เครื่องติดต่อระดับความปลอดภัยจําเป็นในอุตสาหกรรมเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องจักรและระบบสามารถเปลี่ยนไปสู่สภาพที่ปลอดภัยได้อย่างน่าเชื่อถือและไม่คาดเดาโดยทั่วไปในกรณีที่เกิดความผิดพลาดในการใช้งานหรือความต้องการด้านความปลอดภัยขั้นตอนแรกในการออกแบบระบบความปลอดภัยในอุตสาหกรรม คือการกําหนดว่าการใช้งานต้องการระดับความสมบูรณ์แบบของความปลอดภัย (SIL) (ตามที่กําหนดใน IEC 62061จนถึง SIL 2) หรือระดับประสิทธิภาพระดับ C (PL) ตามที่ระบุใน ISO 13849การใช้งานบางรายการต้องการระดับความปลอดภัยที่สูงกว่า
พิจารณาหลักเกณฑ์ใน IEC 60947-4-1 และ ISO 13849-1 โดยหลักเกณฑ์แรกเน้นการออกแบบและทดสอบสวิทช์ความดันต่ําและอุปกรณ์ควบคุมขณะที่เล่มสุดท้ายนี้ให้หลักการทั่วไปสําหรับการออกแบบและบูรณาการส่วนที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบควบคุมรวมถึงฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์
บทความนี้นําเสนอวิธีการใช้เครื่องติดต่อระดับความปลอดภัย 3RT2 ของซีเมนส์ที่มีฟังก์ชันการทํางานที่ปลอดภัยจากความล้มเหลวเพื่อสร้างระบบความปลอดภัย เพื่อบรรลุการแก้ไขความปลอดภัยอุตสาหกรรมที่ดีที่สุดบทความยังทบทวนวิธีการบรรลุระดับ SIL และ PL ที่สูงขึ้น, รวมถึงปัญหาการบูรณาการระบบ เช่น การจัดการความร้อนของคอนแทคเตอร์โมดูลการทํางาน, และอุปกรณ์เสริมอื่น ๆ เพื่อบรรลุการใช้งานและการปรับปรุงความปลอดภัยต่อไป
เครื่องติดต่อ 3RT2 ให้เลือกระหว่างโหมดการทํางานแบบดั้งเดิมและแบบแข็ง โดยมีรายละเอียดตั้งแต่ S00 ถึง S2 และพลังงานสูงสุดถึง 37 kWสําหรับคอนทัคเตอร์ที่ใช้กลไกการทํางานในสภาพแข็ง, สัญญาณชีวิตที่เหลือเป็นตัวเลือก ควรระบุ
คอนทัคเตอร์เหล่านี้สอดคล้องกับความต้องการของ IEC 60947-4-1 ประเภท AC-3e และสามารถใช้ได้พร้อมกับมอเตอร์ IE3 หรือ IE4 ประสิทธิภาพสูง,รวมถึงติดต่อที่เปิดปกติ (NO) และปิดปกติ (NC) ซึ่งสามารถนําไปใช้ในการให้การตอบสนองเกี่ยวกับการเปิดหรือปิดวงจรหลักความตอบสนองสามารถใช้ในการกระตุ้นไฟชี้วัดตัวอย่างของ 3RT2 ติดต่อคือดังนี้:
รายละเอียด 3RT20152AP611AA0-S00 ความแรงปัจจุบันระดับ 7 A, 3 kW/400 V, 3 ต้น, 220 VAC 50 Hz/240 VAC 60 Hz, ติดต่อเสริม: 1 NO, พร้อมปลายสปริง
3RT20231AK60- S0 เฉพาะเจาะจง, กระแสกําลัง 9 A, 4 kW/400 V, 3 ต้น, 110 VAC 50 Hz/120 VAC 60 Hz, ติดต่อผู้ช่วย: 1 NO + 1 NC, ปลายเส้น (รูป 1)
3RT20281AN20- S0 รายละเอียด, กระแสกําลัง 38 A, 18.5 kW/400 V, 3 ต้น, 220 VAC, 50/60 Hz, ติดต่อช่วย: 1 NO + 1 NC, ปลายเส้น
3RT20371_S2 รายละเอียดความชี้แจง, กระแสไฟฟ้าขนาด 65 A, 30 kW/400 V, 3 ต้น, 24 VDC, พร้อมอุปทานแปรเปลี่ยนที่บูรณาการ, ติดต่อเสริม: 1 NO+1 NC, ปลายเส้น
รายละเอียด 3RT20371SF30-S2 พร้อมเข้า F-PCL-IN ความแรงปัจจุบันระดับ 65 A, 30 kW/400 V, 3 ต้น, 83 VAC ถึง 150 VAC/VDC, 50/60 Hz, พร้อมอุปกรณ์ต่อสู้แบบแปรเปลี่ยนที่บูรณาการ, ติดต่อผู้ช่วย: 1 NCสายปลายกระดาน
S0 รายละเอียดของตัวติดต่อกําลังนาม 4 kW ภาพ
รูปที่ 1: พลังงานระดับนามของตัวติดต่อระดับ S0 นี้คือ 4 kW, มีหน่วยออก NC และหน่วยออก NO หนึ่ง (แหล่งภาพ: ซีเมนส์)
เวลาตอบสนองสําคัญสําหรับความปลอดภัย
การเข้าใจผลกระทบของเวลาตอบสนองโดยรวมเป็นสิ่งสําคัญในการออกแบบการแก้ไขความปลอดภัยในอุตสาหกรรมเวลาตอบสนองนิยามเป็นเวลารวมที่ใช้ในการหยุดการเคลื่อนไหวอันตรายใด ๆ เมื่อความต้องการความปลอดภัยเกิดขึ้นปัจจัยที่ส่งผลต่อเวลาตอบสนอง ได้แก่
เวลาตอบสนองการใส่ของเซ็นเซอร์ในอุปกรณ์ติดตามความปลอดภัย
ระยะเวลาของวาระของแผนความปลอดภัย
ระยะเวลาการล่าช้าของโปรโตคอลการสื่อสาร
เวลาเดินทางเกินที่เกิดจากความอ่อนแอของมอเตอร์หรือตัวขับเคลื่อน
เวลาแตกของตัวติดต่อ
IEC 60947-4-1 กําหนดเวลาการตัดต่อสําหรับคอนทัคเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องเริ่มต้นมอเตอร์ มาตรฐานนี้กําหนดความต้องการในการตัดต่อของกระแสในสถานการณ์การทํางานที่หลากหลายอย่างปลอดภัย
มันยังกําหนดประเภทการใช้ในการจัดหมวดประเภทภาระและสภาพการทํางานของคอนแทคเตอร์ เช่น AC-3e สําหรับมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงมาตรฐานนี้รวมถึงขั้นตอนสําหรับการทดสอบเวลาแตกและคุณสมบัติการทํางานอื่น ๆ ของคอนทัคเตอร์.
ระยะเวลาของการหักของคอนแทคเตอร์เป็นปารามิเตอร์สําคัญในระบบความปลอดภัย การนิยามของมันคือระยะเวลาจากการถอดความกระตุ้นของโค้ลจนถึงการตัดต่อการติดต่อหลักรวมถึงเวลาการช้าในการตัดต่อ (OD) และเวลาการคลุมคลุม (AT).
ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้คอนแทคเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสวิทช์ตามที่แสดงในรูป 2 เวลาหยุด OD + AT อยู่ในช่วง 50 ถึง 75 msมันจําเป็นต้องพิจารณาค่าที่เลวร้ายที่สุดเสมอ, ซึ่งเป็น 75 ms ในตัวอย่างนี้ (รูป 2)