Jak podłączyć przycisk E-STOP?
Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.1

Przyciski bezpieczeństwa E-STOP to najczęściej stosowane mechanizmy bezpieczeństwa w systemach produkcyjnych i maszynach. Zadaniem takiego przycisku jest zatrzymanie maszyny, robota, bądź napędu w możliwie jak najkrótszym czasie. Zagadnienie to może wydawać się proste i faktycznie takie jest, bo najczęściej sprowadza się do odłączenia zasilania odpowiedniego obwodu. To co jednak stanowi tutaj największe wyzwanie, to uzyskanie powtarzalności i pewności procesu.

Gdzie stosuje się przyciski E-STOP?

Najczęściej przyciski E-STOP spotkasz przy falownikach, serwonapędach lub bezpośrednio przy liniach zasilających dany napęd czy maszynę. Niektóre przemienniki częstotliwości i sterowniki serwonapędów zwane serwowzmacniaczami mają specjalne wejścia bezpieczeństwa, do których – dla prostych aplikacji – można bezpośrednio podłączyć E-STOP.

W zależności od oferty danego producenta, wejścia te mogą spełniać różne normy bezpieczeństwa maszynowego lub też nie spełniać żadnych. W związku z tym często bywa tak, że w perspektywie całej linii produkcyjnej samo wejście może nie wystarczać, aby zapewnić odpowiedni poziom bezpieczeństwa. W takich przypadkach właśnie najczęściej stosowane są przekaźniki bezpieczeństwa. Dzięki nim instalacja może zyskać w zależności od zastosowanego przekaźnika: monitoring, redundancję, diagnostykę, wymagane przy wyższych poziomach bezpieczeństwa maszyn.

Połączenie E-STOP + przekaźnik bezpieczeństwa wpięty dalej do sieci zasilania lub odpowiednich wejść sterujących, stanowi solidny system bezpieczeństwa maszyny realizujący awaryjne hamowanie silnika. Działa to to poprzez odłączenie zasilania silnika, podanie sygnału o kryzysowym zatrzymaniu do falownika lub załączenie hamulca magnetycznego.

Jak podłączyć E-STOP do przekaźnika bezpieczeństwa?

Podłączenie przycisku poznasz na przykładzie Preventa XPS Universal. Załóżmy, że podłączasz maszynę, przy której operator musi znajdować się blisko przez cały czas cyklu pracy. W tym przypadku ważne jest, aby przycisk bezpieczeństwa był łatwo dostępny -ma to umożliwić operatorowi szybką reakcję. Fakt ten niesie ze sobą poważne ryzyko nieumyślnego włączenia lub przedwczesnego zwolnienia przycisku E-STOP.

Aby wyeliminować ten problem i jednocześnie zachować funkcjonalność i łatwy dostęp, trzeba zastosować dodatkowy przycisk kontrolny. Tak więc Twój system bezpieczeństwa musi działać w następujący sposób: załączenie przycisku zawsze spowoduje zatrzymanie maszyny, lecz jego zwolnienie nie przywróci maszyny do pracy – trzeba wcisnąć dodatkowy przycisk restartujący układ.

Rozpocznijmy zatem od przekaźnika bezpieczeństwa. Do tego zadania najlepiej wybrać przekaźnik XPSUAF13AP. Jest to podstawowy moduł bezpieczeństwa maszyny z najnowszej serii XPS Universal, który obsługuje funkcję E-STOP z 2 parami styków NC. Dla opisywanej aplikacji przekaźnik należy nastawić na funkcję 1 – jest to właśnie tryb przycisku bezpieczeństwa. Funkcja ta nie wymaga synchronizacji wejść, ponadto aktywuje dynamizację obwodu bezpieczeństwa, która pozwoli na ciągłe monitorowanie poprawności połączenia przycisku do przekaźnika. Schemat elektryczny przekaźnika prezentuje się następująco:

Przekaźniki bezpieczeństwa Preventa XPS Universal obsługują sygnał i funkcję Start. Dzięki temu istnieje możliwość zastosowania dodatkowego przycisku lub innego źródła sygnału, który posłuży jako dodatkowa kontrola rozruchu. Jest to właśnie funkcjonalność, której potrzebujesz w tym przykładzie.

Najlepiej będzie załączyć ponownie system sygnałem o zboczu opadającym. Ma to dwie korzyści: po pierwsze jest wygodne w użytkowaniu, po drugie niweluje problem zablokowania przycisku w jednej pozycji. Jeśli przycisk zablokuje się w pozycji zwierającej styki, maszyna nie uruchomi się do momentu jego zwolnienia.

Aby aktywować ten rodzaj funkcji Start, wybierz pokrętłem START wartość 3.

Po skonfigurowaniu przekaźnika, przejdź do podłączenia przewodów. Podłączanie rozpoczniesz od przycisku bezpieczeństwa. W systemach E-STOP dla maszyn stosowane są przyciski z dwoma stykami normalnie zamkniętymi. Po wciśnięciu przycisku styki są rozwierane, przerywając wiązkę i dając sygnał przekaźnikowi do działania.

Pierwszy styk przycisku podłączasz pomiędzy zaciskami S11 i S12, drugi natomiast pomiędzy zaciskami S21 i S22. Zaciski S11 i S12 oraz S21 i S22 są odrębnymi obwodami. Na wyjściach DC+ styków S11 oraz S21 podawany jest modulowany sygnał 24 V, generujący co 500 ms specjalny impuls.

W przypadku aktywacji funkcji dynamizacji obwodu, modulacja ta wykrywana jest na odpowiadających stykach wejściowych S12 oraz S22. Należy wtedy zwrócić uwagę, aby nie zwierać ze sobą różnych obwodów oraz aby nie podawać sygnału 24 V z zewnętrznego źródła zasilania, ponieważ wprowadzi to urządzenie w stan błędu ze względu na brak wykrycia modulacji generowanego sygnału.

Następnie przejdź do przycisku START. Obwód trybu start w przekaźniku Preventa znajduje się pomiędzy złączami Y1 i Y2. To właśnie tam należy podłączyć przycisk, który zrestartuje działanie przekaźnika.

Przedostatnim krokiem będzie podłączenie wyjścia. Załóżmy, że Twoją maszyną steruje falownik ze specjalnym wejściem STO. W związku z tym należy połączyć wejście falownika z wyjściem przekaźnika tak jak na poniższym schemacie:

Na koniec zasilamy przekaźnik poprzez styki A1 oraz A2. W przypadku XPSUAF13AP jest to 24 V napięcia stałego lub przemiennego. Dla każdego przekaźnika z serii XPSU istnieje również wariant zasilany napięciem z zakresu 48-240 V napięcia stałego lub przemiennego.

Jak działa nasz przykładowy system bezpieczeństwa z przyciskiem E-STOP?

Tak podłączony układ zadziała zgodnie z postawionymi złożeniami dla Twojej maszyny. Po wciśnięciu E-STOP, urządzenie się zatrzyma. Zwolnienie przycisku nie przywróci maszyny do pracy, zrobi to dopiero dodatkowy przycisk Start, umieszczony na pulpicie sterowniczym.

Jeżeli planujesz wykorzystać E-STOP do innego zastosowania: odcięcia zasilania, załączenia hamulca magnetycznego lub wysłania sygnału do serwowzmacniacza, zmieni się jedynie podłączenie wyjścia przekaźnika.

W kolejnym odcinku kursu przedstawimy dokładniej funkcję trybu start. Poznasz jej warianty i wykorzystanie, dzięki czemu będziesz mógł/mogła dobrać zastosowanie dodatkowego przycisku resetującego pod własne zapotrzebowanie.