المواد المتصلة من الدرجة الآمنة مطلوبة في التطبيقات الصناعية لضمان أن الآلات والأنظمة يمكن أن تتحول بشكل موثوق وغير متوقع إلى حالة آمنة ،عادة في حالة وجود أخطاء تشغيلية أو متطلبات وظيفية للسلامةالخطوة الأولى في تصميم نظام السلامة الصناعية هي تحديد ما إذا كان التطبيق يتطلب مستوى سلامة النزاهة (SIL) (كما هو محدد في IEC 62061،ما يصل إلى SIL 2) أو مستوى الأداء على مستوى C (PL) كما هو محدد في ISO 13849بعض التطبيقات تتطلب مستوى أعلى من الأمن.
النظر في المبادئ التوجيهية في IEC 60947-4-1 و ISO 13849-1 ، حيث يركز الأول على تصميم واختبار مفاتيح الجهد المنخفض ومعدات التحكم ،بينما يقدم الأخير مبادئ عامة لتصميم وتكامل أجزاء نظم التحكم ذات الصلة بالسلامة، بما في ذلك الأجهزة والبرمجيات.
هذه المقالة تعرض كيفية استخدام 3RT2 من سييمنز لمواجهة مستوى السلامة مع وظيفة التشغيل آمنة من الفشل لبناء نظام السلامة، من أجل تحقيق الحل الأمثل للسلامة الصناعية.كما استعرضت المقالة كيفية تحقيق مستويات أعلى من SIL و PL، وكذلك قضايا تكامل النظام مثل الإدارة الحرارية للمواصلات. وأخيراً، بحثت في كيفية تخصيص حلول السلامة باستخدام الاتصالات المتعددة، ومكافحات الطفرات،وحدات وظيفية، وغيرها من الملحقات لتحقيق المزيد من التطبيقات وتحسين السلامة.
يقدم رابط 3RT2 خيارًا بين أنماط التشغيل التقليدية والحالة الصلبة ، مع مواصفات تتراوح من S00 إلى S2 ، وذات طاقة قصوى تصل إلى 37 كيلوواط.لمواد التواصل التي تستخدم آليات تشغيل في الحالة الصلبة، يجب تحديد إشارة حياة متبقية اختيارية.
تتوافق هذه المواصلات مع متطلبات IEC 60947-4-1 AC-3e الفئة ويمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع IE3 عالية الكفاءة أو IE4 المحركات.,بما في ذلك الاتصالات المفتوحة بشكل طبيعي (NO) والمغلقة بشكل طبيعي (NC) ، والتي يمكن استخدامها لتقديم ردود فعل حول ما إذا كانت الدائرة الرئيسية تعمل أو لا.يمكن استخدام ردود الفعل لتشغيل أضواء المؤشرأجهزة الإنذار أو أجهزة التحكم الأخرى. مثال لمواصلات 3RT2 هو ما يلي:
مواصفات 3RT20152AP611AA0-S00 ، التيار الاسمي 7 A ، 3 kW / 400 V ، 3 قطب ، 220 VAC 50 Hz / 240 VAC 60 Hz ، اتصال مساعد: 1 NO ، مع طرف الربيع
3RT20231AK60- S0 المواصفات، التيار الاسمي 9 A، 4 كيلوواط/400 فولت، 3 قطب، 110 فاكس 50 هرتز/120 فاكس 60 هرتز، الاتصالات المساعدة: 1 NO+1 NC، محطة متداولة (الشكل 1)
3RT20281AN20- S0 المواصفات، التيار الاسمي 38 A، 18.5 كيلوواط/400 فولت، 3 قطب، 220 فاكس، 50/60 هرتز، الاتصالات المساعدة: 1 NO + 1 NC، محطة متداولة
3RT20371_S2 المواصفات، التيار الاسمي 65 A، 30 كيلوواط/400 فولت، 3 قطب، 24 فولت، مع المقاومة المتغيرة المدمجة، الاتصالات المساعدة: 1 NO + 1 NC، محطة متداولة
مواصفات 3RT20371SF30-S2 ، مع مدخل F-PCL-IN ، تيار اسمي 65 A ، 30 kW/400 V ، 3 قطب ، 83 VAC إلى 150 VAC / VDC ، 50/60 Hz ، مع مقاومة متغيرة متكاملة ، اتصال مساعد: 1 NC ،المحطة المزدوجة
S0 مواصفات جهاز الاتصال الطاقة الاسمية 4 كيلوواط الصورة
الشكل 1: القوة الاسمية لهذا الجهاز المتواصل من مواصفات S0 هي 4 كيلوواط ، مع خيار NC واحد ومخرج مساعد NO واحد (مصدر الصورة: سيمنز).
وقت الاستجابة حاسم للسلامة
فهم تأثير وقت الاستجابة الكلي أمر حاسم عند تصميم حلول السلامة الصناعية. يتكون من معايير متعددة. عند إجراء تقييم المخاطر،يتم تعريف وقت الاستجابة بأنه الوقت الإجمالي اللازم لوقف أي حركة خطيرة عندما تنشأ متطلبات السلامةالعوامل التي تؤثر على وقت الاستجابة تشمل:
وقت استجابة المستشعرات في أجهزة مراقبة السلامة
وقت دورة خطة الأمن
وقت تأخير بروتوكول الاتصال
زمن السفر المفرط الناجم عن عجز المحرك أو جهاز التشغيل
وقت كسر الجهاز
يحدد معيار IEC 60947-4-1 وقت الكسر للمواصلات الكهروميكانيكية ومشغلات المحرك. يحدد هذا المعيار المتطلبات لقطع التيار الآمن في ظل ظروف العمل المختلفة.
كما يحدد فئات الاستخدام لتصنيف أنواع الأحمال وظروف تشغيل المتواصلين ، مثل AC-3e لمحركات عالية الكفاءة.يتضمن هذا المعيار إجراءات لاختبار وقت الكسر وخصائص الأداء الأخرى للمواصلات.
وقت كسر الجهاز المتاصل هو معيار رئيسي في نظام السلامة. تعريفه هو الوقت من إزالة الجهد من الملف إلى فصل الاتصال الرئيسي،بما في ذلك وقت تأخير فصل (OD) ووقت قوس الاتصال (AT).
على سبيل المثال عند استخدام جهاز اتصال مع أداء التبديل كما هو مبين في الشكل 2 ، يكون وقت الكسر OD + AT بين 50 و 75 ms. عند حساب وقت الاستجابة الإجمالي ،من الضروري دائما النظر في أسوأ حالة، والتي هي 75 ms في هذا المثال (الشكل 2).