Jak podłączyć wyłączniki krańcowe? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.7

Z tego artykułu dowiesz się:

  • co to są krańcówki i jakie są ich rodzaje,
  • jak podłączyć krańcówkę do przekaźnika bezpieczeństwa,
  • jak podłączyć kilka krańcówek do jednego przekaźnika,
  • jakie funkcje przekaźnika mają zastosowanie dla krańcówek.

W ostatnim odcinku kursu skonfigurowałeś/aś swój pierwszy program diagnostyczny z wykorzystaniem przekaźników Preventa XPS Universal. Dzisiaj zajmiesz się sprawami sprzętowymi i skupisz się na kolejnym podłączeniu – tym razem krańcówek.

Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych

  • 1. Wstęp: Czym są i jak działają przekaźniki bezpieczeństwa? Podstawowe informacje, które każdy automatyk znać powinien
  • 2. Jak podłączyć przycisk E-STOP? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.1
  • 3. Funkcje trybu start – czym są? Którą funkcję wybrać pod konkretne zastosowanie? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.2
  • 4. Jak podłączyć kurtynę laserową? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.3
  • 5. Jak podłączyć stację sterowania oburęcznego? Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.4
  • 6. Jak diagnozować pracę przekaźnika? Cz. 1 | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.5
  • 7. Jak diagnozować pracę przekaźnika? Cz.2| Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.6
  • 8. Jak podłączyć wyłączniki krańcowe? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.7
  • 9. Jak podłączyć zamek ryglowany? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.8
  • 10. Jak podłączyć moduł rozszerzeń i skonfigurować opóźnienie wyjść? | Kurs podłączania i konfigurowania przekaźników bezpieczeństwa dla maszyn i stanowisk produkcyjnych odc.9
  • Co to jest krańcówka i jak ją dobrać do układu bezpieczeństwa maszyny?

    Krańcówka to element układu bezpieczeństwa maszyny, który wyzwala sygnał powodujący zatrzymanie, unieruchomienie bądź wyłączenie maszyny.

    Wyzwalanie sygnału musi zostać wymuszone przez element ograniczający maszynę – np. osłonę. Krańcówka powinna zostać tak dobrana i podłączona, aby otwieranie osłony powodowało nacisk na aktywator.

    Przykładowe podłączenie krańcówki, źródło Schneider Electric
    Przykładowe podłączenie krańcówki, źródło Schneider Electric

    WAŻNE: Częstym błędem jest podłączenie krańcówki w taki sposób, że nacisk na aktywator generowany jest w sposób ciągły przez zamkniętą klapę, a jej zwolnienie powoduje zwolnienie aktywatora. W takiej sytuacji zadziałanie krańcówki jest uzależnione od sprężyny, która odbija aktywator w górę. Jeżeli sprężyna się zatnie, cały układ bezpieczeństwa nie zadziała – stąd nie powinno się w ten sposób montować krańcówek do maszyn.

    Jakie są rodzaje krańcówek?

    Wyżej opisany przypadek nie dotyczy wszystkich typów krańcówek. Rodzaje krańcówek wiążą się z typami urządzeń blokujących, zdefiniowanymi przez normy bezpieczeństwa

    1. Krańcówka z aktywatorem w postaci niekodowanego elementu mechanicznego oraz krzywki. Najczęściej w tym rodzaju krańcówki elementem mechanicznym jest słupek bądź dźwigienka na sprężynie. Krzywka połączona na stałe z osłoną wymusza zadziałanie aktywatora podczas otwarcia osłony.

    Przykładowa krańcówka typu 1 z oferty firmy Telemecanique, źródło: Schneider Electric
    Przykładowa krańcówka typu 1 z oferty firmy Telemecanique, źródło: Schneider Electric

    2. Krańcówka z aktywatorem w postaci kodowanego elementu mechanicznego. Element ten jest na stałe przymocowany do osłony. Dzięki kodowaniu aktywatora, zadziałanie krańcówki jest zależne tylko i wyłącznie od niego. Nie można, kolokwialnie mówiąc, oszukać krańcówki innym elementem. Otwarcie osłony powoduje wyciągnięcie aktywatora z krańcówki i zadziałanie sygnału.

    Przykładowa krańcówka typu 2 z oferty firmy Telemecanique, źródło: Schneider Electric
    Przykładowa krańcówka typu 2 z oferty firmy Telemecanique, źródło: Schneider Electric

    3. Krańcówka magnetyczna niekodowana, składająca się z dwóch elementów, które nie są ze sobą fizycznie połączone. Jeden element montuje się na stałej części maszyny, a drugi na ruchomej osłonie. Rozwarcie sygnału magnetycznego wskutek otwarcia osłony spowoduje zadziałanie krańcówki.

    Przykładowa krańcówka typu 3 z oferty firmy SATEL, źródło: SATEL
    Przykładowa krańcówka typu 3 z oferty firmy SATEL, źródło: SATEL

    4. Krańcówka magnetyczna kodowana również składa się z dwóch elementów, niepołączonych ze sobą fizycznie. Jedyna różnica polega na kodowaniu aktywatora. Dzięki temu można zniwelować zakłócenia pola magnetycznego i ochronić krańcówkę przed wykorzystaniem innego magnesu do obejścia zabezpieczenia. Zareaguje ona tylko na swój dedykowany aktywator.

    Przykładowa krańcówka typu 4 z oferty firmy Telemecanique, źródło: Schneider Electric
    Przykładowa krańcówka typu 4 z oferty firmy Telemecanique, źródło: Schneider Electric

    Jak podłączyć krańcówkę do przekaźnika bezpieczeństwa?

    Samo podłączenie krańcówki jest dość prostym zadaniem. W dzisiejszym odcinku poznasz to na przykładzie zabezpieczenia ruchomej osłony tokarki przed jej otwarciem podczas pracy maszyny. Osłona otwiera się poprzez przesuw w linii prostej.

    Schemat działania osłony maszyny, źródło: Schneider Electric
    Schemat działania osłony maszyny, źródło: Schneider Electric

    Pamiętaj o tym, że do zabezpieczenia jakiegokolwiek elementu będziesz potrzebować przynajmniej dwóch krańcówek. Zachowanie redundancji w tym przypadku jest warunkiem koniecznym poprawnie zaprojektowanego układu bezpieczeństwa maszyny. Dzięki dwóm krańcówkom zredukujesz współczynnik przypadku, a także wykryjesz, gdy jedna z krańcówek zadziała niepoprawnie np. poprzez zacięcie się.

    Do obsłużenia sygnału z krańcówek i jego zsynchronizowania będziesz potrzebować odpowiedniego przekaźnika. W przypadku przekaźników Preventa XPS Universal każdy egzemplarz może obsługiwać krańcówki, niektóre z nich nawet do 6 sztuk jednocześnie. Aby zabezpieczyć osłonę, wystarczające będą dwie krańcówki, które możesz podłączyć do najbardziej popularnego modelu – XPSUAF13AP.

    Do podłączenia krańcówek możesz wykorzystać aż 3 funkcje przekaźnika XPSUAF13AP. Różnią się one między innymi synchronizacją wejść oraz funkcją signal interlocking.

    Do czego służy synchronizacja wejść w przekaźnikach bezpieczeństwa?

    Jest to funkcja monitorująca pracę przekaźników. Uzależnia ona dalsze działanie przekaźnika od załączenia się wejść w odpowiednim przedziale czasowym. W przypadku trybu 2 s/4 s, jeżeli zostanie aktywowana krańcówka S1, to krańcówka S2 musi zostać aktywowana w przeciągu 2 s. W przeciwnym wypadku zgłoszony zostanie błąd.

    Natomiast jeżeli pierwsza zostanie aktywowana krańcówka S2, to krańcówka S1 ma 4 s na zadziałanie. W trybie 0,5 s funkcja działa analogicznie, tylko czas w obu przypadkach ograniczony jest do 0,5 s.

    Synchronizacja jest bardzo przydatna, ponieważ redukuje ryzyko przypadkowego zadziałania systemu bezpieczeństwa – np. na skutek niedomknięcia osłony. Reset błędu wymaga rozłączenia obu krańcówek i ponownego załączenia, a więc w praktyce – pełnego otwarcia osłony i jej zamknięcia.

    Jak monitorować rozłączenie sygnałów dzięki signal interlocking?

    O ile synchronizacja wejść reaguje na załączenie sygnałów, o tyle signal interlocking monitoruje rozłączenie sygnałów. Jeżeli jedno z wejść zostanie rozłączone – drugie również musi zostać rozłączone w przeciągu 200ms. Jeżeli czas ten zostanie przekroczony, przekaźnik przejdzie w stan błędu Signal interlock condition.

    Dioda ERROR będzie świecić światłem ciągłym, a diody S12 oraz S22 będą migać synchronicznie. Błąd ten wystąpi także, jeśli jedno z wejść zostanie dezaktywowane i aktywowane ponownie. Aby zresetować ten błąd, należy dezaktywować oba wejścia bezpieczeństwa na czas 1 s.

    Poniżej 3 wykresy obrazujące działanie tej funkcji.

    1. Poprawne rozłączenie krańcówek:

    Poprawne zadziałanie funkcji signal interlocking, źródło: Schneider Electric
    Poprawne zadziałanie funkcji signal interlocking, źródło: Schneider Electric

    2. Rozłączenie tylko jednej krańcówki i ponowne jej załączenie:

    Zgłoszenie błędu funkcji signal interlocking, źródło: Schneider Electric
    Zgłoszenie błędu funkcji signal interlocking, źródło: Schneider Electric

    3. Przekroczenie czasu pomiędzy rozłączeniem krańcówek:

    Przekroczenie czasu rozłączania w funkcji signal interlocking, źródło: Schneider Electric
    Przekroczenie czasu rozłączania w funkcji signal interlocking, źródło: Schneider Electric

    Jakich funkcji przekaźnika bezpieczeństwa można użyć do obsłużenia krańcówki?

    W przekaźnikach bezpieczeństwa występują 3  funkcje, różniące się czasem synchronizacji, dynamizacją lub rodzajem styków wejściowych:

    • Funkcja 1 – to najprostszy wariant, jakiego możesz użyć do obsłużenia krańcówki. W tym przypadku wyłączona jest synchronizacja, a przekaźnik może monitorować dwa styki NO lub NC. Funkcję tę można wykorzystać przy krańcówkach z aktywatorem w formie elementu mechanicznego. Krańcówki te najczęściej mają podwójne obwody NO, które aktywują się po wyciągnięciu aktywatora. Krańcówka z tą funkcją zadziała dokładnie tak jak przycisk E-STOP.
    Przykładowa krańcówka XCS Telemecanique dla funkcji 1, źródło: Schneider Electric
    Przykładowa krańcówka XCS Telemecanique dla funkcji 1, źródło: Schneider Electric
    • Funkcja 2 – najczęściej wykorzystywana przy instalacjach z krańcówkami. Obsługuje ona dwie krańcówki typu 1 – jedną ze stykiem NC, a drugą ze stykiem NO. W tym przypadku aktywowana jest synchronizacja aktywacji tych wejść, a także signal interlocking. Dzięki temu działanie obydwu krańcówek można od siebie uzależnić i wyeliminować element przypadku.
    • Funkcja 3 – wykorzystywana jest w przypadku kodowanych krańcówek magnetycznych. Obsługuje ona styki antywalentne (NO+NC), w związku z tym posiada wyłączoną opcję signal interlocking.
    Podłączenie krańcówki magnetycznej kodowanej do przekaźnika bezpieczeństwa XPSUAF13AP, źródło: Schneider Electric
    Podłączenie krańcówki magnetycznej kodowanej do przekaźnika bezpieczeństwa XPSUAF13AP, źródło: Schneider Electric

    Najlepszym wyborem w przypadku zabezpieczenia osłony będzie funkcja 2 przekaźnika bezpieczeństwa Preventa XPS Universal.

    Jak podłączyć krańcówkę i skonfigurować przekaźnik bezpieczeństwa?

    Poznasz teraz tryb startu. W tym przypadku wybierz tryb 1. Jest to tryb z automatycznym bądź manualnym (w zależności od podłączenia) sygnałem start i dynamizacją.

    W przypadku wyboru funkcji 2, aktywowałeś/aś już dwa tryby monitorujące pracę krańcówek. Aby upłynnić i ułatwić korzystanie z osłony, wybierz start automatyczny. Umożliwi to automatyczny restart przekaźnika po zrestartowaniu błędów. Dzięki temu reset błędu albo restart systemu będą wymagały jedynie otwarcia i zamknięcia klapy – nie trzeba będzie wciskać żadnego dodatkowego przycisku, co ułatwi korzystanie z maszyny.

    Następnie przejdź do podłączenia sygnałów. Pierwszą krańcówkę wepnij w obwód pomiędzy zaciskami S11 i S12, a drugą pomiędzy S21 i S22. Zewrzyj wejścia Y1 i Y2, aby korzystać z automatycznej funkcji startu. Podaj zasilanie pomiędzy złącza A1 i A2.

    Schemat podłączenia krańcówek do przekaźnika bezpieczeństwa XPSUAF13AP, źródło: ASTOR
    Schemat podłączenia krańcówek do przekaźnika bezpieczeństwa XPSUAF13AP, źródło: ASTOR

    Jak widzisz, podłączenie krańcówek to bardzo prosta sprawa – trudniejszy jest sam dobór krańcówki i konfiguracja przekaźnika pod względem optymalizacji działania systemu bezpieczeństwa.

    W kolejnym odcinku poznasz i nauczysz się, jak podłączyć zamki ryglowane. Dowiesz się, do czego służą, a także jak skonfigurować przekaźnik bezpieczeństwa maszyny do pracy z nimi.

    Czy ten artykuł był dla Ciebie przydatny?

    Średnia ocena artykułu: 5 / 5. Ilość ocen: 3

    Ten artykuł nie był jeszcze oceniony.

    Opublikuj

    Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

    Czytaj więcej