Szukaj:

Przekaźniki bezpieczeństwa w układzie sterowania maszyny

Wpis dodano: 2008-02-25

Dwa układy sterowania maszyny.
Każda maszyna musi być wyposażona w układ sterowania technologicznego, pozwalający na jej normalną pracę i osiąganie wymaganych parametrów procesu produkcyjnego. Przez normalną pracę należy rozumieć stan bez awarii oraz bez potrzeby zatrzymywania maszyny wynikającej z zagrożenia życia lub zdrowia osób znajdujących się w otoczeniu maszyny.
Zgodnie z wymaganiami dla maszyn znajdujących się (użytkowanych) i wprowadzanych na rynek (nowych) Wspólnoty Europejskiej zdefiniowanych w Dyrektywach i transponowanych do systemów prawnych państw członkowskich (25 krajów WE, Norwegia, Islandia, Lichtensztajn oraz Szwajcaria) pewne funkcje bezpieczeństwa muszą być gwarantowane. Maszyn używanych dotyczy Dyrektywa określająca minimalne wymagania w dziedzinie BHP, natomiast dla maszyn nowych Dyrektywa Maszynowa. W poniższej tabeli podano ich zestawienie uwzględniające polskie przepisy.
Niezależnie, od tego czy maszyna jest nowa, czy używana, układ sterowania który odpowiada za spełnienie funkcji bezpieczeństwa musi spełniać wiele specyficznych warunków technicznych gwarantujących jego skuteczne i niezawodne działanie. Wymagania te znacząco różnią się od typowych wymagań stawianych układowi sterowania technologicznego, co powoduje, że obecnie w typowa maszyna jest wyposażana faktycznie w dwa niezależne układy (rys.1.) . Przy czym oczywiście wszystkie funkcje związane z bezpieczeństwem są nadrzędne w stosunku do funkcji sterowania technologicznego. Ponadto cały sprzęt wykorzystywany do budowy układu sterowania bezpieczeństwem musi być certyfikowany, a więc składowe układu nie mogą być elementami przypadkowymi - jest to warunek konieczny spełnienia wymagań bezpieczeństwa. Warunkiem wystarczającym jest uzyskanie za pomocą elementów sterowania właściwych funkcji sterowania bezpieczeństwem. Na szczególną uwagę zasługują tu:
  • funkcja bezpiecznego zatrzymania
  • funkcja zapobiegania niespodziewanemu uruchomieniu.
Analizując zasadnicze wymagania zgodności (dla maszyn nowych) i minimalne wymagania zgodności (dla maszyn używanych) widzimy, że układ sterowania bezpieczeństwem nie stanowi jednak głównej ochrony dla obsługi i osób postronnych, które mogą się potencjalnie znaleźć w otoczeniu maszyny.
Najważniejszymi elementami ochronnymi są, bowiem:
  • sama konstrukcja maszyny, która musi być tak pomyślana, aby eliminować w jak największym stopniu potencjalne źródła zagrożeń,
  • osłony, które ograniczają dostęp lub chronią przed rażeniem elementami poruszającymi się (np. wiórami, czy rozpryskami),
  • elementy chroniące przed szkodliwymi emisjami, promieniowaniem itd.
Ze względu na rozwój technologii sterowania stało się obecnie również możliwe konstruowanie zintegrowanych układów sterowania, które są zdolne realizować obie funkcje sterowania w ramach jednego sterownika programowalnego, przy założeniu spełnienia wszystkich wymagań dla układów bezpieczeństwa przez sprzęt i oprogramowanie. Technologia ta jest określana angielskojęzycznym mianem "safety integrated". Oczywiście sterowniki z implementowanymi funkcjami bezpieczeństwa zawierają specjalne funkcje, takie jak sumy kontrolne, czy system haseł dostępowych. Jest to jednak inny, obszerny temat.
Ze względu na koszty, lub specyfikę danej aplikacji czy też zakładu należy rozważyć opłacalność stosowania układów sterowania rozdzielnych lub zintegrowanych. Generalnie obecnie stosowanie układów zintegrowanych jest opłacalne w większych maszynach, lub aplikacjach, które podlegają rozbudowie, więc muszą mieć otwartą, elastyczną architekturę sterowania.
Elementy zatrzymania awaryjnego.
Jednym z najważniejszych elementów bezpieczeństwa maszyny jest układ awaryjnego zatrzymania napędu. Z definicji maszyny wynika, że posiada ona co najmniej jedną część ruchomą, która jest napędzana, a więc może stanowić potencjalne zagrożenie dla obsługi. Należy, zatem wyposażyć ów napęd w układ awaryjnego zatrzymania.
Na rysunku nr 2 przedstawiono ogólną strukturę układu sterowania, natomiast na rysunku nr 3 widzimy odniesienie struktury układu do przykładowej, rzeczywistej aplikacji zrealizowanej w oparciu o nowoczesny, półprzewodnikowy przekaźnik bezpieczeństwa z rodziny SIGUARD SIEMENSA. Przekaźnik ten pozwala na realizację układu bezpiecznego zatrzymania napędu realizując wszystkie funkcje wymagane normą PN-EN 418.
 
Struktura zatrzymania awaryjnego
 
Rys. 2 Ogólna struktura układu zatrzymania awaryjnego.
 
Opis działania przekaźnika:
Przekaźnik bezpieczeństwa 3TK2840 posiada dwa wyjścia półprzewodnikowe. Układ trzech diod LED wskazuje stan pracy i funkcję przekaźnika.
W czasie pracy wszystkie elementy obwodów wewnętrznych są cyklicznie monitorowane w celu wykrycia ewentualnych uszkodzeń.
Należy połączyć przycisk STOPU BEZPIECZEŃSTWA lub wyłącznika krańcowego odpowiednio z zaciskami Y11, Y12 lub Y21, Y22. Należy połączyć przycisk resetu ręcznego (ON) szeregowo ze stykami pomocniczymi typu NC wyjściowych elementów wykonawczych (obwód sprzężenia zwrotnego) do zacisków Y33 i Y34.
Przekaźnik bezpieczeństwa i sterowanie styczników K1 oraz K2 muszą mieć ten sam potencjał odniesienia.
Kategorię bezpieczeństwa 3 wg PN-EN 954-1 osiąga się jedynie w układzie 2 zewnętrznych elementów wykonawczych ze stykami pomocniczymi w logice dodatniej.
Do zasilania układu należy zastosować zasilacz spełniający wymagania normy IEC 60536 w III kategorii bezpieczeństwa (SELV lub PELV)!
Przy projektowaniu układu konieczne jest uwzględnienie dopuszczalnej obciążalności styków wyjściowych i długości kabli, zgodnych z instrukcją przekaźnika.
 
Przykład schematu aplikacyjnego


Rys. 3 Przykład schematu aplikacyjnego w oparciu o przekaźnik bezpieczeństwa serii SIGUARD 3TK2840.. firmy SIEMENS.
 
Przekaźnik może być wykorzystany w różnych układach sterowania i oczywiście również do zatrzymywania więcej niż jednego układu napędowego.
Podsumowanie.
Współczesne podejście do zagadnień bezpieczeństwa maszyn wymaga starannego i kompleksowego przeanalizowania ryzyka wynikającego z pracy maszyny. Prawidłowe rozwiązanie problemu bezpieczeństwa należy realizować kompleksowo, za pomocą konstrukcji maszyny, podstawowych zabezpieczeń, takich jak np. osłony oraz układu sterowania bezpieczeństwem, a w tym bezpiecznym zatrzymaniem, spełniającego określone wymagania.
Funkcja bezpiecznego zatrzymania może być realizowana tylko za pomocą układu certyfikowanych elementów składowych, połączonych i zasilonych w sposób prawidłowy.
Należy pamiętać, ze samo zastosowanie w maszynie układu sterowania bezpiecznym zatrzymaniem nie stanowi rozwiązania problemu bezpieczeństwa maszyny, który jest zagadnieniem złożonym.
 
KLUB "PARAGRAF 34"
W odpowiedzi na potrzebę wypełnienia pewnej luki informacyjnej pomiędzy wiadomościami o charakterze prawnym, a suchymi danymi katalogowymi dotyczącymi produktów służących do zrealizowania układu sterowania bezpiecznym zatrzymaniem maszyny z inicjatywy firmy SIEMENS powstało forum służące wymianie informacji w środowisku osób zawodowo związanych z bezpieczeństwem maszyn pracujących w przemyśle. Zatem głównym celem działania jest powiązanie ogólnej koncepcji bezpieczeństwa maszyny z konkretnym systemem automatyki zintegrowanej z układem sterowania i poszukiwanie rozwiązań realnych problemów.
Nazwa klubu nawiązuje do paragrafu 34. rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 30 października 2002 roku w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy w zakresie użytkowania maszyn przez pracowników podczas pracy. Rozporządzenie to wprowadziło do prawa polskiego wymagania Dyrektywy WE i zdefiniowało minimalne wymagania bezpieczeństwa dla maszyn używanych.
Wszystkie osoby zainteresowane, a w szczególności managerów, pracowników służb utrzymania ruchu, projektantów maszyn, pracowników działów jakości, inwestycji i BHP zapraszamy do aktywnego udziału!
 

kategoria: Artykuły

Oceń ten wpis:

Głosy: 3.6/10 (163 głosów)

Komentarze (9) Dodaj swoją opinię
2016-12-07 |  Suchy[-]
Witam
Mam pytanie. Jeśli maszyna jest wyposażona w przekaźnik bezpieczeństwa podłączony dwutorowo, przycisk resetu ręcznego bez sprzężenia zwrotnego z elementów wykonawczych to w takim przypadku jaka kategoria bezpieczeństwa jest spełniona?
Pozdrawiam
2017-02-27 |  EdekZZ[-]
Ciekawy artykuł związany z przekaźnikiem bezpieczeństwa można poczytać pod linkiem - http://www.falowniki24.info.pl/praktyka/art-237.html - tytuł: "Perypetie z przekaźnikiem bezpieczeństwa"
2018-03-07 |  Davidiroth[-]
Do you want something new? Look at this site. Only here the choice of girls for every taste and completely free! They are obedient slaves, they will do everything you say!
http://vik.shortcm.li/trust#4g
2018-04-30 |  Goveiroth[-]
Thank you for your consultation. Here is the private link we discussed!
http://vik.shortcm.li/gov_course#V47
2018-05-07 |  Goveiroth[-]
If you! need something super new? Look at this link. Only there the choice of girls for every desire and completely free! They are obedient slaves, they will perform anything you order !
http://gov.shortcm.li/kings#L8
2018-06-15 |  Goveiroth[-]
Can you! want something new? Open and look at this website. Only here the choice of slaves for every taste and completely free! They are good slaves, they will implement everything you order !
http://gov.shortcm.li/kings#T29
2018-06-15 |  Goveiroth[-]
Can you! need something new? Take a look at this link. Only here the choice of hot girls for every taste and completely free! They are responsible slaves, they will do anything you say !
http://gov.shortcm.li/kings#M55
2018-07-03 |  Doveiroth[-]
Do you! need something extremely new? Look at this site. Only there the choice of young girls for every desire and completely free! They are wettest slaves, they will and want perform anything you command !
http://gov.shortcm.li/kings#T20
2018-08-22 |  Clieeiroth[-]
Do you prefer something new? Look at this site. Only there the choice of hot pussy girls for every taste and completely free! They are obedient slaves, they will and want perform anything you command !
http://gov.shortcm.li/kings1#Q38
Zostaw komentarz: