Aktuální vydání

celé číslo

11

2021

Monitorování stavu zařízení, diagnostika, řízení údržby

Snímače a systémy řízení polohy a pohybu (motion control)

celé číslo

Realizace bezpečnostních funkcí s prvky firmy Eaton

Společnost Eaton Elektrotechnika má ve své nabídce několik přístrojů pro zajištění bez­pečnostních funkcí strojů a strojních zařízení. Tento článek přibližuje jejich využití v pra­xi při řešení základních bezpečnostních úloh.
 
V sortimentu firmy Eaton lze nalézt dvě produktové řady bezpečnostních relé. První jsou elektronická bezpečnostní relé ESR5, která lze využít pro zpracování signálů z tlačítek nouzového zastavení, bezpečnost­ních polohových spínačů a modulů dvou­ručního ovládání. Jednotlivé typy se od sebe liší maximální úrovní vlastností PL, popř. úrovní funkční bezpečnosti SIL (v zá­vislosti na celém bezpečnostním kanálu), funkcí a počtem bezpečnostních a signali­začních kontaktů. Druhou řadou jsou bez­pečnostní řídicí relé easySafety, která do­kážou nejen plnit široké spektrum bezpeč­nostních funkcí, ale zároveň také stroj řídit. EasySafety nabízí jedenáct zpracovaných a otestovaných bezpečnostních funkčních bloků a vybrané funkce klasického řídicí­ho relé easy800. Pro bližší představu jsou v dalších odstavcích popsány základní in­formace o zapojení a realizaci určitých bez­pečnostních funkcí včetně potřebných úda­jů pro ověření úrovně vlastností PL, popř. úrovně funkční bezpečnosti SIL.
 
Mezi základní bezpečnostní funkce patří:
  • nouzové zastavení,
  • monitorování klidového stavu a maximál­ní rychlosti,
  • monitorování stavu bezpečnostních krytů a světelných závor,
  • dvouruční ovládání.

Nouzové zastavení

 
V prvním příkladu bude popsáno řešení funkce nouzového zastavení s bezpečnostním řídicím relé easySafety. Pro zajištění úrovně vlastností PLe a úrovně funkční bezpečnos­ti SIL 3 bude zapojení dvoukanálové s prv­ky podle obr. 1. Pro tyto jednotlivé přístroje firma Eaton poskytuje veškeré potřebné in­formace k ověření dané úrovně PL nebo SIL (pro tento případ viz tab. 1).
 

Funkce

Tlačítko nouzového zastavení S6 musí být v sepnuté poloze (rozpínací kontakty sepnuty), poté může být přes tlačítko S5 re­set umožněno vybavení spouštěcího signálu. Stiskem tlačítka S1 start se zařízení spustí. Funkce přidržení je implementována v pro­gramu a je přerušena stiskem tlačítka S2 stop. Stykač Q2 odpojí zátěž. Opětovné spuštění je možné stiskem tlačítka S1 start. Nastane-li nebezpečná situace, je zařízení zastaveno stis­kem tlačítka nouzového zastavení S6, které deaktivuje výstupy a stykače odpojí zátěže. Vtomto případě je opětovné spuštění možné pouze tehdy, je-li tlačítko nouzového zastave­ní vráceno do původní polohy a stisknuto tla­čítko S5 reset. Schéma zapojení je na obr. 2.
 

Dvouruční ovládání

 
V mnoha zařízeních se využívá dvouruč­ní ovládání pro kontrolu, zda obsluha dané­ho zařízení, např. lisu, má v době vykonává­ní nebezpečného pohybu obě horní končeti­ny na ovládacích tlačítkách. Tím je zajištěno, že nemůže vstoupit v danou dobu do nebez­pečné oblasti. K vyhodnocení těchto signálů lze využít např. bezpečnostní relé ESR5 pro dvouruční ovládání, ale i bezpečnostní řídicí relé easySafety. To umožňuje spojit několik bezpečnostních funkcí do jednoho zařízení a lze jím také realizovat řídicí funkce stro­je. V následujícím příkladu je opět uvedeno schéma zapojení (obr. 4) a krátký popis úlo­hy pro funkci dvouručního ovládání s easy­Safety (nechybí zde ani tabulka tab. 2 s po­třebnými ověřenými údaji pro PLe a SIL 3 za použití přístrojů podle obr. 4).
 

Funkce

Spuštění dvouručního ovládání S1 (obě tla­čítka stisknuta současně během 0,5 s) aktivuje bezpečnostní funkční blok „dvouruční ovládá­ní typ III“ (TH, dvouruční ovládání), který mo­nitoruje souběžné stisknutí tlačítek dvouruč­ního ovládání. EasySafety kontroluje klidový stav kontaktů stykačů Q1 a Q2 přes pomoc­né kontakty zpětné vazby. Je-li stav v pořád­ku, easySafety přivede signál na výstupy QS1 a QS2. Oba stykače sepnou a aktivují zátěž.
 

Další vlastnosti

 
Další výhodou přístroje easySafety je vět­ší počet vstupů a výstupů než u klasických bezpečnostních relé. Tím je možné zapojit do jednoho zařízení více bezpečnostních funk­cí použitých v dané úloze. Není tedy žádný problém např. obě zde uvedené funkce spojit do jednoho bezpečnostního řídicího relé easySafety, a tím ušetřit výdaje za další přístro­je. Zjednodušuje se tím také zapojení všech bezpečnostních funkcí.
 

Bezpečnostní obvody v systému SmartWire-DT

 
Komunikační systém SmartWire-DT zjed­nodušuje propojování spínacích, jisticích, ovládacích a dalších prvků. V osmižilovém kabelu systému SmartWire-DT je obsaženo také ovládací napětí pro stykače, které mohou být v závislosti na úloze určeny pro odpínání v případě nebezpečí. Systém SmartWire-DT sice neumožňuje přenos bezpečnostního sig­nálu, ale existuje jiný způsob, kterým lze bez­pečnostní obvody v tomto systému realizovat. Pro jednoduché odpojení zátěže jedním sty­kačem, např. nouzové zastavení, lze využít standardní modul SmartWire-DT ke styka­čům. Tento prvek obsahuje svorky X3 a X4, které je možné připojit k rozpínacímu kon­taktu bezpečnostního relé (ESR5 nebo easy­Safety). Další možností je odpojování zátě­ží po skupinách. V tomto případě se připojí rozpínací kontakt bezpečnostního relé k na­pájení buď komunikační brány, nebo napáje­cího modulu. V případě rozepnutí kontaktu se odpojí ovládací napětí všech stykačů přiřazených k této bráně nebo napájecímu modulu.
 

Kam pro další informace

 
Více informací lze získat od pracovníků technické podpory firmy Eaton Elektrotech­nika.
 
Obr. 1. Přístroje použité pro funkci nouzového zastavení; zleva tlačítko nouzového zastavení M22-PVKC02IY, bezpečnostní řídicí relé easySafety ES4P-221-DMXD1, stykače DILM12
Obr. 2. Schéma zapojení easySafety pro funkci nouzového zastavení
Obr. 3. Přístroje použité pro funkci dvouručního ovládání; zleva hřibová tlačítka v modulu dvouručního ovládání podle ČSN EN 574 M22-DP-Y + M22-AK11, bezpečnostní řídicí relé easySafety ES4P-221-DMXD1, stykače DILM12
Obr. 4. Schéma zapojení easySafety pro funkci dvouručního ovládání
 
Tab. 1. Parametry funkce nouzového zastavení při použití přístrojů podle obr. 1
Tab. 2. Parametry funkce dvouručního ovládání při použití přístrojů podle obr. 3
Tab. 3. Seznam parametrů v tab. 1 a tab. 2