Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Двуручное управление и защитные коврики — два инструмента машинной безопасности, которые удерживают оператора в безопасной позе на время опасного движения исполнительных органов. Двуручник заставляет обе руки одновременно находиться на пультах вдали от опасной зоны; коврик сигнализирует системе управления о присутствии человека на полу перед машиной. Оба решения относятся к стандартам типа B2 — устройствам защиты — и применяются на прессах, штампах, гильотинах, упаковочных машинах, роботизированных ячейках, литейном и сборочном оборудовании.
В статье разобраны принципы работы, классификация по ГОСТ ИСО 13851-2006 (идентичен ISO 13851:2002), требования к синхронности и предотвращению обхода, конструкция чувствительных к давлению ковриков и бамперов, формула расчёта безопасного расстояния по ГОСТ ИСО 13855-2006 и интеграция этих устройств в систему управления машиной по ГОСТ ISO 13849-1-2014.
Согласно ГОСТ ISO 12100-2013, защита оператора достигается тремя последовательными мерами: исключением опасности при проектировании, технической защитой (ограждения, защитные устройства) и информированием. Двуручное управление и чувствительные коврики относятся ко второй группе — техническим средствам защиты, дополняющим неподвижные и подвижные ограждения там, где невозможно полностью изолировать опасную зону от рабочего цикла.
Двуручник применяют, когда оператор должен периодически подавать команду на опасное движение (рабочий ход штампа, закрытие литейной формы, прижим заготовки), а руки в момент пуска должны быть гарантированно вне зоны раздавливания, среза или защемления. Коврик решает другую задачу — обнаруживает присутствие человека на участке пола перед машиной или внутри роботизированной ячейки и автоматически переводит оборудование в безопасное состояние.
Двуручник защищает оператора, который сам управляет циклом. Коврик защищает любого, кто оказался в зоне.
Двуручное устройство управления по ГОСТ ИСО 13851-2006 — устройство, требующее одновременного приведения в действие минимум двумя руками, чтобы выработать выходной сигнал на опасную функцию машины. Базовая логика:
Из такой логики следуют четыре защитных свойства: руки заняты во время опасного движения и физически удалены от опасной зоны; одна рука не способна запустить машину; залипание или заклинивание одной кнопки не приводит к самопроизвольному пуску; обход путём фиксации одного органа управления исключается процедурой повторного пуска.
Двуручное управление защищает только того оператора, который держит обе кнопки. Других людей, находящихся в опасной зоне, оно не защищает. Если рядом возможен второй человек, нужна комбинация с ограждениями, световыми завесами или ковриками.
Стандарт выделяет три типа устройств, причём третий тип делится ещё на три подкласса. Различия — в наборе функций безопасности и устойчивости к одиночной неисправности.
Категории по ГОСТ ISO 13849-1-2014 характеризуют поведение системы управления при неисправности. Стандарт определяет пять категорий — B, 1, 2, 3 и 4 — расположенных по возрастанию устойчивости к одиночной неисправности. Для двуручных устройств управления стандарт ИСО 13851 нормирует категории 1, 3 и 4: Категория 1 — должны применяться хорошо проверенные принципы безопасности и хорошо проверенные компоненты; одиночная неисправность может привести к потере функции безопасности, но её появление менее вероятно, чем для Категории B. Категория 3 — одиночная неисправность не должна приводить к потере функции безопасности; неисправность должна обнаруживаться, когда это разумно осуществимо. Категория 4 — одиночная неисправность не должна приводить к потере функции безопасности; неисправность должна обнаруживаться при следующем запросе функции безопасности или ранее; накопление неисправностей не должно приводить к потере функции безопасности.
Выбор типа — не вопрос вкуса. Это результат формальной оценки риска по ГОСТ ISO 12100-2013.
Стандарт чётко разделяет два понятия. Одновременное приведение в действие — оба входных сигнала активны одновременно, время задержки между нажатиями не ограничено. Синхронное приведение в действие — частный, более строгий случай: интервал между началом первого и второго входных сигналов не более 0,5 с.
Требование синхронности отсекает грубый способ обхода — фиксацию одной кнопки заглушкой или клейкой лентой с последующим нажатием второй. Если оператор не успевает уложиться в 0,5 с (потому что вторая рука ещё свободна и тянется к зафиксированной кнопке), система отказывается выдавать сигнал.
Полная защита от обхода невозможна — стандарт это констатирует прямо. Но грамотная компоновка пульта отсекает основные сценарии: нажатие двумя пальцами одной руки, удержание одной кнопки ладонью и нажатие второй локтем той же руки, опускание корпуса на пульт с фиксацией обеих кнопок частями тела. Требования по геометрии из ГОСТ ИСО 13851-2006:
Кроме геометрии, конструкция предотвращает случайное срабатывание. Усилия, возникающие при падении, ударе или ускорении (например, при опускании предмета на пульт), не должны вызывать выходной сигнал. Это обеспечивают подпружиненные кнопки с защитными втулками, грибовидные клавиши в углублённом исполнении или рычажные органы управления с обратным ходом.
Чувствительный к давлению защитный коврик — устройство, реагирующее на присутствие человека на ограниченной площади пола перед машиной или внутри ячейки и формирующее сигнал на отключение опасной функции. По ГОСТ ЕН 1760-1-2004 (действует на дату публикации; на смену принят и вводится в действие ГОСТ ISO 13856-1-2023) защитные коврики и полы относятся к стандартам типа B2.
Коврик представляет собой плоский сэндвич: между двумя проводящими слоями (металлическими листами или проводящими полимерными пластинами) проложен изолирующий разделитель с продольными вырезами. В состоянии покоя слои разомкнуты. Под нагрузкой, превышающей порог срабатывания, верхний слой прогибается через вырез и замыкается с нижним — изменение проводимости обнаруживается оценочным блоком (реле безопасности).
Существуют также пневматические коврики: давление от наступления передаётся в герметичный воздушный канал, и пневматический или пневмо-электрический преобразователь формирует сигнал. Электромеханический коврик чаще применяется в современных установках, пневматический — в задачах с агрессивными средами и моющими операциями.
Аналогичный принцип используется в чувствительных кромках и штангах — их устанавливают на закрывающихся защитных ограждениях, краях подвижных столов, на створках автоматических ворот цехов. Требования к ним заданы отдельной частью стандарта — ГОСТ ISO 13856-2-2023 (вводится в действие синхронно с частью 1).
Конструктивно кромка — это эластичный профиль из резины или термопластичного полимера с встроенным датчиком давления (контактная пара, тензодатчик или пневмодатчик). При сдавливании с минимальной пороговой силой формируется сигнал останова.
Чувствительные к давлению бамперы и пластины регулируются третьей частью международного стандарта — ISO 13856-3:2013 (российский эквивалент в системе ГОСТ пока не принят). Они применяются на корпусах автономных тележек, AGV, мобильных платформ и рассчитаны на динамическое воздействие при наезде на препятствие.
Кромка не должна применяться как замена основному ограждению — она резервный (back-up) барьер на случай, когда основной защитный механизм пропускает фрагмент тела.
Расположение защитного устройства относительно опасной зоны нельзя задавать «на глаз». Расчёт ведут по ГОСТ ИСО 13855-2006, который устанавливает методику минимального расстояния с учётом скорости приближения человека и времени остановки системы.
Базовая формула:
S = K · T + C
где:
S — минимальное расстояние от опасной зоны до устройства обнаружения или приведения в действие, мм;
K — параметр скорости приближения, мм/с (по умолчанию принимают 1600 мм/с — для приближения конечностей и пешеходного движения; 2000 мм/с — специальный случай для световых завес с малым разрешением);
T — общее время остановки системы, с (включая время реакции защитного устройства, реле безопасности и время торможения исполнительного механизма);
C — дополнительное расстояние, мм (учитывает перемещение в направлении опасной зоны до приведения в действие защитного устройства).
Значение C берут из стандарта в зависимости от типа устройства и конфигурации:
Подбор расстояния для напольного коврика.
Дано: гильотинные ножницы с временем остановки исполнительного механизма t₁ = 0,18 с; реле безопасности с временем отклика t₂ = 0,02 с; коврик с временем реакции t₃ = 0,05 с. Установка коврика на полу, приближение оператора пешком.
1. Общее время остановки:
T = t₁ + t₂ + t₃ = 0,18 + 0,02 + 0,05 = 0,25 с
2. Параметры из стандарта:
K = 1600 мм/с; C = 1200 мм
3. Минимальное расстояние:
S = 1600 · 0,25 + 1200 = 400 + 1200 = 1600 мм
Ближняя кромка коврика должна располагаться не ближе 1600 мм от опасной зоны. Если фактическое расстояние меньше — необходимо сократить общее время остановки T (например, ускорить тормозную систему или сократить время реакции реле) либо увеличить чувствительную зону коврика.
Время T измеряется на конкретной машине, а не берётся из паспорта компонентов. С износом и засорением тормозов оно растёт; периодическая проверка времени остановки — часть программы технического обслуживания.
И двуручник, и коврик — это входы для элементов системы управления, связанных с безопасностью (SRP/CS) по ГОСТ ISO 13849-1-2014. Стандартная цепь: датчик/орган управления → реле безопасности или контроллер безопасности → силовой контактор (или клапан, если привод гидравлический или пневматический) → исполнительный механизм.
Для соблюдения категорий 3 и 4 цепь должна быть двухканальной с диагностикой: контакты дублируются, реле периодически проверяет рассогласование каналов, обнаруживает «зависание» (короткое замыкание контакта, обрыв линии, сваривание контактора) и переводит систему в безопасное состояние.
ГОСТ ISO 13849-1-2014 вводит шкалу уровней производительности (Performance Level, PL) от a (низший) до e (высший). PL — это вероятностная характеристика, учитывающая категорию, MTTFD (среднее время до опасного отказа), DC (диагностическое покрытие) и CCF (общие причины отказов).
Требуемый уровень для конкретной машины (PLr — Required PL) задаётся оценкой риска: тяжесть последствий поражения, частота и длительность пребывания в опасной зоне, возможность избежать опасность. Реальный достигнутый PL функции безопасности должен быть не ниже PLr.
Двуручник и коврик решают разные задачи и часто комбинируются.
Применяется при операциях, где оператор подаёт команду на каждый рабочий цикл и должен быть гарантированно вне опасной зоны: одиночные удары пресса, опускание штампа, закрытие литейной формы, сжатие траверсы. Удобство — оператор полностью контролирует момент опасного движения; цикл начинается только по его сознательному действию.
Применяется на участках с автоматическим циклом, куда человек заходит редко и где доступ должен немедленно останавливать опасные движения: периметр роботизированной ячейки, зона позади автоматической линии, доступ к загрузочной площадке станка с ЧПУ. Преимущество — пассивная защита, работает без действий со стороны защищаемого.
Часто два решения работают в паре: двуручник пускает цикл, коврик блокирует возобновление, если рядом появился второй человек.
Обычная кнопка пуска запускает машину одним нажатием и не связана с положением оператора. Двуручное управление требует одновременного удержания двух органов управления и сохраняет опасное движение только пока обе кнопки нажаты — это гарантирует, что обе руки оператора находятся вне опасной зоны. При отпускании любой кнопки опасное движение немедленно прекращается. Для повторного пуска нужно отпустить обе кнопки и снова нажать их одновременно.
Для синхронного приведения по ГОСТ ИСО 13851-2006 интервал между началом первого и второго входных сигналов не должен превышать 0,5 секунды. Это требование обязательно для типов III B и III C. Для типов I, II и III A допускается одновременное приведение без ограничения задержки, но в любом случае оба сигнала должны быть активны во время опасного движения.
Для предотвращения нажатия одной рукой — не менее 260 мм внутреннего расстояния между исполнительными устройствами; альтернативно — разделение экраном или приподнятой площадкой так, чтобы путь обхода составлял не менее 260 мм. Для исключения обхода кистью и локтем одной руки — не менее 550 мм. Установка пульта на горизонтальной поверхности на высоте не менее 1100 мм от пола исключает обход телом сверху.
По стандартам на защитные устройства, чувствительные к давлению, базовое требование — обнаружение людей массой более 35 кг. Опциональное требование, применяемое там, где возможен доступ детей, — обнаружение людей массой более 20 кг. Коврик испытывают набором имитаторов с заданными размерами площадки давления и массой.
По формуле ГОСТ ИСО 13855-2006: S = K · T + C, где K = 1600 мм/с (скорость пешеходного приближения), T — полное время остановки системы в секундах, C = 1200 мм для напольного мата. Полное время T складывается из времени реакции коврика, реле безопасности и торможения исполнительного механизма. Минимальное расстояние — это дистанция от ближней кромки чувствительной зоны до опасной точки.
Можно, если оценка риска показывает, что двуручник достаточен для устранения остаточного риска. Но двуручник защищает только того, кто его удерживает. Если возможно появление второго человека в опасной зоне, нужны дополнительные средства — ограждения, световые завесы, чувствительные коврики или их комбинация.
Это группа защитных устройств типа B2, реагирующих на механическое усилие. К ним относятся: чувствительные напольные коврики и полы (часть 1 ISO 13856), чувствительные кромки и планки на подвижных ограждениях (часть 2), а также бамперы и подушки на корпусах автономных платформ. Все они формируют сигнал «опасность обнаружена» при превышении порога нагрузки.
Обычный контактор не контролирует собственную исправность: сваривание контактов, короткое замыкание во входной цепи, обрыв провода он не обнаруживает. Реле безопасности устроено как двухканальная схема с диагностикой: оно проверяет соответствие каналов, контролирует возврат контактора в исходное состояние и не позволяет включить выходной контакт при обнаружении неисправности. Это необходимое условие выполнения категорий 3 и 4 по ГОСТ ISO 13849-1-2014.
Требуемый PL (PLr) определяется оценкой риска по ГОСТ ISO 12100-2013 с учётом тяжести травмы, частоты доступа в опасную зону и возможности её избежать. Для гидравлических и механических прессов с высокой энергией удара и постоянным операторским циклом обычно требуется PLe (категория 4) — это соответствует двуручнику типа III C.
Сигнал «опасность обнаружена» снимается, но опасное движение не должно возобновляться автоматически. По принципу безопасной интеграции требуется явная команда сброса от оператора, поданная с пульта вне опасной зоны и при условии, что оператор видит всю защищаемую зону. Это исключает автоматический рестарт в ситуации, когда внутри ячейки остаётся кто-то ещё.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.