Obsługa modułów bezpieczeństwa funkcjonalnego w węzłach RSTi-EP

Zasada działania i obsługa modułów bezpieczeństwa EP-19xx

Moduły bezpieczeństwa o numerach katalogowych EP-1901, EP-1902 oraz EP-1922 serii RSTi-EP przeznaczone są do podłączania urządzeń związanych z bezpieczeństwem, takich jak wyłączniki bezpieczeństwa, maty, bariery świetlne lub zamki bezpieczne. Sterowane są one w oparciu o styk przekaźników bezpieczeństwa lub sygnał podłączony do zacisków OSSD modułów EP-19xx (Output Signal Switching Device) przy połączeniu kaskadowym.

Funkcja bezpieczeństwa polega na bezpiecznym rozłączeniu wyjść 24 VDC do stanu 0 VDC poprzez ich wyłączenie w chwili zadziałania obwodu bezpiecznego. Zadziałanie modułu bezpiecznego inicjuje wejście dyskretne, które musi zostać dobrane zgodnie z charakterystyką EN 61131-2 Typ 3. Zadziałanie modułu bezpieczeństwa EP-19xx następuje po czasie 20 ms od zadziałania wejścia bezpieczeństwa, a czas jaki konieczny jest do wystawienia sygnału 0 VDC na modułach wyjściowych sekcji bezpiecznej, liczy się ze wzoru:

Czas wyłączania [ms] = czas zadziałania modułu EP-19xx + suma opóźnień dla wszystkich modułów wyjściowych w sekcji bezpiecznej.

Standardowe opóźnienie dla modułów wyjściowych wynosi od 1 do 4 ms w przypadku modułów dyskretnych oraz 150 ms dla modułów wyjść analogowych.

Każdy moduł serii EP-19xx tworzy segment bezpieczeństwa i wyłącza wszystkie następujące po nim moduły wykorzystujące tor zasilania bezpiecznego. Segment bezpieczeństwa kończy moduł RSTi-EP-7641, który stanowi separację galwaniczną torów zasilania modułów w węźle RSTi-EP.

W oparciu o moduły serii EP-19xx, możemy zrealizować 2 podstawowe funkcje bezpieczeństwa:

• obsługa do dwóch dwukanałowych obwodów bezpieczeństwa (w ramach pojedynczego modułu EP-1902 lub EP-1922) w celu podłączenia wyłączników awaryjnych zamków bezpieczeństwa, kurtyn świetlnych, mat bezpiecznych,
• możliwość łączenia modułów kaskadowo i obsługa rozbudowanych układów bezpieczeństwa, w których występuje większa ilość obwodów bezpieczeństwa.

Restart modułu bezpieczeństwa. Kiedy automatyczny, a kiedy manualny?

Zadziałanie obwodu bezpieczeństwa wymaga jego restartu po wcześniejszym usunięciu przyczyny, która go zainicjowała. Do resetu obwodu służą dwa wejścia: manual start oraz auto start. Start manualny konieczny jest zawsze wtedy, gdy wyłączone zostało napięcie zasilające węzeł RSTi-EP i może być zrealizowany wyłącznie przez uprawniony personel po wcześniejszym upewnieniu się, że pierwotne przyczyny zadziałania obwodu bezpieczeństwa zostały usunięte. Ma to na celu dodatkowe podniesienie bezpieczeństwa w systemie.

Jeśli zadziałanie obwodu bezpieczeństwa było zainicjowane wejściem bezpiecznym, wówczas ponowny start może być zrobiony automatycznie np: z panelu operatorskiego lub z poziomu programu w PLC. W takim przypadku start modułu bezpieczeństwa następuje natychmiast po przywróceniu ciągłości obwodu bezpiecznego w modułach EP-19xx.

W oparciu o dostępne moduły EP-19xx możemy obsługiwać systemy zabezpieczeń zbudowane w różnych architekturach

Diagnostyka dostępna w modułach RSTi-EP-19xx

Aby możliwe było uzyskanie certyfikatu SIL3, każde wejście bezpieczne testowane pod kątem wykrycia zwarć oraz rozłączenia pętli. Realizowane jest to za pomocą funkcji Test Pulses, która co każde 100 ms generuje impuls o czasie trwania 1 ms. Jeśli jest taka potrzeba, w modułach EP-1922 można wykorzystać zewnętrzny generator impulsów oraz wyłączyć funkcję testowania obwodu. Każdy moduł oprócz tej funkcji posiada także bardzo rozbudowaną diagnostykę – zarówno na diodach LED, jak i w pamięci modułu. Na jej potrzeby zarezerwowane jest w każdym module RSTi-EP-19xx 47 bajtów diagnostycznych oraz 5 bajtów procesowych. Informacje te przesyłane są do kontrolera nadrzędnego i można je wykorzystać w programie sterującym, na ekranach HMI/SCADA.

Wśród bitów procesowych znajdziemy informację między innymi o stanie wejścia bezpiecznego, stanie wejść autostart i manual start oraz obecność napięcia bezpiecznego na wyjściu. Z kolei wśród bitów diagnostycznych znajdziemy informację o błędach modułu, kanału pomiarowego, temperatury pracy, zabezpieczenia, komunikacji, rozbieżności na kanałach pomiarowych wejścia bezpiecznego, błędach Test Pulses, a także błędach napięcia oraz przeciążenia na wyjściu OSSD.

Budowa segmentu bezpiecznego
i przykładowe architektury pracy RSTi-EP

Każdy segment bezpieczeństwa w węźle RSTi-EP rozpoczyna się od modułu EP-19xx, a kończy modułem EP-7641 lub końcem węzła. Moduł EP-7641 stanowi dodatkowo separację galwaniczną torów zasilania modułów w węźle RSTi-EP. W jednej sekcji bezpiecznej może pracować do 12 modułów, a lista obsługiwanych modułów obejmuje: EP-2214, EP-2614, EP-2634, EP-2218, EP-225F, EP-5422, EP-5442, EP-4164 oraz EP-4264. W ramach jednego węzła RSTi-EP może być uruchomionych kilka sekcji, a jeśli układ wymaga obsługi kilku pętli bezpieczeństwa, moduły EP-19xx można połączyć ze sobą w kaskadę.