หลักการทำงานของเซนเซอร์ม่านแสงนิรภัย(Safety light curtain)

หลักการทำงานของเซนเซอร์ม่านแสงนิรภัย(Safety light curtain)

เซนเซอร์ม่านแสงนิรภัย(Safety light curtain) คือ อุปกรณ์เซฟตี้ที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอุตสาหกรรมรถยนต์ มักพบการใช้งานกับเครื่องปั๊มโลหะ และเครื่องจักรที่ผู้ปฏิบัติงานต้องเข้าถึงจุดเสี่ยงค่อนข้างบ่อย  เราอาจอธิบายอย่างง่ายว่าเซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยเป็นโฟโตอิเล็กทริกเซ็นเซอร์ชนิดหนึ่งที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อปกป้องบุคคลจากการบาดเจ็บที่อาจเกิดขึ้นจากเครื่องจักร หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า AOPDs (Active Opto-electronic Protective Devices) หรือ ESPE (Electro Sensitive Protective Equipment)  เซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยให้ความปลอดภัยกับผู้ปฏิบัติงานแต่ให้ผลิตภาพ(productivity)ที่มากกว่าระบบอื่นๆ ทั้งนี้ต้องติดตั้งและประกอบวงจรควบคุมให้สอดคล้องตามการประเมินความเสี่ยงที่ได้จัดทำไว้

หลักการทำงาน
เซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยประกอบด้วยตัวส่ง (Emitter) และตัวรับ (Receiver) ที่สร้างลำแสงอินฟราเรดหลายลำแสง โดยปกติจะนำไปติดตั้งอยู่ด้านหน้าหรือรอบๆ พื้นที่อันตราย ตัวส่งจะถูกซิงโครไนซ์กับตัวรับด้วยลำแสงของโฟโตอิเล็กทริกที่อยู่ปลายสุดของตัวเซนเซอร์  นอกจากนั้นมันจะกำจัดการรบกวนจากแสงโดยรอบและสัญญาณรบกวน (crosstalk) จากเซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยตัวอื่นๆ  โดย LED ในตัวส่ง(emitter) จะสร้าง Pulse ในอัตราคงที่ (frequency modulated) และ LED แต่ละตัวจะสร้าง Pulse เรียงลำดับกันเพื่อให้ตัวส่ง(emitter) ตัวหนึ่งสามารถส่งแสงให้ตัวรับเฉพาะตัวที่เกี่ยวข้องกับมันเท่านั้น  เมื่อลำแสงทั้งหมดถูกตรวจสอบแล้วมันจะเริ่มต้นใหม่อีกรอบและทำเช่นนี้ไปเรื่อยๆ  ในรูปที่ 1 แสดงตัวอย่างระบบม่านแสงนิรภัยอย่างง่าย

จากรูปที่ 1 เมื่อลำแสงถูกบังวงจรควบคุมของม่านแสงนิรภัยจะส่งสัญญาณให้เอาต์พุตหยุดทำงาน และสัญญาณนี้ควรนำไปใช้ตัดโหลดที่เป็นอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงาน  เซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยทั่วไปจะมีเอาต์พุต OSSD(Output Signal Switching Devices) เป็นทรานซิสเตอร์ชนิด PNP จำนวน 2 ชุด โดยมีวงจรป้องกันการลัดวงจร, overload และการลัดวงจรระหว่างเอาต์พุตทั้งสอง ดังนั้น เซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยถือเป็นอุปกรณ์ป้องกันภัยชนิดไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีฟังก์ชั่นวิเคราะห์ตัวเองจึงสามารถนำไปต่อกับโหลดได้โดยตรง ไม่จำเป็นต้องใช้งานร่วมกับ Monitored Safety Relay(MSR)

Start/Restart interlock: ปกติแล้วเซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยจะต่อใช้งานกับแอคทูเตอร์(actuator)โดยตรง หรืออาจต่อกับยูนิตเซฟตี้รีเลย์(MSR) หรือเซฟตี้ PLC เป็นต้น กรณีที่ต่อกับแอคทูเอเตอร์(actuator)โดยตรงควรใช้อินพุตอินเตอร์ล็อค Start/Restart เพื่อป้องกันไม่ให้เซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยสั่งให้โหลดที่เป็นอันตรายทำงานทันทีที่เมื่อเริ่มจ่ายไฟหรือผู้ปฏิบัติงานไม่ได้อยู่ในตำแหน่งที่บังแสงแล้ว

EDM: เซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยจะมีอินพุตสำหรับตรวจสอบการทำงานของแอคทูเอเตอร์(actuator) ซึ่งเรียกว่า EDM (External Device Monitoring) หลังจากผู้ปฏิบัติงานออกจากจุดอันตรายเซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยจะตรวจสอบว่าแอคทูเอเตอร์(actuator) หยุดทำงานอยู่หรือไม่  ก่อนที่จะอนุญาติให้ Restart ระบบได้

ระบบเซนเซอร์ม่านแสงนิรภัยจะสามารถส่งสัญญาณ Stop ไปยังเครื่องจักรได้แม้จะมีความล้มเหลวของอุปกรณ์ในระบบ ซึ่งมันจะทำการตรวจสอบเอาต์พุตทั้ง 2 อยู่ตลอดเวลา ถ้ามีเอาต์พุตใดเอาต์พุตหนึ่งทำงานผิดปกติ มันจะสั่งให้หยุดการทำงานของแอคทูเอเตอร์(actuator) หรือโหลดที่เป็นอันตรายทันที