EO

Waar moeten we moeten op letten bij het ontwerp van elektronisch aangestuurde tilhulpen?

15 januari 2019 om 09:24 uur

Als producent en ontwerper van grotendeels handbediende tilhulpen willen wij elektronisch aangestuurde tilhulpen gaan ontwerpen en produceren. Waar moeten wij bij het ontwerp rekening mee houden?

 

Vraag

Wij zijn ontwerper en producent van tilhulpen, ergonomische apparatuur om lasten van zo’n 20 tot 150 kg te tillen/handlen. Tot nog toe maken wij machines en tilapparatuur die volledig mechanisch/pneumatisch werken. De aansturing is grotendeels handbediend; logische schakelingen, beveiligingen en actuatoren zijn pneumatisch.
Wij willen dit in een aantal stappen gaan moderniseren.
In de eerste fase krijgen wij vooral te maken met de omschakeling naar elektronica: 
  • De (pneumatische) besturing vervangen we door een microcontroller/embedded system. Dit is 24 VDC/ ca. 500 mA.  Cilinders worden nog pneumatisch aangestuurd.
  • De lichte cilinders vervangen we deels door stappenmotoren en lineaire actuatoren (tot ca. 75 VDC / 5 – 10 A).
  • Mogelijk in een later stadium vervangen we ook de zwaardere cilinders door servomotoren (tot 220 - 400 VAC / 1 - 3 kW).
  • In een vervolgfase willen wij de systemen deels automatisch/autonoom laten werken (robotisering).
  • We willen eenvoudige automatische werking van de systemen, zonder gebruikers in de buurt.
  • We willen intelligentere systemen, mogelijk opgebouwd op robots, of AGVs, waarschijnlijk werkend in de buurt van mensen.
Tot nog toe is er weinig ervaring met elektronica, laagspanning en nodige beveiligingen. Wij hebben de volgende vragen:
  1. Waar moeten wij op letten als wij hiermee aan de slag gaan? 
  2. Wanneer hebben wij te maken met de laagspanningsrichtlijn? 
  3. Welke maatregelen zijn er nodig bij respectievelijk 24V, 75V en krachtstroom?
  4. Zijn er opleidingen voor de installateurs nodig? 
  5. Zijn er speciale veiligheidsvoorzieningen of noodstopcircuits nodig wanneer er gebruik gemaakt wordt van een PLC of controller?
En waar moeten we op letten als de systemen meer automatisch/autonoom worden? 

Antwoord 

U spreekt over een omschakeling van een volledig pneumatische aandrijving en besturing naar een elektronische besturing met deels pneumatische aandrijvingen en deels elektrische aandrijvingen (servo’s). Allereerst kunnen we vaststellen dat deze machines dienen te voldoen aan de norm NEN-EN 14238:2004+A1:2010 Hijskranen - Met de hand bestuurde lastmanipulatoren. Verder dient de machine in de huidige situatie ook al voorzien te zijn van een aantal veiligheidsfuncties, zoals een noodstop of veilige blokkering bij uitval van de pneumatische energietoevoer, etc. Bij pneumatische besturingstechnische veiligheidsmaatregelen dient sinds 2009 de PL-normen EN-ISO 13849 deel 1 en deel 2 te worden toegepast. De antwoorden op de door u gestelde vragen zijn hieronder weergegeven.
 
Antwoord 1
Als eerste dient u te analyseren welke wettelijke bepalingen van Machinerichtlijn Bijlage I hoofdstuk 1 en hoofdstuk 4 op het nieuwe ontwerp van toepassing zijn. Ten tweede dient u te bepalen welke normen voor uw machine gelden. Hoofdstuk 2 van de norm EN 14238:2004+A1:2010 kan hierbij van nut zijn, maar vergeet vooral de volgende belangrijke normen EN-ISO 4414, EN 60204-32, EN-ISO 13849-1, EN-IS0 13849-2, EN 62061 niet.

Antwoord 2
De technische eisen van de Laagspanningsrichtlijn gelden ook voor machines die een elektrische aansturing of voeding hebben. Echter de certificatie van de machine valt volledig onder de Machinerichtlijn (Bijlage I, punt 1.5.1). Op de EG-Verklaring van overeenstemming mag de Laagspanningsrichtlijn niet worden genoemd.

Antwoord 3
Deze vraag is zo generiek, maar neem vooral de eisen van EN 60204-1 en mogelijk ook de EN 60204-32 in ogenschouw.

Antwoord 4
Als u met de installateurs bedoelt de personen die de machine opbouwen en inbedrijfstellen, dan is een goed handvat te vinden in de Nederlandse NEN 3140.
De NEN 3140 eist dat alle medewerkers welke elektrische risico’s lopen schriftelijk worden aangewezen. De volgende niveaus van aanwijzingen worden onderscheiden:
  • Voldoende Onderricht Persoon NEN 3140 (VOP NE 3140);
  • Vakbekwaam Persoon NEN 3140 (VP NEN 3140);
  • Werkverantwoordelijke NEN 3140 (WV NEN 3140);
  • Installatieverantwoordelijke NEN 3140 (IV NEN 3140).
In een dergelijke aanwijzing wordt concreet beschreven tot welke werkzaamheden een persoon bevoegd is. Dit wordt bepaald op basis van kennis en kunde van de medewerker.

Antwoord 5
In het nieuwe ontwerp wordt gesproken over toepassing van complexe logica (embedded) en elektrische en pneumatische aandrijvingen. Het is belangrijk om vooraf te bepalen of er door deze programmeerbaar elektronische logica veiligheidsfuncties (zoals beschreven in bijvoorbeeld EN-ISO 13849-1 en EN 62061) moeten worden vervuld en of het product (besturing) apart op de markt wordt gebracht. Indien het product apart op de markt wordt gebracht wordt dit gezien als een Bijlage IV veiligheidscomponent en is goedkeuring door een externe partij (Notified Body) noodzakelijk. Het machinecomité heeft hierover een bericht gemaakt (LUTESF) waarin de verschillende varianten worden beschreven. 
 
Deze nobo’s hanteren voor logische eenheden vaak de norm EN 61508, die ook wordt toegepast door leveranciers van veiligheidsrelais en –PLC’s. Afhankelijk van uw kennis en ervaring kan dit een langdurig en kostbaar traject worden en is het mogelijk gunstiger om de veiligheidslogica bij een van de bekende leveranciers van veiligheidscomponenten aan te schaffen.
Voor autonome systemen dient met name te worden gelet op het functioneren in de mogelijke omgevingen. Een robot in een fabriekshal heeft minder beperkingen dan een robot op de openbare weg.
 

Bovenstaand antwoord is afkomstig van FUSACON B.V.

 
 
 
 
 
 
 
 

 

Kennis: Safety

safetyOp het gebied van de Europese regelgeving worden nog steeds veranderingen doorgevoerd, niet alleen om onduidelijkheden tussen richtlijnen onderling te verhelderen, maar ook om uitbreidingen te maken, bijvoorbeeld op het gebied van energiezuinigheid, chemicaliënbeheer, afvalstroombeheersing en dergelijke.

 

Whitepapers

whitepapersDownload hier whitepapers over het thema Safety:

 

Veiligheidsnormen voor elektrotechniek uitgelegd

Hoe pas ik de NEN 3140 voor veilig werken met elektrische installaties toe in de praktijk? En hoe zorg ik dat gereedschap veilig is? Wat houdt CE-markering in? 

Vindt de antwoorden  in de whitepaper

 

Noodstopschakelaars

Emergency Stop Switches (0.49 MB)

 

Machineveiligheid

Concepts in networked machine safety

 

Safety Engineering

Approaches to Safety Engineering

 

Meer whitepapers>>