Üç Boyutlu Emniyet Kamera Sistemi

Ülkemizde makinelerin neden olduğu iş kazalarının oranı %10 ile %15 arasında değişmektedir. Metallerden yapılmış olan makine sistemleri her ne kadar insan komutları ile çalışıyor olsalar da, olası fiziksel arızalar bu sistemleri insanoğlu için tehlikeli birer metalik canavara çevirebilmektedir. Bu çalışmada, makine emniyetinin sağlanması adına birden fazla emniyet ekipmanı (kapı emniyet sivici, ışık perdesi, acil durdurma butonu, vb.) kullanılarak alınan birçok önlemi kendi bünyesinde barındıran, EN ISO 13849-1 Kumanda Sistemlerinin Emniyetle İlgili Tasarımı - Bölüm 1:Tasarım İçin Genel Prensipler standardına göre emniyet seviyesi PLd'yi (Perfomance Level d) sağlayan bir üç boyutlu emniyet kamera sistemi SafetyEYE hakkında teknik bilgiler bulunmaktadır. İşletmelerde insan ile makine arasındaki ilişkinin doğru bir şekilde tasarlanmaması nedeniyle insanlar sakat kalmakta, hayatlarını kaybetmektedir. İş kazalarından kaynaklanan üretim kayıpları, müşteri ve itibar kaybı, vb. istenmeyen durumlar da kazaların diğer olası sonuçlarıdır. Otomasyon kavramı, 19. yüzyılda sanayi devrimiyle birlikte ürün miktarı odaklı hızlı bir yükseliş dönemine girmiştir. 2. Dünya Savaşı sonraları bu bakış açısı yerini kalite faktörüne bırakmıştır. Ancak, 90'lı yıllarda, her ne kadar kaliteli üretim yapılıyor olsa da, fabrikalarda yaşanan iş kazalarında çalışanların sakat kaldıkları ve hatta hayatlarını kaybettikleri görülüyordu. Bu durum, üretimin insan hayatını daha az etkileyecek şekilde emniyetli sistemlerle yapılması gerektiği kanaatinin doğmasına neden olmuştur. Üretimin artık Otomasyon, Kalite ve Emniyet üçlüsüyle yürütülmesi gerektiği olgusu insanlar tarafından benimsenmiş ve emniyet alanında çok sayıda çalışma yapılmıştır. Pilz bu konuda birçok başarılı çalışmada bulunmuştur. 2006 yılında ilk üç boyutlu emniyet kamerasını dünya piyasasına tanıtmıştır. İkinci bölümde, üç boyutlu emniyet kamerası olan SafetyEYE'ın kullanım alanları, donanımı ve tasarımlanması için kullanılacak yazılım tabanı hakkında bilgiler verilecektir.

3B Emniyet Kamera Sistemi SafetyEYE Kullanım Alanları

Pilz Emniyet Otomasyon tarafından sunulan SafetyEYE geniş bir uygulama seçeneği yelpazesine sahiptir. SafetyEYE ile üç boyutlu çözümler üretmekte, üretim sahasında kullanılmakta olan emniyet ekipmanlarına duyulan ihtiyacı yalnızca tek bir sistemle gidermektedir. Otomotiv, havacılık, ambalajlama, makine araçları, taşıma sistemleri endüstrileri üç boyutlu çözümlerin üretildiği sektörlerdir.

SafetyEYE Donanımı

SafetyEYE genel anlamda 3 temel birimden oluşmaktadır. Bunlar algılama cihazı, kontrol ünitesi ve uygulama arayüzüdür.

SafetyEYE Algılama Cihazı

Hareketlerin gözlemlenmesi amacıyla tasarlanan algılama cihazı üç farklı kameradan oluşmaktadır. Algılama cihazının izlenmek istenen bölgenin en fazla 7,5 m. üzerine konumlandırılmasıyla, yaklaşık 72 m ²'lik alanın (9,8 m. x 7,4 m.) konik bir bakış açısıyla emniyetli hale getirilmesi mümkündür. Kontrol ünitesi ile algılama cihazı arasında tasarlanan fiber optik haberleşme ile her 5 ms.'de 1 görüntü iletimi gerçekleştirilmektedir. Algılama cihazı IP65 koruma sınıfında tasarlanmıştır.

SafetyEYE Kontrol Ünitesi

Kontrol ünitesi bir analiz ünitesi ve programlanabilir emniyet ve kontrol sisteminden oluşmaktadır. Analiz ünitesi görüntü algılama cihazından alınarak, üzerinde imge işleme çalışmalarını yerine getiren birimdir. İşlenen resimde daha önceden ayrıştırılan tehlikeli alanların ihlali söz konusu olduğunda, programlanabilir emniyet ve kontrol sistemine bilgilendirme sinyalleri üretir. Kontrol sisteminin görevi bu noktada başlar ve ihlal durumunda ilgili makinenin hareketini sonlandırır. 50 adet farklı ihlal bölgesi tanımlanabilmekte ve bu bölgeler 2 farklı türde (Alarm ve Tehlike bölgeleri) tanımlanarak gruplandırılabilmektedir. Hareketli bölgelere erişimde TS EN ISO 13855 Vücut Kısımlarının Yaklaşım Hızına Göre Koruyucu Teçhizatın Yerleştirilmesi ile TS EN ISO 13857 Kol ve Bacakların Ulaşabileceği Bölgelerde Tehlikenin Önlenmesi için Güvenlik Mesafeleri standartları kıstas alınmakta ve bu standartlar ışığında alarm ve tehlike bölgelerinin tasarımları yapılmaktadır. Alarm bölgelerinin ihlal edilmesi durumunda, ilgili bölge hareketli aksamları mümkün olan en yavaş çalışma hızına çekilir. Tehlike bölgelerin ihlali durumunda ise makine kesin duruşa geçirilmekte ve ilgili bölgelerdeki ihlal ortadan kalkana dek makinenin hareketine izin verilmemektedir. Analiz ünitesinde imgenin sağlıklı bir şekilde işlenebilmesi için ortam aydınlatma değerinin 300 lüks olması gerekmektedir. SafetyEYE Uygulama Arayüzü

Emniyet kamera sistemleri ilk bakışta ne kadar karmaşık görünürse görünsün, SafetyEYE ile bir bölgenin emniyetli hale getirilmesi mevcut uygulama arayüzü ile sanıldığı kadar karmaşık değildir.

SafetyEYE Configurator Editörü

Editörde emniyet tasarımına, algılama cihazından alınan görüntü ile direkt olarak başlanabilmektedir.

SafetyEYE ile Emniyet Tasarımının Hazırlanması

Tasarıma başlamadan, tehlikeli olduğu öngörülen bölgeye kameranın görüş alanında olacak şekilde ayar ve referans markaları yerleştirilir. Bu markalar SafetyEYE'ın konum-mesafe bilgilerini hesaplarken kıstas aldığı önemli parametrelerdendir. Editördeki konsollar kullanılarak SafetyEYE sistemi çevre koşulları hakkında bilgilendirilir. Editördeki çizim araçlarıyla riskli olduğu öngörülen kısımlara Alarm (Sarı) ve Tehlike (Kırmızı) bölgeler üç boyutlu olarak tasarlanır. Alanların ihlali sonrasında hangi çıkışların kesilmesi gerektiği "I/O Configuration" sekmesinde lojik olarak hazırlanır. Yazılım çalışmasının ardından editör, seçimi son kullanıcıya bırakılmış bazı sistemsel ayarların (bölgelerin ihlali durumunda sistemin fotoğraf alması, yazılım koruma şifreleri, vs.) yapılmasını bekler. Artık SafetyEYE'a Ethernet bağlantınız ile yükleme yapabilirsiniz. Yükleme işleminin ardından sistem artık editörde tasarlanan alarm ve tehlike bölgelerini kıstas alarak çalışacaktır.

Sonuç

Günümüzde rekabet ortamı, kaliteli ürüne olan talep, otomasyona bağlı hızlı üretim gibi etmenler insan ile makine arasındaki ilişkinin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, TS EN ISO 13849-1 standardına göre emniyet seviyesi PLd (Performance Level d), TS EN 61511 standardına göre de SIL 2 sınıfında olan üç boyutlu emniyet kamera sistemi SafetyEYE ürünü ve kullanımı hakkında bilgiler bulunmaktadır.