Pakowanie w przemyśle – przykładowe rozwiązania z wykorzystaniem produktów Pilz

PAKOWANIE W PRZEMYŚLE – przykładowe rozwiązania z wykorzystaniem produktów Pilz

Przykład zastosowania komponentów bezpiecznych produkcji PILZ w oparciu o wytyczne norm zharmonizowanych z Dyrektywą 2006/42/WE dla typowych maszyn pakujących:

Na podstawie oceny ryzyka oraz jednego ze standardów typu C odnoszących się do maszyn pakujących, od PN EN 415-1 do 9, wykazano, że maszyny tego typu generują szereg zagrożeń, które są redukowane zgodnie z wytycznymi zawartymi w normie PN EN ISO 12100, jednak nie jest możliwym zupełne wyeliminowanie ryzyka wyłącznie poprzez bezpieczny projekt. Z tego też powodu wprowadzane, są techniczne środki redukcji ryzyka takie jak osłony blokujące dostęp do elementów ruchomych, które są kolejnym etapem w dalszej redukcji ryzyka.

Ruchome osłony blokujące są wymagane wtedy, kiedy istnieje potrzeba częstego dostępu do maszyny np. w wyniku interwencji obsługi. W takim przypadku, należy uwzględnić wytyczne normy PN EN ISO 13849-1.
Zakłada się, że interwencje na maszynie będą wymagane przynajmniej raz na zmianę, natomiast defekt funkcji bezpieczeństwa może spowodować obrażenia nieodwracalne dla operatora oraz, że realnie nie ma możliwości uniknięcia zagrożenia.

Każda z osłon zabezpieczających jest otwierana przynajmniej raz na zmianę, a maszyna jest używana w cyklu trzy zmianowym przez 365 dni w roku
Na podstawie PN-EN ISO 13855 przyjmuje się, że z chwilą otwarcia osłony ruchomej blokującej, niemożliwym jest osiągnięcie strefy zagrożenia, aż do momentu zatrzymania napędu.
W tej sytuacji, niezbędnym jest osiągnięcie wymaganego poziomu zdolności związanych z bezpieczeństwem części systemu sterowania – performance level, PLr=d.

Przykład 1: Mała maszyna pakująca
Propozycja rozwiązania w oparciu o PNOZ sigma

Zakres:
3 ruchome osłony blokujące
1 przycisk E-STOP dla zatrzymania awaryjnego
1 przycisk dla funkcji ręcznego resetu, zlokalizowanego w centralnym punkcie maszyny, z którego widoczna jest cała maszyna
1 silnik napędowy bezpiecznie rozłączany przez 2 styczniki, które są aktuatorami

4 funkcje bezpieczeństwa (SF)
SF1 - SF3: ruchome osłony blokujące z czujnikami kontroli ich pozycji PSEN code wraz z przekaźnikiem bezpieczeństwa PNOZ sigma s3 oraz dwa elementy wykonawcze (aktuatory), styczniki: 1 & 2:

  • SF1: Osłona 1 -> Logika 1 -> K1 & K2
  • SF2: Osłona 2 -> Logika 1 -> K1 & K2
  • SF3: Osłona 1 -> Logika 1 -> K1 & K2

SF4: 1 przycisk zatrzymania awaryjnego E-STOP z przekaźnikiem bezpieczeństwa PNOZ sigma s3 dwa elementy wykonawcze (aktuatory), styczniki: 1 & 2:

  • SF4: Przycisk E-STOP -> Logika 2 -> K1 & K2

Dla osiągnięcia przyjętego poziom zdolności systemu sterowania (performance level) PL=d wskazanym jest zastosowanie redundancji, tj. podwojenia elementów wykonawczych, styczników
Krótka charakterystyka sprzętowa:

PSEN code jest certyfikowanym komponentem o zatwierdzonym typie z poziomem zdolności (PLe) i ustalonej wartości parametru PFH (2,62E-09) dzięki czemu:

  • Nie ma potrzeby obliczania cykli pracy
  • Uproszczone stosowanie PN EN ISO 13849-1
  • Najważniejsze, element „well tried” zgodnie z regułami bezpieczeństwa PN-EN ISO 13849-2, np. parametr CCF (Common cause failure) jest osiągnięty przez zamieszczenie stosownych informacji w instrukcji obsługi oraz przykładów okablowania
  • Wykluczenie defektów/błędów mechanicznych lub elektrycznych nie jest wymagane, ponieważ PSENcode posiada monitorowanie wewnętrzne i zapewnioną dwu-kanałowość (kategoria 4, DC 99%)

Dla przykładu:
Dla czujnika mechanicznego (kat.2), wykluczenie błędu musi być zawsze stosowane, począwszy od kategorii 3, ponieważ jest to jednokanałowy czujnik bezpieczeństwa, ograniczenie ze względu na rozwiązania mechaniczne.
Przy czujnikach magnetycznych może wystąpić błąd pojedynczego kanału na skutek braku równoczesności zamknięcia obu styków, jeżeli dwie części (aktuator i czujnik) połączą się niedokładnie.
Podstawowe zalety czujnika PSEN code

  • Oszczędność czasu na etapie projektowania systemu sterowania dzięki użyciu sprawdzonych komponentów
  • Standaryzacja przez użycie jednolitych czujników, przy jednoczesnym spełnieniu możliwie najwyższych wymagań bezpieczeństwa
  • Bezobsługowe użytkowanie czujników, PSEN code są w pełni elektronicznymi wyłącznikami, bez żadnej mechaniki
  • Połączenie szeregowe >10 czujników PSEN code możliwe w PLe, jedyne limitowanie z uwagi na czas zatrzymania całego system i/lub odległości bezpiecznych

Ponadto PSEN code:

  • Prosta diagnostyka poprzez 3 diody LED, nawet przy połączeniu szeregowym
  • Bardziej szczegółowa diagnostyka na podstawie cykli migania diod LED
  • Gotowe kable przyłączeniowe z wtyczkami zapobiegającymi przed błędami w połączeniach
  • Dostępna wizualizacja sygnałów wyjściowych
  • Stopień bezpieczeństwa czujników IP67 lub IP69K
  • Kompaktowe obudowy
  • Wersja w pełni kodowana dla zmniejszenia możliwość manipulacji
  • Międzynarodowe potwierdzenia: CE, UL, ATEX, PTC.

PNOZ sigma jest certyfikowanym komponentem o zatwierdzonym typie z poziom zdolności (PLe) i ustalonej wartości parametru PFH (2,31E-09)

Najważniejsza argumentacja jest taka sama jak dla czujnika PSEN code

  • Oszczędność czasu i kosztów przez uproszczenie wdrażania norm – stosowanie zgodnych rozwiązań, obniża czas spędzony na obliczeniach i analizie dokumentacji

Pozostałe argumenty

  • Prosta diagnostyka poprzez 6 diod LED, Bardziej
  • Dostępna wizualizacja sygnałów wyjściowych
  • Szerokość 17.5 mm
  • Dołączone terminale zacisków, opcjonalnie sprężynowe lub śrubowe
  • Sposób resetowania i tryby operacyjne mogą zostać wybrane przełącznikiem
  • Wewnętrzne certyfikaty: CE, UL, ATEX, PTC, …

Zastosowanie programu PAScal

  • Szybka, jednorazowa kalkulacja na określonych wartościach PFH
  • PAScal (Biblioteki PAScal and Sistema) automatycznie tworzone diagramy bloków obwodów bezpiecznych
  • W rozpatrywanym przykładzie 1: PL(e) >= PLr możliwiona standaryzacja

PNOZsigma jest certyfikowanym komponentem o zatwierdzonym typie:

  • Zastosowanie PN EN ISO 13849-1 jest znacznie uproszczone dzięki badaniu typu i odpowiedniej dokumentacji technicznej
  • Najważniejsze, sprawdzone (well tried) zgodnie z regułami bezpieczeństwa PN-EN ISO 13849-2, np. CCF są osiągnięte przez zamieszczanie informacji zawartych w instrukcji obsługi i przykłady okablowania

3 możliwe struktury połączeń czujników
Konwencjonalne

  • Połączenie szeregowe do modułu sterującego
  • Moduł sterujący może być ulokowany na zewnątrz obudowy panelu kontrolnego maszyny
  • Napięcie DC nie jest obniżane pomimo połączenia szeregowego

PSEN Y-złącze

  • Najprostszy sposób łączenia i zapobieganie przed błędami połączeń przez Y-złącza
  • Dodatkowe możliwości diagnostyczne

DPD67 F4 code

  • Czujniki mogą być niezależnie monitorowane i sterowane przez sygnały wyjściowe (przez 1 złącze)
  • Diagnozowanie poprzez diody LED na module PDP F 4 code oraz czujnikach

Inne przykłady rozwiązań dla przemysły opakowań w kolejnych wydaniach naszego newslettera

Data: 
czwartek, 24 Styczeń, 2013