Охрана и безопасность на производстве — это одна из важных составляющих успешной работы любого предприятия. Использование различных способов обеспечения безопасности позволяет предотвратить возможные происшествия и защитить работников от опасностей, связанных с рабочим процессом.

Среди самых эффективных и распространенных способов обеспечения безопасности на производстве являются ограждения. Они играют ключевую роль в создании безопасной рабочей среды и предназначены для ограничения доступа к опасным и запретным зонам.

Опасные зоны на производстве представляют собой участки, где существует повышенный риск возникновения травм или аварийных ситуаций. Для обеспечения безопасности персонала и предотвращения несчастных случаев необходимо применение специальных ограждений.

Ограждения для опасных зон выполняют несколько важных функций. Они предотвращают доступ персонала и посетителей к опасным объектам или оборудованию, а также предупреждают о возможных опасностях. Важно отметить, что ограждения должны быть надежными и долговечными [1,2,11,12].

Существует несколько видов ограждений для применения в опасных зонах:

1. Металлические ограждения. Данный тип ограждений выполняет задачу предотвращения доступа к опасным участкам. Они могут быть выполнены в виде решеток, заборов или сеток. Металлические ограждения отличаются прочностью и долговечностью.
2. Технические барьеры. Это специальные устройства, сооружения или системы, которые предотвращают возможность возникновения опасной ситуации или снижают последствия такой ситуации. Например, технические барьеры могут включать сигнальные светофоры, датчики, автоматические остановочные механизмы и другие технические решения [3].
3. Прозрачные ограждения. Данный тип ограждений позволяет визуально контролировать опасные зоны. Прозрачные материалы, такие как стекло или пластик, обеспечивают видимость объектов и позволяют оперативно реагировать на возможные проблемы.
4. Защитные экраны. Они служат для предотвращения случайного контакта с опасными объектами или оборудованием. Защитные экраны обычно устанавливаются на машинах с подвижными частями или в местах, где возможно падение предметов.

Основные преимущества:

• Металлические ограждения:
• Преимуществом металлических заборов является их прочность. Они способны выдерживать большие нагрузки и устойчивы к воздействию различных внешних факторов, таких как ветер, снег и дождь. Кроме того, металлические заборы трудно повредить, что делает их более надежными для защиты опасных зон.
• Важной особенностью металлических заборов является их долговечность. Использование специальных материалов и технологий производства позволяет создать заборы, которые не подвержены коррозии и не требуют частого обслуживания. Это обеспечивает длительный срок службы забора и экономит ресурсы на его обслуживание [4].
• Технических барьеры:
• Эффективное средство предотвращения доступа;
• Можно адаптировать к различным типам территорий и объектов;
• Малообслуживаемые и надежные;
• Универсальные, могут быть использованы для различных целей;
• Свободный доступ в рабочую зону.

Технические барьеры являются эффективным средством предотвращения доступа в опасные зоны. Они могут быть использованы для защиты объектов или периметра, в зависимости от потребностей и целей. Однако, необходимо соблюдать все меры безопасности и руководствоваться рекомендациями профессионалов для обеспечения максимальной безопасности и эффективности [4,5].

• Прозрачные ограждения:
• Прозрачное ограждение обеспечивает отличную видимость, позволяя наблюдать за процессом работы оборудования без преград. Это особенно важно в случаях, когда регулярное наблюдение и контроль являются неотъемлемой частью рабочего процесса.
• Прозрачное ограждение обладает высокой прочностью и устойчивостью к ударам. Такие ограждения часто изготавливаются из ударопрочных материалов, которые способны выдержать сильные удары без повреждений. Это гарантирует безопасность рабочего персонала и предотвращает повреждения оборудования.
• Прозрачное ограждение не создает ощущение замкнутости и изолированности, что помогает сохранить комфортные условия работы. Открытый вид пространства рабочей зоны не только улучшает визуальный контакт с окружающей средой, но и способствует эффективной коммуникации между работниками, что важно для безопасной и продуктивной работы.
• Важно отметить, что прозрачное ограждение также обладает хорошими звукоизоляционными свойствами. Оно может помочь снизить уровень шума от оборудования, что особенно полезно на производственных площадках, где высокий уровень шума может быть вредным для здоровья работников.
• Окончательно, прозрачное ограждение легко устанавливается и поддерживается. Благодаря простоте монтажа и обслуживания, его установка не занимает много времени и не требует больших затрат на техническое обслуживание. Это позволяет сэкономить как время, так и деньги [6,15,16].
• Защитные экраны:
• Полностью прозрачные материалы позволяют легко следить за ходом технологического процесса.
• Экраны отличает быстрая сборка, лёгкий монтаж надёжными креплениями, в зависимости от поставленной задачи, возможность бесследного демонтажа и высокая мобильность.
• Защитные экраны могут нести дополнительную информационную функцию [7].

Проанализировав все преимущества различных видов ограждений для опасных зон можно сделать вывод, что технические барьеры наиболее подходят для обеспечения безопасности в зонах производственных процессов.

Технические барьеры включают в себя ряд преимуществ характерных как для других видов ограждений, так и отличающих их от всех барьеров безопасности:

• Эффективное средство предотвращения доступа посторонних лиц;
• Универсальные, могут быть использованы для различных целей;
• Позволяют легко наблюдать за ходом технологических операций;
• Малообслуживаемые и надежные;
• Свободный доступ в рабочую зону;
• Быстрый и лёгкий монтаж.

Основные технические средства безопасности: фотоэлектрические переключатели, световые барьеры безопасности, световые завесы безопасности, лазерные сканеры, устройства защиты доступа и концевые выключатели – гарантируют эффективную защиту персонала, ограничивая доступ на опасные объекты и зоны производства.

Датчики – это «глаза и уши» системы обеспечения безопасности. От их точности и способности оперативно реагировать на изменение ситуации зависит быстродействие всей системы. Световые датчики (барьеры) собирают и кодируют первичную информацию о состоянии объекта, которая потом поступает в центр обработки. Самые простые датчики показывают только наличие или отсутствие объекта. Более сложные сенсоры могут определять тип объекта, отслеживать его изменения.

Технические средства информации включают в себя так же передающие устройства, которые обеспечивают связь датчиков с контрольным оборудованием. При получении сигнала от датчиков контрольное оборудование приостанавливает процесс производства и ликвидирует причину аварии. В случае невозможности устранения аварийной ситуации технические средства безопасности дают сигнал о неисправности оператору.

Электромеханические выключатели предназначены для мониторинга подвижных защитных ограждений до тех пор, пока не закончится опасный процесс в рабочей зоне, для экстренной остановки транспортерных и конвейерных лент при попытке доступа, а также для предотвращения контакта персонала с частями машин и механизмов [8].

Среди перечисленных систем безопасности можно выделить световой барьер (фотобарьер) поскольку основным преимуществом его использования является возможность автоматизации системы безопасности в различных условиях. Различные модели датчиков могут обладать различными дополнительными преимуществами в работе:

• возможность контроля различных объектов по размерам, форме и другим характеристикам,
• различные варианты ширины и высоты зоны контроля,
• подавление внешних помех и влияния окружающего света, нечувствительность к пыли и влаге,
• различные варианты срабатывания,
• высокая скорость срабатывания,
• встроенные функции самодиагностики,
• широкие возможности настройки и управления.

Пожалуй, основной недостаток световых барьеров — чувствительность к появлению пыли и влаги в рабочем помещении. Эффективность контроля в запыленных помещениях или в условиях повышенной влажности может быть значительно снижена. Но среди множества моделей уже присутствуют варианты, имеющие пониженную чувствительность к влаге и пыли [9].

Фотобарьеры работают по принципу, общему для оптических датчиков, на базе работы двух основных элементов: источника (излучателя) и приемника оптического излучения. Световые лучи, исходящие от излучателя, попадают в приемник, образуя световой барьер. Размер зоны действия фотобарьера зависит от расстояния между приемником и излучателем и количества лучей (шага). Чем меньше шаг и чаще происходит испускание света, тем более мелкие объекты способен обнаруживать барьерный датчик.

При попадании в зону светового барьера человека, какого-либо предмета или другого объекта происходит прерывание излучения и срабатывание фотодатчика. В результате формируется выходной управляющий сигнал на исполнительное устройство для остановки рабочего оборудования или запуска необходимых процессов (рис. 1).

Рисунок 1 – Принцип работы световых барьеров

Как правило, в работе фотобарьеров используется инфракрасное излучение, не создающее визуальных помех для рабочего персонала. В некоторых случаях, когда необходимо акцентировать внимание на опасные зоны или обозначить зону действия датчика, может быть использовано излучение в видимом спектре [9].

Для управления и настройки параметров работы фотобарьеры имеют специальный блок управления (контроллер). Современные барьерные датчики выпускаются в двух конструктивных вариантах:

• разделение приемника и излучателя в отдельные барьеры,
• совмещение функции приема и излучения в каждом барьере устройства.

В промышленности световые барьеры имеют широкое применение и применяются в различных процессах. Они могут использоваться для автоматизации и контроля производственных линий, обеспечения безопасности работников и экономии энергии. Использование световых барьеров в промышленности позволяет значительно повысить эффективность. Они могут быть легко интегрированы в существующую систему автоматизации и предоставлять множество полезных функций. В результате, световой барьер является незаменимым инструментом в промышленной сфере [10,13,14].