Nowe rozwiązania z dziedziny bezpieczeństwa na AUTOMATICON® 2010

Obok tradycyjnych dla tej branży produktów, przekaźników i sterowników bezpieczeństwa, na stoiskach można było zobaczyć szeroką ofertę różnego typu czujników, w tym kurtyn i barier świetlnych. Automatyzacja i robotyzacja produkcji oraz nowe dyrektywy z zakresu bezpieczeństwa pracy pobudzają popyt na tego typu urządzenia.

Prezentowane były m.in. kurtyny i bariery z funkcją mutingu, polegającą na chwilowym wyłączeniu funkcji bezpieczeństwa. Na sygnał z czujnika (najczęściej fotokomórki) wyłączane jest krótkotrwale pole ochronne, np. w celu umożliwienia podania materiału.

Z tej grupy można wymienić wielowiązkowe bariery bezpieczeństwa MLD 300/500 firmy Leuze electronic wystawiane na stoisku firmy BALLUFF. W barierach tych można łatwo ustawić sześć różnych trybów działania mutingu bez użycia PC, konfigurowanie odbywa się za pomocą przyporządkowań uzwojeń lub końcówek (pin) wtyczki i gniazda. Nowym rozwiązaniem jest trójwiązkowy system nadajnika-odbiornika składający się z aktywnego transceivera (nadajnik/odbiornik w jednej obudowie) oraz pasywnego lustra odchylającego (deflecting mirror) bez elektrycznego połączenia.

Na stoisku firmy INS-TOM prezentowane było rozwiązanie symulujące fragment linii produkcyjnej do transportu palet zabezpieczonej kurtynami bezpieczeństwa serii JANUS, które są produkowane przez firmę REER – lidera w produkcji optoelektronicznych barier bezpieczeństwa na rynku włoskim. W poziomych ramionach kurtyn umieszczono sensory mutingu. W tej aplikacji paleta z produktami musi swobodnie wyjechać z linii produkcyjnej bez zatrzymywania procesu technologicznego, natomiast świadome lub nieświadome wtargnięcie człowieka na linię transportową powinno skutkować zatrzymaniem maszyny. Temu właśnie służą sensory mutingu, których zadaniem jest wykrycie kierunku poruszania się obiektu.

Kurtyna JANUS jest niezwykle prosta w montażu. Okablowanie doprowadza się tylko do jednego z ramion, drugie jest elementem pasywnym niewymagającym zasilania. Montaż sprowadza się jedynie do mechanicznego przykręcenia kurtyny w miejscu pracy i połączenia z panelem sterującym, który pełni funkcję modułu bezpieczeństwa. Panel sterujący jest wyposażony w przycisk restartu, w wyłącznik kluczykowy wymuszenia pracy oraz w lampkę sygnalizującą fazę mutingu. Jest to proste i kompletne rozwiązanie zabezpieczenia linii paletyzacji.

Nowe kurtyny bezpieczeństwa prezentowała również firma SCHMERSAL: kurtyny SLC 420 IP69K do ekstremalnych zastosowań. Wysoki stopień ochrony IP69K zawdzięczają obudowie wykonanej z poliwęglanu. Przyłączenie kabla nadajnika odbywa się za pośrednictwem dławika z membraną uszczelniającą ze specjalną powłoką (Gore TM), zapobiegającą przedostaniu się wilgoci do wnętrza obudowy. Pozwala to na stosowanie tych kurtyn w bardzo wymagających warunkach, np. w przemyśle spożywczym.

Najmniejsza kurtyna miniTwin4 to nowość firmy SICK. Jej innowacyjność polega na wyeliminowaniu podziału na nadajnik i odbiornik – po obu stronach strefy ochronnej znajdują się dwa identyczne elementy, obrócone względem siebie. Jest to szczególną zaletą w przypadku awarii, wystarczy skorzystać tylko z jednego elementu, bez względu na to, czy uszkodzi się nadajnik, czy odbiornik. Kurtyna wyróżnia się również brakiem stref martwych przy łączeniu szeregowym lub pod kątem 90°.

Brakiem strefy martwej charakteryzują się również nowe kurtyny serii EZ-SCREEN LP najwyższej kategorii bezpieczeństwa wystawiane przez firmę TURCK. Ich mały przekrój poprzeczny (26×28 mm) umożliwia dużą elastyczność w procesie montażu.

Kilka firm oferowało nowe wykonania wyłączników linkowych opracowane, jak zgodnie twierdzono, ze względu na zgłaszane potrzeby użytkowników. Na przykład firma .steute wprowadziła na rynek dwa nowe typoszeregi wyłączników linkowych zatrzymania awaryjnego w wykonaniu przeciwwybuchowym (ATEX): EEx ZS 90 S do pracy w bardzo trudnych warunkach oraz EEx UT 75 do pracy w strefach zagrożonych wybuchem metanu.

Do swoich flagowych wyłączników linkowych zatrzymania awaryjnego, tj. ZS 71 oraz ZS 73 S, .steute wprowadziła dodatkowy, trzeci zestyk (rozwierny), który umożliwia wykorzystanie wyłącznika w redundantnych obwodach bezpieczeństwa, a więc tym samym w wyższych kategoriach bezpieczeństwa. Nie traci się przy tym możliwości wykorzystania zestyku zwiernego do sygnalizowania stanu wyłącznika. Mamy więc „dwa w jednym” – wyższą kategorię bezpieczeństwa oraz dostępny obwód sygnalizacyjny. Ostateczna konfiguracja zestyków to dwa rozwierne i jeden zwierny. Nowością były także prezentowane na stoisku kasety z przyciskami zatrzymania awaryjnego do pracy w atmosferze wybuchowej (ATEX).

Nowe kompleksowe rozwiązania w ramach programu bezpieczeństwa można było spotkać na stoisku firmy PHOENIX CONTACT. Są to konfigurowalne moduły bezpieczeństwa PSR-TRISAFE oraz moduły realizujące technologię SafetyBridge, moduły wejść/wyjść związane z bezpieczeństwem w ramach systemu Inline oraz programowalne sterowniki bezpieczeństwa RF 470S.

Moduły PSR-TRISAFE monitorują w maszynie lub systemie poszczególne mechanizmy bezpieczeństwa, jak np. przycisk zatrzymania awaryjnego czy drzwiczki ochronne. System PSR TRISAFE podłączany jest do sieci Profibus DP przez sprzęgło magistrali obiektowej. Umożliwia to komunikację z nadrzędnym sterownikiem w celach diagnostycznych i wizualizacyjnych. Sprzęgło magistrali obiektowej oraz wszystkie niebezpieczne podzespoły podłącza do modułu bezpieczeństwa PSR TRISAFE łącze INTERFACE-TBUS na szynach nośnych.

Moduły bezpieczeństwa w technologii SafetyBridge, niezależnej od sieci i zainstalowanego sterownika, stanowią element nowego rozwiązania bezpieczeństwa rozproszonego. Moduły te wymieniają wprawdzie bezpieczne sygnały poprzez standardową sieć przemysłową, lecz istniejąca sieć oraz standardowy system sterowania służą tylko jako środek transportu istotnych dla bezpieczeństwa pakietów danych, wymienianych między modułami bezpiecznych wejść i wyjść.

Wykorzystując technologię SafetyBridge można zintegrować funkcje bezpieczeństwa w system sterowania bez konieczności stosowania bezpiecznej sieci, np. Interbus Safety lub Profisafe, i związanych z nią sterowników bezpieczeństwa, a przy tym nadal korzystać z własnego systemu komunikacji.

Nowym rozwiązaniem PHOENIX CONTACT jest także RFC 470S PN 3TX – sterownik o wysokiej sprawności ze zintegrowanym sterownikiem bezpieczeństwa (kategoria 4 wg PN-EN 954-1, PL e wg PN-EN 13849-1 oraz SIL3 wg PN-EN 61508 i PN-EN 62061). Taka kombinacja umożliwia wbudowanie funkcji bezpieczeństwa w istniejącą już sieć, dzięki czemu redukowane są koszty instalacji i oprzewodowania. Stosowany protokół bezpieczeństwa to PROFIsafe dostępny poprzez PROFINET.

SIEMENS pokazał na targach nowy programowalny sterownik PLC WinAC RTx z opcją F. Pozwala on na realizację standardowych systemów sterowania oraz obsługę zabezpieczeń instalacji do SIL3 oraz PL e.

Oprogramowanie można instalować na komputerach klasy PC z procesorami jedno- i wielordzeniowymi. WinAC RTx został wyposażony w nowe funkcje systemowe (SFC) zwiększające funkcjonalność. Ma możliwość konfiguracji wielkości pamięci systemowej – domyślnie wynosi ona 4 MB dla programu oraz 4 MB dla danych. Dodatkowym atutem jest opcjonalny SIMATIC WinAC ODK, który pozwala na integrację do programu sterowania algorytmów napisanych w językach wysokiego poziomu (C/C++), dostęp do bibliotek API systemu operacyjnego Windows oraz dostęp do danych konfiguracji hardware i zasobów innych aplikacji PC.

Na targach prezentowano także nowe rozwiązania z wbudowanymi funkcjami bezpieczeństwa. Przykładem może być nowy model przetwornicy częstotliwości PowerFlex 755 rozszerzający serię PowerFlex 7 firmy Rockwell Automation, wystawiany na stoisku spółki RAControls. Rozbudowane funkcje bezpieczeństwa są realizowane za pomocą odpowiednich kart rozszerzeń. Można do nich zaliczyć funkcję bezpiecznego wyłączenia momentu (Safe Torque-Off) oraz funkcję bezpiecznego monitorowania prędkości (Safe Speed Monitor). Obydwie funkcje mają certyfikaty bezpieczeństwa PLe SIL 3/kat. 4.

Całą gamę nowych produktów prezentowała firma PILZ. Natomiast SICK pochwalił się ulepszoną kamerą bezpieczeństwa V300 – zwiększenie nadzorowanej strefy, diagnostyka za pomocą 4 diod. Przedstawiony wybór jest tylko częścią nowości z dziedziny bezpieczeństwa wystawianych na targach AUTOMATICON.

Trzeciego dnia targów, w ramach seminariów, pod patronatem organizacji Fieldbus Foundation Central and Eastern European Marketing Committee (FFCEEMC) odbyła się prezentacja pt. „Fieldbus – zwiększona rentowność instalacji”. Promowana była technologia FOUNDATION Fieldbus (FF) często stosowana w aplikacjach automatyki procesowej. Po omówieniu technologii pod kątem korzyści dla użytkowników końcowych, zadawane były pytania przedstawicielom FFCEEMC. Najwięcej pytań dotyczyło porównania standardów Profibus PA (bardziej popularny w Polsce) i FOUNDATION Fieldbus. Obie technologie wykorzystują ten sam rodzaj okablowania i oparte są na tej samej normie IEC 61158-2. Jednakże występują między nimi różnice wynikające z różnej architektury systemów. Według przedstawicieli FFCEEMC główną różnicą w porównaniu z Profibus PA jest umożliwienie przez FF kontroli na obiekcie.

Na spotkaniu udzielono również szeregu informacji dotyczących sieci bezpieczeństwa. Protokół dla sieci bezpieczeństwa wyróżnia się przede wszystkim zasadami, według których urządzenia sieciowe wysyłają i odbierają komunikaty. Kluczowe elementy sieciowych systemów bezpieczeństwa to:

• Medium transmisyjne postrzegane jako swego rodzaju „czarny kanał” – dla systemu bezpieczeństwa nie ma znaczenia, z jakiego rodzaju medium transmisyjnego korzysta sieć: Ethernetu, łącza bezprzewodowego czy skrętki.

• Protokół w systemie bezpieczeństwa wykrywający w transmitowanych komunikatach błędy, które w standardowych systemach automatyki mogą być pomijane.

• Komunikaty bezpieczeństwa poruszające się w sieci zgodnie z określoną sekwencją i w ścisłych ramach czasowych.

Organizacja promująca standard FOUNDATION Fieldbus już kilka lat temu opracowała protokół dla sieci bezpieczeństwa FF-SIS (FOUNDATION Fieldbus for Safety Instrumented Systems), jednak dopiero w styczniu 2009 r. sieci bezpieczeństwa uzyskały zwolnienie do stosowania, a w 2010 r. pojawiły się na rynku urządzenia do sieci bezpieczeństwa oparte na FF.

Obecnie w systemie dane dotyczące bezpieczeństwa i sterowania przekazywane są jednym przewodem, z zachowaniem niezbędnego stopnia oddzielenia funkcjonalnego w celu spełnienia wymagań bezpieczeństwa. W przewodzie występują zatem dwa protokoły: FF i bezpieczeństwa. Przesył sygnałów bezpieczeństwa poprzez magistralę fieldbus eliminuje tworzenie instalacji bezpieczeństwa równoległej do sieci tradycyjnej. Jak zapewnili organizatorzy konferencji, w Polsce istnieją już aplikacje na bazie FOUNDATION Fieldbus.