Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
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