Qu'est-ce qu'un rideau lumineux de sécurité ? Définition, types et normes

Qu'est-ce qu'un rideau lumineux de sécurité ? En termes simples, les rideaux lumineux sont un équipement de protection électro-sensible (ESPE) avec un réseau de faisceaux lumineux infrarouges qui détecte une personne ou une partie d'une personne entrant, 86 millisecondes en vertu de la CEI 61496-1 :2020, une zone de danger. En tant que dispositif de détection de présence répertorié reconnu par l'OSHA, les rideaux lumineux sont le premier groupe prééminent de bonnes pratiques qui ont remplacé pendant sept décennies les clôtures rigides des dispositifs d'automatisation industrielle des années 1950 (brevet de limitation automatique Sick 1951).

Ce briefing couvre la définition, le principe de fonctionnement, la cartographie de type 2 à type 4, les applications de sécurité des machines, la conformité OSHA et CEI, les spécifications de sélection, les dispositifs alternatifs (scanner laser/tapis de sécurité/interlock), l'installation selon la formule de distance ISO 13855 et le 20+ perspectives de marché tirées des sources primaires CEI, ISO, OSHA ainsi que trois études de marché indépendantes.

Qu'est-ce qu'un rideau lumineux de sécurité ? Définition de base

Les rideaux lumineux de sécurité sont conçus comme des dispositifs de détection de présence sans contact et auto-test qui créent un plan invisible de faisceaux infrarouges synchronisés entre un émetteur et un récepteur. Lorsqu'un doigt, une main ou un corps brise un ou plusieurs faisceaux, le récepteur commute immédiatement ses dispositifs de commutation de signal de sortie (OSSD) à l'état OFF, qui signale à un relais de sécurité ou à un contrôleur de sécurité connecté de supprimer l'alimentation du mouvement dangereux de la machine. Parce que rien ne bloque physiquement l'opérateur, l'appareil est classé comme un pare-chasse non séparateur sous L'eTool de protection des machines de l'OSHA, « Et l'utilisation de rideaux lumineux comme garantie principale est reconnue dans les directives américaines et internationales sur les machines ».

La terminologie courante peut prêter à confusion dans les noms souvent utilisés par les ingénieurs réglementaires et industriels de manière interchangeable, mais il est important de les comprendre lors de la lecture de fiches techniques ou de normes et directives de machines :

Bien que fonctionnellement lié à scanners laser de sécurité industrielle, (trains de sécurité et verrouillages), le but principal du rideau lumineux est d'arrêter les mouvements dangereux lors de la traversée d'une zone à risque. Ce qui différencie l'unité de rideaux lumineux est sa résolution très fine (jusqu'à une gâchette de doigt de 14 millimètres), sa vitesse inférieure à la seconde et le fait qu'elle crée non seulement un plan de photons lumineux, mais ne laisse également aucune barrière physique qui empêcherait une réacquisition rapide après un cycle de machine. Employé SICK et expert CEI/ISO sur le terrain, Dr Kidman (Ingénieur de sécurité fonctionnelle certifié TV Rheinland #13017/16) peut retracer la première technologie du rideau lumineux d'Allemagne, Erman 19.

Comment fonctionne un rideau lumineux de sécurité ?

Un rideau lumineux de sécurité utilise deux unités : un dispositif d'allumage et un dispositif d'aération qui doivent être alignées physiquement et électroniquement au sein de la machine principale du système de sécurité. Azeris, une séquence de faisceaux lumineux infrarouges pulsés (longueur d'onde 880-950 nm habituellement“) est émise ; chaque faisceau lumineux est réglé de manière à ce que seul ce motif soit détecté par l'azer, et le rejet d'éclairage qui en résulte permet aux rideaux lumineux de ne pas être affectés par l'éclairage des installations, la lumière du soleil et les incidents éclair de soudage sur la plupart des installations.

Le flux de signaux depuis l'interruption du faisceau jusqu'à l'arrêt de la machine passe par cinq étapes :

1. Les brèmes azér scan 8 sont émises les unes après les autres à chaque cycle, plutôt qu'en parallèle, de sorte que l'azerr peut établir quel faisceau a été perturbé.
2. Azer Interprétation : la logique azer vérifie que la rupture s'est produite (sans être confondue par une impulsion de bruit) avec des cycles de confirmation croisée et d'autotest.
3. commutation OSSD Les OSSD (dispositifs de commutation de signal de sortie) passent de 24 V CC à 0 V ; un dispositif redondant est nécessaire pour éviter qu'un seul défaut donné ne provoque la perte de la fonction de sécurité.
4. Relais de sécurité/contrôleur de sécurité La sortie OSSD commute les contacts redondants du relais guidé par force dans un relais de sécurité/sécurité plc /rideau lumineux, provoquant la mise hors tension des contacteurs principaux.
5. Arrêt de la machine : le contartor ouvre le circuit du moteur, le décélérateur du système à la vitesse d'arrêt mécanique régie par l'entraînement, le frein et l'inertie.

E×ternal Device Monitoring (“checheck back”, parfois) est une méthodologie de détection de défauts par laquelle le relais de sécurité (ou en effet ce rideau lumineux s'il a intégré EDM) teste réellement que les contacteurs principaux en aval abandonnent lorsqu'ils sont commandés Si un contacteur se lie, EDM détecte la divergence et verrouille le système Selon la norme ISO 13849-1, EDM fournit la couverture de diagnostic nécessaire afin d'atteindre le niveau de performance e (PLe) - généralement évalué à 991TP3 T couverture de diagnostic lorsqu'il est appliqué fidèlement.

Rideaux lumineux de sécurité de type 2 ou de type 4 : cartographie SIL et PL

La CEI 61496-1 :2020 spécifie quatre types d'ESPE en fonction du comportement d'autotest et de la tolérance aux pannes. La réalité fonctionnelle dicte que seuls les composants de type 2 et de type 4 sont disponibles à l'achat pour la protection industrielle typique des machines, le type 3 étant un créneau plus étroit destiné principalement aux scanners laser montés sur des AGV. Il n'est pas possible d'acheter des composants de type 2 ou de type 4 ; le choix est déterminé par l'évaluation des risques réalisée conformément à la norme ISO 12100 et le niveau d'intégrité de sécurité requis qui en résulte (SIL selon la norme CEI 615088) ou le niveau de performance (PL selon la norme ISO 1).

Quelle est la différence entre les rideaux lumineux de sécurité de type 2 et de type 4 ?

Comportement aux pannes : la qualité du faisceau ou la construction ne constitue pas la différence substantielle Les appareils de type 2 effectuent un autotest à intervalle régulier, soit entre les cycles de la machine, soit à des incréments de temps fixes Les données de la période entre les essais ne sont jamais validées sur l'appareil, de sorte que le type 2 correspond à l'architecture ISO 13849-1 de catégorie 2 et est normalement spécifié pour les fonctions de sécurité dont l'évaluation des risques nécessite jusqu'à PL c (ISO 13849-1) ou jusqu'à SIL 2 (IEC 61508 /IEC 62061) ; le PL ou SIL réel de la fonction de sécurité complète dépend de l'ensemble du sol de la logique SRP/SC (solensor final).

Le type 4 exécute l'autotest à intervalles continus lors de la course et correspond à l'architecture ISO 13849-1 de catégorie 4 et peut prendre en charge les fonctions de sécurité jusqu'à PL ou SIL 3 le niveau attendu pour les presses électriques, les presses plieuses hydrauliques, le périmètre de protection du robot, etc. où le danger est élevé. Une erreur de plus en plus courante sur le plancher de l'usine est de prétendre que des dispositifs de type 4 sont nécessaires pour les applications à faible risque (sur-évaluation par facteur d'environ 1,5 2 en d'autres termes, dépenses plus que nécessaire) ou alternativement, ce qui est tout aussi grave, qu'un dispositif de type 2 installé précédemment à un moment lorsque l'évaluation des risques indiquée PL un ou c est maintenant approprié, un choix de risque PL0 permet de corriger le risque, une nouvelle évaluation, une évaluation est approprié, une nouvelle évaluation PL0, une évaluation, une nouvelle évaluation des besoins de l'évaluation des besoins de sécurité.

Consultez notre guide d'accompagnement pour un traitement approfondi de la sélection de rideaux lumineux de sécurité de type 4.

Où les rideaux lumineux de sécurité sont-ils utilisés ? Applications

Les rideaux lumineux de sécurité protègent les opérateurs dans toute situation où une zone à risque doit être accessible pour les opérations normales de production mais causerait des blessures si elle entre en contact lors d'un mouvement dangereux Le tableau ci-dessous montre les zones d'application typiques avec la gravité typique du risque correspondante et la ligne de division suggérée de type ESPE (Dividing line) de type 2 et de type 4 correspond généralement à la question de savoir si un actionnement extraterrestre peut entraîner une blessure traitable localement ou nécessitant des soins hospitaliers.

Rarement le rideau lumineux sert à lui seul de garde-fou principal Dans une cellule de soudage de robot typique, un rideau lumineux périmétrique de type 4 effectue la détection d'entrée et est complété par des gardes fixes verrouillés pour les chemins de portée aériens et une chaîne E-stop initiée par l'opérateur La défense en profondeur est la norme, plutôt que l'exception Pour des conseils spécifiques à l'application, lisez nos articles spécialisés sur garde-machine rideaux lumineux, rideaux lumineux d'ascenseur, rideaux lumineux de protection des doigts et des mains, et rideaux lumineux de sécurité anti-mutte.

Normes et conformité : OSHA, CEI 61496, ISO 13855

Toute installation de rideau de lumière de sécurité qui ne respecte pas les normes de sécurité qui lui sont applicables aux yeux des réglementations et des assurances équivaudra, de leur point de vue, à ne rien protéger du tout. Avec trois familles de normes de réglage des réunions, les règles du jeu sont complètement dominées et tout Paxuil Bason commandé se conformera à au moins un représentant de chaque question différente.

Comment choisir : Résolution, Hauteur, Temps de réponse, IP Note

Quatre axes entraînent la sélection des rideaux lumineux de sécurité et ils proviennent de l'analyse des risques et de la géométrie de la machine Ces axes sont interdépendants : choisir une résolution plus élevée pour une distance de sécurité plus courte, permettre une hauteur plus grande pour couvrir les chemins de passage, échanger le temps de réponse contre le nombre de faisceaux et faire correspondre la cote de l'enceinte à l'environnement.

Comment choisir le bon rideau de lumière de sécurité ?

Utilisez le Triangle de décision Type-Résolution-Distance-trois questions verrouillées ensemble pour pincer le choix jusqu'à un exercice déterministe Premièrement, l'évaluation des risques ISO 12100 contraint le PL ou le SIL requis-qui contraint le Type (PL c Type 2 ; PL e Type 4).En second lieu, la partie de la carrosserie qui doit être détectée contraint la résolution (doigt 14 mm ; main 30 mm ; corps 300 + mm grille).Troisièmement, la distance de montage disponible et le temps d'arrêt de la machine contraignent si la résolution sélectionnée peut être atteinte : fiche Tdevice et Tmachine dans S = 20000000 T + (défile système de commande de frein est calculé).

Rideau de lumière de sécurité vs autres méthodes de sauvegarde

Un rideau lumineux est l'une des quatre catégories de dispositifs de sécurité à détection de présence traditionnels, mais un rideau lumineux sans protections fixes ou verrouillages complémentaires couvre rarement chaque chemin d'accès sur son propre rideau lumineux de sécurité. Chaque rideau lumineux de sécurité doit être installé dans un plan de protection en couches pour utiliser des feux. faisceaux comme ligne de défense principale, et non la seule. Chaque méthode a un point idéal défini par ce qu'elle détecte, où elle peut détecter et comment l'opérateur interagit avec la machine.

Ces quatre méthodes sont des options qui augmentent plutôt que de rivaliser les unes avec les autres : les cellules les plus bien conçues recouvrent de telles protections. Dans une cellule robot typique, on pourrait s'attendre à voir des protections fixes sur trois côtés, un point d'accès verrouillé sur un quatrième côté, un rideau lumineux au niveau du puits de chargement et un tapis sensible à la pression autour de l'accès à la maintenance. Les scanners laser de sécurité industrielle ont tendance à être préférables lorsque la géométrie est irrégulière ou lorsque l'accès sera mobile ; le rideau lumineux excelle lorsque l'accès est fréquent et que la géométrie est un plan rectangulaire soigné.

Calcul de distance d'installation et de sécurité

Un rideau lumineux de sécurité de taille appropriée monté à une distance inappropriée est tout aussi dangereux que s'il n'y avait pas de rideau : la norme ISO 13855 :2010 l'oblige à en faire un exercice calculé : Mesurez le temps d'arrêt de la machine, analysez-le dans la formule de distance, positionnez la perceuse S ou plus et effectuez ensuite un test d'arrêt contrôlé pour vérifier le résultat. Le calcul est non négociable. C'est le critère sur lequel les agences d'assurance et l'OSHA détermineront si la protection a réellement empêché l'apparition.“

“La bonne tenue du rideau lumineux est si répandue qu'elle est mondialement considérée comme un simple dispositif marche/arrêt - un remplacement de sécurité, d'ajustement et d'oubli pour les clôtures de sécurité. Néanmoins, il existe une gamme croissante et adaptable de rideaux lumineux qui peuvent remplir plusieurs rôles et contribuer à améliorer la productivité tout en s'intégrant aux réseaux locaux de l'usine pour faciliter une automatisation plus globale de l'usine.”

« Kidman, Ph.D., Ingénieur de sécurité fonctionnelle » (TÜV Rheinland #13017/16), SICK UK

Comment câbler un rideau lumineux de sécurité ?

Le câblage est le motif redondant OSSD décrit implicitement dans la norme CEI 61496-1. le rideau lumineux offre deux sorties OSSD (OSSD 1 et OSSD 2), toutes deux à 24 V DC lorsque le champ de sécurité est dégagé, qui doivent être exécutées sur un relais de sécurité redondant ou un contrôleur de sécurité (ne jamais sur une entrée à canal unique d'un automate conventionnel, où un fil court-circuité à 24 V sur un seul canal désactiverait toute indication du défaut Un relais de sécurité avec contacts de sortie guidés par la force brise ensuite la ligne vers les contacteurs principaux de la machine de sécurité (K1 et K2 dans les architectures de sécurité opérationnelles classiques EDD), les contacts EDD de retour ED (démarche de contact EDD), les contacts auxiliaires EDD) et les boucles de contact EDD de contrôle de conscience doivent être repassur modules relais de sécurité conçu pour le même SIL/PL que le rideau est le chemin de moindre résistance ; certains rideaux lumineux de type 4 fonctionnent également avec une logique de relais et un EDM intégrés, ce qui libère le câblage au détriment de la flexibilité.

L'alignement et la mise en service sont aussi critiques que le câblage Le test de mesure d'angle à coin (vérifier la diagonale entre le haut de l'émetteur et le bas du récepteur égale la diagonale entre le bas de l'émetteur et le haut du récepteur) est la méthode de terrain à laquelle font davantage confiance les électriciens de l'usine que l'inspection visuelle Avant la mise en service, exécutez une analyse du temps d'arrêt avec dix points de données de chaque ISO 13855 et vérifiez que le S réel dépasse le minimum calculé. À plusieurs reprises, les défaillances que nous voyons sur r/PLC sont les mêmes : l'alignement des coups de charniers à proximité nécessite un codage de faisceau et les points lumineux ambiants, et les points lumineux ambiants à proximité provoquent de fausses sorties à proximité.

Perspectives de l'industrie : croissance du marché et tendances technologiques (2026+)

Avec quatre moteurs séquentiels d'expansion du marché en activité, l'arène des rideaux lumineux de sécurité connaît une période de création d'élan. La synthèse de trois prévisions de marché indépendantes calcule le marché mondial autour de la barre des 1,5 à 1,7 milliard de dollars en 2025-2026 avec des TCAC de l'ordre de 6,6% et 7,8% :

Trois développements technologiques déplacent les compétences nécessaires pour spécifier le prochain rideau. Le diagnostic à distance basé sur IO-Link est passé d'un modèle agréable à avoir sur les rideaux de type 4 à des attentes de conception ; tirer les données d'alignement, les mesures de qualité et l'état faisceau par faisceau vers le PLC transforme le rideau d'une vente binaire en une facette surveillée par la santé. La sourdine intelligente pilotée par la vision ou la reconnaissance de formes remplace les entrées traditionnelles du convoyeur à faisceau croisé aux entrées du convoyeur (dispositif de réduction de l'ampleur des commandes de rideaux et des indicateurs d'assistance de rideau IA/distributeurs d'assistance au rideau IA pour les commandes de rideau dense).

La planification des achats pour 2026 se résume à une courte liste de contrôle pratique : sélectionnez des unités compatibles IO-Link même si l'architecture actuelle de l'automate ne consomme pas encore les données ; laisser une marge budgétaire de référence de type 4 /SIL 3 /PL e pour les situations à risque, car la modélisation des risques CEI 61496-1 :2020 déplace les évaluations des risques vers le haut dans le domaine des machines lourdes ; et confirmer que le fournisseur choisi prend en charge les applications d'assistance à l'alignement, puisque la main-d'œuvre de mise en service sur le terrain peut désormais approcher ou dépasser le coût du produit lui-même.

Foire aux questions

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Une sélection de rideau lumineux de sécurité commence par une évaluation des risques et une mesure du temps d'arrêt non une spécification Pour l'aide à l'application de mesures de protection pour une presse, une cellule robot ou une chaîne de fabrication, et vous souhaitez une vérification des spécifications avant l'achat, contactez notre équipe d'ingénierie de capteurs de sécurité. Ils vérifieront le type, la résolution, la hauteur de protection et la distance ISO 13855 pour la géométrie réelle de votre machine avant de passer votre commande.

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