Jste zde

Programovatelný bezpečnostní systém REER Mosaic

Antonín Vojáček, 20. Únor 2014 - 13:43

REER MOSAIC je modulární bezpečnostní programovatelný systém pro hlídání / zajištění bezpečnosti funkce stroje, zařízení či linky dle "kategorie 4, SIL 3 - SILCL3 - PL e", který je tvořený řídicí programovatelnou jednotkou a až se 14 rozšiřujícími jednotkami.

MOSAIC od italské společnosti REER je bezpečnostní programovatelný systém pro monitorování bezpečnostních komponent, jako například: bezpečnostní světelné závory, bezpečnostní senzory, bezpečnostní spínače, laserové skenery, nouzová tlačítka atd. Na základě jejich stavu následně vytváří prostředky pro nouzové bezpečné zastavení chodu celého stroje nebo těch částí, které vytvářejí riziko zranění obsluhy zařízení nebo ohrožení jeho lidského života.

Je to tedy certifikovaný prostředek pro zajištění bezpečnosti průmyslových zařízení dle "kategorie 4, SIL 3 - SILCL3 - PL e " ve shodě se směrnicí 2006/42/EC (v České republice NV 178/2008 Sb.) a platných norem pro bezpečnost systémů a zařízení: EN/IEC 61508 a EN/IEC 62061 (Funkční bezpečnost elektrických/elektronických a programovatelných elektronických řídicíchsystémů souvisejících s bezpečností) - určují úroveň parametru SIL, EN/ISO 13849-1 (Bezpečnostní části ovládacích systémů) - určuje úroveň parametru PL.

Samotný systém je tvořený řídicí programovatelnou jednotkou, která musí být vždy přítomna, a až se 14 rozšiřujícími jednotkami, které dohromady mohou poskytnout až 128 vstupů a 16 OSSD párů bezpečnostních výstupů. Navíc tu jsou komunikační moduly pro sběrnice PROFIBUS DP, PROFINET, DeviceNet, CANopen, Ethernet IP a EtherCAT, které slouží pro vzdálené monitorování stavu a funkce systému. Navíc je tu možnost decentralizace systému pomocí modulu MCT do vzdálenosti až 100 m prostřednictvím sériové sběrnice RS-485.

Příklad jednoho z mnoha použití bezpečnostního systému REER Mosaic.

Základní programovatelný modul Mosaic M1

Základní programovatelný modul Reer Mosaic M1, podobně jako například u kompaktních programovatelných automatů, tvoří základní nutnou jednotku, která se na požadovanou funkci programuje přes USB port z programu v PC a kterou lze následně rozšiřovat o další rozšiřovací moduly. Modul je proveden ve žlutém plastovém pouzdru rozměrů 22,5 x 99 x 114,5 mm s průhlednou vyklápěcí krytkou horního panelu a s upevněním na 35 mm DIN lištu. Na horním panelu se mimo programovací USB port pak nachází i indikační LED diody zobrazující stavy všech vstupů i výstupů. Napájení modulu i celého bezpečnostního systému Mosaic je 24 VDC.

Popis připojovacích vstupů / výstupů

Tento základní modul M1 obsahuje základních 8 digitálních (dvoustavových) vstupů, 2 páry bezpečnostních výstupů OSSD tvořených spínacími PNP tranzistory zatížitelné proudem až 400 mA, k tomu ještě 2 programovatelné signální spínané tranzistorové výstupy typu PNP pro proud 100 mA, tzv. 4 testovací výstupy pro monitorování snímačů a 2 speciální vstupy pro start/restart.

Digitální dvoustavové vstupy jsou univerzální a využívají se jak pro připojení bezpečnostních certifikovaných prvků, tak i pro případné připojení ovládacích nebezpečnostních prvků, kterými lze případně realizovat nebezpečností funkce dalšího ovládání zařízení. Jak již bylo zmíněno výše, v případě jednoduchých strojů totiž bezpečnostní modul lze současně stejně dobře použít jak k realizaci bezpečnosti stroje, tak i k realizaci základních nebezpečnostních funkcí zařízení, pro které by jinak bylo nutné přidávat nějaké kompaktní PLC či inteligentní relé. S tím souvisí i rozložení spínaných výstupů, kdy dva bezpečností výstupy OSSD, každý tvořený dvojicí spínacích tranzistorů, poslouží pro potřeby bezpečnostního vypnutí hlídaných částí stroje (obvykle odpojení motorů pohonů pro zajištění jejich nouzového zastavení), zatímco další dva již jednoduché signální výstupy lze pak mimo signální funkci OSSD výstupů využít i jako univerzální nebezpečnostní spínané výstupy. Ty mohou nejen spouštět optickou či akustickou signalizaci, ale i například provádět normální řízení motorů pohonů či ovládání pneumatických prvků.

Tak zvané "testovací výstupy" pak slouží pro monitorovaní stavu snímačů (zkratu či rozpojení jejich signalizačních spínacích výstupů) tím, že na svých výstupech poskytují obdélníkový 24 V signál, kterým se napájí připojovací výstupy bezpečnostních prvků ke vstupům M1 modulu. Pokud pak modul nezaznamená na svých příslušných vstupech (dle definice v programu) tento testovací signál, modul vyhlásí chybu daného připojeného bezpečnostního prvku. Vstupy pro start/restart pak slouží pro start či reaktivaci daného bezpečnostního okruhu (ochrany) pro jeho zapnutí či předchozímu vybavení definovanému v programu modulu.

Programování modulu

Program základního modulu, který jednotce definuje, jak má reagovat na vstupní signály a kdy má přepnout výstupy, se vytváří v specializovaném PC programu pro OS Windows, který je výrobcem poskytován samozřejmě zdarma. V něm se prostřednictvím vkládání funkčních bloků reprezentujících jednotlivé bezpečností funkce či řídicí, logické či matematické operace, vytváří řídicí program. V případě vložení a propojování "žlutých" prvků pak má program funkci kontroly správné volby funkčních bloků komponent a jejich propojení, aby byly vždy ve výsledku správně splněny všechny požadavky na danou bezpečnostní třídu. Tu spolu s ní zobrazí / vypíše i kontrolní CRC kód. Také lze vytisknout výsledný "bezpečnostní protokol" popisující realizovanou bezpečnostní sestavu, bezpečnostní třídu, CRC kód a další parametry. Zkontrolovaný a bezchybně vytvořený program je pak možné nahrát do M1 jednotky prostřednictvím běžného USB kabelu.

Příklad použití systému REER Mosaic pro zajištění bezpečnosti stroje a příklad programu nahraného uvnitř základní jednotky Mosaic M1.

Rozšiřující moduly Mosaic

Základní rozšiřující moduly:

Modul MI8O2 = 8 digitálních vstupů, 2 páry bezpečnostních výstupů (OSSD) PNP 400 mA, 2 programovatelné signální výstupy PNP 100 mA, 4 testovací výstupy pro monitorování snímačů
Modul MI8 = 8 digitálních vstupů, 4 testovací výstupy pro monitorování snímačů
Modul MI16 = 16 digitálních vstupů, 4 testovací výstupy pro monitorování snímačů
Modul MI12T8 = 12 digitálních vstupů, 8 testovacích výstupů pro monitorování snímačů
Modul MO2 = 2 páry bezpečnostních výstupů (OSSD), 2 programovatelné digitální signální výstupy, 2 vstupy pro start/restart/EDM
Modul MO4 = 4 páry bezpečnostních výstupů (OSSD), 4 programovatelné digitální signální výstupy, 4 vstupy pro start/restart/EDM
Modul MR2 = 2 spínací kontakty + 1 rozpínací kontakt – připojitelné k 1 páru OSSD
Modul MR4 = 4 spínací kontakty + 2 rozpínací kontakty – připojitelné ke 2 nezávislým OSSD
Modul MBP = rozšiřující modul PROFIBUS DP
Modul MBEP = rozšiřující modul PROFINET
Modul MBC = rozšiřující modul CANopen
Modul MBEI = rozšiřující modul Ethernet IP
Modul MBEC = rozšiřující modul EtherCAT
Modul MCT1 = modul sloužící k propojení jednotlivých jednotek až na vzdálenost 50 m, celková délka sítě max. 250 m, propojení pomocí stíněného kabelu kompatibilního s RS485 (1 připojení)
Modul MCT2 = modul sloužící k propojení jednotlivých jednotek až na vzdálenost 50 m, celková délka sítě max. 250 m, propojení pomocí stíněného kabelu kompatibilního s RS485 (2 připojení)
Modul MOR4 = bezpečnostní releový modul interně propojitelný s M1, obsahuje: 4 bezpečnostní rozpínací kontakty 6 A 250 V AC zapojitelné buď jako 2 dvoukanálové výstupy, nebo jako 4 jednokanálové výstupy; 4 vstupy pro zpětnou vazbu
Modul MOR4S8 = bezpečnostní releový modul interně propojitelný s M1, obsahuje: 4 bezpečnostní rozpínací kontakty 6 A 250 V AC zapojitelné buď jako 2 dvoukanálové výstupy, nebo jako 4 jednokanálové výstupy; 4 vstupy pro zpětnou vazbu, 8 nebezpečnostních tranzistorových výstupů
Modul MSC = konektor pro komunikaci mezi moduly – nutný 1 kus při rozšíření modulu M1
Doplněk MCM = paměťová karta pro přenos konfigurace bez PC

Moduly MV pro bezpečnostní monitorování rychlosti:

bezpečnostní monitorování rychlosti (až PLe) pro: monitorování nulové rychlosti, max. rychlosti, rozsahu rychlostí a směru
až 4 logicky volitelné prahy rychlosti volně konfigurovatelné pomocí softwaru Mosaic Safety Designer (MSD) pro každý logický výstup (osu)
každý modul má 2 logické výstupy konfigurovatelné přes MSD a umožňuje monitorovat až 2 nezávislé osy
RJ-45 (1 pro MV1, 2 pro MV2) konektory pro enkodéry a svorkovnice pro bezdotykové snímače
max. vstupní frekvence (enkodéry): 500 KHz (HTL: 300 kHz)
max. vstupní frekvence (bezdotykové snímače): 5 kHz
rozšiřující moduly je nutné připojit k základnímu modulu M1

Závěr

Bezpečnostní systém Mosaic i ostatní bezpečnostní komponenty REER v ČR prodává ostravská společnost REM-Technik s.r.o. Dodací lhůty jsou obvykle pouze několik dní a nákupní ceny i při malém množstevním odběru jsou také velmi zajímavé (aktuální ceník k únoru 2014). Také REM-Technik provádí různá školení a poradenství v oblasti použití a naprogramování.