Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine

Serie FF-SR
Moduli di sicurezza
I moduli di controllo di sicurezza vengono utilizzati per interfacciare dispositivi di sicurezza quali barriere
optoelettroniche di sicurezza, pedane di sicurezza, dispositivi di scansione laser, interruttori di sicurezza ecc.
in maniera sicura ed affidabile.
La sicurezza della macchina non si limita al semplice utilizzo dei dispositivi di sicurezza, ma si basa in
particolare su una corretta progettazione dell'interfaccia di sicurezza.
L'anello più debole della catena di sicurezza determina il livello complessivo
di sicurezza.
L'interfaccia tra i sensori di sicurezza e i circuiti di controllo della macchina è una parte critica ed importante
nell'implementazione di una soluzione affidabile per la sicurezza di un controllo. L'utilizzo dei moduli di
sicurezza agevola tal compito.
CONCETTO DI CONTROLLO DI MACCHINA
Sensori di sicurezza e
dispositivi di commutazione
Barriera
optoelettronica
di sicurezza
PER L'INTERFACCIAMENTO DEI DISPOSITIVI DI SICUREZZA HONEYWELL
Controllo
bimanuale
Condizione di
funzionamento
Monoraggio
Funzione di
Condizione
retrocontrollo Circuiti di controllo
Movimento macchina
di
(controllo FSD) di sicurezza della funzionapericoloso
macchina (hardware) mento
Pedana di
sicurezza
M
Condizione
di
funzionamento
Dispositivo
di scansione
laser di sicurezza
Informazioni
sul ciclo
Monitoraggio
delle
informazioni
diagnostiche
Controllore
logico
programmabile
(PLC)
Informa- Movimento/controllo
macchina non
zioni
pericoloso
sul ciclo
M
Interruttore di
sicurezza e
azionamento a fune
Controlli
Arresto di
emergenza
Ingressi standard non
legati alla sicurezza
Informazioni
sul ciclo
Sensori di
Attuatori
sicurezza
Catena di sicurezza della macchina
Fare riferimento alla tabella delle compatibilità a pag. 231 per determinare quale dispositivo di sicurezza
può essere utilizzato con un dato modulo di sicurezza.
Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine
• Prodotti per la sicurezza industriale •
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Moduli di arresto di emergenza
I moduli di arresto di emergenza sono stati studiati per l'uso in circuiti di arresto di
emergenza quando é presente un pericolo per il personale o per i macchinari.
Un circuito di arresto di emergenza è costituito da una parte attuatrice (pulsante
arresto di emergenza o altro dispositivo di sicurezza) e da una parte di controllo
(modulo di arresto di emergenza). In un circuito di arresto di emergenza il modulo di
arresto di emergenza funge da unità logica di controllo.
Se si aziona il dispositivo di emergenza, la condizione di arresto di emergenza viene trasmessa attraverso i
contatti di sicurezza del modulo ai circuiti di controllo della macchina in modo da arrestare il movimento
pericoloso e/o interrompere l'alimentazione elettrica.
Un modulo di arresto di emergenza riceve segnali di ingresso da dispositivi di sicurezza quali
• Pulsanti di arresto di emergenza
• Apparecchiature di protezione elettrosensibili (ESPE) (in base alla norma IEC/EN 61496 parti 1 e 2),
• Pedane di sicurezza
• Interruttori finecorsa di sicurezza.
In base al numero di canali di ingresso del dispositivo di sicurezza, sono disponibili due tipi di moduli di
arresto di emergenza:
• Moduli di arresto di emergenza a canale singolo (per interfacce fino alla Categoria 2 della norma EN 954-1)
• Moduli di arresto di emergenza a canale doppio (per interfacce fino alla Categoria 4 della norma
EN 954-1, ovvero a controllo affidabile secondo le norme OSHA e ANSI).
La categoria di sicurezza raggiungibile nelle interfacce di controllo di sicurezza, secondo la norma EN 954-1
("Parti dei circuiti di controllo legate alla sicurezza"), dipende in parte dal tipo di modulo di arresto di
emergenza utilizzato.
þ
Moduli di arresto di emergenza a canale singolo:
Questo tipo di moduli di arresto di emergenza possiedono soltanto un ingresso a
canale singolo e sono studiati per essere collegati a dispositivi di sicurezza con
uscita a canale singolo.
Tuttavia, non essendovi ridondanza in un ingresso a canale singolo, nei circuiti di
ingresso del modulo di arresto di emergenza non è possibile attuare il
rilevamento incrociato dei guasti.
Inoltre, con questo tipo di moduli non è possibile il rilevamento di un guasto di
linea al pulsante di avvio o del blocco di un pulsante di avvio.
Tali guasti possono indurre situazioni pericolose con conseguente probabile riduzione della sicurezza.
I moduli di arresto di emergenza a canale singolo sono adatti per interfacce fino alla Categoria 2
della norma EN 954-1.
Ai moduli di arresto di emergenza a canale singolo è possibile collegare i seguenti dispositivi di
sicurezza:
• Pulsanti di arresto di emergenza a canale singolo
• Interruttori finecorsa di sicurezza.
Se un modulo di arresto di emergenza a canale singolo non garantisce il livello di sicurezza richiesto,
utilizzare un modulo di controllo di sicurezza a canale doppio.
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• Prodotti per la sicurezza industriale •
Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine
þ
Moduli di arresto di emergenza a canale doppio:
I moduli di arresto di emergenza con ingresso a due canali sono studiati per il
collegamento a dispositivi di sicurezza con uscite a due canali.
Poiché i due canali sono alimentati con tensioni diverse, verrà effettuato il
rilevamento dei guasti nel circuito di ingresso evitando il riavvio del modulo.
I guasti di linea al pulsante di avvio o il blocco di un pulsante di avvio vengono
rilevati con conseguente impossibilità di riavviare il modulo: se il pulsante di avvio è già chiuso
prima che gli ingressi vengano alimentati, non sarà posibile alimentare i contatti di uscita. Se si
verifica un guasto di linea al pulsante di avvio dopo che la macchina è stata avviata, al ciclo
sucessivo verrà rilevato ed i contatti di uscita non verranno alimentati.
I moduli di arresto di emergenza a canale doppio sono adatti per interfacce fino alla Categoria 4
della norma EN 954-1 e sono conformi alla definizione di controllo affidabile secondo le norme
OSHA e ANSI.
È possibile collegare dispositivi di sicurezza quali:
• Pulsanti di arresto di emergenza
• Apparecchiature di protezione elettrosensibili (ESPE) (secondo la norma IEC/EN 61496 parti
1 e 2)
• Pedane di sicurezza
• Interruttori finecorsa di sicurezza.
Modulo di sicurezza per comandi bimanuali
I sistemi di controllo di sicurezza per comandi bimanuali garantiscono la protezione da eventuali lesioni alle
mani dovuti a movimenti pericolosi delle macchine.
Un sistema di controllo di sicurezza per comandi bimanuali è costituito da due elementi:
• Un quadro comandi con dispositivi di comando bimanuali
• Un modulo (o un circuito di comando) di sicurezza per comandi bimanuali collegato al modulo di
comando.
Il dispositivo di sicurezza per comandi bimanuali deve essere azionato con entrambe le mani
contemporaneamente in modo da ottenere la chiusura delle uscite del modulo di sicurezza per comandi
bimanuali. Il modulo di sicurezza per comandi bimanuali trasmette il segnale di uscita ai circuiti di controllo
della macchina, consentendo il funzionamento della macchina.
Il comando bimanuale deve essere situato all'esterno dell'area di pericolo, in modo da non permettere
all'operatore l'accesso a tale area prima del completo arresto della macchina. Il rilascio di uno o di entrambi i
dispositivi bimanuali attiva immediatamente il comando di arresto della macchina. Se è stato rilasciato solo
uno dei dispositivi bimanuali, la macchina può essere riavviata soltanto dopo il rilascio dell'altro dispositivo e
la riattivazione di entrambi.
Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine
• Prodotti per la sicurezza industriale •
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Tipi diversi di comandi bimanuali (Tipo per EN 574: Controlli bimanuali)
Caratteristiche
Tipo I
Uso di entrambe le mani per avviare il ciclo
È necessario azionare entrambi i dispositivi
bimanuali per tutta la durata del ciclo pericoloso
Relazioni tra i segnali di ingresso/uscita.
Il rilascio di uno o di entrambi i dispositivi
bimanuali arresta il movimento pericoloso
Operazione rischiosa
A prova di manomissione
Rilascio di entrambi i dispositivi bimanuali per il ravvio
Azione sincrona (massimo 0,5 s tra i segnali)
Passi per garantire il mantenimento delle funzioni di sicurezza:
Componenti ben collaudati (Categoria 1 della EN 954-1)
Rilevamento di un guasto singolo (Categoria 3 della EN 954-1)
Autodiagnostica permanente (Categoria 4 della EN 954-1)
Categoria conforme a EN 954-1
Tipo II Tipo IIIA Tipo IIIB Tipo IIIC
l
l
l
l
l
l
l
l
l
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l
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l
l
l
l
l
l
l
l
1
3
1
3
4
l
l
l
l
l
l
l
Riattivazione del segnale di uscita: il rilascio di uno o di entrambi i dispositivi di sicurezza arresta il
movimento pericoloso. Il riavvio è possibile soltanto se entrambi i dispositivi di sicurezza sono stati
rilasciati.
Sicurezza su guasto singolo: dopo un guasto, il sistema bimanuale non deve essere convertito in
monomanuale né deve consentire un avvio rischioso. Non tutti i guasti vengono rilevati e il loro
accumulo può portare alla perdita della funzione di sicurezza.
Autodiagnosi: Il sistema rileverà il primo guasto nel circuito e arresterà il movimento pericoloso. I
guasti devono essere rilevati prima che possano causare la perdita della funzione di sicurezza.
Modulo di sicurezza per controllo porte
Le porte meccaniche impediscono l'accesso a zone pericolose. Tali porte sono studiate per
limitare o impedire l'accesso a zone interessate da movimenti pericolosi del macchinario.
Possono essere dotate di dispositivi di bloccaggio o di interblocco, generalmente
interruttori finecorsa, microinterruttri o altri sensori di sicurezza.
Quando il dispositivo di bloccaggio è attivato dallo spostamento della porta di protezione,
vengono generati due tipi di informazioni:
• Porta aperta: Il dispositivo di bloccaggio attiva un comando di arresto.
• Porta chiusa: Il dispositivo di bloccaggio consente il riavvio della macchina ma
non lo attiva.
EN 60204 9.3.1
La chiusura della porta di protezione non deve dare inizio ad un movimento o ad un'operazione che possa
dare luogo ad una situazione pericolosa.
Basso livello di sicurezza (Categoria 1 o 2 della EN 954-1)
Le norme di sicurezza prevedono un dispositivo di bloccaggio costituito da un unico interruttore meccanico di
posizione, attivato in modo positivo e con contatto ad apertura positiva.
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• Prodotti per la sicurezza industriale •
Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine
Livello di sicurezza ottimale (Categoria 3 o 4 della EN 954-1)
Le norme di sicurezza prevedono un dispositivo di bloccaggio costituito da
due interruttori meccanici di posizione, funzionanti in modi opposti (vedere
gli schemi riportati di seguito):
• Uno con il contatto normalmente chiuso attivato dalla porta in modo
positivo
• Uno con il contatto normalmente aperto attivato dalla porta in modo
negativo.
Aperto
Chiuso
Porta
Interruttore 2
Interruttore 1
Modo negativo
Modo positivo
Modulo di espansione
Il modulo di espansione consente la moltiplicazione dei contatti per i moduli di controllo di sicurezza o altri
dispositivi di sicurezza dotati di sistemi di monitoraggio a relè esterni (FSD). Il corretto funzionamento del
modulo FF-SRE3081 è controllato dal circuito FSD del dispositivo di sicurezza principale.
Moduli ad azione ritardata
I moduli ad azione ritardata possono essere utilizzati assieme ai moduli di arresto di
emergenza. Il modulo di arresto di emergenza segnala immediatamente la condizione di
arresto di emergenza ai circuiti di controllo della macchina. È possibile usare il modulo ad
azione ritardata per mantenere in funzione per un breve periodo alcune macchine non interessate dalla
condizione di sicurezza per evitare condizioni pericolose o per semplificare il ciclo di arresto e riavvio della
macchina. Questi tipi di arresto sono menzionati nella norma EN 418 come arresti di emergenza di Categoria 1.
Applicazioni tipiche:
• Consente l'apertura di una porta di sicurezza dopo un determinato intervallo di tempo
• Attiva un freno per arrestare il movimento pericoloso
• Scollegamento dell'alimentazione elettrica dall'interfaccia di sicurezza dopo l'arresto del movimento
pericoloso.
Controllo di arresto albero motore
Il modulo di monitoraggio di arresto rileva l'arresto di motori asincroni monofase o
trifase misurando la forza controelettromotrice indotta sugli avvolgimenti di statore del
motore. Sono spesso usati con interruttori azionati a chiave con solenoide per bloccare
la porta finché il movimento pericoloso non termina.
Inoltre, l'introduzione di una componente a corrente continua consente anche il
rilevamento dell'interruzione di un conduttore nel circuito di misura.
Applicazioni tipiche:
• Controllo di arresto motore per motori asincroni trifase o monofase
• Sblocco di una porta che protegge una macchina rotante solo quando il movimento di questa si è arrestato
• Usato per attivare un freno di emergenza.
Nota: L'uso di un modulo ad azione ritardata non è consigliabile se il tempo di arresto del macchinario non è
prevedibile. Utilizzare il modulo di controllo arresto motore per determinare il tempo di arresto esatto.
Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine
• Prodotti per la sicurezza industriale •
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8
Specifiche
Serie FF-SR
Moduli di arresto
di emergenza
a canale singolo
Moduli di arresto
di emergenza
a canale doppio
Modulo di
Modulo di
Modulo di
sicurezza per sicurezza per sicurezza per
barriera optoeletcomandi
controllo porte
tronica FF-SYA
bimanuali
Modulo di
estensione
Modulo ad
azione
ritardata
Modulo
controllo
arresto
motore
Riferimento
FF-SRS5924
FF-SRS5934
FF-SRS5925
FF-SRS5935
FF-SRS5988
FF-SRS5939
FF-SR25980
FF-SRD5985
FF-SRE3081
FF-SRT
FF-SR05936
Approvazioni
BG
UL/CSA
BG
UL/CSA
BG
UL/CSA (imminente)
BG
UL/CSA
BG
UL/CSA
BG
UL/CSA (imminente)
BG
UL/CSA
BG
UL/CSA
BG
UL/CSA
UL/CSA
UL/CSA
Interfacce di sicurezza
fino alla Categoria …
(secondo EN 954-1)
2
2
4
4
4
4
1
4
4(1)
1(2)
1(2)
Canali di ingresso
1
1
2
2
2
2
2
2
2
1o2
1
24 Vdc
24 Vdc
120 Vac
230 Vac
24 Vac/dc
24 Vdc
120 Vac
230 Vac
24 Vdc/120 Vac
24 Vdc/230 Vac
24 Vdc
24 Vdc
120 Vac
230 Vac
24 Vdc
120 Vac
230 Vac
24 Vdc
120 Vac
230 Vac
24 Vdc
120 Vac
230 Vac
24 Vdc
120 Vac
230 Vac
Contatti di sicurezza
3 NA
2 NA
2 NA
3 NA
6 NA
2 NA
2 NA
2 NA
7 NA
1 NC
1 NA
1 NC
2 NA
2 NC
Contatti ausiliari
1 NC
-
1 NC
1 NC
1 NC
1 NC
-
-
-
-
-
10 mA - 10 A
1 mA - 7 A
1 mA - 10 A
1 mA - 10 A
1 mA - 6 A
1 mA - 10 A
1 mA - 10 A
1 mA - 10 A
30 mA - 8 A
10 mA - 10 A
35 ms
15 ms
25 ms
30 ms
15 ms
30 ms
30 ms
15 ms
-
2 s (dopo che la
Tensioni
• Prodotti per la sicurezza industriale •
Corrente di commutazione 10 mA - 4 A
Tempo di risposta
35 ms
tensione è < 20 mV)
Contemporaneità dei
due segnali di ingresso
Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine
-
-
nessuna
nessuna
nessuna
< 30 ms
< 500 ms
<3s
-
-
-
Rilevamento guasti
incrociato
no
no
sì
sì
sì
no(3)
sì
sì
sì(4)
-
Rilevamento di
conduttore interrotto
nell' ingresso di
misura tra i canali di
ingresso
FSD-Monitoraggio
sì
sì
sì
sì
sì
sì
sì
sì
-
-
-
Monitoraggio del
pulsante di avvio
no
no
sì
sì
sì
sì
Solo avvio
automatico
-
-
-
Morsettiera rimovibile
sì
no
sì
sì
sì
sì
no
no
sì
no
no
22,5 mm /
0.89 pollici
45 mm /
1.77 pollici
22,5 mm /
0.89 pollici
45 mm /
1.77 pollici
100 mm /
3.93 pollici
45 mm /
1.77 pollici
45 mm /
1.77 pollici
45 mm /
1.77 pollici
100 mm /
3.93 pollici
45 mm /
1.77 pollici
45 mm /
1.77 pollici
Larghezza
(1)
(2)
(3)
(4)
La categoria di sicurezza dipende dalla categoria del modulo di controllo di sicurezza principale
Si può raggiungere una categoria di sicurezza superiore (in base all'interfaccia)
Il rilevamento incrociato dei guasti sugli ingressi del modulo FF-SRS5939 viene rilevato dalle uscite statiche a prova di guasto della barriera optoelettronica FF-SYA
Dipende dalla connessione del modulo FF-SRE
Serie FF-SR Specifiche
Moduli di sicurezza per interfacciamento macchine
Compatibilità tra dispositivi
di sicurezza Honeywell e
moduli di controllo
di sicurezza
Riferimento
Interfacce di sicurezza fino
allacategoria...(secondoEN954-1)
Moduli di arresto
di emergenza
a canale singolo
Moduli di arresto
di emergenza
a canale doppio
Modulo di
Modulo di
Modulo di
Modulo di
sicurezza per sicurezza per sicurezza
estensione
barriera optoelet- comandi per controllo
tronica FF-SYA bimanuali
2
4
4
4
FF-SB, FF-LS: barriera
optoelettronica di tipo 4
• Prodotti per la sicurezza industriale •
FF-SM: pedana
di sicurezza
FF-SE: dispositivo di scansione
laser di sicurezza
GKR/L: interruttori di sicurezza
elettromagnetici a chiave
GSS: interruttore di
sicurezza globale
24CE/924CE: interruttore
di sicurezza miniaturizzato
FF-SRE3081:
modulo di estensione
FF-SRT: modulo
ad azione ritardata
FF-SR05936: modulo
controllo arresto motore
l
(1)
(2)
(3)
4
1
4
Modulo
controllo
arresto
Modulo
muting di
Categoria 4
motore
4(1)
FF-SRT
1(2)
FF-SR05936 FF-SRM100P2
1(2)
l
FF-SYA: barriera
optoelettronica di tipo 4
GKM, GK: interruttori di
sicurezza a chiave
porte
FF-SRS5924 FF-SRS5934 FF-SRS5925 FF-SRS5935 FF-SRS5988 FF-SRS5939 FF-SR25980 FF-SRD5985 FF-SRE3081
2
Modulo ad
azione
ritardata
4
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
(3)
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Possibilità di interconnessione
La categoria di sicurezza dipende dalla categoria del modulo di controllo di sicurezza principale
Se può raggiungere una categoria di sicurezza superiore (in base all'interfaccia utilizzata)
Ecceto FF-SB12ER02o-S2 (senza controllo FSD)
Tabella di compatibilità
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