Les barrières immatérielles de sécurité

G uide d’achat
Les barrières
immatérielles
de sécurité

Les barrières immatérielles de sécurité
sécurisent l’accès à une machine, un
robot ou une chaîne de production.
Elles représentent une alternative
économique aux tapis de sécurité ou
aux scrutateurs laser, mais surtout
elles offrent l’avantage de ne pas
encombrer les ateliers et de libérer le
passage aux flux de produits ou de
matières, contrairement aux barrières
grillagées traditionnelles. Comme
toutes les solutions industrielles
de sécurité , les barrières immatérielles
sont soumises à de nombreuses
normes. Néanmoins, les produits
disponibles sur le marché proposent
des options ou des fonctions très
variées. Nous présentons ici un
récapitulatif des éléments à prendre
en considération dans le choix et
l’installation de ces composants.
L
a mise en place d’une nouvelle
machine dans un milieu industriel nécessite de considérer avec
attention la sécurité des opérateurs qui seront amenés à l’utiliser. De
nombreux dispositifs permettent d’assurer
cette sécurité, depuis les simples boutons
d’arrêt d’urgence jusqu’aux scrutateurs
laser plus perfectionnés. Dans la majorité
des cas, l’utilisation d’une barrière grillagée
est le moyen à la fois le plus simple et le
plus efficace d’interdire l’accès à une zone
dangereuse. Toutefois, il existe des applications qui nécessitent une alimentation régulière en matière première ou en produits
(c’est le cas des chaînes de montage ou des
machines de conditionnement), ou d’autres
applications dans lesquelles l’opérateur doit
intervenir fréquemment (machines-outils,
presses ou robots de fabrication). Pour tous
ces cas, le fait d’ouvrir et de fermer une
porte à chaque passage de colis ou à chaque
changement de pièce ferait perdre beaucoup trop de temps à l’opérateur.
C’est la raison d’être des barrières immatérielles de sécurité. Sans jamais interdire
physiquement l’accès à une zone, elles sont
chargées de mettre hors tension tous les
équipements de la zone (ou une partie
d’entre eux) dès qu’une intrusion est détectée. Et il existe autant de barrières que de
types d’applications et d’intrusions.
Bien que certaines sociétés soient spécialisées dans l’audit de sécurité, le choix d’une
barrière immatérielle incombe le plus souvent à l’industriel lui-même. Comme nous
le verrons, la sélection est donc relativement subjective.Toutefois, une bonne identification du besoin permet de trouver la
barrière la plus adaptée à l’application,
d’autant plus que les gammes des différents
fabricants et distributeurs sont organisées
dans ce sens.
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Tectra
COMPOSANT S D ’A UT O MA T IS M E S
L’installation d’une barrière immatérielle sur
une machine offre autant de sécurité qu’une
barrière grillagée classique, tout en ne
réduisant pas la cadence de production.
Quelle protection apporter
à une installation ?
La grande majorité des barrières immatérielles de sécurité se composent de deux
éléments distincts : un émetteur et un récepteur. « Tous deux sont équipés de Leds qui émettent (ou détectent, suivant le cas) de la lumière
infrarouge sous forme de faisceaux, explique
Jacques Tarricone, resL’essentiel
ponsable de l’activité
Sécurité chez le fabri-  Les barrières immatérielles
cant italien DataSensor.
de sécurité délimitent une
L’émetteur et le récepteur
zone autour des équipements dangereux. Toute
sont synchronisés par un
intrusion entraîne l’arrêt
système électronique qui
de la machine.
effectue un balayage per
Sous
la pression de la
manent, un faisceau après
concurrence,
les barrières
l’autre. Une barrière imimmatérielles
deviennent de
matérielle se définit donc
plus
en
plus
attractives
par le nombre de faisceaux
financièrement, par rapport
qui la composent, par l’esaux barrières grillagées
pacement entre chacun de
ou aux tapis de détection.
ces faisceaux (appelée ré Des normes ont été rédigées
solution) et par la distance
pour aider les industriels à
maximale admissible entre
choisir et installer la barrière
l’émetteur et le récepteur
immatérielle la plus adaptée
(appelée portée). »
à l’application.
Lorsqu’on évoque  Des fonctions complémenl’interdiction d’accès à
taires leur permettent de
une zone, cela peut
s’intégrer à un process sans
correspondre à plugêner les déplacements ni
sieurs besoins diffédiminuer les cadences.
rents, et donc à des ➜
67
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Une barrière immatérielle de sécurité
est constituée d’un émetteur et d’un
récepteur. Suivant les besoins de
l’application (détection d’un doigt,
d’une main ou d’une personne), on
choisira un équipement ayant des
faisceaux infrarouges plus ou moins
nombreux.
➜ produits différents. Ces produits sont
regroupés en trois grandes catégories. On
trouve tout d’abord les barrières immatérielles destinées à la protection des postes
de travail, utilisées pour les applications à
forte cadence. Il s’agit des produits ayant la
résolution la plus élevée (nombre important de faisceaux). Ils sont appelés “barrières multifaisceaux”. Le faible espacement
entre les différents faisceaux leur permet de
détecter les plus petits objets, en l’occurrence le doigt, la main ou le bras d’un opérateur, l’objectif étant bien sûr à chaque fois
de détecter l’intrusion au plus tôt. En fonction de la dangerosité de l’opération et de
la proximité du danger par rapport à l’opérateur, on utilisera des barrières avec plus
ou moins de faisceaux et on la placera à une
certaine distance de la machine, en prenant
en compte le temps d’arrêt de la machine,
la capacité de détection de la barrière et sa
résolution. « Tout n’est alors qu’affaire de compromis entre sécurité et cadence imposée, explique
68
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périmétrique. Il s’agit cette fois de détecter
le passage d’une personne, et non plus
d’une partie du corps. On peut les utiliser,
par exemple, pour sécuriser l’accès à un
magasin automatisé ou à un circuit de palettisation. Les barrières correspondant à ces
applications sont appelées barrières à faisceaux individuels. Grâce à une portée plus
importante que les barrières multifaisceaux
et à l’usage de miroirs, elles permettent de
sécuriser une vaste zone autour d’un équipement dangereux. Cette protection périmétrique s’avère utile dans le cas des robots
Claude Nait, ingénieur commercial chez multi-axes, pour lesquels il n’est pas touRockwell Automation. Lorsqu’il s’agit de sécuriser jours aisé d’estimer la portée, ou le champ
une presse, par exemple, il faut se demander si l’opé- d’action.
rateur a besoin de l’approvisionner rarement (travail Les barrières de protection périmétrique
sur des bandes de métal) ou plus régulièrement (tra- entraînent la désactivation de la machine
vail à la pièce). Dans le premier cas, on peut se ou du robot lorsqu’un opérateur pénètre
permettre de choisir une barrière à la résolution dans une zone interdite. Toutefois, rien
moyenne et de l’installer loin devant la presse. Dans n’empêche un opérateur de “forcer” la rele second cas, le respect de la cadence impose de mise en route de la machine s’il n’a pas vu
placer la barrière au plus près de la table de la presse. la personne pénétrer dans la zone. C’est
On choisira alors la barrière ayant la plus haute pourquoi il existe une troisième catégorie
résolution, afin de déclencher l’arrêt dès lors que le de protection : la protection surfacique,
doigt de l’opérateur pénètre dans la zone protégée. » ou détection de présence d’opérateur. La
Les barrières dédiées à la détection de doigts barrière est alors installée horizontalement
doivent avoir une résolution de 14 mm, (le boîtier parallèle au sol), de manière à ce
tandis que celles dédiées à la détection de qu’un opérateur debout coupe plusieurs
mains ont un espace de 35 mm environ faisceaux. Cela permet de savoir avec certientre chaque faisceau. Enfin, dans tous les tude si quelqu’un est présent dans la zone
cas de protection de postes de travail, on ne dangereuse. On utilise des barrières multisaurait utiliser une barrière immatérielle faisceaux, dont la résolution doit être imayant une résolution de plus de 40 mm.
pérativement inférieure à 116 mm. Cette
La deuxième catégorie de barrières con- solution permet de remplacer avantageusecerne la protection d’accès et la protection ment les systèmes à base de tapis de détecMESURES 800 - DÉCEMBRE 2007 - www.mesures.com
tion, surtout dans les cas où la surface à
protéger est relativement importante.
Identifier le degré de sécurité
nécessaire
Le second aspect à prendre en compte, lors
du choix d’une barrière immatérielle de
sécurité, est le type de sécurité à apporter à
l’application, conformément à la norme
EN 61496 relative aux équipements de
protection électro-sensible (ou ESPE,
Electro-Sensitive Protective Equipment).
Cette norme définit deux degrés de sécurité
différents pour les barrières immatérielles :
les produits de catégorie 2, pour des machines faiblement à moyennement dangereuses, et les produits de catégorie 4 pour
des machines moyennement à très fortement dangereuses. La différence s’effectue
principalement au point de vue de l’électronique de contrôle embarquée dans la
barrière. Une barrière de type 2 doit être
capable, à chaque contrôle, de détecter la
présence d’un défaut matériel qui compromet la fonction de sécurité. Mais étant
donné que ces contrôles ne sont effectués
que lors du redémarrage de l’appareil, il
subsiste toujours un risque de non-détec-
Les constructeurs
proposent de nombreux
accessoires pour les
barrières immatérielles
de sécurité, à l’image
de ces étuis servant
à rendre étanche la
barrière. Ils permettent
d’atteindre des indices
de protection jusqu’à
IP69K.
Tectra
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Siemens
tion. Sur les produits de catégorie 4, en
revanche, un système d’autocontrôle effectué à intervalles réguliers permet de déclencher immédiatement une alerte en cas de
défaut matériel. Une redondance totale des
signaux, imposée par la norme, garantit la
bonne marche des fonctions de sécurité,
même en présence d’un défaut. « Par ailleurs,
ajoute Dominique Svennarp, responsable
France chez Jokab Safety, les Leds utilisées dans
Barrières multifaisceaux ou à faisceaux indépendants existent
une barrière de catégorie 4 sont de meilleure qualité
sous différents facteurs de forme. A l’exception de quelques modèles tout
intégrés, elles nécessitent toutes l’emploi de relais de sécurité (en bas à
que celles employées dans les barrières de catégorie 2.
gauche sur la photo) pour agir sur l’alimentation électrique des machines.
Elles produisent des faisceaux plus étroits, et par
conséquent, génèrent moins de réflexions parasites
que leurs homologues de catégorie inférieure. Cela La tentation de n’employer que des barrièimplique en revanche de passer plus de temps pour res de catégorie 4 est grande. Cependant,
l’alignement des faisceaux. »
l’importante différence de prix entre les
deux catégories oblige à définir son besoin
au plus juste. Afin de déterminer le degré
de protection nécessaire à chaque applicaLe choix de la catégorie de sécurité
tion, la norme EN 954-1 (norme générique relative à la sécurité des machines) met
sont des catégories possibles (sous
L’annexe B (informative) de la norme
à disposition des industriels un tableau de
réserve de mesures complémentaires), et
EN 954-1 donne une première estimadéfinition du risque. Ce dernier propose
les catégories situées à droite correstion pour définir la catégorie des
de donner une appréciation selon trois crisystèmes de sécurité en fonction de trois pondent à un degré de sécurité
surdimensionné par rapport au risque
paramètres. On obtient cette estimation
tères : la gravité des blessures pouvant être
potentiel. A signaler que, pour les
en répondant aux trois questions sur le
occasionnées par la machine, la fréquence
barrières de sécurité, seules les catégoschéma ci-dessous. Les catégories qui se
et/ou la durée d’exposition au danger, et
trouvent sur la gauche de la case grisée
ries 2 et 4 sont disponibles.
enfin la possibilité d’éviter le dommage.
Les réponses successives fournissent en
sortie une évaluation du type de risque, et
permettent d’opter pour l’une ou l’autre
des catégories. Toutefois, ce tableau, présent en annexe B de ladite norme, n’a
qu’un but informatif. « C’est en cela que la
définition d’une protection est le plus souvent subjective, et soumise à la seule appréciation du responsable de l’entreprise ou du chef d’atelier, commente Eric Saraillon, chef de produits
Détection chez Schmersal. On voit donc tout
naturellement les dirigeants n’ayant jamais connu
S : Gravité de la lésion occasionnée
d’accidents dans leur entreprise se tourner vers les
S1 : Lésion légère (normalement réversible)
produits à la sécurité moindre, tout comme on voit
S2 : Lésion sérieuse (normalement irréversible), incluant le décès
F : Fréquence et/ou durée d’exposition au phénomène dangereux
les dirigeants ayant déjà été confrontés à ces problèF1 : Rare à assez fréquent et/ou courte durée d’exposition
mes opter pour des produits très sécurisés, parfois
F2 : Fréquent à continu et/ou longue durée d’exposition
même dans des zones où cela n’est pas nécessaire.
P : Possibilité d’éviter le phénomène dangereux
P1 : Possibilité sous certaines conditions
C’est pourquoi le travail d’inforxmation de la part
P2 : Rarement possible
des fournisseurs de solutions de sécurité revêt une
importance si déterminante. »
➜
69
Guide d’achat
Les barrières immatérielles de sécurité
70
Société
Catégorie Barrières à
de sécurité faisceaux
individuels :
nombre
Barrières
multifaisceaux :
résolution en
mm
Portée des
faisceaux
(m)
Hauteur de Etanchéité Fonctions
détection
complémentaires
(mm)
Versions
particulières
Asteel Sensor
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 20, 30, 40, 50
18 à 60
160 à 1 800
IP65 à 67
Muting, blanking, EDM,
cascade, outil de
calibrage, entrée test
Etanches avec chauffage,
en T ou en L
Contrinex
France SA
2 et 4
2à7
14, 35
5 à 50
150 à 1 850
IP65
Muting, blanking, outil
de calibrage
Tubes étanches
DataSensor
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 20, 30, 35
6 à 50
150 à 1 650
IP65
Muting, blanking, EDM,
cascade, relais intégré,
outil de calibrage
En T ou en L (réglables,
avec détecteurs
intégrés),
Actif/Passif
Euchner
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 20, 30, 35, 40, 50
5 à 60
150 à 1 950
IP65
Muting, blanking
Honeywell
France
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 18, 30, 50, 80
3,5 à 80
200 à 1 800
IP65
Muting, blanking, entrée
test, cascade,
surveillance de la boucle
de retour
Jokab Safety
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 35
0,5 à 50
150 à 1 650
IP65
Muting, blanking,
forçage, outil de
calibrage
Signal dynamique
de sortie
Keyence
2 et 4
8 à 64
10, 20
0,3 à 9
140 à 3 810
IP65 à IP67
Muting, blanking, outil
de calibrage, fonction
anti-interférence
En T ou en L,
éléments de découpage
des zones
(blanking amélioré),
supports rotatifs
Leuze
Electronic
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 20, 30, 40, 50, 90
0,3 à 60
150 à 3 000
IP65 à 67
Muting, blanking,
cascade, autotest
Modèles économiques,
compacts ou robustes,
Actif/Passif,
Atex
Omron STI
2 et 4
2, 3 ou 4
12, 14, 20, 30, 55
3 à 70
260 à 2 450
IP65
Muting, blanking
Tubes étanches,
systèmes à 3 barrières,
connexion pour bus
de terrain DeviceNet,
Atex, blindage CEM
Pilz
2 et 4
2, 4 ou 8
14, 30
0,2 à 50
150 à 1 650
IP65
Muting, blanking,
cascade, surveillance de
la boucle de retour
Connexion pour bus
de terrain SafetyBus,
modèles économiques
Rockwell
Automation
2 et 4
N/A
14, 30
0,3 à 18
160 à 1 760
IP65 à 69K
Gammes complètes
Paramétrage par
apprentissage
à distance, silent-blocs
d’amortissement,
étanches
Schmersal
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 20, 30, 40, 90
6 à 60
160 à 1 810
IP65
Muting, blanking
En T ou en L, Actif/Passif
(5 modes), cascade, EDM
Schneider
Electric
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 30
0,3 à 20
150 à 2 100
IP65
Muting, blanking, EDM,
entrée test
Tubes étanches
Sick France
2 et 4
N/A
14, 20, 30, 40
5 à 19
150 à 1 800
IP65
Muting, blanking,
cascade, EDM, outil de
calibrage
Tubes étanches,
systèmes à 3 barrières
Siemens
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 30, 50, 90
18 à 70
150 à 1 800
IP65
Muting, blanking,
commande cadencée,
forçage de démarrage
Blindage CEM,
connexions pour bus
de terrain
(ASI, ProfiSafe, ProfiNet)
Tectra
2 et 4
2à7
14, 35
5 à 50
150 à 1 850
IP65
Muting, blanking, outil
de calibrage
Tubes étanches
Türck Banner
SAS
2 et 4
2, 3 ou 4
14, 30
0,8 à 70
500 à 1 800
IP65
Muting, blanking, outil
de calibrage, cascade
Blindage CEM
Wenglor
2 et 4
N/A
14, 30
7 à 20
164 à 1 870
IP67
Lumière rouge visible,
muting, blanking
Blindage CEM
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Guide d’achat
DataSensor
Grâce à la fonction d’inhibition, les barrières installées à l’entrée
et à la sortie d’une chaîne d’assemblage empêchent les opérateurs
de pénétrer dans la zone, mais autorisent le passage des pièces.
DataSensor
Les barrières “en T” sont spécialement
étudiées pour être utilisées avec la fonction
de masquage. Les capteurs de détection des
palettes (ou des colis) sont montés sur la
partie horizontale. Sur les modèles proposés
par DataSensor, cette partie est réglable en
hauteur et en orientation.
➜ Une fois le choix du type de barrière
effectué, en fonction de la partie du corps
à détecter et de la dangerosité de la machine, il s’agit d’étudier le process dans sa
globalité et d’ajouter, si besoin, des fonctions complémentaires. Celles-ci permettent d’adapter plus précisément la barrière
à l’application. Disponibles chez la plupart
des fabricants sous la forme d’unités de
contrôle spécifiques (ou modules de sécu-
rité), elles permettent de prendre en compte
l’approvisionnement des machines. « En
effet, explique Eric Moro, ingénieur commercial chez le fabricant français Tectra, l’installation d’une barrière ne doit en aucun cas perturber
ou ralentir la cadence de fonctionnement d’une machine. C’est pour cela qu’ont été créées les fonctions
d’inhibition et de masquage. »
La fonction masquage (ou “suppression”,
ou encore “blanking”) consiste en la désac-
tivation d’un certain nombre de faisceaux,
afin que le passage des pièces ne déclenche
pas un arrêt de sécurité. On en distingue
deux variantes : masquage fixe et masquage
flottant. Le masquage fixe est utilisé lorsque
l’approvisionnement d’un poste de travail
est effectué automatiquement, par un tapis
roulant ou autre système de convoyage. Les
faisceaux à désactiver sont identifiés, et fixés
une fois pour toutes. Le masquage flot- ➜
DataSensor
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71
Guide d’achat
Comment calculer les distances d’installation ?
En l’absence de norme spécifique à la machine ou lorsque cette norme ne spécifie pas
de distance minimum d’installation de la barrière de sécurité par rapport à la zone
dangereuse, il convient d’utiliser les formules de la norme EN 999 pour calculer cette
distance d’installation. De manière générale, on distingue trois types d’approches :
Approche perpendiculaire par rapport au plan de détection
Où S (en mm) est la distance d’installation minimum de sécurité entre la barrière
et le point dangereux,
Où T (en s) est le temps d’arrêt de la machine, auquel on additionne le temps
de réponse de la barrière,
Et où R (en mm) est la résolution ou la capacité de détection de la barrière.
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Barrière multifaisceaux :
- Si R <= 40 alors S = 2 000 t + 8 x (R – 14)
- Si 40 < R < = 70 alors S = 1 600 t + 850
- Si R > 70 alors S = 1 600 t
Barrière à faisceaux individuels :
- Plusieurs faisceaux : S = 1 600 t + 850
- Faisceau unique : S = 1 600 t + 1 200
La résolution d’une barrière (espacement entre deux faisceaux)
détermine la réactivité du système en cas d’intrusion d’un corps
étranger dans la zone à sécuriser. Plus la machine est dangereuse
et proche de l’opérateur, plus les faisceaux doivent être serrés,
afin de détecter à temps un doigt, une main ou un corps humain.
Approche parallèle par rapport au plan de détection
Où H est la hauteur d’installation de la barrière par rapport au plan de référence (le sol
dans la plupart des cas).
S = 1 600 t + (1 200 – 0,4 x H)
Avec :
(1 200 – 0,4 x H) > 850
Hmax = 1 000
Hmin = 15 x (R – 50)
Approche angulaire par rapport au plan de détection (angle compris
entre 5° et 85°)
Cette approche permet d’offrir à une application les fonctions de détection d’accès
(lorsque l’opérateur franchit le premier faisceau) mais aussi les capacités de détection
de présence (lorsque l’opérateur reste devant la machine).
Si l’angle est supérieur à 30°, on utilise les formules
de l’approche perpendiculaire.
Si l’angle est inférieur à 30°, on utilise les formules
de l’approche parallèle (S s’applique alors au
faisceau le plus éloigné).
➜ tant, quant à lui, est plutôt employé pour
les machines à approvisionnement manuel,
et notamment pour les plieuses. Pour cellesci, la barrière doit autoriser la désactivation
de certains faisceaux (au moment où l’opérateur insère la feuille de métal) et permettre le déplacement de ces faisceaux. En effet,
elle ne doit pas non plus déclencher d’arrêt
lorsque la feuille, au cours du pliage, se déplace dans la zone de protection.
72
La fonction d’inhibition (ou “pontage”,
ou encore “muting”), pour les barrières à
faisceaux individuels, est utilisée lorsque le
passage de marchandises est indispensable
dans une zone dangereuse pour les opérateurs. C’est le cas par exemple des îlots de
conditionnement automatique, ou plus généralement des circuits automatiques d’approvisionnement de machines. Elle est définie par la norme EN 415-4 relative aux
palettiseurs / dépalettiseurs. A l’instar du
masquage, l’inhibition consiste en une désactivation temporaire d’un nombre défini
de faisceaux, à cette différence près que son
déclenchement doit obligatoirement être
confié à un organe extérieur à la barrière.
La norme précise que le signal d’inhibition
doit provenir de deux sources distinctes (ou
plus), et que l’une de ces sources au moins
ne doit pas provenir d’une fonction logicielle. Elle précise également que l’usage
d’une lampe ou de tout autre témoin lumineux est indispensable pour signaler aux
opérateurs de la zone que la barrière est
momentanément désactivée. Mais ce n’est
pas tout. Déclencher l’inhibition d’une barrière implique aussi que l’installation sache
faire la distinction entre une personne et un
produit à convoyer. Plusieurs méthodes
existent, utilisant deux faisceaux entrecroisés ou une série de quatre capteurs. Ces
méthodes permettent de détecter, dans un
cas, que le produit est bien centré sur le
convoyeur, dans l’autre que le produit est
fixe et qu’il avance progressivement.
La fonction de forçage (ou “prise de contrôle”, ou encore “override”) est proposée
en option avec les systèmes d’inhibition.
Elle permet de redémarrer une machine qui
a été arrêtée alors que des produits étaient
toujours présents sous la barrière. « Si, par
exemple, pendant le fonctionnement avec inhibition,
une palette chargée s’est arrêtée dans le champ de
détection après une perte de tension, la fonction de
forçage est utilisée pour permettre l’évacuation de la
palette », explique Dominique Svennarp.
D’autres fonctions sont également disponi-
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Guide d’achat
bles, même si elles n’existent pas chez tous
les fabricants. C’est le cas notamment de la
fonction de raccordement en cascade.
Cette fonction permet de raccorder deux
barrières entre elles, afin de réaliser des
écrans de protection “mixtes”. En mêlant
faisceaux horizontaux et verticaux, on obtient une protection de zone mêlant à la fois
détection d’accès (barrière horizontale) et
détection de présence (barrière verticale).
Une fois la fonction activée, les deux barrières sont reliées suivant un schéma maître / esclave. Seul le maître a donc besoin
d’être raccordé au circuit d’arrêt de la machine.
On trouvera également sur quelques produits la fonction EDM (pour External
Device Monitoring, ou contrôle des contacteurs externes). Il s’agit d’une redondance des interrupteurs électroniques de la
barrière. Cela permet d’utiliser des relais
traditionnels à la place des relais de sécurité,
et donc de diminuer sensiblement le coût
total de l’installation.
➜
Le branchement d’une barrière de sécurité
Une barrière immatérielle de sécurité est
toujours livrée avec deux sorties,
pour commander l’arrêt de la machine.
Toutefois, l’utilisation de ces deux
sorties n’est impérative que pour les
équipements de catégorie 4. Ces sorties
sont électroniques. Elles sont appelées
sorties statiques de sécurité, ou OSSD
(pour Output Signal Switching Device),
et renvoient un signal 0 ou 24 V. Ce
signal, de faible puissance, n’est pas
prévu pour agir directement sur
l’alimentation électrique d’une machine
ou d’un îlot de production. C’est pour
cette raison que l’on utilise des relais de
sécurité, ou des automates de sécurité
si l’on veut gérer des fonctions plus
avancées. Un relais de sécurité est
équipé de contacteurs guidés qui
permettent de détecter les défauts (les
contacteurs sont redondants). Le relais
vérifie que les deux canaux s’ouvrent en
même temps. Puis, c’est ce relais
de sécurité qui pilote un contacteur de
puissance, seul capable de couper
l’alimentation sur des réseaux de forte
puissance.
Dans le cas des fonctions complémentaires comme l’inhibition ou le masquage, on installe un module de sécurité
supplémentaire. Il se programme à la
manière d’un automate programmable,
directement avec une carte ou un PC.
Certains produits enfin, à l’instar de la
gamme de DataSensor, proposent des
relais de sécurité intégrés. Dans ces
produits, les sorties du relais sont
renvoyées une nouvelle fois vers la
barrière afin d’effectuer un autocontrôle
en permanence. L’industriel fait ainsi
l’économie du relais de sécurité et du
câblage.
Honeywell
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73
Guide d’achat
Les principales fonctions complémentaires
La fonction d’inhibition sert à désactiver temporairement la barrière lorsqu’un objet
passe devant un capteur. Il faut pour cela s’assurer que l’objet identifié n’est pas un
opérateur.
La fonction de masquage, quant à elle, sert à désactiver certains faisceaux de
manière permanente. Le plus souvent, on désactive les faisceaux faisant face au
système d’acheminement de la matière
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Quelques gammes spécifiques
Le marché des barrières de sécurité est
important en volume de ventes, car il
s’adresse dans l’absolu à tous les types
d’industries. « La concurrence se développe
fortement depuis cinq ans environ, expose JeanLuc Pfaff, responsable produits Sécurité
chez Pilz France. Fabricants et distributeurs se font
de plus en plus nombreux, et se livrent une véritable
guerre des prix. Mais les produits se ressemblent pour
la plupart, ce qui est souvent le cas sur des marchés
soumis à un ensemble de normes. » Quelques
constructeurs tirent toutefois leur épingle
du jeu en proposant des solutions innovantes
pour, selon les besoins, réduire le nombre
de composants, accroître la sécurité ou
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faciliter l’installation et le paramétrage.
Ainsi, on retrouve dans différentes gammes
des barrières dites “en T” ou “en L”. Ces
dernières facilitent l’utilisation de la fonction d’inhibition, car elles intègrent dans
leur partie horizontale les capteurs servant
à la détection des colis ou des palettes. On
appelle donc “barrière en T” une barrière
capable de gérer une inhibition bidirectionnelle, et “barrière en L” un équipement
destiné à l’inhibition monodirectionnelle.
Et ici encore, des petits détails peuvent faire
la différence. L’installation d’une lampe
étant nécessaire (et imposée par la norme)
pour faire fonctionner une barrière avec
inhibition, le constructeur DataSensor a intégré une diode en haut de ses barrières en T,
un choix qui permet d’augmenter le MTBF
des produits (Mean Time Between Failure,
ou temps moyen avant défaut).
Concernant la sécurité, les constructeurs
adaptent leurs produits pour les rendre conformes à leurs protocoles propriétaires, s’ils
en possèdent. C’est ainsi que les ingénieurs
de Jokab Safety ont intégré à leurs barrières
une technologie à base de relais dynamiques : tous les équipements sont reliés en
série sur un canal de sécurité, parcouru par
un signal créneau. Les barrières (jusqu’à 10), comme les boutons d’arrêt d’urgence (jusqu’à 30), fonctionnent à la manière d’inverseurs. Le module de sécurité,
en fin de boucle, est donc capable d’identifier s’il y a eu ou non inversion du signal,
et d’assurer que les capteurs fonctionnent
(car le signal n’est pas interrompu). Un
autre moyen d’améliorer la sécurité est de
rendre plus visuelle la délimitation des
zones dangereuses. « En effet, explique
Olivier Milon, directeur commercial chez
Wenglor, nous nous sommes aperçus que les barrières
immatérielles pouvaient parfois manquer de visibilité,
notamment lorsqu’elles sont intégrées aux installations, ou qu’elles sont de la même couleur que le bâti
des machines. C’est pourquoi nous avons mis au point
une gamme unique sur le marché, qui utilise des faisceaux de lumière rouge visible au lieu de l’infrarouge.
On franchit ainsi une étape supplémentaire dans la
prévention des accidents. Et au-delà de l’aspect sécuritaire, cela peut avoir une incidence sur la cadence de
production, en évitant que les opérateurs ne franchissent trop souvent sans le vouloir la zone de sécurité. »
Enfin, si le fabricant Aeco (distribué en
France par Euchner) a plutôt misé sur des
barrières à faible temps de réponse, à longue portée (jusqu’à 60 m) et entièrement
étanches (IP67 au minimum), les développeurs de DataSensor ont fait le choix de la
simplicité d’installation et de paramétrage.
Installation, d’abord, puisque tous les produits utilisent les mêmes boîtiers, avec les
mêmes équerres de fixation, les mêmes
cotes extérieures, etc. Paramétrage, également, puisque les outils d’alignement sont
intégrés aux barrières et que le réglage des
différentes fonctions complémentaires s’effectue directement à l’aide de commutateurs, sans avoir recours à un automate ou
à un PC. Enfin, pour simplifier le câblage,
le constructeur italien propose également
des produits “Actifs / Passifs”. « Avec ce système breveté, conclut Jacques Tarricone, seul
l’émetteur a besoin d’être alimenté en électricité. Le
récepteur se contente de renvoyer le signal à l’émetteur.
Cela peut se révéler utile lorsqu’un des éléments est
dans une zone particulièrement difficile d’accès. »
Frédéric Parisot
MESURES 800 - DÉCEMBRE 2007 - www.mesures.com