Segurtasun errele bat zer da? Nola funtzionatzen duen, wiring-a eta arazoen konponketa

Segurtasun errele batek larrialdi geldialdi botoiak, segurtasun ateak, argi kortinak eta bi eskuko kontrolak bezalako makina-segurtasun gailuak behatzen ditu. Estandar errele batekin alderatuta, segurtasun errele sistemak redundantea, akats-behaketa eta segurtasun mailatuaren aldaketa erabiltzen ditu, beraz, detektatutako akats batek makina seguru batean jarri edo mantentzeko aukera du. Artikulu honek segurtasun errelearen funtzionamendua, bikoitz-kanal wiring-a, berreskurapen eta EDM circuit-ak, segurtasun errelea vs estandar errelea, PL eta SIL hautaketa, aplikazio komunak, segurtasun errelea vs segurtasun PLC, eta arazoen konponketa aztertzen ditu.

Katalogoa

Irudia 1: Segurtasun erreleak

Segurtasun errele bat zer da?

Segurtasun errele bat kontrol gailu segurtasun mailatua da, makina-segurtasun funtzioen behaketa eta segurtasunarekin lotutako irteeren kontrola egiteko erabiltzen dena. Larrialdi geldialdi botoiak, segurtasun ateak, argi kortinak eta beste babestutako gailu batzuekin lotuta dago normalean. Bere helburua da makina seguru batean jartzea edo mantentzea behar denean.

Segurtasun errele bat nola funtzionatzen du?

Irudia 2: Sinplifikatutako Segurtasun Errele Funtzionamendu Segida

Segurtasun errele batek konektatutako segurtasun gailuetatik seinaleak jasotzen ditu eta irteerak aktibatzeko behar diren sarrera baldintzak zuzenak diren egiaztatzen ditu. Funtzionamendu normal batean, irteerak aktibo mantentzen dira monitoratutako segurtasun baldintzak baliozko direlako.

Larrialdi geldialdi bat sakatuz, segurtasun gailu bat irekitzen bada edo monitoratutako akats bat gertatzen bada, erreleak bere segurtasun irteerak egoera segurura aldatzen ditu. Redundanteko zirkuituek eta auto-behaketek akatsak detektatzeko laguntzen dute eta makina berriro martxan jartzen ez da behar diren segurtasun baldintzak berrezarri arte.

Segurtasun errelea vs estandar errelea: Zein da aldea?

Estandar errele batek batez ere elektrizitate zirkuitu bat aldatzen du. Segurtasun errele batek kontrol sistemarako segurtasunarekin lotutako monitorizazioa eta akats-detekzio funtzioak gehitzen ditu. Omron-ek ohartarazten du indar-gidatutako kontaktuek segurtasun zirkuituek zenbait soldatutako kontaktu baldintza zehatzak detektatzeko aukera ematen dutela, hau da, helburua ez duten errele batek egiten ez duena.

Konparaketa faktorea	Segurtasun errelea	Estandar errelea
Helburu nagusia	Segurtasunarekin lotutako makina kontrola	Elektrizitate orokorreko alternatiba
Barruko diseinua	Redundante edo monitorizatuko segurtasun arkitektura	Normalean sinpleko alternatiba arkitektura
Akats-behaketa	Zehaztutako barneko edo kanpoko akatsak detektatzeko diseinatuta	Normalean mugatua
Indar-gidatutako kontaktuak	Elektromekaniken segurtasun diseinuetan ohikoa	Normalean ez da ematen
Bikoitz-kanal sarrerak	Ohikoak dira	Normalean ez da laguntzen
Berreskurapen behaketa	Eskuzko, monitorizatuta, edo automatikoki ereduen arabera	Normalean ez da ematen
Kontratzailearen feedback-a	Askotan EDM edo feedback loop-a babesten du	Normalean ez da ematen
Diagnostika	LEDak, estatus irteerak, edo akats adierazpena ereduen arabera	Normalean oinarrizkoak
Segurtasun egiaztatzea	Zehaztutako segurtasun aplikazioetarako diseinatuta eta egiaztatuta	Elektrizitate orokorreko egiaztatzea
Erabilera arrunta	E-stop, babesa, argi gortina, segurtasun kontrola	Lanparak, solenoidak, karga orokorrak, kontrol zirkuitu normala
Kostua	Handiagoa	Txikiagoa
Kontrol konplexutasuna	Handiagoa	Txikiagoa

Indar-guidatutako errelaitik berak ez da tratatu behar segurtasun sistema oso gisa. Redundantezia, monitorizazioa, kabelatzea, irteera gailuak, eta balidazioa ere beharrezkoak dira segurtasun arkitektura arabera.

Segurtasun Errelea Nola Konektatu

Segurtasun errelearen terminal izenak fabrikatzailearen arabera aldatzen dira, beraz, beti jarraitu zehaztutako errelearen modeloko kabelatze diagrama.

1. Pausoa: Elikatze Iturria Konektatu

Konektatu beharrezko elikatze tentsioa segurtasun erreleako elikatze terminaletara. Berretsi datu fitxategian zehaztutako tentsioa eta polaritatea.

2. Pausoa: Segurtasun Dispositivoa Konektatu

Konektatu larrialdi gelditzea, segurtasun atea, argi gortina, edo beste segurtasun dispositivo bat segurtasun sarrera terminaletara. Bi kanalen zirkuiturako, konektatu bi segurtasun kontaktuak sarrera kanal bereizietan.

3. Pausoa: Birritze Zirkuitua Konektatu

Konektatu birritze botoia zehaztutako birritze terminaletara, eskuzko birritzea beharrezkoa denean. Automatikoki birritzea, makina segurtasun diseinuan onartzen denean bakarrik erabili behar da. E-stop dispositivo bat birritzeak edo segurtasun sarrera berreskuratzen duenak ez du automatikoki arriskutsua den makina mugimendua berriro hasteko. Birritzeak normalean segurtasun sistema berriro hasteko prestatzen du, bitartean makina funtzionatzeak eskatzen du agindu bereizi bat, salbu eta arrisku ebaluazioa eta aplikagarri den makina estandarra beste antolamendu bat onartzen duen.

4. Pausoa: Segurtasun Irteerak Konektatu

Konektatu segurtasun erreleko irteerak kanpoko kontratzaileetara, segurtasun kontratzaileetara, edo bateragarriak diren bi kanaleko STO irteeretara.

5. Pausoa: EDM edo Kontratzaile Feedback-a Konektatu

Kanpoko gailu monitorizazioa beharrezkoa denean, konektatu kanpo kontratzaileetatik normaltik itxita dauden feedback kontaktuak errelearen EDM edo feedback zirkuitura.

6. Pausoa: Konektatu Kabelatzea eta Probatu Segurtasun Funtzioa

Berretsi elikatze iturria, bi segurtasun sarrera kanalak, birritze funtzioa, segurtasun irteerak, eta EDM zirkuitua. Probatzea larrialdi gelditzea edo segurtasun dispositivoa eta baieztatu makina beharrezko segurtasun estatuan sartzen dela eta ez dela unerik ezustekoan berriro hasten.

Bi-Kanal E-Stop Kabelatzea Eskuzko Birritzearekin eta EDM-rekin

Irudia 3: Bi-Kanal E-Stop Kabelatzea Eskuzko Birritzearekin eta EDM-rekin

Bi-kanaleko E-stop batek bi sarrera independente kanal erabiltzen ditu segurtasun erreleak kontaktu edo kabelatze akats batzuk detektatu ditzan. Eskuzko birritze botoia erabiltzen da zirkuitua berriro hasteko, E-stop berreskuratu ondoren bakarrik, eta EDM loop-a K1 eta K2 kontratzaileetatik NC feedback kontaktuak erabiltzen ditu bi kontratzaileek segurtasun estatuan itzuli direla baieztatzeko segurtasun irteerak berriro energizatu aurretik.

Oharrak: Terminal izenak segurtasun errelearen modelaren arabera aldatzen dira. Beti jarraitu aukeratuta dagoen errelearen ofizialeko kabelatze diagrama eta segurtasun eskuliburuari.

Segurtasun Errele Egokia Nola Aukeratu

Has zaitez beharrezko segurtasun funtzioarekin eta arrisku ebaluazioarekin, ez errelearen modeloa. ISO 13849-1:2023 segurtasunarekin lotutako kontrol sistemetako piezak diseinatzeko metodologia bat eskaintzen du, Errendimenduko Mailak (PL) erabiliz, bitartean IEC 62061:2021+AMD1:2024+AMD2:2026 segurtasunarekin lotutako kontrol sistemetako funtzionaltasun segurtasuna SIL oinarritutako metodoekin estaltzen du.

Hautaketa faktorea	Zer egiaztatu	Zergatik den garrantzitsua
Segurtasun funtzioa	E-stop, babesa, argi gortina, bi eskuekin kontrola, abiadura, geldikuntza, edo beste funtzio bat	Funtzio desberdinek errele desberdinak beharko dituzte
Beharrezko PL edo SIL	Arrisku ebaluaziotik lortutako segurtasun integritatea beharrezkoa	Beharrezkoa den sistema arkitektura eta fidagarritasuna zehazten du
Sarrera mota	Lehor kontaktuak, bi kanaleko etengailuak, OSSD irteerak, mateak, edo beste sentsore batzuk	Erreleak benetako segurtasun dispositivoa babestu behar du
Kanal kopurua	Banaka edo bi kanal	Akats detekzioa eta arkitektura eragiten du
Birritze mota	Automatikoa, eskuzkoa, edo monitorizatuta eskuzko birritzea	Berriro hasten den portaera kontrolatzen du
EDM	Kanpoko gailu monitorizazioaren beharra	Kanpoko kontratzaile edo aktuatzaileetan zehaztutako hutsak detektatzen ditu
Segurtasun irteerak	Seguruen irteera kopurua eta motak	Eskatutako aktuatorekin bat etorri behar du
Aurreko irteerak	PLC edo adierazleen egoera irteerak	Diagnostikari erabilgarria, baina segurtasun irteeratzat hartu behar ez da
Segurtasun relayaren erantzun denbora	Segurtasun eskaera batetik segurtasun-irteera de-energizaziora arteko maximo denbora	Sistema osoaren erantzun denboran, makina gelditzeko denboran eta beharrezko segurtasun distantzian laguntzen du
Hornidura tentsioa	Normalean 24 VDC, baina produktuen menpe	Kontrol sistemarekin bat etorri behar du
Diagnostika	LEDak, akats kodeak, erdi-kono irteerak, komunikazioa	Arazoak konpontzeko denbora murrizten du
Hedapen	Gehigarri sarrerak edo irteerak	Makina hazten denean erabilgarria
Ingurunea	Tenperatura, bibrazioa, kutxa, kutsadura	Fidagarritasuna eta ziurtapena eragin dezake
Ziurtapena	Eskuragarri makina eta funtzional-segurtasun estandarrak	Helburu duen makina eta merkatuarentzat beharrezkoa

Gelditze denbora osoak sentsorea, segurtasun relay, irteera gailua, gidatzailea edo kontaktore, eta mekanikoki gelditze denborak barne hartzen ditu.

PL e edo SIL 3 moduan iragartzen den produktu batek ez du automatikoki makina osoko segurtasun funtzioa PL e edo SIL 3 egiten. Sentsorea, logika, irteera gailuak, arkitektura, diagnostiko estaldura, fidagarritasun datuak, kablera, eta balidazioa guztiak azken emaitzara laguntzen dute.

ISO 13849-2:2012 kontrol sistema segurura lotutako atal baten balidazioa azterketa eta probekin estaltzen du. ISO 13850:2015 emergentzia gelditze funtzioen behar eta diseinu printzipioak zehazten ditu. IEC 61810-3:2015 kontaktu gidatu edo mekanikoki lotutako kontaktuekin elektromechanical relayen beharraz hitz egiten du.

Erreferentzia Nagusiak

• ISO 13849-1:2023 — Makineria segurua — Kontrol sistemen segurtasunarekiko atalak — Atala 1: Diseinurako printzipio orokorrak

• IEC 62061:2021+AMD1:2024+AMD2:2026 CSV — Makineria segurua — Segurtasun-funtzionala segurtasunarekiko kontrol sistemetan

• ISO 13849-2:2012 — Makineria segurua — Kontrol sistemen segurtasunarekiko atalak — Atala 2: Balidazioa

• ISO 13850:2015 — Makineria segurua — Emergentzia gelditze funtzioa — Diseinurako printzipioak

• IEC 61810-3:2015 — Elektromechanical oinarrizko relayak — Atala 3: Kontakturik gidatuak (mekanikoki lotuak) dituzten relayak

• Omron — Segurtasunarekiko Gidatutako Kontaktuekin Segurtasun Relayen Erabilera

• Pilz — PNOZ s2 Erabilera Eskuliburu

• Rockwell Automation — Guardmaster Segurtasun Relayen Erabiltzaile Eskuliburu

Segurtasun Relayen Aplikazio Arruntak eta Diseinu Kontroleak

Segurtasun relayak ohikoak dira emergentzia gelditzeak, segurtasun ateak, argi kurbilar, presio-sentsibiletako dispositiboak, bi-esku kontrolak, eta beste makina-segurtasun funtzioak monitoreatzeko.

Aplikazioa	Segurtasun relayak zer monitoratzen duen	Diseinu nagusiko kontrolak
Emergentzia gelditzea	E-stop kanal bat edo bi	Beharrezko PL/SIL, berreskurapen metodoa, kontaktorearen feedbacka, gelditze portaera
Segurtasun atea	Babes-sorkuntza edo interlok	Ate posizioa, berriro abiarazteko prebentzioa, irautzaren aurkako erresistentzia, gelditze denbora
Argia kurbila	Segurtasun sentsorea edo OSSD irteerak	Sarrerako bateragarritasuna, erantzun denbora, berreskuratu, babestutako distantzia
Segurtasun tapa edo ertza	Presio-sentsiborako babes-gailua	Sentsore bateragarritasuna, akats detección, erantzun denbora
Bi-esku kontrola	Bi indipendenteko operadore kontrolak	Altu baina elkarrekin martxan egoteko behar eta anti-mantendu portaera
Motorra gelditzea eta espero gabeko torsioa saihestea	Redundanteko kontaktoreak edo bateragarritasuneko bikoitz-kanaleko STO sarrerak	Gelditze kategoria, STO bateragarritasuna, gelditze denbora, EDM, biltegiratutako energia, eta berriro abiarazteko prebentzioa
Abiadura edo gelditze monitoratzea	Abiadura edo zero-abian sentsorea	Beharrezko muga, erantzun denbora, sentsore antolamendua
Txiki makina segurtasun sistema	Segurtasun sarrerak oinarrizko batzuk	Funtzio kopurua, irteera kopurua, diagnostika, hedapen beharrak

Abisua: STO-k ez du motor-torkea sortzen, baina ez du batez besteko elektrikoa deskonektatzen edo isolamendu elektrikorik eskaintzen.

Segurtasun Relay-a vs Segurtasun PLC-a: Zein Erabili Behar Zenuke?

Segurtasun relay bat normalean funtzio seguru finko gutxi dituen makina txiki baterako egokia da. Segurtasun PLC bat funtzio ugari, zona anitz, logika seguru programagarria, komunikazioa edo diagnostika zehatzak behar dituzten sistema handiagoentzat egokiagoa da. Phoenix Contact-ek segurtasun relay-ak funtzio eta logika seguru gutxi behar duten lekuetan bereziki egokiak direla deskribatzen du, programagarria den segurtasun sistema konplexutasuna handitzen den heinean malgutasun handiagoa eskainiz.

Alderaketa faktorea	Segurtasun relay	Segurtasun PLC
Segurtasun funtzioak	Gutxi, normalean finkoak	Asko eta programagarriak
Makina konplexutasuna	Txikia edo ertaina	Ertainekoa edo handia
I/O kopurua	Txikia	Handia
Programazioa	Normalean batere ez edo konfigurazio sinplea	Segurtasun programa beharrezkoa
Diagnostika	Oinarrizkoa edo ertaina	Zabal
Segurtasun zona anitz	Mugatua	Oso egokia
Hedapen	Mugatua edo modulugabea produktuen araberakoa	Handia
Sarean konektibitatea	Mugatua	Ohiko
Hasierako kostua	Normalean baxuagoa	Normalean altuagoa
Ingeniaritza ahalegina	Sistema sinpleentzat baxuagoa	Altua
Egokiena	E-stop, zaintza, argiztapena, makina sinplea	Makina konplexua, zelulak, zona anitz, segurtasun koordinatua

PLC estandarra ez da segurtasun PLC berbera. Segurtasunarekin lotutako kontrol programagarria hardwarerik, softwarez, arkitekturaz eta beharrezko segurtasun funtzioko balidazioz hornitu behar da.

Segurtasun Relay Ohiko Arazoak eta Arazoak Konpontzea

Arazoak konpontzeko lehenik eta behin, isolatu arriskutsua den energia makina onartuta daukan lockout prozedura jarraituz. Ez saiatu larrialdietarako gelditu, zaintza switch-a, segurtasun relay sarrera, edo feedback zirkuitua maiz egon dadin makina lan egiteko. Neurriak, behar denean, kualifikatutako pertsonalaren eskuz egin behar dira, zuzen baloratutako ekipamenduarekin.

Has zaitez relay LEDak edo diagnostiko kodeak egiaztatuz, gero benetako sarrera, berreskuratu, EDM eta irteera egoerak fabrikatzailearen zirkuitu-diagramaarekin konparatuz.

Arazoa edo sintoma	Arrazoi probablea	Neurketa edo ikusketa	Gomendatutako ekintza
Segurtasun irteerak aktibatuko ez direla	Segurtasun sarrera irekita, hornidura falta, konfigurazio okerra	Hornidura neurtu eta bi segurtasun kanal egiaztatu	Sarrera-zirkuitu edo konfigurazio akatsa identifikatu eta zuzendu
Relay-a berreskuratu ezin da	Kanal bat ez da berreskuratu, EDM irekita, berreskuratzeko zirkuitua okerra	Bi sarrera kanalak, berreskuratzeko zirkuitua, eta feedback zirkuitua egiaztatu	Akatsa zuzenduta berreskuratu baino lehen
Kanal ezberdintasun akatsa	Bi kanal desberdinetan aldatu diren denboretan edo kontaktu bat huts egin bila	Bi sarrera kanalak operatiboa den bitartean monitorizatu	Igo switch kontaktuak eta zirkuituak ikusi
Relay-a energiaren ziklo baten ondoren berriz ere berreskuratzen da	Lodita diagnostiko akatsa edo kanal desberdinak solucionatu gabe	Diagnostiko adierazpena eta produktu eskuliburua egiaztatu	Hornidura edo zirkuitu akatsa aurkitu, energia zikloak erabiltzean aritu beharrean
Kontaktorea ez da aktibatzen	Segurtasun irteera irekita, bilketa akatsa, kontrol tentsio baxua	Segurtasun irteera eta kontaktoreko bobinaren tentsioa neurtu	Irteera zirkuitua konpondu edo huts egin duen pieza ordezkatu
Kontaktorea gelditu ondoren energiatuta mantentzen da	Sweat contactor edo irteera zirkuitua okerra	Kontaktu energetikoak eta ispilu/feedback kontaktuak egiaztatu	Huts egin duen kontaktorea ordezkatu eta EDM egiaztatu
EDM edo feedback akatsa	Kontaktorea ez da normaltasunera bueltatzen	Normalean itxita dauden feedback kontaktuak egiaztatu	Zuzendu kontaktore edo zirkuitu akatsa
Argiztapena segurtasun irteerak aktibatzeko ez da	OSSD ezegonkortasuna, blokeatuta dagoen izpi, zirkuitu akatsa	OSSD irteerak eta relay sarrera modua egiaztatu	Zuzendu sentsorearen lerroa, zirkuitua, edo konfigurazioa
Automatiko berrabiarazpena espero materialen egon da	Automatiko berreskuraketa edo abiarazteko zirkuitu okerra	Berreskuratzeko/abiarazteko konfigurazioa ikusi	Arrisku azterketak eskatzen duen berreskuratzeko metodoa erabili
Intermittent segurtasun irteerak	Terminal looseak, bibrazioa, kable kalteak, hornidura ezegonkorra	Monitorea sarrera tentsioa eta kanal estatua	Konpondu wiring-a eta lotu terminalak
Segurtasun erreguladoriak gehiegi berotzen da	Irteera karga gehiegizkoa, aireztapen eskasa, hornidura okerra	Ezkatu korrontea, hornidura tentsioa, eta biltegiaren tenperatura	Murriztu karga edo zuzen instalatu
Irteera LEDa piztuta dago baina makina ez da abiarazten	Behealdeko kontaktorea, gidatzailea, PLC logika, edo beste interlock bat irekita dago	Segurtasun irteeraren ondoren zirkuitua jarraitu	Behealdeko akatsa konpondu

Beharbada desberdintasun bat, berresetze bat, edo EDM akatsa errepikatzen duen segurtasun erreguladorea ez da segundo batean saihestu behar. Akats hauek segurtasun etengailu baten porrot, kontaktore soldatutakoa, kable kalteak, berresetze logika okerra, edo segurtasun sistemak zehazki detektatu behar duen beste egoera bat adierazi dezakete.

Ondorioa

Segurtasun erreguladore batek sichmota segurtasun logika eskaintzen du gailuen artean, hala nola larrialdi gelditzeak, guardiak eta argi-panelak eta makinaren segurtasun irteerak. Segurtasun fidagarriak ez du erreguladorea bera baino gehiago baitira: bikoitz kanaleko arkitektura, berresetze jarrera, EDM, irteera gailuak, gelditze errendimendua, PL edo SIL eskakizunak, wiring eta balidazioa segurtasun funtzioarekin bat etorri behar dute. Segurtasun erreguladoreak makina segurtasun sistemetarako ondo egokitzen dira, konplexutasun baxu edo ertainekoei, bitartean sistemak handiak segurtasun PLC batek hobeto zerbitzatu ahal izango ditu.