitbreidingsmodule nodig.

Twee gevolgen daarvan. Bestel je vervanging op het typenummer van het scherm alleen, dan kan er een unit binnenkomen die de muting-functie helemaal niet heeft. En omdat de configuratie in die stekker zit — vaak in DIP-schakelaars — verandert het veiligheidsgedrag zonder één zichtbare aanwijzing zodra iemand een stekker vervangt zonder de standen over te nemen. Het scherm hangt er nog, de lampjes branden, en het gedrag is een ander.

Bij de uitgebreidere uitvoeringen zit de instelling niet in schakelaars maar in een projectbestand van de veiligheidssoftware. Handiger in het gebruik, maar het verplaatst het probleem: dat bestand hoort dan bij de machinedocumentatie. Raakt het zoek, dan hangt er een beveiliging waarvan niemand meer kan laten zien waarom ze staat zoals ze staat — en bij een vervanging begint het instellen bij nul.

Een veiligheidsuitgang is geen gewone uitgang

De uitgangen van zo'n scherm zien eruit als twee doodgewone 24V-signalen, en dat is precies waarom ze verkeerd worden aangesloten. Ze doen namelijk twee dingen die een gewone uitgang niet doet.

Ze schakelen zichzelf voortdurend heel kort af, om te controleren of ze nog kúnnen afschakelen. Een uitgang die stilletjes vastroest, moet ontdekt worden vóórdat er iemand op vertrouwt. Die testpulsen duren te kort om een relais te laten afvallen, maar een gewone PLC-ingang of een teller ziet ze wel degelijk. Dat levert meldingen op die met geen mogelijkheid te reproduceren zijn: sporadisch, kort, zonder aanwijsbare oorzaak, en hardnekkig gezocht in de machine terwijl ze in de aansluiting zitten. Veiligheidssignalen horen daarom naar ingangen die deze pulsen verwachten.

Daarnaast bewaken de twee uitgangen elkaar. Ontstaat er een verbinding tussen beide aders — een geplette kabel, een beschadigde wartel, vocht in een connector — dan zou zonder die bewaking het signaal "veilig" blijven staan terwijl de bedrading kapot is. Met die bewaking wordt het een storing. Het is de reden dat je deze bedrading niet naar eigen inzicht mag doortrekken of doorlussen: de fout die het systeem hoort te vinden, wordt er dan in meegebouwd.

De keten achter de uitgang

Moeten er potentiaalvrije contacten uit komen, dan volgt een veiligheidsrelais dat die uitgangen uitbreidt naar twee vrijgavestroompaden, met een derde pad als terugmelding. Die terugmelding is de relaiscontrole: het systeem controleert of het relais werkelijk is afgevallen voordat het opnieuw vrijgeeft.

Het niveau dat op het datasheet staat, geldt voor de hele keten, niet voor het losse onderdeel. Een scherm van de hoogste categorie met een niet-aangesloten relaiscontrole levert dat niveau niet. Wie een lichtscherm beoordeelt, beoordeelt de bedrading en de configuratie mee.

De voeding hoort bij de veiligheidsfunctie

Dit is het onderdeel dat het vaakst buiten beschouwing blijft. Voor de 24V-voeding achter een veiligheidscircuit geldt een eis die voor een gewone sensorvoeding niet geldt: ze moet een kortstondige onderbreking van het net kunnen overbruggen, in de orde van twintig milliseconden. Dat is geen detail uit een catalogus, het is de reden dat het circuit niet afvalt bij elke dip.

Wordt die voeding gedeeld met andere verbruikers, of is ze krap gekozen, dan zakt de spanning bij het inschakelen van een zware verbruiker net even te ver weg. Het gevolg is een lijn die af en toe zonder aanleiding in veiligheid gaat. Iedereen zoekt dan bij het scherm, bij de sensoren, bij de bedrading — en de oorzaak staat een halve kast verderop. Een veiligheidscircuit dat willekeurig uitvalt, is bijna altijd een voedingsvraag en zelden een sensorvraag.

Onzichtbaar licht, en een tweede systeem ernaast

Deze schermen werken met nabij-infrarood licht: je ziet niet waar de stralen lopen. Zolang er één systeem staat, is dat geen probleem. Komt er een tweede opstelling in de buurt, of wordt een lijn uitgebreid en staan twee schermen elkaar aan te kijken, dan kan het ene systeem het andere beïnvloeden.

Daarvoor bestaat straalcodering: de systemen krijgen een verschillende codering zodat ze elkaars licht niet voor het eigen signaal aanzien. Dat moet wel ingesteld worden. Het is een typisch probleem dat pas maanden na een uitbreiding opduikt, als niemand de nieuwe opstelling nog met de storing in verband brengt — en het is er een die zich niet laat verklaren door naar één machine te kijken.

Waar het in de praktijk misgaat

• De lijn stopt te vaak. Vervuilde of verschoven muting-sensoren geven onterechte stops. De verleiding is dan het tijdvenster te verruimen of een sensor vast te zetten — waarmee de beveiliging in stilte verdwijnt.
• De muting-lamp is niet zichtbaar. Dat de beveiliging overbrugd is, hoort van een afstand te zien te zijn. Een lamp die weggewerkt of defect is, haalt een wezenlijke waarschuwing uit de opstelling.
• Vervangen op uiterlijk. Kabels en stekkers van veiligheidscomponenten zien er gewoon uit, maar de pinbezetting is niet vrij te kiezen. Een net iets andere M12 met minder polen past, en werkt niet zoals bedoeld.
• Niemand weet meer waarom het zo staat. De instelling is ooit met reden gekozen. Ligt die reden nergens vast, dan wordt bij de eerstvolgende storing opnieuw gegokt.

Wat wij hierin doen

Wij beoordelen bij onderhoud en storingen ook de veiligheidsketen rond doorvoeropeningen: staat de configuratie nog zoals bedoeld, is de bedrading compleet, houdt de voeding stand, en is bij vervangen onderdelen het gedrag ongewijzigd gebleven. Juist bij storingen die zich niet laten reproduceren is dat de plek om te kijken. Onafhankelijk van de fabrikant, met kennis van verpakkingslijnen sinds 2016.