Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Безопасность и непрерывная работа производства

2 июля 2020 г. в 13:57

Количество задач функциональной безопасности автоматизированных процессов растет с каждым днем, что требует еще больше внимания инженеров и проектировщиков систем автоматизации. На помощь специалистам приходят обновленные стандарты и технологии безопасности, например, бесконтактные датчики безопасности PSRswitch (рисунок 1).

Датчик безопасности PSRswitch
Рисунок 1. Датчик безопасности PSRswitch на защитном ограждении

Датчики безопасности используются в машиностроении, на конвейерных и сборочных производствах легкой и тяжелой промышленности для предотвращения получения травм персоналом и защиты оборудования от несанкционированного доступа. В свою очередь, для всего разнообразия датчиков безопасности созданы гармонизированные стандарты, которые предлагают определенный подход к выбору, установке, настройке и эксплуатации соответствующих устройств защиты. Все перечисленные требования к датчикам безопасности детально описаны в международных стандартах типа B2. Стандарты этого типа определяют требования к оборудованию безопасности или описывают специальные требования безопасности для различных категорий производственного оборудования. Применение этих стандартов позволяет привести оборудование к требованиям технических регламентов безопасности машин и оборудования (ТР ТС 010/2011) при условии, что стандарт типа «С» или оценка риска подтверждают достаточность принятых мер безопасности стандартов типа «В». Таблица 1 содержит неполный список применимых стандартов типа «В» для датчиков безопасности, которые могут быть полезными при реализации систем безопасности.

Таблица 1: Перечень стандартов типа «В» для датчиков безопасности

Обозначение стандарта Краткое наименование
ГОСТ ЕН 418-2002 Установки аварийного выключения. Функции. Принципы проектирования
СТБ ЕН 574-2006 ГОСТ ИСО 13851-2006 Устройство управления двуручное. Функциональные аспекты и принципы конструирования
ГОСТ ЕН 1760-1-2004 Защитные устройства, реагирующие на давление. Основные принципы конструирования и испытаний ковриков и полов, реагирующих на давление
ГОСТ ЕН 1088-2002Блокировочные устройства, связанные с защитными устройствами. Принципы конструирования и выбора
ГОСТ IEC 61496-1-2016 Защитная электрочувствительная аппаратура. Часть 1. Общие требования и испытания

Полный список стандартов может быть изучен на интернет-странице Таможенного союза.

Стандартизированный подход к требованиям интерфейса

Как упоминалось ранее, стандарты охватывают множество требований к датчикам безопасности, включая принципы работы, электротехнические параметры, требования к проектированию для предотвращения внешнего воздействия и манипуляций. Несмотря на это, стандарты не содержат требований к параметрам интерфейса между датчиком и логическим устройством, например, реле или контроллеру безопасности. С другой стороны, стандарт ГОСТ ISO 13849-1 имеет определенные требования к функционалу динамических тестовых импульсов для достижения необходимого уровня диагностического охвата. Реализация этих требований на практике может привести к проблемам совместимости датчиков и логических устройств безопасности. В свою очередь, эта несовместимость может привести к проблемам эксплуатации и снизить надежность функции безопасности даже после завершения проверки надежности системы безопасности.

В «Классификация бинарных интерфейсов 24 В — Аспекты функциональной безопасности с динамическим тестированием» авторства немецкой «Ассоциации производителей электротехники и электроники» (ZVEI) заявлено, что несовместимость оборудования является одной из самых важных задач, которую сегодня необходимо решать инженерам и проектировщикам АСУТП. Данная публикация немецких коллег направлена на стандартизацию электротехнических параметров интерфейса и позволяет облегчить реализацию автоматизированных систем безопасности. Если говорить подробнее, этот документ описывает четыре различных типа интерфейса и рекомендует производителям устройств безопасности классифицировать и публиковать параметры интерфейса в документации к собственной продукции.

Растущая необходимость в надежных технологиях безопасности

Как мы видим, количество нюансов и требований стандартов безопасности непрерывно растет, что вызывает необходимость в датчиках безопасности, которые используют самые современные технологии. Хорошим примером таких технологий является технология RFID, которая уходит корнями в оборонную промышленность. Маломощный передатчик (датчик) передает электромагнитный сигнал к приемнику (исполняющему устройству) с закодированным чипом RFID. После установки датчика код чипа программируется путем привязки исполняющего устройства. Если датчик узнает код, выходные сигналы безопасности датчика активируются, и оператор может приступить к работе с установкой. Использование данных бесконтактных технологий особенно эффективно в установках, подверженных вибрации, т. к. не используется традиционный язычковый механизм. Кроме того, система кодирования и принцип работы датчика позволяет значительно снизить вероятность манипуляций и обхода защиты, например, в случае с поднесенным магнитом для имитации закрытия ограждения.

Другой крайне полезной технологией для реализации датчиков безопасности являются микропроцессоры. Современные микропроцессорные технологии требуют все меньше пространства, и становится легче внедрить 32-битную вычислительную мощность в сверхкомпактный корпус датчика безопасности. Кроме выходных сигналов безопасности для обнаружения неисправностей, современные датчики поддерживают сигналы безопасности ввода при последовательном подключении устройств защиты. Эта особенность позволяет передать функционал устройства ввода/вывода от шкафа управления к полевому устройству и, как следствие, уменьшается требуемый объем пространства для контроллера безопасности за счет использования компактного датчика безопасности (рисунок 2).

Датчик PSRswitch
Рисунок 2: Функциональный и компактный датчик PSRswitch с применением современных технологий

Безопасность и дополнительные возможности с IO-Link

Миграция функционала от верхнего уровня на уровень датчика безопасности не ограничивается исключительно преимуществами для реализации концепции функциональной безопасности. Становится ясно, что данные, собранные на уровне датчика, могут быть полезны и при реализации концепта цифрового производства. Путем реализации канала связи между микропроцессорным датчиком и верхним уровнем стандартные пакеты данных могут передаваться к соответствующему шлюзу или логической системе. В свою очередь, появляется возможность автоматического сбора всех событий системы безопасности в процессе эксплуатации производственного оборудования. Последующая обработка и хранение полученной информации позволяет сократить и предотвратить нежелательные простои оборудования.

Описанные возможности легко реализуются на современных реле безопасности. Долгое время функционал обычного реле безопасности был ограничен отключением опасных механизмов. Дополнительные функции, такие как интеллектуальная диагностика системы безопасности, встречались достаточно редко и только в технологичном оборудовании. Совсем недавно компания Phoenix Contact разработала компактное реле безопасности PSR-MC42 с поддержкой интерфейса IO-Link в корпусе 17.5 мм. Это реле безопасности поддерживает работу с RFID-кодированными датчиками безопасности PSRswitch и позволяет контролировать каждое защитное ограждение через собственный протокол и коммуникацию с интерфейсом IO-Link. Например, становится возможным получать детальные данные диагностики каждого ограждения: «Дверь открыта», «Ожидание сброса», «Ошибка I/O», и др.

Реле безопасности PSR-MC42 поддерживает до 30 последовательно подключенных датчиков PSRswitch и обеспечивает диагностику всего контура безопасности с наивысшим уровнем безопасности (PLe). В свою очередь, использование IO-Link мастера позволяет управлять приводом производственного оборудования под контролем реле безопасности за счет двух независимых контуров PSR-MC42, один из которых может быть использован для группы датчиков защитных ограждений, а другой, например, для аварийного останова нагрузки до 6 А (рисунок 3).

Схема реле безопасности с интерфейсом IO-Link и датчиков PSRswitch
Рисунок 3: Схема реле безопасности с интерфейсом IO-Link и датчиков PSRswitch

Заключение

Датчик безопасности PSRswitch от Phoenix Contact отвечает всем требованиям современных стандартов и технических регламентов безопасности машин и оборудования. Кроме того, реализация датчиков безопасности PSRswitch в паре с реле безопасности PSR-MC42 позволяет сократить и предотвратить нежелательные простои оборудования за счет функциональных возможностей интерфейса IO-Link без снижения общей безопасности производственного оборудования.

Автор: Аркадий Давыденко

Дополнительная информация

Источник: ООО «Феникс Контакт РУС»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

АвалонЭлектроТех — российское научно-производственное объединение с 20-летней экспертизой в области электротехники и промышленной автоматизации, лидирующий на рынках РФ и ЕАЭС. Сегодня АвалонЭлектроТех является структурой инвестиционного холдинга «Авалон Групп» со 100% Российским капиталом.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Дуговая защита, устройства релейной защиты и автоматики (н/м)

Для защиты ячеек КРУ и КСО дуговые защиты: «ОВОД-МД», «ОВОД-Л»,РДЗ; ОРИОН-ДЗ. Цифровые устройства релейной защиты и автоматики «Сириус» и «Орион». Цифровые регистраторы аварийных процессов РП, вольтамперфазометры ВАФ, регистраторы качества электроэнергии РК, напряжения и тока Парма РК , генератор напряжения Парма ГС 8. Калибратор напряжения и тока Парма ГС 8.033. Преобразователи измерительные «ПАРМА Т400». Регистратор тока Парма РТ1.16.
Дуговая защита, устройства релейной защиты и автоматики (н/м)

ПРОДАМ: Автоматы и предохранители Курского завода

Постоянно реализуем автоматические выключатели: А63,АП, АЕ, ВА57-35, ВА21-29; ВА55; рубильники ВР32 на 100А; 250А; 400А и 630А; предохранители: ПН2, ПП57, ПНБ5, ПНБ7, НПН2-60. Быстрые сроки поставки, постоянное наличие серийных исполнений. Цены и каталоги на www.brain.promzone.ru
Плотников Александр · Брэйн · 18 марта · Россия · Курская обл

ПРОДАМ: Релейная защита Сириус. Радиус Автоматика.

Для монтажных и производственных бригад/предприятий действуют особые условия. Реле защиты «Сириус» — устройство предназначено для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления В НАЛИЧИИ Реле защиты «Сириус-21Д-5А-220В-И3 Реле защиты „Сириус-ТН-220В-И1“ Реле защиты „Сириус-033-220В-И4-тх“ Реле защиты „Сириус-2-БСК“ Реле защиты „Сириус-2-В“ Реле защиты „Сириус-2-Л-5А-220В-И1“ Реле защиты „Сириус-21-Л-5А-220В-И1“ Реле защиты „Сириус-2-МЛ-5А-220В-И1“ Реле защиты „Сириус-2С“ Реле защиты „Сириус-21С“ Реле защиты Сириус-ОЗЗ Реле защиты „Сириус-Т“ Реле защиты „Сириус-УВ-5А-220В-И1“ Цена 85 000 руб./шт. Ссылка на сайт https://magazinenergetiki.ru Микропроцессорное устройство защиты и автоматики Радиус Автоматика. РЗА Сириус.
Александров Владимир · Магазин Энергетики · 4 марта · Россия · г Москва
Релейная защита Сириус. Радиус Автоматика.

ПРОДАМ: Автоматика для котельных (запально-защитные устройства, приборы контроля, регуляторы, датчики, исполнительные механизмы

запально-защитные устройства-ЗЗУ, ЭЗ, прибры контроля пламени и управления розжигом Ф34.2, ФЭСП, БУР, КРиК, Луч, Парус, СЛ-90, ДПФ, регуляторы Протар, Минитерм, РС25, РС29. Низкие цены, доставка по России.
Отдел продаж · Энергопромавтоматика · 22 марта · Россия · Московская обл
Автоматика для котельных (запально-защитные устройства, приборы контроля, регуляторы, датчики, исполнительные механизмы

ПРОДАМ: Выключатель рудничный штепсельный ВРН-Ш/Р-400, вилка ССН-Ш-В (аналог разъединителя «BERG»)

ООО «Завод взрывозащищённого и общепромышленного оборудования „Горэкс-Светотехника“ образован на базе ОАО „Прокопьевский Завод Шахтной Автоматики“ и производит следующее горно-шахтное оборудование: · АЗУР-1, АЗУР-2, АЗУР-3, АЗУР-4 с БИН Аппарат защиты от токов утечки; · РУ-127/220, РУ-380/660 Реле утечки (аппарат защиты от токов утечки); · АОШ-4.01, АОШ-4.05.Б1, АОШ-6.01.Б1, АШТО-4, АОШ-4.05.РК (Uвых.=127/220 В, Uвх=380/660В) Аппарат осветительный шахтный; · АОШ-4.02, АОШ-4.06.Б1, АОШ-6.02.Б1, АШТО-4, АОШ-4.06.РК (Uвых.=127/220 В, Uвх=660/1140В) Аппарат осветительный шахтный; · АОШ-5-1, АОШ-5-2, АОШ-2,5-1, АОШ-2,5-2 (Uвых.=36 В, 127/220 В) Аппарат осветительный рудничный; · АОШ-4.38.01, АОШ-4.05.38.Б1, АОШ-6.01.38.Б1 (Uвых.=36 В, Uвх=380/660В) Аппарат осветительный шахтный; · ТСШ-4-0.66/0.38-133, ТСШ-4-0.66/0.38-38 Трансформатор сухой шахтный (Uвых.= 220В, 127В или 36В); · АПШ.М.01, АПШ.М.02, АПШ.М-4.01.РК, АПШ.М-4.02.РК, АПШ-1, АШТП-4 Аппарат (агрегат) пусковой шахтный; · ПРН 063, ПРН-100, ПРН-125, ПРН-250 Пускатель рудничный, Uн=380/660В, исполнение РН1; · ВРН-200, ВРН-250, ВРН-320, ВРН-400, ВРН-630 Выключатель рудничный, Uн=380/660В, исполнение РН1; · ВАПР-250, ВАРП-500 Выключатель автоматический рудничный, Uн=440В, исполнение РН1; · ВКТ, КТВ-2 Выключатель кабель-тросовый; · Выключатель рудничный штепсельный ВРН-Ш/А-400, ВРН-Ш/Р-400, 250 А, 400 А (аналог разъединителя „BERG“) · КУ-92 Пост управления кнопочный; · КСЛ-3М, КСЛ-2М Датчик контроля схода ленты конвейера; · ДКС-2М Датчик контроля скорости ленты конвейера; · ГПВ-400У, ГПВ-400, ГПП-400 Гидромуфта пуско-предохранительная; · АПТВ.М-600, АПТВ.М-800, АПТВ.М-1000, АПТВ.М-1200 Аппаратура контроля поступления воздуха в шахту; · Аппаратура телеуправления и телесигнализации „Ветер-3М“; · АУЗМ-1, АУЗМ-2 Аппарат управления двигателями горных машин; · АС-3СМ.III, АС-3СМ.IV Аппаратура громкоговорящей связи и предупредительной сигнализации; · ФЖА-1.01Г, ФЖА-1.03Г, ФЖА-2.01Г, ФОС-2, ФОС-3 Светильник железнодорожника...
Тряпицин Олег · Горэкс-Светотехника · Вчера · Россия · Кемеровская область - Кузбасс
Завод взрывозащищённого и общепромышленного оборудования Горэкс-Светотехника, ООО
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.