Rideau lumineux de sécurité de type 4 : Guide de sélection et de normes

Guide du rideau de lumière de sécurité de type 4 : normes, sélection et installation

Un opérateur arrive en point de fonctionnement à une presse Le temps d'arrêt est de 200 ms. Si le dispositif de sécurité ne voit pas sa main et déclenche l'arrêt de la machine en un seul cycle de balayage, la machine ne va pas s'arrêter à temps C'est précisément le genre de scénario un type 4 rideau lumineux de sécurité a été construit pour empêcher « , c'est pourquoi la différence entre le type 2 et le type 4 est plus significative que ne le révèlent la plupart des fiches techniques ».

Cet article explique les principes d'ingénierie à l'appui d'une classification de type 4, les critères de sélection de la résolution qui correspond au travail et les facteurs de mise en œuvre qui équivaudront à un système conforme qui est réellement sûr Chaque fait est référencé soit à partir des normes CEI/ISO ou des données publiées des fournisseurs (non Marketing language).

Qu'est-ce qu'un rideau lumineux de sécurité de type 4 ?

Un dispositif de protection opto-électronique (OEPD), également connu sous le nom de rideau lumineux de sécurité, est une intersection optique active Il utilise des ensembles de faisceaux infrarouges photoélectriques pour définir un champ de détection invisible entre un émetteur et un récepteur Casser les faisceaux lumineux, et le capteur transmet une commande d'arrêt au contrôleur de sécurité de la machine dans un délai de 20 ms ou moins.

Ce qui fait un rideau lumineux de sécurité “Type 4” est prescrit par la CEI 61496-1, la norme primaire internationale pour les équipements de protection électro-sensibles (ESPE).La caractéristique déterminante du type 4 : en cas de défaut interne unique, le dispositif ne doit pas rendre la machine moins sûre Cette exigence entraîne une supervision interne redondante, une architecture bi-canal et un autodiagnostic qui surveille plus de 991TP3 T des défauts internes connus.

Grâce à ce niveau de tolérance interne aux pannes, les appareils de type 4 gagnent la catégorie 4 (ou PLe) selon la norme ISO 13849-1, et SIL3 selon la norme CEI 62061 Ces groupes s'excluent mutuellement, sur la base de normes différentes Cependant ils arrivent tous systématiquement à cette conclusion : le type 4 est la catégorie de sécurité opto-électronique la plus élevée.

Type 2 vs Type 4 : quand avez-vous réellement besoin du type 4 ?

Comparer le type 2 et le type 4 ne consiste pas à “good versus better.” Les deux types sont sûrs lorsqu'ils sont adaptés au niveau de risque correct grâce à une évaluation appropriée des risques par ISO 12100. Ce qui diffère, c'est la manière dont chaque type gère les défauts internes et cette différence détermine contre quels niveaux de danger chacun peut se protéger.

Les rideaux lumineux de sécurité de type 2 échantillonnent leurs circuits internes tous les 500 ms comme le rideau lumineux de sécurité Schneider XUSL2 E. Jusqu'à ce qu'un deuxième auto-test (auto-test) 2000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.

Décision facile : effectuer d'abord l'évaluation des risques Si, comme prévu, le niveau de performance spécifié s'avère être PLd ou PLe, ou que l'évaluation des risques indique que l'architecture doit être de catégorie 3 ou 4, alors le type 4 est nécessaire Avec un PL a à PLC spécifié et une architecture de catégorie 1 ou 2, le type 2 peut être justifié Notre propre ligne électriquement équivalente de rideaux lumineux de sécurité de type 4 doit être envisagée, si les résultats de l'évaluation des risques l'exigent.

Comment fonctionne le système de détection

Un rideau lumineux de sécurité fonctionne comme des unités appariées : un émetteur (émetteur) et un récepteur, montés sur les côtés opposés de la zone de danger Des faisceaux infrarouges modulés projettent de l'émetteur à travers le champ protégé Du côté de la réception, un réseau correspondant de capteurs photoélectriques détecte chaque faisceau en séquence.

Le balayage est séquentiel, non simultané Le faisceau 1 se déclenche, le récepteur confirme la réception, puis le faisceau 2, et ainsi de suite à travers l'ensemble du réseau Un balayage complet constitue un seul cycle de balayage, et le temps de réponse évolue directement avec le nombre de faisceaux.

Temps de réponse en pratique

Le temps de réponse mesure la rapidité avec laquelle le capteur signale au contrôleur de sécurité après l'interruption d'un faisceau Chiffres typiques des fiches techniques de la série Keyence GL-R :

Formule générale : T_capteur = (N_poutres × T_{scanner par faisceau}) +T_traitement. Mais le temps de réponse du capteur ne détermine pas à lui seul les performances totales d'arrêt Ce qui compte c'est :

T_total =T_capteur +T_interface +T_{arrêt machine}

Les trois valeurs alimentent directement le calcul de la distance de sécurité couvert dans la section installation ci-dessous.

Câblage et connectivité

Les connecteurs de rideau de lumière de sécurité de type 4 utilisent les connecteurs M12 le connecteur circulaire industriel standard Un connecteur M12 à 5 broches gère le fonctionnement de base (sorties d'alimentation + sécurité).Un connecteur M12 à 8 broches ajoute des fonctionnalités pour le retour EDM, l'entrée de mise en sourdine et les signaux indicateurs La configuration à 8 broches est le choix standard pour les installations de type 4 où la surveillance externe des appareils est obligatoire.

Normes de sécurité derrière la classification de type 4

Les rideaux lumineux de sécurité de type 4 se trouvent à l'intersection de plusieurs normes internationales Aucun document unique ne couvre tout ce qui concerne la classification, la conception du système de contrôle et l'installation physique relèvent chacune de normes distinctes qui se réfèrent. Comprendre comment ces normes s'emboîtent est un attribut clé de la conception compétente de la garde de la machine.

IEC 61496-1 (current edition: 2020) establishes both common requirements for all ESPE types and the specific criteria that separate Type 2 from Type 4. Part 2 (IEC 61496-2) narrows the focus to active opto-electronic protective devices — the category that includes safety light curtains, light barriers, and light grids.

For machines sold in the European Union, CE marking requires compliance with the Machinery Directive (2006/42/EC), which references ISO 13849-1 for the safety control system design. In the United States, OSHA 1910.212 mandates point-of-operation guarding but does not prescribe specific device types — mechanical guards, light curtains, or safety laser scanners are all valid depending on the risk assessment.

Comment sélectionner la bonne résolution : 14 mm, 30 mm et 90 mm

Resolution determines the smallest object a rideau lumineux de sécurité can detect. It is the distance between the optical axes of adjacent beams, and it directly defines what body part the device can protect against. Getting the resolution wrong means the safety system cannot detect the hazard exposure it was installed to prevent.

Minimum detectable object size is calculated from the resolution using a formula defined in IEC 61496-2:

Liste de contrôle de sélection de produits

Ask yourself these five questions before selecting your resolution. Each one will eliminate some options:

• ✔
  What body part could reach the hazard? — Fingertip = 14 mm, hand = 30 mm, body = 90 mm
• ✔
  What is the maximum approach speed? — Hand approach: 2,000 mm/s; walk-up: 1,600 mm/s. Affects safety distance
• ✔
  Does the process require material pass-through? — If yes, muting functionality is needed
• ✔
  Are there fixed obstructions in the detection field? — If yes, blanking configuration is needed
• ✔
  What is the ambient environment? — Washdown (IP69K), dusty (IP67), or standard indoor (IP65). Also consider temperature range and whether the compact housing fits tight spaces

A 30mm resolution unit is the most common choice for industrial machine guarding applications where operators load and unload parts by hand. It provides hand detection at a lower cost than 14 mm finger detection, and the wider beam spacing tolerates more environmental contamination. Covering a wide range — protected heights from 160 mm to over 1,800 mm —, 30 mm units cover most standard machine guarding layouts. For applications requiring frequent access to the hazard zone, the fast response time of shorter-height units (under 10 ms) reduces the required safety distance and allows closer mounting.

Mise en sourdine, couverture et cascade expliquées

A safety light curtain in its default configuration will halt the machine operation whenever any beam is interrupted. For many industrial automation use cases, this is the desired outcome. Even when it isn’t, controlled exceptions are sometimes necessary and may include:

Three built-in functions address these scenarios:

Configuration de l'inhibition

Muting a light curtain requires external muting sensors — typically two photoelectric sensors arranged in an L-pattern or cross-pattern — that detect the approaching material before it reaches the light curtain. The muting sensors must be positioned in the dangerous area beyond the light curtain, not between the operator and the hazard. Only when both muting sensors detect an object within a defined timing window does the light curtain temporarily suspend its safety output.

This timing window is the critical safety parameter. If the muting sensors are triggered by anything other than the intended material — a person, for example — the timing and size validation should block the muting activation. Configure the muting timeout to match the maximum expected material transit time, and verify the switch back to active protection occurs automatically when the material clears the detection field.

Erreurs d'installation qui compromettent la sécurité

A Type 4 safety light curtain is only as effective as its installation. The device itself may carry PLe and SIL3 ratings, but those ratings apply to the sensor — not the complete safeguard system. Incorrect mounting, wrong safety distance, or missing EDM wiring can reduce the system’s effective safety level below what the risk assessment requires — and the consequences include serious injury to operators who trust the safeguard.

Top 5 des erreurs d'installation

1. Incorrect safety distance — Placing the light curtain too close to the hazard zone. The machine does not stop before a hand could reach the danger point. This is the most common and most dangerous error.
2. Reflective surfaces nearby — Polished metal or glass near the beam path causes false triggers or, worse, beam reflection that bypasses detection. A reflected beam can reach the receiver without crossing the actual protected zone, creating an invisible gap in protection.
3. Reach-around gaps — Unprotected space between the light curtain’s edge and the machine frame. An operator can reach around the detection field and access the hazard without interrupting any beam. Side guards, additional safeguarding, or mounting brackets are needed to close these gaps.
4. Environmental mismatch — Using an IP65-rated unit in a washdown environment that requires IP69K protection. Moisture ingress degrades the optical surfaces, causing nuisance trips initially and potential detection failures over time. Match the housing IP rating and durable construction to the actual environment — not the cleanest conditions the machine will ever see.
5. Skipping EDM wiring — External device monitoring left unconnected on a Type 4 installation. EDM verifies that the machine’s final switching devices (contactors, valves) actually responded to the safety output. Without EDM, a welded contactor could hold the machine running even after the light curtain sends a stop signal. For Type 4, EDM is mandatory — not optional.

Calcul de la distance de sécurité

The most critical installation decision is where to mount the light curtain relative to the hazard. Too close and the machine cannot stop before the operator’s hand reaches the danger zone. Too far and the guarded opening becomes impractically large. ISO 13855 provides the formula:

Redémarrer la sélection du mode

After a light curtain beam is cleared, the machine can either restart automatically or require a manual reset. The choice depends on the application hazard and whether operators can remain in the hazard zone after the light curtain field is cleared.

For most Type 4 installations protecting point-of-operation hazards, manual restart is the appropriate configuration. Auto-restart is only acceptable when the risk assessment confirms that no person can remain in the hazard zone after the detection field is cleared — typically in fully automated cells with no operator access during the machine cycle. Industry practitioners commonly report pressure to configure auto-restart for productivity, but this decision must come from the risk assessment, not production targets.

Foire aux questions