Машиностроительная и нефтегазовая отрасли должны иметь возможность удобной и гибкой реализации задач функциональной безопасности и противоаварийной защиты. Компания «Феникс Контакт» разработала новую модульную систему PSRmodular, которая с легкостью адаптируется к самым разным задачам функциональной безопасности с уровнем безопасности SIL 3 и PL e.
Всем известно, что хамелеоны реагируют на изменения окружающих условий очень быстро путем изменения окраски своего тела. Их адаптивные свойства связаны с особыми пигментными клетками в коже. В сегодняшних условиях очень важно иметь аналогичную возможность быстрой адаптации к динамично меняющимся требованиям функциональной безопасности машиностроительной и перерабатывающей отрасти.
Например, для обеспечения требуемого уровня SIL (уровень полноты безопасности) или PL (уровень эффективности защиты) все компоненты устройств и систем безопасности должны обеспечивать отказоустойчивую работу и гарантированно переводить оборудование в безопасное состояние в случае необходимости.
Интеграция 160 безопасных сигналов I/O
Как показывает опыт, ужесточение требований к функциональной безопасности связано с ростом уровня автоматизации производств и процессов. Например, такие функции безопасности как аварийный останов, блокировка ограждений, световые барьеры и коврики безопасности могут объединяться в одну систему. Такие объединения могут быть реализованы с помощью системы PSRmodular, которая соответствует уровню полноты безопасности SIL 3 (МЭК 61508) и уровню эффективности защиты PL e (ИСО 13849). Кроме того, PSRmodular имеет возможность гибкого расширения функционала благодаря шине соединений TBUS с монтажом на DIN-рейку, что позволяет использовать её как в простых, так и в сложных установках, начиная от трех безопасных функций и заканчивая системами со 160 сигналами безопасности.
Эффективность и компактность достигается за счет множества различных функциональных модулей в корпусах MEmax шириной 22.5 мм, которые оснащены винтовыми или push-in-клеммами. Подключение модулей расширения исключает необходимость использования специального инструмента и позволяет сократить время монтажа и обслуживания.
Сердцем PSRmodular являются два базовых модуля с различной производительностью, которые поддерживают коммуникацию сигналов между собой. Благодаря этим особенностям возможна простая и эффективная реализация концепции противоаварийной защиты целых производственных линий с множеством функций безопасности (рис. 1).
В частности, современное оборудование с распределенными системами ввода/вывода часто имеет в своем составе разнообразные датчики и исполняющие механизмы в роли функций безопасности, непосредственно не подключаемых к базовым модулям безопасности. Для этих специальных функций может использоваться отдельный модуль расширения. Такой подход физически разделяет локальную шину системы PSRmodular и использует необходимый протокол для его реализации на децентрализованных системах с возможностью установки пяти отдельных сегментов через каждые 50 метров в пределах одной установки (рис. 2).
Надежный контроль состояния двигателей
Кроме контроля дискретных сигналов модули контроля скорости и состояния останова двигателей позволяют обрабатывать различные сигналы датчиков, протоколы TTL, HTL или SIN/COS. Библиотека функциональных блоков модулей расширения содержит в себе следующие безопасные функции:
- рабочий останов (SOS),
- ограничение скорости (SLS),
- диапазон скоростей (SSR),
- направление (SDI) согласно МЭК 61800-5-2.
Таким образом, появляется возможность контроля скорости оправки в режиме наладки механообрабатывающих и деревообрабатывающих станков при открытом защитном ограждении. Если превышаются заданные пределы скорости из-за ошибок в системе, привод немедленно отключается, и не создаются риски для оператора.
В дополнение к вышесказанному, система PSRmodular также идеально подходит для контроля скорости роторов в ветрогенераторах и в автоматических транспортных или логистических системах (в т. ч. роботах), например на складах (рис. 3).
Контроль аналоговых сигналов
PSRmodular вооружена модулем контроля аналоговых сигналов безопасности, например, сигналов уровня, температуры, расстояния и давления, что особенно важно для нефтегазовой отрасли. Этот модуль обеспечивает четыре взаимонезависимые канала диапазоном 4...20 мА или 0...10 В с разрешением 16 бит.
Диапазон измерений от 0 до 15 мА позволяет использовать стандартизированные значения сигналов датчиков, в соответствии с рекомендациями NAMUR NE 43. Измерения аналоговых значений могут быть масштабированы в виде числовых значений со случайной единицей измерения во время конфигурирования системы.
Кроме возможности конфигурирования пороговых значений и контроля диапазона измерений, присутствует возможность выполнять операции сложения и вычитания аналоговых значений. В результате чего процессы в системах перерабатывающей промышленности могут конструироваться надежно и безопасно.
Удобство конфигурирования безопасности с ПО PSRmodular
Конфигурирование многофункциональной системы безопасности осуществляется с помощью удобного программного обеспечения, которое содержит в себе все необходимые функции с возможностью диагностики. После создания графической схемы конфигурация может быть загружена в систему напрямую через USB-интерфейс. В качестве альтернативы возможно использование предварительно сконфигурированного модуля памяти для быстрой наладки установок без использования ноутбука. Другой важной особенностью ПО PSRmodular является поддержка функции отчетов с расчетом индивидуального времени срабатывания функций (рис. 4).
Для удобства обработки данных функций безопасности поддерживаются все основные протоколы, включая PROFINET, Ethernet/IP, Modbus/TCP и EtherCAT. А благодаря возможности диагностики функциональных блоков, оператор может быстро локализовать неисправность и, тем самым, сократить время простоя оборудования.
Заключение
Система PSRmodular от Phoenix Contact совместно с реле безопасности PSRmini предлагает эффективное решение для задач безопасности любой сложности для машиностроительной и нефтегазовой отрасли.
Вместе с реле безопасности PSRmini система является частью линейки комплексных решений COMPLETE line от Phoenix Contact. COMPLETE line — это оптимизированные решения для полного цикла проектирования и реализации шкафов управления. Кроме решений для функциональной безопасности, линейка COMPLETE line включает в себя контроллеры, системы I/O, источники питания, реле, клеммы, пускатели, соединители и устройства защиты от импульсных напряжений (Рис. 5).
Основные преимущества линейки COMPLETE line:
- Удобство эксплуатации, благодаря унифицированному дизайну и функционалу.
- Экономичность и эффективность процесса проектирования благодаря поддержке специализированного ПО.
- Снижение затрат на инструмент благодаря стандартным аксессуарам и меньшему количеству расходных материалов.
- Дополнительные возможности реализации шкафов управления благодаря индивидуальным услугам и решениям.
