Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Czym są i jak działają przekaźniki bezpieczeństwa? Podstawowe informacje, które każdy automatyk znać powinien


Z tego artykułu dowiesz się:

  • czym są i jak działają przekaźniki bezpieczeństwa,
  • jaka jest różnica między przekaźnikiem a sterownikiem bezpieczeństwa,
  • dlaczego stosowanie przekaźników bezpieczeństwa jest nie tylko ważne, ale również praktyczne.

Bezpieczeństwo miejsca pracy jest istotnym aspektem projektowania stanowiska roboczego. Dobór odpowiednich elementów oraz ich konfiguracji pozwala zmniejszyć ryzyko wystąpienia zagrożenia w przestrzeni pracy maszyny. Jednymi z głównych elementów ochronnych są przekaźniki bezpieczeństwa. Do ich zadań należy m.in. odłączenie zasilania w przypadku wystąpienia stanu zagrażającego życiu lub zdrowiu operatora, lub uszkodzenia maszyny.

Wciśnięcie wyłącznika bezpieczeństwa nie zawsze musi  jednak wiązać się z natychmiastowym odcięciem zasilania. Wśród funkcji przekaźników bezpieczeństwa wymienić możemy również zapobieganie niezamierzonemu rozruchowi, ograniczenie prędkości, ograniczenie pozycji czy kontrolowane zatrzymanie lub kontrolowane wstrzymanie, czyli zatrzymanie maszyny z utrzymaniem mocy.

Na początku był stycznik

Obwody bezpieczeństwa początkowo realizowane były przy użyciu pojedynczego stycznika elektromechanicznego z aktywatorem bezpieczeństwa wpiętym w obwód zasilania. Rozwiązanie to nie zapewniało jednak pełnej ochrony w przypadku uszkodzenia stycznika, np. sklejenia się jego styków. Wówczas pomimo naciśnięcia wyłącznika bezpieczeństwa maszyna mogła pozostać w ruchu.

Jednym z rozwiązań tego problemu było wstawienie do obwodu dodatkowego stycznika, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo wystąpienia błędu. Pozwoliło to wprawdzie na zwiększenie niezawodności układu, ale co w sytuacji, gdyby uszkodzeniu uległ inny komponent wchodzący w skład obwodu bezpieczeństwa?

Przykładowy stycznik marki Schneider Electric Źródło: Schneider Electric

Zamiast stycznika – przekaźnik!

W odpowiedzi na to pytanie powstały urządzenia elektroniczne wyposażone w co najmniej dwa przekaźniki oraz układ mikroprocesorowy, czyli tak zwane przekaźniki bezpieczeństwa. Ich budowa umożliwia nie tylko eliminację ryzyka, jakie wiąże się z użyciem pojedynczego stycznika, ale także pozwala na monitorowanie stanu urządzeń wejściowych i wyjściowych. Diagnostyka ta realizowana jest poprzez obserwację takich wielkości jak: zwarcie międzykanałowe, czas przełączania styków między jednym i drugim kanałem oraz ciągłość obwodu podłączonego do wyjść układu logicznego.

Budowa i działanie przekaźnika bezpieczeństwa

Typowa konstrukcja przekaźnika bezpieczeństwa wykorzystuje klasyczną kombinację 3 styczników. Taka redundancja układu zapewnia zwiększoną niezawodność urządzenia. Dwa przekaźniki K1 oraz K2 ze stykami sterowanymi potencjałem dodatnim zapewniają bezpieczne przełączanie styków.

Każdy z nich wzbudzany jest przez jeden z dwóch obwodów wejściowych S11/S12 i S21/S22. O zadziałaniu tych obwodów decyduje nie tylko sygnał podany na ich zaciski, ale również tzw. sygnał Start. Między jego zaciskami  Y1 i Y2 istnieje obwód monitorujący, który sprawdza położenia aktuatorów oraz pozwala na włączanie lub wyłączanie ich za pośrednictwem styków bezpieczeństwa.

Przykładowy schemat przekaźnika bezpieczeństwa Preventa XPSAF13AP Źródło: Schneider Electric

Więc jak to działa? Po załączeniu zasilania urządzenie wykonuje serię autotestów. Najpierw sprawdzane są urządzenia wejściowe. Jeżeli ich obwody są zamknięte, oznacza to, że stan bezpieczny został osiągnięty.

Następnie sprawdzane są urządzenia wyjściowe. Gdy ich stan również zostanie określony jako prawidłowy, przekaźnik bezpieczeństwa oczekuje na sygnał startu, po którego otrzymaniu aktywowane są urządzenia wyjściowe. Uruchamiane zostają także funkcje ochronne urządzenia, a przekaźnik jest gotowy do realizacji wybranej funkcji bezpieczeństwa.

Funkcje ochronne systemów bezpieczeństwa

Systemy bezpieczeństwa w zależności od potrzeb aplikacji, pełnić mogą wiele funkcji ochronnych. Konkretne zastosowania wymagają odpowiedniej konfiguracji urządzenia logicznego oraz elementów układu. Do możliwych funkcji bezpieczeństwa należą:

  • nadzór obwodów zatrzymania awaryjnego, dla którego urządzeniem wejściowym najczęściej jest wyłącznik stopu awaryjnego;
  • kontrola dostępu do strefy niebezpiecznej poprzez takie elementy jak zamki i rygle bezpieczeństwa, kurtyny świetlne, skanery, maty, czy urządzenia zezwalające;
  • kontrola i ograniczenie prędkości elementów ruchomych poprzez  czujniki monitorujące częstotliwość wirowania lub napięcie resztkowe na zaciskach silnika, czy też skanery bezpieczeństwa lub przyciski spowalniające ruch maszyny;
  • kontrola granic bezpieczeństwa, określająca m.in. ruch elementów maszyny czy ramienia robota poprzez zastosowanie skanerów bezpieczeństwa ze zdefiniowanym bezpiecznym obszarem pracy.

Przekaźnik bezpieczeństwa Preventa XPS Universal realizujący funkcję E-STOP Źródło: ASTOR

Przekaźniki bezpieczeństwa znajdują zastosowanie w każdej z wymienionych powyżej funkcji. Stanowią one bardzo często sam trzon takich systemów, realizując część odpowiedzialną za analizę i działanie logiczne. Są one powszechnie stosowane w maszynach z powodu swojej kompaktowej budowy i wysokiej niezawodności.

Wśród przekaźników bezpieczeństwa spotkać możemy urządzenia jednofunkcyjne oraz wielofunkcyjne, które zazwyczaj umożliwiają monitorowanie do trzech różnych funkcji bezpieczeństwa. Oznacza to, że poza klasycznymi funkcjami zatrzymania awaryjnego i blokady zamków ryglowanych, posiadają też możliwość monitorowania kurtyny świetlnej, wyłącznika magnetycznego czy mat bezpieczeństwa.

Przekaźnik bezpieczeństwa a sterownik bezpieczeństwa

Niekiedy wykorzystanie tradycyjnych przekaźników bezpieczeństwa może okazać się niewystarczające. Duże skomplikowanie aplikacji i systemu bezpieczeństwa sprawia, że ich zastosowanie staje się uciążliwe lub nawet niemożliwe.

Do realizacji większych i bardziej zaawansowanych układów wykorzystywane są programowalne przekaźniki bezpieczeństwa, czyli sterowniki bezpieczeństwa. Podczas gdy standardowo dla każdego urządzenia wykorzystuje się osobny przekaźnik, sterowniki pozwalają na zastąpienie nawet do kilkunastu z nich, oszczędzając przy tym przestrzeń w szafie sterowniczej. Dodatkowo do sterowania procesami wykorzystuje się w nich program sterujący, który można zmieniać lub korygować w dowolnym czasie bez przebudowy urządzeń peryferyjnych.

Jednostka centralna sterownika bezpieczeństwa Astraada Safety Źródło: ASTOR

Programowalne przekaźniki bezpieczeństwa składają się z modułów wejściowych i wyjściowych oraz jednostki centralnej. Jednostka centralna wykonuje zapisany w pamięci algorytm sterowania na podstawie danych odczytanych przez moduły wejściowe.

Sygnały sterujące są następnie przesyłane do modułów wyjściowych, których zadaniem jest przekazanie ich do odpowiednich urządzeń wykonawczych podłączonych do wyjść przekaźnika. Ich programowanie może odbywać się z poziomu komputera za pomocą odpowiedniego programu lub za pomocą wbudowanej klawiatury i wyświetlacza.

Reasumując, sterowniki bezpieczeństwa to urządzenia pozwalające na możliwość realizacji większej liczby funkcji bezpieczeństwa niż pojedyncze przekaźniki.  Najczęściej spotykane są w zaawansowanych układach bezpieczeństwa, tam, gdzie potrzebna jest wysoko rozwinięta komunikacja oraz wymiana danych.

Do 1000000000 razy sztuka

Niezawodność przekaźników bezpieczeństwa definiowana jest za pomocą wskaźnika SIL (Safety Integration Level) oraz PL (Performance Level). Oba wskaźniki określają poziom bezpieczeństwa urządzenia poprzez określenie prawdopodobieństwa wystąpienia uszkodzenia niebezpiecznego.

PL określa średnie prawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzenia na godzinę. SIL natomiast określany jest miarą liczby zadziałań aż do momentu wystąpienia błędu – kolokwialnie mówiąc: ile razy można włączyć dane urządzenie, zanim zgłosi alarm o zużyciu. Przekaźniki bezpieczeństwa, jako urządzenia odpowiedzialne za ochronę maszyny, posiadają najwyższy poziom PL e, któremu odpowiada SIL 3 – co oznacza, że zapewniają zadziałanie urządzenia nawet do 1000000000 razy do wystąpienia błędu.

Z przekaźnikami bezpieczeństwa łatwiej spełnić wymogi

Wraz z postępem przemysłu oraz automatyzacji rosną wymogi dotyczące bezpieczeństwa przy budowie i eksploatacji maszyn. Aktualnie istnieje kilka poziomów zdefiniowanych przez specjalne normy: B, 1, 2, 3 i 4, gdzie B jest podstawowym poziomem, a 4 – zaawansowanym.

Każdy z tych poziomów stawia coraz bardziej rygorystyczne warunki odnośnie bezpieczeństwa, zaczynając od rozłączenia zasilania, a kończąc na monitorowaniu i redundancji układów. Co prawda żaden z poziomów nie wymaga bezpośrednio użycia przekaźnika bezpieczeństwa, ale zdecydowanie łatwiej jest użyć jednego modułu, który zajmie w szafie sterowniczej maszyny niewiele miejsca, niż projektować specjalny i rozległy układ styczników, tranzystorów i transoptorów.

W związku z tym coraz istotniejsza staje się znajomość takich urządzeń jak przekaźniki bezpieczeństwa, a także sposobu ich wykorzystania i wdrażania. Szeroka gama produktów na rynku pozwala na dobór urządzenia logicznego do konkretnego projektu, zapewniając nie tylko bezpieczeństwo maszyny, ale także pozwalając na optymalizację kosztów jej produkcji i czasu wdrożenia.


Dowiedz się więcej na temat przekaźników bezpieczeństwa » https://www.astor.com.pl/produkty/sterowanie/przekazniki-bezpieczenstwa.html

Poznaj naszą ofertę przekaźników bezpieczeństwa »  https://www.astor.com.pl/sklep//inne-kategorie/oferta-partnerow/preventa-xps.html



18 listopada 2020 / Kategoria:
  • Autor: ASTOR Sp. z o.o.
  • Od sterownika PLC do systemu zarządzania produkcją. Od skutecznej porady technicznej do szerzenia idei Przemysłu 4.0. Od studenta do inżyniera i menedżera produkcji. I tak już od 30 lat wspieramy przyszłych i obecnych automatyków i robotyków w codziennej pracy. Skontaktuj się z naszymi inżynierami i sprawdź, jak możemy Ci pomóc :-)
  • Profil Autora
  • http://www.astor.com.pl/

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.



.

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

Wejdź do świata automatyki WAGO z bezpłatną licencją e!COCKPIT na start

Wejdź do świata automatyki WAGO z bezpłatną licencją e!COCKPIT na start

>KLIKNIJ<

Nowy świat automatyzacji

Nowy świat automatyzacji

>KLIKNIJ<

Krążniki do przenośników taśmowych – rodzaje i zastosowanie

Krążniki do przenośników taśmowych – rodzaje i zastosowanie

>KLIKNIJ<

Elastyczna modernizacja instalacji dzięki bramom szeregowym

Elastyczna modernizacja instalacji dzięki bramom szeregowym

>KLIKNIJ<

Aplikacje Ethernet

Aplikacje Ethernet

>KLIKNIJ<

Rozporządzenie UE w sprawie ekoprojektów

Rozporządzenie UE w sprawie ekoprojektów

>KLIKNIJ<

Centrum Testowania Technologii Przemysłu 4.0 powstało na Śląsku. Przełom dla polskiej branży produkcyjnej

Centrum Testowania Technologii Przemysłu 4.0 powstało na Śląsku. Przełom dla polskiej branży produkcyjnej

>KLIKNIJ<

Depaletyzowanie: dzięki technologii zdjęć 3D roboty widzą po prostu więcej

Depaletyzowanie: dzięki technologii zdjęć 3D roboty widzą po prostu więcej

>KLIKNIJ<

Poznaj iAutomatyka Roku 2020 – Wywiad z Adamem Laryszem

Poznaj iAutomatyka Roku 2020 – Wywiad z Adamem Laryszem

>KLIKNIJ<

PFC200 w Sferycznym Ogrodzie Badawczym

PFC200 w Sferycznym Ogrodzie Badawczym

>KLIKNIJ<

Roboty SCARA – możliwości łatwej automatyzacji procesów produkcyjnych

Roboty SCARA – możliwości łatwej automatyzacji procesów produkcyjnych

>KLIKNIJ<

Przekaźnik z wymuszonym prowadzeniem styków

Przekaźnik z wymuszonym prowadzeniem styków

>KLIKNIJ<

INTELIGENTNA KURTYNA OPTYCZNA WEBCHECKER DO POMIARÓW SZEROKOŚCI I PROWADZENIA KRAWĘDZI KILKU WSTĘG JEDNOCZEŚNIE

INTELIGENTNA KURTYNA OPTYCZNA WEBCHECKER DO POMIARÓW SZEROKOŚCI I PROWADZENIA KRAWĘDZI KILKU WSTĘG JEDNOCZEŚNIE

>KLIKNIJ<

Jak zwiększyć wydajność maszyny dzięki sterownikowi ruchu Trio?

Jak zwiększyć wydajność maszyny dzięki sterownikowi ruchu Trio?

>KLIKNIJ<

Nowości produktowe 2021

Nowości produktowe 2021

>KLIKNIJ<

Zasilacze transformatorowe z MerXu – oferta platformy

Zasilacze transformatorowe z MerXu – oferta platformy

>KLIKNIJ<

Wyłączniki magnetyczne Pizzato ST G RFID z certyfikatem ECOLAB

Wyłączniki magnetyczne Pizzato ST G RFID z certyfikatem ECOLAB

>KLIKNIJ<

Przemysł 4.0 – jak wypłynąć na fali zmian?

Przemysł 4.0 – jak wypłynąć na fali zmian?

>KLIKNIJ<

Projektowanie i wdrażanie rozwiązań pod klucz

Projektowanie i wdrażanie rozwiązań pod klucz

>KLIKNIJ<

Indukcyjne czujniki ReeR PI-SAFE – bezpieczna praca ludzi z maszynami

Indukcyjne czujniki ReeR PI-SAFE – bezpieczna praca ludzi z maszynami

Reklama



MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • Systemy RFID są ekonomiczne, uniwersalne i zapewniają niezawodność procesów, np. w intralogistyce. Zadania związane z identyfikacją stały się teraz łatwiejsze, szczególnie gdy potrzebna jest duża liczba punktów identyfikacji, dzięki  głowic...
  • Kurs zaczyna się od uniwersalnych porad związanych z czytaniem schematów elektrycznych. Następnie, Agata stopniowo wprowadzi Cię w zagadnienia związane z wykorzystaniem oprogramowania podczas tworzenia kompletnej dokumentacji elektrycznej. ...
    Link: Terminy
  • PR200 to uniwersalne i łatwe w obsłudze urządzenie zaprojektowane w plastikowej obudowie do montażu na szynie DIN jako alternatywa dla PLC. Przekaźnik jest dostępny w kilku wersjach dla napięcia stałego i przemiennego. Jest wyposażony w cyf...
  • 799 PLN
    Szkolenie jest wprowadzeniem do systemu sterowania PSS4000 i środowiska programowania PAS4000. W jego trakcie omówiona zostanie zarówno struktura sprzętowa, jak i programowanie, a także diagnostyka kompletnego systemu sterowania. Poruszane ...
    Czas trwania: 8h
    Link: Terminy
  • SIR6W, to nowa seria przekaźników interfejsowych przeznaczonych do separacji wejść/wyjść w aplikacjach PLC oraz do wielu różnych aplikacji jako elementy pośredniczące i wykonawcze. • SIR6W, to przekaźniki o niewielkich wymiarach 88,6 x 6,2 ...
  • 1,740 PLN
    By w pełni wykorzystać możliwości robotów Universal Robots, proponujemy udział w szkoleniach organizowanych przez Elmark Automatyka, firmę z ponad 25 letnim doświadczeniem w prowadzeniu szkoleń. Podczas zajęć będą mogli Państwo zdobyć prakt...
    Czas trwania: 2 dni
    Link: Terminy



KATEGORIE ARTYKUŁÓW
POLECANE ARTYKUŁY
Wydarzenia