Kontaktory klasy bezpieczeństwa są wymagane w zastosowaniach przemysłowych w celu zapewnienia, że maszyny i systemy mogą niezawodnie i nieprzewidywalnie przejść do bezpiecznego stanu,zazwyczaj w przypadku błędów operacyjnych lub wymagań funkcjonalnych w zakresie bezpieczeństwaPierwszym krokiem w projektowaniu systemu bezpieczeństwa przemysłowego jest ustalenie, czy aplikacja wymaga poziomu integralności bezpieczeństwa (SIL) (zgodnie z definicją w IEC 62061,do SIL 2) lub poziomu wydajności C (PL) zgodnie z normą ISO 13849Niektóre aplikacje wymagają wyższego poziomu bezpieczeństwa.
Zwróćmy uwagę na wytyczne zawarte w IEC 60947-4-1 i ISO 13849-1, gdzie pierwsze koncentruje się na projektowaniu i testowaniu przełączników niskiego napięcia i urządzeń sterujących,podczas gdy ten ostatni zawiera ogólne zasady projektowania i integracji części związanych z bezpieczeństwem systemów sterowania, w tym sprzętu i oprogramowania.
W niniejszym artykule przedstawiono, jak wykorzystać kontaktor poziomu bezpieczeństwa 3RT2 firmy Siemens z funkcją bezpieczeństwa działania w celu zbudowania systemu bezpieczeństwa w celu osiągnięcia optymalnego rozwiązania bezpieczeństwa przemysłowego.W artykule omówiono również sposoby osiągnięcia wyższych poziomów SIL i PL, a także zagadnienia integracji systemów, takie jak zarządzanie cieplne kontaktorów.moduły funkcjonalne, oraz innych akcesoriów w celu osiągnięcia dalszej optymalizacji zastosowania i bezpieczeństwa.
Kontaktor 3RT2 oferuje możliwość wyboru między tradycyjnym i trwałym trybem pracy, ze specyfikacjami od S00 do S2, a maksymalną mocą do 37 kW.Do kontaktorów, które wykorzystują mechanizmy pracy w stanie stałym, należy określić opcjonalny sygnał żywotności.
Kontaktory te spełniają wymagania IEC 60947-4-1 kategorii AC-3e i mogą być stosowane w połączeniu z wysokiej wydajności silnikami IE3 lub IE4.,zawierające kontakty normalnie otwarte (NO) i normalnie zamknięte (NC), które mogą być wykorzystywane do przekazywania informacji zwrotnych na temat włączenia lub wyłączenia obwodów głównych.informacje zwrotne mogą być wykorzystywane do uruchomienia świateł wskaźnikaPrzykład kontaktoru 3RT2 jest następujący:
Specyfikacja 3RT20152AP611AA0-S00, prąd nominalny 7 A, 3 kW/400 V, 3 bieguny, 220 VAC 50 Hz/240 VAC 60 Hz, kontakt pomocniczy: 1 NO, z sprężynowym końcem
3RT20231AK60- S0 specyfikacja, prąd nominalny 9 A, 4 kW/400 V, 3 bieguny, 110 VAC 50 Hz/120 VAC 60 Hz, kontakty pomocnicze: 1 NO+1 NC, końcowy nawinięty (rysunek 1)
3RT20281AN20- S0 specyfikacja, prąd nominalny 38 A, 18,5 kW/400 V, 3 bieguny, 220 VAC, 50/60 Hz, kontakty pomocnicze: 1 NO+1 NC, końcowy nawinięty
3RT20371_S2 specyfikacja, prąd nominalny 65 A, 30 kW/400 V, 3 bieguny, 24 VDC, z zintegrowanym rezystorem zmiennym, kontakty pomocnicze: 1 NO+1 NC, końcowy nawinięty
specyfikacja 3RT20371SF30-S2, ze wejściem F-PCL-IN, prąd nominalny 65 A, 30 kW/400 V, 3 bieguny, 83 VAC do 150 VAC/VDC, 50/60 Hz, z zintegrowanym rezystorem zmiennym, kontakt pomocniczy: 1 NC,końcówka z przędzą
S0 specyfikacja kontaktora moc nominalna 4 kW obraz
Rysunek 1: Moc znamionowa tego kontaktora specyfikacji S0 wynosi 4 kW, z jednym wyjściem NC i jednym wyjściem pomocniczym NO (źródło zdjęcia: Siemens).
Czas reakcji jest kluczowy dla bezpieczeństwa
Zrozumienie wpływu ogólnego czasu reakcji ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu rozwiązań w zakresie bezpieczeństwa przemysłowego.czas reakcji jest określany jako czas całkowity potrzebny do zatrzymania niebezpiecznego ruchu w przypadku wystąpienia wymogów bezpieczeństwaCzynniki wpływające na czas reakcji obejmują:
Czas reakcji czujników w urządzeniach monitorujących bezpieczeństwo
Czas cyklu planu bezpieczeństwa
Czas opóźnienia protokołu łączności
Czas przejazdu spowodowany bezwładnością silnika lub siłownika
Czas zerwania kontaktora
Norma IEC 60947-4-1 określa czas przerwania elektromechanicznych kontaktorów i starterów silnika.
Określa również kategorie zastosowań do klasyfikacji typów obciążeń i warunków pracy kontaktora, takich jak AC-3e dla silników o wysokiej wydajności.Niniejsza norma obejmuje procedury badania czasu zerwania i innych charakterystyk działania kontaktorów.
Czas zerwania kontaktora jest kluczowym parametrem w systemie bezpieczeństwa.włącznie z czasem opóźnienia odłączenia (OD) i czasem łuku kontaktowego (AT).
Przykładowo przy użyciu kontaktora o wydajności przełącznika, jak pokazano na rysunku 2, czas przerwania OD+AT wynosi od 50 do 75 ms. Przy obliczaniu całkowitego czasu reakcjizawsze należy wziąć pod uwagę najgorszą cenę, co w tym przykładzie wynosi 75 ms (rys. 2).