¿qué es una cortina de luz de seguridad? Definición, tipos y estándares

¿qué es una cortina de luz de seguridad? En pocas palabras, las cortinas de luz son un equipo de protección electrosensible (ESPE) con una serie de haces de luz infrarroja que detecta una persona o parte de una persona entrando, 86 milisegundos según IEC 61496-1: 2020, una zona de peligro. Como dispositivo de detección de presencia catalogado reconocido por OSHA, las cortinas de luz son las mejores prácticas “preeminentes” que durante siete décadas reemplazaron las cercas rígidas de los dispositivos de automatización de fábricas de la década de 1950 (patente de autocolimador enfermo de 1951).

Esta sesión informativa cubre la definición, el principio de funcionamiento, el mapeo de tipo 2 a tipo 4, las aplicaciones de seguridad de la maquinaria, el cumplimiento de OSHA e IEC, las especificaciones de selección, los dispositivos alternativos (escáner láser/alfombra de seguridad/entrelazado), la instalación según la fórmula de distancia ISO 13855 y el modelo 2026+. perspectivas de mercado « extraídas de fuentes primarias de IEC, ISO, OSHA más tres estudios de mercado independientes.

¿qué es una cortina de luz de seguridad? Definición central

Las cortinas de luz de seguridad están diseñadas como dispositivos de detección de presencia autotest sin contacto que crean un plano invisible de haces infrarrojos sincronizados entre un emisor y un receptor. Cuando un dedo, una mano o un cuerpo rompe uno o más rayos, el receptor cambia inmediatamente sus dispositivos de conmutación de señales de salida (OSSD) al estado APAGADO, lo que indica a un relé de seguridad o controlador de seguridad conectado que elimine la energía del peligroso movimiento de la máquina. Debido a que nada bloquea físicamente al operador, el dispositivo se clasifica como un protector “no separador” Herramienta electrónica de protección de máquinas de OSHA, y el uso de cortinas de luz como salvaguardia principal está reconocido en las directivas de maquinaria estadounidenses e internacionales.

La terminología común puede causar confusión 'los nombres que suelen utilizar indistintamente los ingenieros regulatorios e industriales ', pero es importante comprenderlos al leer hojas de datos o estándares y directivas de maquinaria:

Mientras que funcionalmente relacionado con escáneres láser de seguridad industrial, tapetes de seguridad y enclavamientos, el objetivo principal de las cortinas de luz es detener movimientos peligrosos al atravesar una zona de peligro. Lo que diferencia a la unidad de cortinas de luz es su muy fina resolución (hasta un gatillo de 14 milímetros), su velocidad inferior a un segundo y el hecho de que no sólo crea un plano de fotones de luz sino que tampoco deja ninguna barrera física que impida una rápida readquisición después de un ciclo de máquina. Empleado enfermo e IEC / ISO e×pert en el campo, el Dr. Kidman (ingeniero de seguridad funcional certificado por TV Rheinland #13017/16) puede rastrear la tecnología más antigua de las cortinas de luz hasta el “autocolimador” original de 1951 de Erwin Siks, con sede en Humburg, Alemania.

¿cómo funciona una cortina de luz de seguridad?

Una cortina de luz de seguridad utiliza dos unidades ñame azer y azer que deben alinearse física y electrónicamente dentro de la máquina del sistema de seguridad principal. Azeris se emite una secuencia de haces de luz infrarroja pulsada (“longitud de onda 880-950 nm normalmente”); cada haz de luz está sintonizado de modo que el azer solo detecte ese patrón, y el rechazo de iluminación resultante permite que las cortinas de luz no se vean afectadas por la iluminación de la planta, la luz solar y los incidentes de soldadura en la mayoría de las instalaciones.

El flujo de señal desde la interrupción del haz hasta el apagado de la máquina pasa por cinco etapas:

1. Las doradas azer (escaneo azer) se emiten una tras otra 8 por 8 en cada ciclo, en lugar de en paralelo, para que el azerr pueda establecer qué haz se ha interrumpido.
2. Interpretación de Azer (la lógica de Azer verifica que se haya producido la ruptura (sin confundirse con un pulso de ruido) con ciclos de confirmación cruzada y autoprueba.
3. Conmutación OSSD -los OSSD (dispositivos de conmutación de señales de salida) cambian de 24 V CC a 0 V; Se necesita un dispositivo redundante para evitar que se pierda una única falla determinada que cause la pérdida de la función de seguridad.
4. Relé de seguridad/controlador de seguridad -en la salida OSSD conmuta los contactos redundantes del relé guiado por fuerza en un relé de seguridad/plc de seguridad/cortina de luz, provocando que los contactores principales se desenergicen.
5. Parada de la máquina - El contador abre el circuito del motor, el sistema desacelera hasta la velocidad de parada mecánica regida por la transmisión, el freno y la inercia.

El monitoreo de dispositivos externos (“revisar”, a veces) es una metodología de detección de fallas mediante la cual el relé de seguridad (o incluso la cortina de luz si tiene EDM incorporado) en realidad prueba que los contactores principales se desconectan cuando se les ordena. Si un contactor se conecta, EDM detecta la discrepancia y bloquea el sistema. Según ISO 13849-1, EDM proporciona la cobertura de diagnóstico necesaria para alcanzar el nivel de rendimiento e (PLe), generalmente clasificado con una cobertura de diagnóstico de 99% cuando se aplica fielmente.

Cortinas de luz de seguridad tipo 2 frente a tipo 4: mapeo SIL y PL

IEC 61496-1:2020 especifica cuatro tipos de ESPE dependiendo del comportamiento de autoprueba y la tolerancia a fallas. La realidad funcional dicta que solo los componentes Tipo 2 y Tipo 4 están disponibles para su compra para la protección típica de máquinas industriales, siendo el Tipo 3 un nicho más estrecho destinado predominantemente a escáneres láser montados en AGV. No depende de la elección si se compran componentes Tipo 2 o Tipo 4; la elección está impulsada por la evaluación de riesgos realizada según ISO 12100 y el nivel de integridad de seguridad requerido resultante (SIL según IEC 61508) o el nivel de rendimiento (PL según ISO 13849-1).

¿cuál es la diferencia entre las cortinas de luz de seguridad Tipo 2 y Tipo 4?

El comportamiento de fallo, no la calidad del haz ni la construcción, es la diferencia sustancial. Los dispositivos tipo 2 realizan una autoprueba a intervalos regulares, ya sea entre ciclos de máquina o en incrementos de tiempo fijos. Los datos del período entre pruebas nunca se validan en el dispositivo, por lo que el tipo 2 se asigna a la arquitectura ISO 13849-1 Categoría 2 y normalmente se especifica para funciones de seguridad cuya evaluación de riesgos requiere hasta PL c (ISO 13849-1) o hasta SIL 2 (IEC 61508 / IEC 62061); el PL o SIL real de la función de seguridad completa depende de toda la cadena SRP/CS (sensor + solucionador lógico + elemento final).

El tipo 4 ejecuta la autoprueba a intervalos continuos cuando se ejecuta y se asigna a la arquitectura ISO 13849-1 de categoría 4 y puede admitir funciones de seguridad hasta PL e o SIL 3 -ancho, el nivel esperado para prensas eléctricas, plegadoras hidráulicas, protección perimetral de robots, etc. donde el peligro es de alta energía. Un error cada vez más común en el piso de la planta es afirmar que se necesitan dispositivos Tipo 4 para aplicaciones de bajo riesgo (sobreespecificación en un factor de aproximadamente 1,5 - 2 en otras palabras, gastar más de lo necesario) o alternativamente, lo cual es igualmente grave, que un dispositivo Tipo 2 instalado anteriormente en un momento en que la evaluación de riesgos indicaba que PL a o c ahora es apropiado, necesita actualizarse a PL e. Realizar una nueva evaluación de riesgos según ISO 12100 ayuda a tomar la decisión correcta para la cortina de luz de seguridad.

Consulte nuestra guía complementaria para obtener un tratamiento en profundidad de la selección de cortinas de luz de seguridad Tipo 4.

¿dónde se utilizan las cortinas de luz de seguridad? Aplicaciones

Las cortinas de luz de seguridad protegen a los operadores en cualquier situación en la que una zona de peligro debe ser accesible para operaciones de producción normales pero causaría lesiones si entra en contacto durante un movimiento peligroso. La siguiente tabla muestra las áreas de aplicación típicas con la correspondiente gravedad de riesgo típica y el tipo ESPE sugerido (la línea divisoria de Tipo 2 y Tipo 4 generalmente corresponde a si una actuación extraterrestre puede provocar una lesión tratable localmente o una que requiere atención hospitalaria).

Rara vez la cortina de luz por sí sola sirve como protección primaria. En una celda de soldadura de robot típica, una cortina de luz perimetral Tipo 4 detecta la entrada y se complementa con protecciones fijas entrelazadas para caminos de acceso elevados y una defensa en profundidad de cadena de parada electrónica iniciada por el operador es la norma, en lugar de la excepción. Para obtener consejos específicos sobre aplicaciones, lea nuestros artículos especializados en cortinas de luz protectoras de máquinas, cortinas de luz de ascensor, cortinas de luz protectoras para dedos y manos, y silenciar cortinas de luz de seguridad.

Normas y cumplimiento: OSHA, IEC 61496, ISO 13855

Cualquier instalación de cortina de luz de seguridad que incumpla las normas de seguridad que le son aplicables a los ojos de las regulaciones y los seguros equivaldrá, desde su perspectiva, a no proteger nada en absoluto. Con tres familias de cumplimiento estándar, el campo de juego de cumplimiento está completamente dominado, y cualquier Paxuil Basonaya encargado cumplirá con al menos un representante de cada familia, una pregunta diferente.

Cómo elegir: resolución, altura, tiempo de respuesta, clasificación de IP

Cuatro ejes impulsan la selección de cortinas de luz de seguridad y provienen del análisis de riesgos y de la geometría de la máquina. Estos ejes son interdependientes: elija una resolución más alta para una distancia de seguridad más corta, permita una altura más alta para cubrir los caminos de acceso, compare el tiempo de respuesta con el número de vigas y adapte la clasificación del recinto al entorno.

¿Cómo elijo la cortina de luz de seguridad adecuada?

Utilice el Triángulo de decisión Tipo-Resolución-Distancia: tres preguntas bloqueadas para limitar la elección a un ejercicio determinista. Primero, la evaluación de riesgos ISO 12100 limita el PL o SIL requerido, lo que limita el Tipo (PL c Tipo 2; PL e Tipo 4). En segundo lugar, la parte del cuerpo que se debe detectar limita la resolución (dedo 14 mm; mano 30 mm; cuerpo 300 + mm de rejilla). En tercer lugar, la distancia de montaje disponible y el tiempo de parada de la máquina limitan si se puede lograr la resolución seleccionada: conecte Tdevice y Tmachine a S = 2000 T + 8 (d 14) y verifique que S encaje dentro de la distancia de montaje disponible. De lo contrario, las opciones son (a) reducir Tmachine con un freno más rápido; (b) elegir una resolución más fina; (c) cambiar el método de protección a una protección fija con enclavamiento. La evidencia anecdótica de la industria indica que cuando uno compra el nuevo sistema deseado, la reelaboración más común aplicada durante la puesta en servicio es que descubren que el S calculado no se ajusta físicamente a la celda (esto simplemente se resuelve en la tabla de diseño y no en la entrega del producto).

Cortina de luz de seguridad frente a otros métodos de protección

Una cortina de luz es una de las cuatro categorías principales de dispositivos de seguridad para detectar la presencia, pero una cortina de luz sin protecciones fijas complementarias ni enclavamientos rara vez cubre cada camino de acceso por sí sola. Cada cortina de luz de seguridad debe instalarse dentro de un plan de protección en capas para utilizar la luz. haces como línea de defensa principal, no la única. Cada método tiene un punto óptimo definido por lo que detecta, dónde puede detectar y cómo interactúa el operador con la máquina.

Estos cuatro métodos son opciones que aumentan, en lugar de competir, entre sí (las células mejor diseñadas superponen tales protecciones). En una celda de robot típica, uno esperaría ver protectores fijos en tres lados, un punto de acceso entrelazado en un cuarto lado, una cortina de luz en el pozo de carga y una estera sensible a la presión alrededor del acceso al mantenimiento. Los escáneres láser de seguridad industrial tienden a ser preferibles cuando la geometría es irregular o cuando el acceso será móvil; la cortina de luz sobresale cuando el acceso es frecuente y la geometría es un plano rectangular ordenado.

Cálculo de distancia de instalación y seguridad

Una cortina de luz de seguridad del tamaño adecuado y montada a una distancia inadecuada es igualmente insegura como si no hubiera ninguna cortina: ISO 13855:2010 le obliga a hacer de este un ejercicio calculado: medir el tiempo de parada de la máquina, analizarlo en la distancia Fórmula, posicionar el taladro S o mayor y luego realizar una prueba de parada controlada para verificar el resultado. El cálculo no es negociable “es el criterio según el cual las agencias de seguros y OSHA determinarán si la salvaguardia ”realmente evitó que ocurriera”

“Acertar la cortina de luz es tan frecuente que en todo el mundo se considera un dispositivo simple de encendido/apagado, un reemplazo a prueba de fallas y de ajuste y olvido para las cercas de seguridad. Sin embargo, existe una gama creciente y adaptable de cortinas de luz que pueden desempeñar múltiples funciones y ayudar a mejorar la productividad mientras se integran con las redes de área local de la fábrica para facilitar una mayor automatización general de la planta”

« Martin Kidman, Ph.D., ingeniero de seguridad funcional (TÜV Rheinland #13017/16), SICK UK

¿Cómo se conecta una cortina de luz de seguridad?

El cableado es el patrón redundante de OSSD descrito implícitamente en IEC 61496-1. La cortina de luz ofrece dos salidas OSSD (OSSD 1 y OSSD 2), ambas a 24 V CC cuando el campo de seguridad está despejado, que deben ejecutarse a un relé de seguridad redundante o controlador de seguridad -never a una entrada de un solo canal de un PLC convencional, donde un cable en cortocircuito a 24 V en un solo canal desactivaría cualquier indicación de la falla. Un relé de seguridad con contactos de salida guiados por fuerza luego rompe la línea con los contactores principales de la máquina (K1 y K2 en arquitecturas de seguridad clásicas), y los circuitos de retroalimentación auxiliar de los contactores regresan a la entrada EDM (Monitoreo de dispositivo externo) del relé de seguridad. EDM es lo que captura un contactor soldado antes de que el operador pague el precio. Para instalaciones que deben permanecer operativas después de una falla (el requisito ISO 13849 PL ee ñon de redundancia de doble canal debe proceder a lo largo de toda la cadena: OSSD duales canales de relé duales contactores duales retroalimentación EDM dual. La conciencia de la redundancia que deja cualquier pierna afuera lava toda la función de seguridad. Selección convencional de módulos de relés de seguridad clasificado para el mismo SIL/PL que la cortina es el camino de menor resistencia; Algunas cortinas de luz Tipo 4 también funcionan con lógica de relé integrada y EDM, lo que libera el cableado a expensas de la flexibilidad.

La alineación y la puesta en servicio son tan críticas como el cableado. La prueba de medición de esquina a esquina (verificar que la diagonal entre la parte superior del emisor y la parte inferior del receptor sea igual a la diagonal entre la parte inferior del emisor y la parte superior del receptor) es el método de campo en el que los electricistas de la planta confían más que la inspección visual. Antes de la puesta en servicio, ejecute un análisis de tiempo de parada con diez puntos de datos de cada ISO 13855 y verifique que la S real exceda el mínimo calculado. Repetidamente, las fallas que vemos en r/PLC son las mismas: el impacto de una carretilla elevadora golpea la alineación torcida, la interferencia mutua entre los pares de cortinas próximas necesita codificación de haz y los puntos brillantes ambientales reflejados desde superficies brillantes cercanas causan viajes falsos, todos reparables por la lista de verificación.

Perspectivas de la industria: crecimiento del mercado y tendencias tecnológicas (2026+)

Con cuatro motores secuenciales de expansión del mercado en funcionamiento, el campo de las cortinas de luz de seguridad está experimentando un período de impulso. La síntesis de tres pronósticos de mercado independientes calcula el mercado mundial en torno a la marca de 1.500 a 1.700 millones de dólares durante 2025-2026 con CAGR en la región de 6.6% y 7.8%:

Tres avances tecnológicos están cambiando las habilidades para especificar la siguiente cortina. El diagnóstico remoto basado en IO-Link ha pasado de ser agradable de tener en cortinas Tipo 4 a expectativas de diseño; Al retirar los datos de alineación, las métricas de calidad y el estado haz por haz al PLC, la cortina pasa de una venta binaria a una faceta de proceso monitoreada por la salud. El silenciamiento inteligente basado en visión o reconocimiento de patrones reemplaza el silenciamiento tradicional de haz transversal en las entradas de los transportadores (el dispositivo le dice a una persona sin el grupo de 4 vigas que corta las molestias en paletizadores y despaletizadores). Los indicadores de estado habilitados para BLE / IIoT y las aplicaciones de asistencia de alineación reducen el tiempo de puesta en servicio en órdenes de magnitud para trabajos de cortinas densas.

La planificación de adquisiciones para 2026 se reduce a una breve lista de verificación práctica: seleccione unidades con capacidad IO-Link incluso si la arquitectura PLC actual aún no consume los datos; dejar un margen presupuestario básico de Tipo 4 / SIL 3 / PL para situaciones de riesgo porque el modelado de riesgos IEC 61496-1:2020 está desplazando las evaluaciones de riesgos hacia arriba en todo el campo de la maquinaria pesada; y confirmar que el proveedor elegido admite aplicaciones de asistencia de alineación, ya que la mano de obra encargada en el campo ahora puede acercarse o superar el costo del producto en sí.

Preguntas frecuentes

Obtenga una hoja de especificaciones de cortina de luz de seguridad para su máquina

Una selección de cortinas de luz de seguridad comienza con una evaluación de los riesgos y una medición del tiempo de parada, no una especificación. Para obtener ayuda con la aplicación de medidas de seguridad para una prensa, una celda de robot o una línea de fabricación, y le gustaría verificar las especificaciones antes de comprar, póngase en contacto con nuestro equipo de ingeniería de sensores de seguridad. Verificarán el tipo, la resolución, la altura de protección y la distancia ISO 13855 para la geometría real de su máquina antes de realizar su pedido.

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