Z praxe vyplývá, že ne vždy je v prvotní fázi návrhu, design stroje a následné konstrukce myšleno na bezpečnost stroje ohledně elektrické instalace. Prvotní návrhy strojních celků jsou směřovány na design návrhy, dále pak na konstrukční a mechanické řešení tak, aby stroj splňoval pevnostní parametry a byl zachován požadovaný design. V poslední řadě návrhu vývoje stroje, přichází velmi důležitý prvek automatizace respektive elektroinstalace. Elektroinženýři jsou nuceni zapracovat elektrické rozvody do vypracované studie konstrukčního řešení, zohlednit design řešení a hlavně dbát na normy, které definují bezpečnost z hlediska elektrické instalace, schopné bezpečného provozu stroje.

Předmětem tohoto příspěvku je stručný popis důležitých bodů elektroinstalace při zpracování projektu zvedacího zařízení obráběcího stroje. TRATEC-CS s.r.o. musel, jakožto výrobce, dodržet bezpečnost tak, aby dané zařízení uvedené do provozu, bylo bezpečné po celou dobu životnosti a to na úrovni poznání vědy a techniky.

Zvedací zařízení je definováno jako nekompletní „neúplný“ stroj, tedy souhrn konstrukčních dílů, které tvoří téměř celý stroj, ale jako takové nemůže plnit žádnou funkci. Neúplný stroj (zvedací zařízení) je určen k zabudování do jiného stroje a to obráběcího horizontálního stroje. Zvedací zařízení je určeno pro horizontální a vertikální přestavění pracovního prostoru obsluhy obráběcího stroje.

To, že revize, kontroly a prohlídky strojního zařízení mají být prováděny, vyplývá především z toho, že výrobce je povinen vytvářet bezpečné a zdraví neohrožující strojní pracoviště či strojní celek.
 
Cílem revize je bezpečná cesta k provozu bez rizika, odstranění kritických míst elektroinstalace. Závěr revizní zprávy prohlídkou, zkoušením a měřením nám definuje stav elektrické instalace, v našem případě pracovní plošiny, z hlediska bezpečnosti a provedení v souladu s platnými ČSN.
 
Po vyhodnocení provedených prohlídek, zkoušení a měření vydal revizní technik v souladu s ČSN (bylo ověřeno, zda jsou splněny požadavky ČSN EN 60204-32 ed.2, ČSN EN 60204-1ed.2, ČSN 332000-4-41ed.2, ČSN 33 2000 – 6.) tento závěr:


Elektrická instalace pracovní plošiny je z hlediska bezpečnosti schopna bezpečného provozu.

Zpracování elektroinstalace projektu
Silová elektroinstalace pracovní plošiny
Hlavní myšlenkou silové elektroinstalace je navrhnout takový systém, který eliminuje rizika jak v elektrické instalaci v pevných částech, tak instalaci v pohyblivých částech stroje.

Elektrická instalace v pevných částech

Kabely, vodiče v pevných částech
Vodiče a kabely musí být voleny tak, aby vyhovovaly provozním podmínkám a vnějším vlivům. Kabely používané v projektu zdvihacího zařízení musí splňovat požadavky pro průmyslovou kabeláž, kde je vysokým požadavkem oleji-vzdornost.

Připojovací a ovládací kabely jsou voleny s PVC pláštěm a číslovanými žílami, které jsou určené pro strojírenství. Tedy jsou vhodné pro pevné uložení, jakož i příležitostně pohyblivé použití, ne však pro trvalé nebo nucené zatížení v tahu. Volba kabeláže splňuje také odolnost proti plamenu podle IEC 60332-1-2 a má velmi dobrou chemickou odolnost (oleje, chladící emulze). Kabely užíváme se zeleno-žlutým ochranným vodičem.

Konstrukční řešení stroje je nutné sestavit tak, aby stroj měl dostatečné průchody, velikosti otvorů pro elektroinstalaci a kabeláže včetně izolace viz obrázky, kde jsou znázorněny koncové mechanické spínače poloh s příslušnou ochrannou kabeláže a instalací. Jako ochranné prvky volíme především flexibilní ochranné hadice, které jsou tvarově stabilní s vysokou flexibilitou za studena (stlačitelné, roztažitelné) a mají zvýšenou odolnost proti olejům. Dalším ochranou jsou spirálové plastové prvky, které slouží především k ochraně opotřebení izolace a sjednocení kabelů do jednoho svazku. Fixace ochranných hadic kabelů ke stroji je provedena jednoduchými sponami.



Kabelové vývodky
Všude tam, kde mají být kabely a vodiče bezpečně zavedeny do pouzdra, je nutné užití kabelových vývodek. Jelikož strojní zařízení je užíváno v průmyslovém strojírenském prostředí, je tedy nutná zvýšená odolnost proti olejům, trvalá ochrana proti vibracím s variabilním rozsahem sevření kabelu. V tomto projektu jsou užity plastové metrické kabelové vývodky.



Konektory
Jelikož zvedací zařízení je neúplný stroj a je určen k zabudování do jiného stroje, a to obráběcího horizontálního stroje, bylo nutné vyřešit při navrhování také propojení mezi tzv. plošinou obsluhy a obráběcím strojem. Dnešní konektory jsou koncipovány pro použití v nejnáročnějších průmyslových prostředích. Vyznačují se vynikající odolností proti elektromagnetickému rušení a mají velmi vysoký stupeň krytí. Tedy jednoduše řečeno TRATEC-CS volil tuto aplikaci propojení plošiny se strojem nejen z důvodu těchto vynikajících vlastností, ale také především z důvodu rychlého propojení či odpojení plošiny od stroje.



Elektrická instalace v pohyblivých částech


Plastové energetické řetězy
Použití energetických řetězů je výhodné všude tam, kde potřebujeme přenášet energii, data, řídicí signály nebo jiná média pomocí enormního množství kabelů či hadic. Plastové energetické řetězy také zaručují spolehlivé přivedení kabelů k pohyblivým částem. Konstantní poloměr ohybu řetězu zaručuje rovnoměrné namáhání kabelu. Energetický řetěz lze použít pro přenos energie či dat i při vysokých pojezdových rychlostech. Řetěz se skládá z jednotlivých článků a sady připojovacích dílů pro pevnou a pohyblivou část.

Pro snadné vkládání kabelů jsou články v otevíratelném provedení. Velkou výhodou je jednoduchost smontování, robustnost a dlouhá životnost. S řetězy lze realizovat horizontální, vertikální i rotační pohyby. Právě proto volil TRATEC-CS tento produkt ve svých aplikacích, které jsou směřované na pohyb kabiny plošiny v horizontálním (elektrický elektromotor) a vertikálním pohybu (hydraulicky pohon).



Systém nosných ramen – určený pro ovládací panel stroje
Abychom zaručili pohyb ovládacího panelu obráběcího stroje a nepoškodili elektrickou instalaci přívodních datových kabelů, je do systému plošiny implementována stavebnice otočného ramena skládající se z nástěnného otočného upevnění, úhlového adaptéru, otočného upevnění a samotných hliníkových profilů. Tyto profily zaručují dostatečný prostor pro protažení kabelů s konektory a zaručí ochranu kabelů při otočném pohybu.



Kabely v pohyblivých částech
V energetických řetězech nebo v pohyblivých částech stroje jsme použili osvědčené
a spolehlivé varianty kabelů, které jsou konstrukčně připraveny právě pro tyto aplikace. Mezi výhodné vlastnosti těchto produktů patří zejména nepřilnavý povrch, odolnost proti plamenu podle IEC 60332-1-2 a konstrukční řešení pro životnost nejméně 5 miliónů cyklů střídavých ohybů pro dráhy až do 10m. Také v tomto případě jsme užili kabely s izolací žil z PVC a s číslovanými žílami. Konstrukce je tvořena lankem z velmi jemných holých měděných drátů, kde jsou žíly stočeny ve vrstvách s krátkými délkami zkrutu. Ovinutí je provedeno pomocí netkané textilie. Při použití kabelů v energetických řetězech je nutné dodržovat montážní směrnice pro kabely v energetických řetězech.

Nutnou podmínkou elektroinstalace kabelů v energetických řetězech je fixace kabeláže na jejím konci a začátku plastového řetězu. Zde jsme použili standardní prvky, upínací hřebeny, které napomáhají kabelům v odlehčení tahu. Vodiče, kabely jsou řádně upevněny řemínky.



Rozvaděče
Provedení elektro rozvaděčů vychází z projektové dokumentace. Ochrana řídícího zařízení proti vniknutí cizích těles a kapalin musí odpovídat vnějším vlivům při předpokládaném provozu a musí být dostatečně chráněno před prachem, chladícími prostředky a před třískami. Svorky jsou umístěny ve snadno přístupném krytu. Rozvodné
a spojovací krabice na stroji mají krytí minimálně IP65. Celé řídící zařízení je umístěno a montováno tak, aby se usnadnila údržba a přístup. Zařízení je chráněno před vnějšími vlivy.


Ovládací pult
Obsluha řídí zdvihací zařízení z bezpečného místa pomocí ovládacího pultu. Operátor může plošinu snadno navádět do požadované pozice pomocí ovládacích prvků. Ačkoliv je panel sestaven jako modulární, velmi snadno sestavitelný systém a zapojení celého systému je jednoduché a rychlé, je nutné dodržet podmínky elektrické instalace ovládacích prvků včetně značení. Ovládací a indikační prvky jsou přímo montovány do připravených otvorů ovládacího pultu. Jednotlivé barevné provedení signalizuje upozornění, výstrahu či bezpečností aplikaci (EMERGENCY STOP tlačítko). Tyto barevné kombinace jsou dány dle norem ČSN EN 60204-1 z 3/02 elektrická zařízení strojů - všeobecné požadavky.



Ochranné pospojování, zemnící šrouby   
V každé elektrické instalaci, kde je použito ochranné pospojování, musí být ochranná svorka nebo přípojnice, se kterou musí být spojeny:

• vodiče ochranného pospojování,
• uzemňovací přívody,
• ochranné vodiče,
• uzemňovací přívody pracovního uzemnění.

Svorka pro připojení ochranného vodiče přívodu je označena písmeny PE (PEN) a slouží pro spojení zdvihacího stroje a pevné instalace. Mezi základní pravidla pro instalaci spoje ochranného obvodu patří zajištění proti náhodnému uvolnění, spojovací prostředky musí odpovídat průřezu a provedení připojených vodičů a svorkovnice je označena dle dokumentace. Pokud je elektrické zařízení montováno na víka, dveří, nebo krytů (v našem případě dvířek rozvaděčů), nesmí spojitost ochranného obvodu záviset na pantech, upínkách apod.


Značení kabeláže
Vodiče a kabely jsou na obou koncích označeny dle dokumentace, vodiče mohou mít tyto barvy: černá, hnědá, červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, světle modrá, fialová, šedá, bílá, růžová, tyrkysová. Není použita barva zelená a žlutá tak, aby nebyla možnost záměny s dvoubarevnou kombinací zelená/žlutá. Označení kabelů a jednožilových vodičů, i popisy v rozvaděčích, musí být dobře čitelné i po letech užití v dané aplikaci.



Závěrem lze konstatovat, že odstranění kritických míst, kompletní revize elektrického zařízení a instalace nejsou zdaleka jednoduchou záležitostí. Provoz elektrických strojních celků je spojen s určitými riziky. Proto je nutné již v počátcích vývoje stroje věnovat velkou pozornost úsilí návrhu elektrické instalace a to z důvodu bezpečnosti, ochrany života
a zdraví.

Za bezpečnost stroje (zdvihací zařízení) odpovídá především dodavatel (TRATEC-CS), který je povinen dodat ke stroji příslušnou dokumentaci.

Ke stroji je dodána dokumentace v dostatečném rozsahu dle složitosti stroje a obsahuje informace pro instalaci, provoz a údržbu elektrického zařízení stroje -  ČSN EN 60204-32 ed.2.

Nedílnou součástí stroje je výrobní štítek, který určuje minimální informace o stroji - zdvihacím zařízení (typ, model, rok výroby, výrobní číslo, nosnost, počet osob).

 

Článek je ukázkou sborníku L.P.Elektro č. 55
Pro členy Benefit klubu LPE je k dispozici celé znění sborníku.