FacebookGoogle+

Obsługa modułów bezpieczeństwa funkcjonalnego w węzłach RSTi-EP

Nowa seria układów ekonomicznych wejść/wyjść RSTi-EP, która w ofercie GE pojawiła się w połowie 2017 roku, pozwala na obsługę modułów bezpieczeństwa funkcjonalnego i budowanie systemów z certyfikatem SIL3 (dla IEC61508 oraz IEC62061). Dystrybutorem rozwiązania jest firma Astor. 

Moduły bezpieczeństwa firmy GE o numerach katalogowych EP-1901, EP-1902 oraz EP-1922 serii RSTi-EP są przeznaczone do podłączania urządzeń związanych z bezpieczeństwem, takich jak wyłączniki bezpieczeństwa, maty, bariery świetlne lub zamki bezpieczne. Urządzenia te są sterowane 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 V DC do stanu 0 V DC 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 jest konieczny do wystawienia sygnału 0 V DC na modułach wyjściowych sekcji bezpiecznej, wylicza się ze wzoru: czas wyłączania [ms] = czas zadziałania modułu EP-19xx + suma opóźnień dla wszystkich modułów wyjściowych w sekcji bezpiecznej.

Rys. 1. Seria układów ekonomicznych wejść/wyjść RSTi-EP firmy GE pozwala na obsługę modułów bezpieczeństwa funkcjonalnego i budowanie systemów z certyfikatem SIL3

Rys. 1. Seria układów ekonomicznych wejść/wyjść RSTi-EP firmy GE pozwala na obsługę modułów bezpieczeństwa funkcjonalnego i budowanie systemów z certyfikatem SIL3

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, można zrealizować dwie podstawowe funkcje bezpieczeństwa:
obsługa 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.

Rys. 2. Sekcja bezpieczna w ramach węzła RSTi-EP

Rys. 2. Sekcja bezpieczna w ramach węzła RSTi-EP

Rys. 3. Przykład aplikacji wykorzystującej dwukanałowy wyłącznik bezpieczeństwa

Rys. 3. Przykład aplikacji wykorzystującej dwukanałowy wyłącznik bezpieczeństwa

Automatyczny / manualny restart modułu bezpieczeństwa

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 jest konieczny 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 zrealizowany 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.

Rys. 4. Przykład aplikacji wykorzystującej kaskadowe połączenie sekcji bezpieczeństwa

Rys. 4. Przykład aplikacji wykorzystującej kaskadowe połączenie sekcji bezpieczeństwa

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.
W oparciu o dostępne moduły EP-19xx można obsługiwać systemy zabezpieczeń zbudowane w różnych architekturach – rys. 2, 3, 4.

Diagnostyka w modułach RSTi-EP-19xx

Aby możliwe było uzyskanie certyfikatu SIL3, każde wejście bezpieczne musi być testowane pod kątem wykrycia zwarć oraz rozłączenia pętli. Jest to realizowane 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 w każdym module RSTi-EP-19xx zarezerwowane jest 47 bajtów diagnostycznych oraz 5 bajtów procesowych. Informacje te są przesyłane do kontrolera nadrzędnego i można je wykorzystać w programie sterującym, na ekranach HMI/SCADA.
Wśród bitów procesowych dostępne są m.in. informacje o stanie wejścia bezpiecznego, stanie wejść autostart i manual start oraz obecności napięcia bezpiecznego na wyjściu. Bity diagnostyczne obejmują informacje 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.

Piotr Adamczyk
Autor jest menadżerem produktów
GE Automation&Controls
w firmie Astor

Aktualności

Notowania – GIE

Wyniki GUS

Archiwum

Elektrosystemy

Śledź nas